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2017-11-28

　　受焦炭價格不斷上升、環保以及用戶對鑄件質量要求越來越高等因素的影響，電爐在很多地方已經取代了沖天爐。又由于生鐵價格的不斷上升，廢鋼在社會上沉淀存留量較多而價格較低，所以這幾年廣泛的用廢鋼加增碳劑的方法生產球鐵及灰鐵。如果工藝操作正確，不但可以提高鑄件的綜合物理性能質量，同時也降低了生產成本。　　用電爐冶煉廢鋼加增碳劑生產鑄鐵件，盡管電爐便于化學元素含量的調整，而且主要元素可以調整到材質要求的范圍之內，但是如果不采取有效的處理手段，生產出鑄件的質量，確與用沖天爐生產出的鑄件質量有較大差異。主要的不同之處是：用電爐熔化的鐵液，無論是廢鋼加增碳劑或者是用鐵屑作爐料，生產出的鑄件白口傾向大，硬度高而精加工困難。本文此談談自己的實踐體會和認識。　　一、沖天爐和電爐熔煉出鐵液質量的不同之處　　1．沖天爐熔煉的鐵液　　沖天爐是用焦炭作燃料，將固體的鐵塊和其它爐料，經過預熱、熔化、過熱、還原，鐵液經爐底流入前爐缸，所經歷的時間很短，大約10min左右，鐵液往往要在前爐缸中停留一段時間，在這段停留時間里，對金屬液的增核是有利的。雖然沖天爐的出爐溫度一般在1450℃左右，但是鐵液經過過熱區的瞬間，爐溫約1700℃，盡管鐵液通過過熱區的時間很短，卻是以細小液滴通過的，能得到高溫過熱，有助于石墨溶于鐵液，消除新生鐵中粗大石墨片的遺傳性。鑄鐵中的主要元素碳，在熔煉過程中有一個燒損和吸收的減增過程，由于鐵液滴在灼熱的焦炭上，鐵液吸收了焦炭中的碳原子，所以在整個熔化過程中，碳的吸收大于燒損，含碳量是增。同樣鐵液也會從焦炭中吸收部分硫。　　在壓球化劑作球化處理之前，都要先燙包。由于沖天爐的熔化速度快，包球鐵澆注完畢后，再處理下一包時，包內溫度還很高，鐵水倒入澆包內降溫少，所以再進行球化處理時，出爐溫度與電爐相比較可以稍低些，對球化處理質量（球化劑的熔化及吸收、澆注溫度），影響不大或沒有影響。用電爐熔化鐵液，每爐熔化間隔時間約50～60min，有時間隔的時間可能會更長些，澆包散熱時間長，包內溫度低，經球化處理后，包內鐵水溫度約下降80℃，冬天溫度下降的可能會更多，所以用電爐熔化鐵液處理球鐵時，出爐溫度要比沖天爐的溫度高些。　　2.用電爐熔煉鐵液對材質性能的影響　　我們知道用電爐熔煉爐料，是由感應圈經導電產生磁場，在爐料中產生電渦流，由電渦流發熱藉以熔化爐料。　　(1)對“自發晶核”的影響　　廢鋼的熔點比鑄鐵高，增碳劑的熔點更高，當廢鋼在熔化過程中以及熔化之后，增碳劑被加熱緩慢的溶解和擴散，增碳劑中的碳才能被鋼液侵蝕吸收。鋼液逐漸的變成鐵液，即常稱之為“合成鑄鐵”。由于廢鋼熔化溫度高，鋼液變成鐵液之后的過熱溫度往往高。在高溫下，鐵液中的碳易于被氧化成CO，因此有人認為鐵液中的碳也是一種“氣體形成元素”。CO在鐵液中的溶解度很少，形成后即釋放于鄰近液面的大氣中。在生產實踐中我們會發現，當高溫鋼液倒入抬包后，抬包中有放射狀火花飛出（俗稱賊花），即可能是高溫氧化的釋碳現象。　　電爐在熔煉鐵液過程中，具有電磁攪拌摩擦的特性。