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碳化硅之增碳剂应用优劣是什么?

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碳化硅之增碳剂应用优劣是什么?

发布日期:2016-02-17 00:00 来源:http://www.landsic.com.cn 点击:

   近几年,随着国家对大气环境要求的增加,严格限制工业企业的污染排放成为共识,铸铁的熔炼由冲天炉改为感应电炉熔炼已经成为趋势。随着电炉熔炼大范围推广,有两种非金属材料——碳化硅和增碳剂,在铸铁熔炼中应用也在不断增加。电炉熔炼过热温度明显低于冲天炉,冶金条件相对冲天炉也较差,尤其是白口倾向和收缩倾向都高于冲天炉熔炼。为了改善电炉熔炼的冶金质量,减少生铁的遗传性,提高铸件力学性能,非金属材料碳化硅与增碳剂的应用成为必然趋势,尤其在电炉熔炼生产高品质的铸铁件时显得非常重要。

  碳化硅(SiC)是种人工矿石,1891年投入工业生产后,由于其具有的独特特点,其应用领域逐步拓宽。在铸造行业,主要利用碳化硅中C、Si元素的强还原性能,作为铸造冶金熔炼的精炼剂、脱氧剂。这方面在美国消耗量大,到20世纪末已占碳化硅产量的70%。在用感应电炉熔炼铸铁,炉村中使用废钢比例较大时,SiC作为增碳剂使用,以及增硅剂补加硅的不足。在国内随着电炉熔炼的推广,碳化硅的使用量也在逐年增加。不同企业根据生产情况选择不同的使用工艺。有的加入炉底,有的加入熔炼后的铁液中,还有的炉底和熔化后分开加入。不论哪种工艺,关键在于碳化硅熔点高,必须使其充分扩散与溶解,尤其是熔炼后期在铁液中加入的碳化硅,要有足够的时间和温度使其充分溶解,避免未溶的质点和块状石墨的存在。在不少国内美资企业里,对铸铁中碳化硅的使用都有非常详细和极其严格的工艺规程。

  目前,国内市场上的碳化硅产品有黑色的、白色的和绿色的,其纯度不同,价格也不一样,不同的企业根据自身的条件和情况可选择不同的碳化硅产品。

  铸铁的组织和性能很大程度上取决于原材料的微观组织和质量,由于生铁中石墨遗传性的影响,使电炉熔炼不得不采用大量废钢和增碳剂。而增碳剂的使用非常重要,尤其是对致密性要求高的缸体、缸盖铸件,一定要使用经过高温石墨化的增碳剂。若没有经过高温石墨化的增碳剂,其杂质含量多,灰分多,且需较长的时间才能扩散到铁液中。如果熔炼时间短,电炉内上下铁液成分不均匀,浇注后容易造成铸件缩松缺陷。此外,未经高温处理的增碳剂氮含量较高,遇到含氮的废钢,使铁液中的氮含量增加,达到一定含量时,会在铸件中形成裂隙状气孔缺陷。

  增碳剂的加入方法:前期与炉料同时加入,中期炉料已部分熔化,熔化后期铁液中加入都可以。不过后期加入量不要超过0.2%,以避免石墨粗大。

  选用增碳剂一定要选用质量好、含氮少的产品。如果铁中含Ti低,不可能中和掉大量的氮,此时会由于N2清除不净而产生大量气孔。好的增碳剂含石墨碳应在95%~98%,S含量在0.5%以下。N含量在500~4000ppm都是质量不好的增碳剂。

  总之,碳化硅和增碳剂这两种非金属材料在铸铁上使用,有其优势,也有不利的一面,需认真选择,合理使用,才能达到预期的效果。


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