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| 增碳劑在鑄造中的使用 | | 發布者：卡森增碳劑 點擊：3482 | | | 灰鐵廢鋼的加入量要根據各生產廠對廢鋼純凈度和對成本的酷斃而定。受生鐵成本價居高不下的影響�，F在許多企業基本不使用生鐵，鑄造中全部采用廢鋼加一部分的回爐料。而大部分的企業是將廢鋼的加入量控制在40%左右。
由廢鋼原料進灰鐵的鑄造生產，增碳是工藝中重中之重。所以，選擇與廢鋼類型相匹配增碳劑就顯得尤為重要�，F在市場中的增碳劑質量參次不齊。好的增碳劑能起到穩定增碳、促進吸收的效果。但是增碳的比例，則要根據廢鋼成份而定。
增碳劑在灰鐵鑄造中需要注意的事項
1.增碳劑的成分，應該以氮含量的成分多少來區分。以感應爐加入50---60%以上的廢鋼，熔煉合成鑄鐵而論，廢鋼加入量越大，鐵水氮含量也越大。由于合成鑄鐵鐵液中的鈦、鉛、銻等有害元素低，所以應該使用低氮的增碳劑。如果增碳劑氮含量較高，則容易使鑄件出現氮氣孔。一般而言，低端增碳劑含氮都比較高。
由于鐵水中鈦的含量很低，不可能用Ti消耗大量的氮，使鑄件容易因為氮含量太高而出現氮氣孔，裂隙狀氮氣孔或者有關缺陷。這種現象，已經在我以前工作過的單位發生，許多專家在其發表的文章中也談過，增碳劑質量不好帶給他們的重大損失，特別強調合成鑄鐵熔煉，關鍵在使用質量好的，氮含量低的煅燒石油焦。很多鑄造朋友以為，增碳劑硫量較高，不會影響普通灰鐵（孕育鑄鐵）的質量，但是增碳劑硫量高，伴隨著其中的氮也會很高，帶來質量問題。
2.國際上增碳劑標牌注名只有高氮，中氮，低氮三種之分，增碳劑的氮含量是非常重要的指標！目前國內對鑄造使用增碳劑尚沒有建立標準，普通煤，沒有煅燒的石油焦氮含量很高，一般超過500-4000PPM（0.05-0.40%）。經過高溫煅燒的石油焦，氮含量一般小于300PPM，但是供應商生產增碳劑時，煅燒溫度等等控制措施不同，氮含量也有不同，特別是氮含量的檢測，很多工廠不具備，造成工廠驗收比較盲目，只是看碳的石墨化成度，以增碳劑顆粒在白紙上書寫，手感舒適，筆畫清晰與否來判斷。的石油焦增碳劑氮含量小于100PPM。
3.當然各種增碳劑在國內還在逐步適應，特別是高氮增碳劑，牽涉鑄件成本，也在大量使用，石墨化不好的石油焦，精煤等等，這些低端產品針對什么鑄鐵熔煉使用？是否是高含鈦鑄鐵使用？還是鐵水在熔煉保溫中，氣體排出？還需要今后逐步獲得經驗。石墨化不好的增碳劑，加入鐵水，一是吸收率低，（只達40-60%），二是吸收速度慢，三是爐內產生渣子多。容易使鐵水氮含量超標，產生氮氣孔。有時沒有出現大量氣孔缺陷，其中原因，估計與鐵水中鈦，鎬等元素有關，這些元素與氮親和力較強，希望大家注意，逐步總結經驗。
4.增碳劑的加入方法，在做合成鑄鐵時，增碳劑加入量很大，在電爐熔煉加料前期或中期都可以加入，和廢鋼同時加入，同時配合加入碳化硅。其中牽涉到熔煉后期加入量，起到預處理，增加石墨核心作用，這時必須加入氮含量低的增碳劑，加入量不要太多，不要超過0.2%，避免石墨粗大。補充增碳劑，理想鐵水溫度在1500度左右，加在扒凈渣子的干凈液面，幾分鐘之后，溫度合適就可以出爐，不要理會液面沒有吸收的殘余增碳劑，因為它在出爐鐵水的沖擊攪拌過程中，也可以起到孕育作用。
5.氮含量高的增碳劑，在熔煉灰鐵鐵水時，極易產生氮氣孔缺陷，對球鐵鐵水，氮氣孔缺陷也有出現，幾率比灰鐵較低，估計是因為球化劑里面有稀土等除氣元素起了作用。
關于灰鑄鐵中的氮含量問題
1. 灰鐵熔煉從沖天爐轉向電爐之后，非合成鑄鐵配料，同樣原材料，碳當量一樣，電爐鐵水強度性能總是不如沖天爐高，細查原因，在冶金原理上有不同，卻沒有任何資料可以學習和介紹，但是從成分上看，可以查出微量元素含量不同，特別是鈦含量不同。