鐵液過熱溫度高、過熱時間長、且又有感應電流的攪拌摩擦，鐵液中微細的晶態石墨即自發晶核和外來結晶核心，都會逐漸溶于鐵液而消失；或浮經液面與集渣劑粘裹在一起被挑出爐外。這樣，使鐵液中可在共晶結晶時作為石墨外來晶核的物質大幅度減少。　　硫在鑄鐵中，尤其是在球墨鑄鐵中是有害元素。但有資料介紹：當含硫量小于0.06﹪時，硫的一些有益作用無法得到發揮。在鑄鐵中存在有細小而分散的硫化物夾雜，能在石墨的生核和成長中起積極而有益的作用。用感應電爐熔煉廢鋼加增碳劑的合成鑄鐵，其含硫量一般不會超過0.03％的。如果原鐵水的含硫量過低，球化劑中的鎂無從與硫化合，過多的殘余鎂量不但阻礙石墨化，而且還會使鑄件產生縮孔、氣孔等鑄造缺陷。如果減少球化劑的加入量，綜合考慮又恐會影響到球化率。　　合成鑄鐵在感應電爐中，因含硫量過低、過熱溫度高、電流的攪拌摩擦等因素影響，鐵液中石墨化的核心大幅度減少。這種缺乏石墨化結晶核心的鐵液，過冷度很大，對孕育處理的回應能力極差，很難通過常規孕育處理措施，使鑄鐵具有符合要求的微觀組織。因而即使化學成分含量完全符合要求，往往澆注出的鑄件硬度高，不便于機械加工。有資料介紹：硫從0.02％增加到0.06％，抗拉強度增加50MPa以上，即可提高一個牌號以上，硬度值即可增加HB20。進一步增加硫到0.1％，強度值和硬度值變化不大，有此可見在灰鑄鐵中，硫控制在0.06～0.1％為宜（我廠生產的汽車制動鼓，材質是HT250，硫控制在0.07～0.09％）．　　順便也談談用電爐熔煉“鑄鐵屑”，即便熔煉的鐵屑干凈無銹蝕，不需要高溫，過熱溫度并不是很高，但是由于電磁攪拌的摩擦作用以及碳、硅的燒損，如果澆注前不進行元素調配和采取有效的孕育措施，生產出的鑄件同樣是硬度高。　　（2）用應電爐熔煉對提高材感質質量的影響　　①感應電爐熔煉，鐵水溫度可升以提到1570℃以上，并可以在高溫狀態下長時間的保溫，在該溫度下，可以使原材料帶入的夾雜物，以及在熔煉過程形成的夾渣及夾雜物上浮到鐵液表面。對于廢鋼＋增碳劑、尤其是粒子鋼＋廢鋼＋增碳劑＋回爐料，這些爐料無論是廢鋼、粒子鋼或者是粒子鐵，大都是白口組織，白口組織具有較強的遺傳性，要消除遺傳性需要適當的提高熔化溫度，增加保溫時間，才能夠比較好的凈化鐵液，減少鑄件缺陷。　　②合金元素燒損量低，鐵水中錳、硅的燒損低于沖天爐熔煉。便于各元素的調控，能夠穩定化學成分含量。　　③生產球墨鑄鐵時，含硫量過高將會直接影響到球鐵的質量。如球化級別低下、材質強韌性差、鑄件有夾渣等鑄造缺陷。用電爐熔煉鑄鐵時不存在有增硫反應。　　④用廢鋼＋增碳劑生產合成鑄鐵，由于廢鋼的夾雜物含量低，成分穩定，加增碳劑經高溫熔煉之后，消除了爐料的遺傳性，鐵液的純凈度得到提高，同時增碳劑具有孕育作用，促使石墨化的效果更加穩定突出，鑄件的基體組織晶粒會更加均勻、細化，所以生產出鑄件材質的韌性和強度均得到提高。　　二、揚長補短、優化操作程序　　用廢鋼生產球墨鑄鐵的優點前面已談，不再贅述。　　用電爐熔煉廢鋼（鐵屑）＋增碳劑生產球墨鑄鐵，欲想穩定產品質量，需要補的“短”，主要是解決金屬液在凝固結晶時，自發晶核少、鐵液過冷度大、石墨化能力差、鑄件硬度高而不便于機械加工的問題。