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[灰铁] 关于铸造用增碳剂的分类

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发表于 2021-10-1 19:45:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
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按照材质分,增碳剂一般可以分为:冶金焦增碳剂,煅煤增碳剂,石油焦增碳剂,石墨化增碳剂,天然石墨增碳剂,复合材料增碳剂。
石油焦增碳剂采用石油焦煅烧提纯等加工而成,外观成圆粒或多棱形。其特点高碳、低硫,低灰是冶金化工、机械、电力等行业理想的加碳材料和反应中间体,得到广泛应用。主要产于辽宁,天津和山东,辽宁主要生产弹丸焦,用于铸造不太好,山东和天津的石油焦可以用于铸造灰铸铁。成分一般为C:96-99%;S0.3-0.7%。主要用于炼钢,灰铸铁,刹车片,包芯线等等。
冶金焦增碳剂,就是通常冲天炉用的大焦,其作用除了熔炼之外,还有就是为金属炉料增碳。
煅煤增碳剂,主要产自宁夏石嘴山,内蒙乌海。成分一般为C:90-93%,S0.3-0.5%。主要用于炼钢企业使用,部分铸造企业用于灰铸铁。其缺点是,碳含量低,融化慢,浪费电能,残余量大。
石墨化增碳剂,主要产地为山东,河南等,生产厂家较少,主要材质是石墨化石油焦和石墨化电极。一般成分为碳含量>98-99.5%;硫<0.05-0.03%。主要用于球墨铸铁。特点是吸收快,碳高硫低。
天然石墨增碳剂,主要是天然石墨,碳65-99%不等,主要用于炼钢厂,铸造厂不适用。
复合材料增碳剂,近期市面上有一些人工制造的棍状颗粒或者规则球状颗粒增碳剂,采用石墨粉,焦粉,石油焦等等下脚材料,添加粘结剂用机器压制成型,碳一般在93-97%之间,硫不稳定,一般在0.09-0.7%之间浮动。特点是价格便宜,缺点是使用时无法稳定加入量和控制硫含量。
增碳剂种类
水分Wa

灰分Ad

挥发分Vd

固定碳C

硫份S

冶金焦粉
≤1

15~18

≤1

<85

约1

煅后石油焦
≤1

0.4~1.2

≤1

97~99

0.4~1.5

煅烧无烟煤
≤1

4~8

≤1

91~95

0.4~0.6

煤系沥青焦
≤1

0.5~1.5

≤1

97~99

0.5~1.0


上表为常见增碳剂成分指标
石墨增碳剂与煤质增碳剂有着本质上的区别:
一是原材料不同,石墨增碳剂是采用天然石墨经过筛选加工制成,煤质增碳剂是采用无烟煤锻烧制成;
二是特性不同,石墨增碳剂具有低硫低氮低磷、耐高温、导电性好等,这些是优点是煤质增碳剂不具备的;
三是吸收率不同,石墨增碳剂的吸收率在90%以上,这也是为什么固定碳含量较低(75%)的石墨增碳剂也能满足使用要求的原因;
四是石墨增碳剂的价格相对较高,但综合使用成本却要低得多。
煅烧石油焦与石墨化石油焦
在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时,为使石油焦(生焦)适应要求,必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300℃左右,目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量,使石油焦的石墨化程度提高,从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能,并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等,其中应用最广泛的是石墨电极。 生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料,生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖,也可作铸造工艺用致密焦等。
石墨化石油焦是以煅烧石油焦为原料,将煅烧石油焦置于石墨化炉中,经过石墨化加工工艺制作而成。有时称人造石墨。石墨化石油焦多为黑色或暗灰色坚硬固体石油产品,带有金属光泽,呈多孔性,是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。石油焦组分是碳氢化合物,含碳99%以上,还含有氮、氯、硫及重金属化合物。
增碳剂的作用:
① 提高碳当量;
② 增加铁液石墨形核核心,降低白口倾向;
③ 增碳是防止或减轻收缩倾向最好的措施。由于铁液凝固过程中的具有石墨化膨胀的作用,因此良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向。
④ 在铁水表面撒一层0.2~1mm的增碳剂,可起到“隔离层”的作用,防止炉内铁水减碳。
需要注意的是:
增碳剂的增碳是通过碳在铁液中的溶解和扩散进行的。研究表明,当铁碳合金的含碳量在2.1%时,石墨增碳剂和非石墨增碳剂由于物理濡湿作用,两者是同等进行的;但当铁液的含碳量大于2.1%时,石墨增碳剂中的石墨可直接在铁液中溶解,这种现象可称之为直溶。而非石墨增碳剂的这种直溶现象几乎不存在,只是随着时间的推移,碳在铁液中逐渐的扩散溶解。因此,石墨增碳剂的增碳速度显著地高于非石墨增碳剂。
石墨电极的工艺流程


关于铸造用增碳剂的分类8264-祖榕




关于铸造用增碳剂的分类5566-祖榕

优质增碳剂一般指经过石墨化的增碳剂,在高温条件下,碳原子的排列呈石墨的微观形态,所以称之为石墨化。石墨化可以降低增碳剂中杂质的含量,提高增碳剂的碳含量,降低硫含量。

关于铸造用增碳剂的分类2953-祖榕

选用增碳剂需要注意的问题:
1、应尽量选用高温石墨化处理的增碳剂(处理温度越高,石墨化效果越好),如石墨电极或石墨化油焦。因为好的增碳剂,吸收率较高,溶解速度快,有利于减少能耗,而且可以有效增加铁液形核核心,提高冶金质量;
2、选用硫、氮等含杂质元素较低的增碳剂。硫量高的增碳剂氮含量也高 ,灰铁铁液含氮量高于平衡浓度时容易产生裂隙状氮气孔,球铁铁液则易在厚壁部分产生缩松缺陷 ,并且杂质含量高时增加铸件夹渣倾向;
3、根据不同的炉膛尺寸,选择合适的增碳剂粒度 ,可以有效提高铁液对增碳剂的吸收速度和吸收率。
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