2.現在，國內專家在鑄造技術會議上多次談到，在灰鐵中，要把氮作為合金元素來對待，使大家逐步認識到影響氮的合金元素，鈦，甚至鋯，都要注意控制。在鑄鐵中，隨著氮含量增加，鑄鐵強度增加，直至含量超過150PPM以上出現氣孔為止，鑄鐵強度提高很多。
3.氮對灰鑄鐵抗拉強度的影響含量
4. 大量合成鑄鐵配料在電爐熔煉灰鐵中使用，以增碳劑配料加入，增加鐵水碳含量，而帶來鐵水氮含量大大增加，特別是不好的增碳劑，氮含量極高，同時廢鋼加入很多，鐵水氮含量綜合累積，（加上孕育，樹脂砂型芯）使鑄件出現氮氣孔問題，也在影響鑄件質量。很多文章介紹他們在解決氮氣孔缺陷時，加入鈦或者鋯的合金，成功克服了灰鐵鑄件的氮氣孔，但是從氮增加鑄件強度方面來看，加上目前大量鑄造企業準確分析鐵水氮含量困難，終控制鐵水氮在合理的含量不足，也存在問題。
增碳劑的成分
1.氮含量過高，引起鑄件產生氣孔。氮進一步增加，出現裂隙狀氮氣孔。當然實際鑄造，熔煉過程難免有其他氣體溶入鐵水，一旦有氫溶入，則產生氣孔缺陷的氮含量要降低。一般要求氮含量不要超過120PPM。氮含量越高，灰鐵強度越高，直至因氣孔出現，強度突然降低。雖然氫含量同時作用，產生氣孔缺陷，但其在鐵水中的允許含量比氮含量低一個數量級，灰鐵中主要引起氣孔缺陷的，還是氮。
2. 國外鑄件采購客戶，在十多年前就要求檢測灰鐵中的氮含量，現在這些客戶把灰鐵鐵水中氮含量檢測要求，更加頻繁。
3.氮含量對灰鐵力學性能有影響，但是很多實際情況難以解釋。a.氧氮儀分析結果是全氮含量，而對力學性能有影響的是溶解氮，化合氮影響小。b.大多數工廠化驗氮含量手段不具備，偶有鑄鋼工廠光譜儀有氮通道，可以分析氮，準確度有問題。c.硅，鈦，鋯等等與氮化合的微量元素,對灰鐵性能影響的機制，原理不清楚。生產實際中數據積累和試驗研究不足。d.個人經歷，鈦高于0.05%肯定明顯影響灰鐵力學性能。鋯也嚴重影響。
補充內容：
1. 灰鐵熔煉從沖天爐轉變為感應電爐，簡單認識是感應電爐熔煉時間比較長，石墨結晶核心在高溫下越來越少，容易形成白口，總的解釋是冶金質量不如沖天爐好。但是，具體，詳細的理論解釋很少，而在兩種熔煉設備的微量元素含量不同方面，有不少理論說法。
2. 感應電爐熔煉，對生鐵等原材料中的各種元素燒損比沖天爐少很多，即保留了原材料，特別是生鐵中的各種微量元素，其中危害元素是鈦，鉛，碲，等。而沖天爐熔煉，各種元素燒損較大，其中危害元素燒損也較多，為了減少生鐵中有害元素對鐵水的影響，鑄造界現在多以合成鑄鐵工藝和高純生鐵材料來熔煉鐵水。
3.感應電爐的功率密度配置比較大，保證熔煉時間縮短，即要快速熔煉。（滄州工廠10噸熔煉要3-4小時）。
4.嚴禁鐵水在平衡溫度以上的高溫保溫時間過長，減少高溫下石墨結晶核心的減少。（二氧化硅微晶問題）。
5. 生產中如果需要把鐵水分幾次出爐，鐵水在爐內保存時間過長，則以增加鐵水石墨核心的各種處理措施來對鐵水做“預處理”。一般來講，大件鑄造車間，一爐鐵水溫度成分合格之后，都是馬上出爐，或一包出完，或分2-3包出完，馬上澆注鑄件。而流水線鑄造車間，如果爐子配置較大，要分幾次出完鐵水。（20噸鐵水澆注。10噸爐子分4次出完，等待1小時多，南方工廠例子，可以看彩色金相照片）。
6.預處理的操作有各種方法：留部分生鐵，回爐料（除銹，除砂）或者0.05%-0.1%（高了影響石墨粗大）的高質量增碳劑，都在熔煉后期加入，目的是增加結晶核心。
7.鐵水溫度成分合格，準備出爐前，加入含鋯，含鋇的預處理劑，或者加入少量細顆粒的冶金碳化硅做預處理劑，再出爐，目的也是增加石墨核心。