具體的“補短”操作方法是：　　①在冶煉后期要注意“自發晶核”的培養。加入適量的廢鋼使鐵液激冷，同時適量的加入硅鐵以及細顆粒的增碳劑，上面覆蓋保溫劑，降低功率或停電保溫一段時間，以促使析出微細的晶態石墨。　　②在出爐或澆注過程中，進行充分的多次孕育處理，以補充“外來晶核”，可以添加小顆粒的增碳劑、碎硅鐵粉粒以及復合孕育劑，雖然加入量很少，但是促進生核的效果很好。　　③如果含硫量過低（特別是生產HT時）可適量加入些硫鐵，但必須控制在要求的范圍內。總之優化操作程序指的是：爐料入爐的先后順序、熔煉中的溫度和出爐溫度的控制、化學成分的選控、以及強化孕育和復合孕育。　　我們的產品是汽車輪轂，造型采用的是鐵模覆砂工藝，材質是QT450－10，其硬度是HB160－210，屬于鐵素體基體球鐵。但是用戶為了便于機械加工提高生產速度，除要求材質的抗拉強度及延長率合格之外，還要求鑄件的硬度≤200HBW。　　化學成分的選擇﹙％﹚:　　CE4.6－4.8，C3.6－3.9，Si1.2－1.3（原）、2.65－2.9（終），Mn0.2－0.4，P≦0.05，S≤O.035(原)、≤0.022（終），RE(殘)0.02－0.04，Mg（殘）0.03－0.06。　　在實際生產中，碳當量控制在中上線，硅力爭控制在上線，旨在提高鐵液的石墨化能力。　　爐料的加入順序、操作方法及溫度控制　　先在爐底加入新生鐵，再加入廢鋼、增碳劑（根據爐料情況憑經驗而加，以防增碳劑堆積形成高溫層），邊熔化邊加廢鋼和增碳劑，盡可能在粒子鋼沒有加入之前，把增碳劑需要加入量的60－70％加完，加回爐料。在這段時間里，為了提高增碳劑的吸收率，消除鐵液中的遺傳性，宜采用大功率高溫熔化。　　但上述加料方法也存在著兩個問題:　　①當鐵水含碳量達到一定量時，再提高鐵水含碳量困難了。　　②在熔煉后期加入粒子鋼，爐內金屬液噴濺嚴重，不能保證安全生產。因此也可以采用另一種加料順序，先熔化粒子鋼，邊熔化邊往外舀渣，當熔化完畢需加入量（一般40―50％）并達到一定溫度時，關閉電源，消除爐內液面“駝峰”，使液面平穩，熔渣會往液面中部聚集，這樣便于舀凈熔渣。熔渣清除干凈之后，可以適當多加些增碳劑。啟動電源高功率熔化，邊加廢鋼邊加增碳劑直到爐滿，加入部分硅鐵取樣分析。　　球鐵金屬液是一種鐵水被飽和的Fe－C－Si－O之合金溶液，其內部存在化學反應與反應平衡問題：　　2C＋SiO2→Si＋2CO　　鐵水溫度高于平衡溫度時，反應向右，碳被氧化放出CO降碳，是還原反應。低于平衡溫度時反應向左，Si被氧化，形成SiO2黑渣，是氧化反應。平衡溫度在1390－1420℃之間。故推薦球化處理溫度在1450±20℃之間。根據上述資料分析增碳劑合適的加熱溫度，如果加熱溫度高于平衡溫度時，鐵液中的碳被氧化損耗增加，增碳劑的吸收率降低。當加熱溫度低于平衡溫度時，由于溫度較低，增碳劑的溶解擴散速度下降，因而增碳劑的吸收率也較低。另外，在實際生產操作中，很難把爐溫控制在平衡溫度線。提高爐溫可以加快增碳劑的溶解和擴散，有利于鐵液對碳的及時吸收而縮短碳的氧化時間，盡可能的使吸收遠大于損耗，同時也有利于提高熔化速度。