什么是石墨化增碳剂
石墨增碳剂是指碳素产品通过高温或者其他方式使其的分子结构改变,有规则的排列,这种分子排列方式,碳的分子间距更宽,更利于在铁液或者钢液中分解形核。现在市场上的石墨增碳剂一般来说来自两种途径,一种是石墨电极的废料切割,再一个就是石油焦3000度的石墨化产品。
石墨化石油焦对冶炼有影响
铁水渗碳技术可以在冶炼过程中增加石墨核,特别是在电炉中。在冲天炉熔炼中加入碳化硅,还可以增加铁水长石墨晶核,减少铁水氧化。
碳化是防止或减少收缩倾向的措施。由于铁水凝固过程中的石墨化和膨胀,良好的石墨化会降低铁水的收缩倾向。
在高碳含量条件下,为了获得高强度灰铸铁铸件,熔炼工艺采用废钢和增碳剂,使铁水更加纯净,生产出高材料性能的铸件。熔炼时应使用没有污染的清洁材料,以避免泄漏或过量浮渣。
一般来说,普通石油焦的质量要求不高,生产的轻油产品也是高残炭值、高金属技术含量的低品质油品。只有通过二次加工的方法才能开发出合格的油品。但是天然石墨会在自然界出现,铸造行业人们也经常使用石墨,因为人造石墨有很多优点,比如人造石墨的孔隙率、含碳量、石墨化程度等,更能满足要求。同时,石油焦主要用于生产石墨。
增碳剂具有的结构特点:
增碳剂中的碳作为元素存在,它在3727°C时熔化,在铁水温度下不能熔化。因此,它的碳主要通过溶解和扩散而溶解在铁水中。当铁水为2.1%时,石墨可以直接溶解在铁水中。但是,没有非石墨的直接溶解,随着时间的流逝,碳将扩散并溶解在铁水中。
只有经过高温处理,碳原子才能从无序排列变为片状排列,片状石墨才能成为更好的石墨核并促进石墨化。好的增碳剂的硫含量非常低,WS <0.03%是重要的指标,它的孔隙率也对效果和吸收率具有重要影响。因此,高温石墨化石油焦的增碳效果优于石墨片状电极。
含碳量高的增碳剂的原因有哪些呢?
在铸铁电炉的冶炼过程中,废钢和石墨化增碳剂现在更常用,但是在使用高质量的产品时,每个工厂都有不同的选择,即使用优良的产品,包括煅烧的石油焦和石墨碎,但许多工厂还使用精煤产品。
增碳剂的质量取决于石墨化程度,优良产品包含95-98%的石墨碳,0.02-0.05%的硫和100-200 ppm的氮。精煤产品的碳含量为80-90%,硫含量高于0.5%,氮含量为500-4000ppm。另外,通过添加粘土等将在碳化硅的生产或其他生产方法中生产的石墨细粉或煤粉压缩成颗粒状石墨颗粒,用其他生产方法生产的细石墨粉和煤粉的质量难以区分。这种产品的质量难以识别,并且难以尽快建立标准和测试方法。
煤质增碳剂特点:
高变质程度的无烟煤经过降低灰分和热处理后,可生产出高质量的煤质炼钢增碳剂。
煤质增碳剂使用粒度为1-8mm,其增碳效果可与石油焦增碳剂相媲美。
采用煤质增碳剂炼钢对钢的化学成分,夹杂物总量,结晶度,晶组织的力学性能没有影响,钢的质量合格率为。
使用煤质增碳剂代替石油焦增碳剂炼钢增碳,可以降低企业成本,提高企业经济效益。
在冶炼过程中,由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因,有时造成钢中碳含量没有达到顶期的要求,这时要向钢液中增碳。常用的增碳剂有增碳生铁、电 粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。转炉冶炼中、高碳钢种时,使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高,灰分、挥发分和硫、磷、氮等杂质含量要低,且干燥、干净、粒度适中。
添加增碳剂时要注意炉内的温度
在合成铸铁的生产中,增碳剂的用量很大。它可以在电炉冶炼的早期或中期添加,也可以与废钢和碳化硅同时添加。它涉及到冶炼后期的添加量,起着预处理和增加石墨核的作用。此时,需要添加氮含量低的产品。剂量不应过多,并且不应超过0.2%,以免使石墨变粗糙。
补充时,铁水的理想温度约为1500℃。可以在炉温合适时关闭炉子。残留的增碳剂是否被液体表面吸收,因为它也会影响铁水的混合过程。
增碳剂的组成应根据氮含量确定,当将超过50-60%的废钢添加到感应炉中以熔炼合成铸铁时,废钢的添加量越大,铁水的氮含量就越高。由于合成铸铁中有害元素(如钛,铅和锑)的含量低,因此应使用低氮产品。