碳化硅与增碳剂应用
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，90增碳剂，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，铜梁增碳剂，需认真选择，合理使用，才能达到预期的效果。
增碳剂对熔炼的影响及使用
同样的化学成分，采用不同的熔炼工艺、不同配料和配料比，铁液的冶金质量完全不同。获得好的渗碳效果，电炉采用的是增碳技术，冲天炉采用的是高温熔炼技术。增碳剂对熔炼的影响主要有三方面。
1.铁液增碳技术，北碚增碳剂，在熔炼过程中特别是电炉熔炼，可以增加石墨晶核。冲天炉熔炼中加入碳化硅还能增加铁液的长效石墨晶核，同时减少铁液氧化。
2.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。
3. 在高的碳量条件下，为获得高强度的灰铸铁铸件，熔炼过程采用全废钢加增碳剂的工艺，使铁液更加纯净，生产的铸件材料性能高。
熔炼要用不含油污的干净料，避免产生漏电或浮渣过多的现象。某厂前几炉因使用了油浸废铁屑，使线圈出现电火花，曾认为是炉衬料含铁太高而产生漏电。其实是因为熔炼的铁屑含有油污，容易出现碳沉积。碳积沉部位是在炉衬冷面，甚至沉积到隔热层中，由于炉衬尚未充分烧结，CO渗入炉衬后部，发生CO→C+O2↑反应，生成C沉积在炉衬冷面或隔热材料的气孔中。当产生碳沉积时，会造成炉体接地漏电，造成线圈冒火花。改用纯净料即可避免。另外一个厂因为采购的废钢来源混乱，甚至表层涂附有油漆、石灰、煤等物质，造成浮渣多，在后期除渣工作消耗了大量的人力与物力。
一般认为，铁水温度越高，增碳剂，作用时间越长，碳的吸收率越高。但实际正好相反，在感应电炉内是低温增碳，高温增硅，即在高温时，非但不增碳，反而是降碳，这是因为：①石墨碳主要损失于向炉外大气的气相扩散；②铁水中的氧化性与C-Si-O的平衡有关，铁水中的CO不断地被氧化为CO2，而CO2又会被C还原，反应产生的CO，CO2气体上浮溢出铁水表面，使铁水中的碳含量下降。反应速度与平衡温度有关，而平衡温度又随着碳硅含量的不同而变化。对于球铁原铁水，平衡温度大约为1450℃±20℃，灰铁原铁水约为1400℃±20℃。铁水在平衡温度以上碳的氧化变得剧烈。反应的结果使铁水中的碳不断地被氧化烧损，硅的烧损减少。这时在铁水表面加入的增碳剂使铁水中的增碳和降碳达到平衡。
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