所以在熔化前期我們采用大功率高溫熔化。　　由于粒子鋼的含渣量太多，在熔化粒子鋼過程中，需要用特制的勺往外舀渣，所以增碳劑不宜與粒子鋼混裝熔化。當爐料熔化完畢并徹底清凈熔渣之后，留下10％的增碳劑作為波動可調空間，其余的全部加入，并加蓋保溫劑。　　在爐內溫度升高增碳劑溶解被鐵液吸收后，清凈保溫劑及熔渣，加入部分硅鐵，在硅鐵上面覆蓋保溫劑，硅鐵的加入量，應在代入硅1.2％左右，這是因為廢鋼和粒子鋼的含硅量都很低，加入部分硅鐵，一是為了起到脫氧作用；二是為了縮小后期調整范圍，使成分含量更加準確；三是為了鐵液成分含量不超過熱分析儀的測量范圍，避免測量失敗。還需要說明的是，無論在任何階段需要同時添加增碳劑和硅鐵時，都要先加增碳劑，待增碳劑熔解擴散被吸收之后，再加增碳劑。這是因為硅具有排碳特性，即硅量的增加，降低了碳在鐵水中的溶解度。其目的還是為了提高增碳劑的吸收率。　　綜上所述，影響增碳劑吸收的因素有：①增碳劑的質量；②鐵水的含碳量；③鐵水含硅量：④爐料和鐵水質量（是否嚴重氧化）；⑤爐工操作；⑥加入時間及加入方法；⑦爐溫控制。　　當爐溫達到1320℃左右時，清凈液面熔渣，取樣倒入上海產的“賀利氏”牌熱分析儀樣杯中。在取樣分析的前后時間里，先清理干凈液面熔渣，適量加入一些回爐料；當熱分析儀結果出來后，調整原鐵水的碳、硅含量。　　采取有效措施強化孕育：使用孕育劑的種類有75硅鐵、增碳劑、硅鈣鋇復合孕育劑。用增碳劑進行爐內、包內雙重孕育；用硅鐵進行沖入孕育及浮硅孕育；由大包倒入抬包時加入硅鈣鋇復合孕育劑進行隨流孕育。只要經熱分析儀測報含碳量不超上限，出爐前在爐內液面（也稱作預處理或預孕育）、在球化包底、以及球化反應結束扒渣后，在球鐵液面，酌情適量加放一些細顆粒（0.5―1.0mm）的增碳劑。盡管這樣作增碳劑的吸收率較低，但是確能生產大量的“外來晶核”，促進石墨化，有利于石墨的生成。　　球化溫度的控制。球化溫度是根據鑄件的大小、鑄件壁的厚薄以及材質的不同而靈活掌握的。而且各單位又有各自的習慣作法。如山東臨沭興華機械廠用十噸包處理球鐵，當包底有一定的鐵水后，為降低下部鐵液溫度，延緩球化劑的起爆時間，減少反映沸騰，順包邊加放“熱鐵塊”，也便于降溫澆注大型鑄件，效果很好。濮陽一家鑄造廠，用廢鋼生產球鐵，出爐溫度1550℃，當包內鐵液達到3／4時，停止倒鐵水，讓球化包內進行球化反映，在包內作球化反映時，爐內剩余1／4的鐵水繼續升溫，包內反映結束并清理浮渣，加孕育劑后再出爐內剩余1／4的鐵液，這時爐內鐵液溫度已是1570℃，用這種方法作球化處理，生產出的鑄件內在質量好，無氣孔等鑄造缺陷。我們在出爐之前的熔化過程中，要經歷一個先高溫后低溫的過程，先高溫便于消除鐵液中的“遺傳性”和促進增碳劑的吸收，后適當低溫便于晶核的復生和球化處理。我們在生產實踐中，原來的球化處理溫度控制在1560－1570℃（用光學測溫儀），生產出鑄件的硬度偏高，其硬度常在200HBW左右徘徊，時而硬度還有超標現象而影響產品質量。2010年下半年，逐漸降低球化處理溫度，現在出爐溫度控制在1520℃±10℃左右。　　三、產品質量　　產品為QT450－10輪轂，造型采用鐵模覆砂工藝，球鐵的球化級別1－3級，石墨大小6－7級，石墨球密而分布均勻，硬度HB170－190，硬度很少有超過HB200的。鑄件實體切割取樣作物理實驗，抗拉強度≥500MPa（常在500MPa左右），延長率13％－16％（可達22％）。