8. 灰鐵汽缸體，缸蓋鑄造流水線車間，則是每次從大電爐出鐵水之后，馬上在爐內加入同牌號的回爐料，降低爐內溫度到平衡溫度以下，等下一包鐵水準備出爐孕育時，再升溫至規定溫度出爐。這些同牌號回爐料不僅降低了爐內保溫溫度，同時也有對鐵水的預處理作用。萬仁芳老師介紹，二汽鑄造工廠，都是這么操作。否則鑄件要出問題。
9. 介紹 工廠流水線澆注灰鐵250汽缸體情況。金相照片。
廢鋼的分類及物理參數
廢鋼是在廢金屬回收中黑色金屬廢料的統稱。它包括廢鋼、廢鐵、渣鋼、氧化廢料等幾大類別，有碳素廢鋼、合金廢鋼、鋼屑、鐵屑、氧化屑、輕薄料、鋼渣等十幾個品種。按不同的規格標準和質量要求合理規劃、分清品種，即便于充分利用，又有利于生產。廢鋼鐵按目前的習慣分法大體有四大類十幾個品種。
1、廢鋼類； 2、廢鐵類；3、氧化廢料；4、渣鋼。
一、廢鋼鐵的分類
1.碳素廢鋼
板材厚度2mm以上，線材直徑在4mm以上，單重在0.25公斤以上各種碳素廢鋼。其中包括廢次鋼材、邊角余料、鋼制品、鑄鋼件、廢舊機器零件、鋼制農具等，不得混有合金廢鋼。
2.合金廢鋼
規格要求與碳素廢鋼相同，包括各種合金鋼材邊角料、機械零部件、合金鋼鑄件等。合金鋼需按各種不同鋼號分開，不得混有碳素廢鋼。
3.輕薄料
厚度在2mm以下的薄板邊角料、硅鋼片、鐵桶、包裝鐵皮、汽車駕駛室，直徑在4mm以下的廢鋼絲、鐵絲、鋼絲繩等。噸收得率在60%以下，轉爐鋼生產拒絕回吃，一般類似輕薄料、打包、壓塊等，電爐鋼生產用，但轉爐鋼生產應視資源情況而定。
4.鋼屑
不得混雜鐵屑、無雜質、無氧化塊、無有色金屬，長短屑分開，碳素鋼屑與合金鋼屑分開。
5.廢灰口鐵
廢灰口鐵鑄件，機床床體、低壓閥門、鋼錠模、沙箱、暖氣片等，大小塊不分。
6.廢白口鐵
鐵鍋、犁鏵鋼磨等廢白口鐵鑄件，大小塊不分。
7.再生鐵（俗稱土鐵）
既高硫鐵、土高爐冶煉出來的條塊狀的生鐵，包括土鋼錠、鐵渣等，大小塊不分。
8.火燒鐵
經過長期火燒，表面氧化變質的鑄鐵件，如爐具、爐條、熔煉罐等。
9.可鍛造鐵（瑪鋼）
各種管接頭、扳手、汽車后橋以及機械上的可鍛造鑄件等。
10.生鐵屑
不得混入鋼屑、有色金屬及其它雜質，未氧化結塊。
11.氧化鐵皮
軋鋼廠在軋制鋼材過程中以及煉鋼廠在清理鋼錠摸時脫落的鐵鱗，含鐵量達到60%以上，無雜質、無結塊、無有色金屬。
12.鐵泥
煉鋼廠氧氣頂吹轉爐吹出的爐塵，研磨廠研磨下來的鐵泥，含鐵量在55%左右。
13.鋼渣
含鋼量要求在60%以上，大小不分。
14.一級壓塊
密度大于1.5t/m3。
15.二級壓塊
密度大于1t/m3。
16.一級生鐵屑壓塊
密度大于3t/m3。
17.二級生鐵屑壓塊
密度大于2t/m3。
18.一級熱壓塊
密度大于2t/m3、壓塊氧化過燒不超過5%。
19. 二級熱壓塊
密度大于1.5t/m3、壓塊氧化過燒不超過1%-15%。
20.輕料手捆
捆緊、裝卸車不松、不散、捆的大小能方便入爐填灘料。
二、回爐廢鋼的驗收標準
回爐碳素廢鋼包括普通碳素廢鋼、優質碳素結構鋼、碳素工具鋼和碳素彈簧鋼等。
1.統料廢鋼
厚度2mm以上，長度不限。
2.合格廢鋼
厚度2mm以上，長度700mm以下。
3.精料廢鋼
厚度4mm以上，長度300mm以下。
4.重型廢鋼
厚度10mm以上，長度1000mm以下，寬400mm以下。（外廓尺寸≦1000mm×500mm×400mm）。形體為塊狀，如鋼軌、火車輪軸、大型齒輪、鋼坯、切頭、切尾、鑄鋼件大型槽鋼、工字鋼等，都按實際判定為重型廢鋼，型體外廓尺寸超長判定為超長重型廢鋼。
5.輕薄料
2mm以下，直徑4mm以下的亂絲等。
6.雜鐵
指廢鍋鐵，灰口鐵、白口鐵、鑄鐵管件等。
7.壓塊、炒鋼等隨轉爐、電爐鋼生產的需要確定標準。
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