2017-11-15

　　自去年11月份以來，中央環保督察組屢次進駐河南、山西、江蘇、京津冀等省市并對當地大氣土壤水質等進行檢測督查，水泥、鋼鐵、鑄造、陶瓷等相關行業頻現停工停產現象，耐火材料行業也不可避免的受到環保沖擊，首當其沖的就是耐火原料生產企業，生礦的大肆開采及原料燒制過程中排放的廢氣廢水等問題都是環保督查組高度關注的重點。河南山西等耐火原料主流生產地采取一系列強硬措施，窯爐關停、停產整頓、禁止私挖亂采等，隨著這些措施的實施，耐火原料的供需平衡被打破，去年年底耐火原料市場漲勢迅猛。今年不少耐材原料市場價格繼去年漲勢洶洶而后漸趨于平穩。陽泉鋁礬土和寧夏碳化硅近期價格有所調整，河南鋁礬土、棕剛玉、亞白剛玉、山東鱗片石墨等市場皆以穩為主，但是歷史卻在遼寧地區繼續上演，今年國家環保督查組重點監測東北地區，遼寧鎂砂企業也成為重點監測對象。環保陰影籠罩下的鎂砂貨源緊缺，價格一路飆升，勢不可擋。接下來小編將簡要分析下環保大形勢下，各耐材原料近期市場動態：　　鋁礬土：4月陽泉地區鋁礬土主流報價88天然氣塊料在1550-1800元/噸，85天然氣塊料1300-1550元/噸，80天然氣塊料1000-1100元/噸（以上均為出廠不含稅價），較上月價格上調約50-100元/噸。市場下游需求一般，出貨尚可。受環保影響陽泉鋁礬土企業開工率依舊較低，鋁礬土原料鋁土礦價漲量缺的情況一直持續，鋁礬土生產成本一路攀升，據了解，不僅是生礦，環保設備成本無形之中也給鋁礬土廠商加了一道重力，因為生產廠商經改造后增加了不少環保設備，生產過程機器耗電量大大提升，生產廠商反映，現鋁礬土價格上漲也僅是彌補生產成本上的空缺，利潤空間并沒有多大提高。現在市場上供求矛盾依舊緊張，但相比去年，今年鋁礬土生產環境要寬松許多供需矛盾也稍有緩和，鋁礬土生產商心態較去年大有好轉，預計后期鋁礬土市場價格穩中有漲，但漲幅有限。　　河南鋁礬土4月份價格表現平穩，其中回轉窯塊料88規格的報價1500-2000元/噸，85規格的報價1600-1850元/噸；豎窯塊料85規格報價900-1200元/噸，80規格的報價800-900元/噸，75規格的報價500-700元/噸（以上均為出廠不含稅價）。據了解，河南礬土生產企業自去年環保關停一批企業后，現河南鋁礬土企業開工率仍偏低，原料緊缺使得河南地區鋁礬土市場更是緊張，所以部分生產企業趁著今年環保力度稍有寬松都加緊生產中，而且更傾向于和老客戶交易，故價格基本維穩運作。　　鱗片石墨：山東地區鱗片石墨價格近期暫穩，市場需求較好。其中-190規格報價3000元/噸左右；-194規格報價3600元/噸，-195規格報價3800元/噸，-196規格報價4100元/噸，-198規格報價5100元/噸，較上月價格不變，較2月價格普遍上漲約100-200元/噸，以上均為出廠含稅價。山東鱗片石墨3月份價格已有上調，上調幅度約100-200元/噸，影響其價格上漲的因素主要在于供需方面不平衡，市場上貨少而需求轉好導致石墨價格暫時調整。據石墨廠商反映，全國鱗片石墨生產場地主要在東北、山東等地區，3月份因天氣還未轉暖，東北地區尚未開礦，很多規格在市場上都沒有貨，此外那時正值開會期間，大多東北企業顧及此沒有開工，正因為東北地區市場上鱗片石墨貨少，而下游鋼廠需求逐漸回暖，山東地區的出貨情況相應好很多，因此3月份鱗片石墨價格有小幅上漲。自3月調價后近期，鱗片石墨價格一直平穩，預計短期內仍以穩為主　　碳化硅：4月初寧夏地區碳化硅市場報價出現上調。當前，90黑碳化硅塊料主流報價在3700-3900元/噸；97黑碳化硅塊料主流報價在5200-5500元/噸；98黑碳化硅塊料主流報價在5400-5600元/噸（以上均為出廠含稅價）。市場整體價格較上月底上調100-200元/噸。據廠家反映，碳化硅漲價主要原因是原料無煙煤的價格不斷上調，且漲幅較大。據小編從廠家了解，冶煉碳化硅用無煙煤的價格去年5月大概是560元/噸，而現在價格大概在1310元/噸左右。另外一方面原因是環保比較嚴格，以石油焦為原料生產碳化硅因為硫排放高均不讓生產。目前，碳化硅企業的開工率相對比較低，部分企業出貨主要是在消耗之前的庫存，還有一小部分企業轉產石墨化增碳劑等其他產品。隨著一季度結束、二季度開始，下游市場需求有所增加，碳化硅整體庫存略顯緊張。小編預計短期內寧夏地區碳化硅將延續緊張局勢。　　棕剛玉、亞白剛玉：近期河南棕剛玉市場價格以穩為主，規格為Al2O3≥94.5%塊料市場價格多在3500-3700元/噸，Al2O3≥95%段砂市場報價在4000-4200元/噸，（以上均為出廠含稅價），較之前價格持平。亞白剛玉市場則偏弱勢運行，亞白剛玉段砂現報價4800-4900元/噸，細粉報價4900-5000元/噸，較之前價格下降約100元/噸，（以上均為出廠含稅價）。棕剛玉市場維穩，其原材料鋁礬土市場近期未有太大變動，市場供需也較為平衡，因此棕剛玉近期價格表現平穩。而亞白剛玉近期價格有所下調，主要原因在于其原料氧化鋁價格一路走跌，自2月初河南氧化鋁價格已累計下降近700元/噸，亞白剛玉受其影響價格下調，另一原因據生產廠商稱，亞白剛玉近幾年一直夾在棕剛玉和白剛玉、燒結剛玉中間，性能方面沒有可取之處，價格沒優勢，綜合性價比低，在“剛玉界”并不怎么受追捧，因此亞白剛玉市場是越來越窄，生產亞白剛玉的廠商也越來越少，后期恐將被其他更先進的剛玉產品所替代。　　普通電熔鎂砂：四月遼寧地區電熔鎂砂價格仍然保持上漲的態勢，當前市場主流報價如下：96電熔鎂砂價格為2050-2350元/噸，97電熔鎂砂價格為2450-2750元/噸，98電熔鎂砂價格為2800-3100元/噸；價格上漲比較厲害，廠家報價混亂。另外廠家反映雖然現在鎂砂報價有所上漲，但市場上仍是有價無貨的情況。作為鎂砂的主要產地，海城市二月全面展開了鎂砂行業環境整治專項行動。受此次環境整治影響，鎂砂生產廠家停產嚴重，市場上鎂砂供應量嚴重不足，遼寧地區鎂砂價格也一路上揚。據鎂砂廠家表示：環保組進駐遼寧，鎂礦開采時間遙遙無期，此時報價意義不大，因為即使報價也沒有貨可以交易。在鎂砂一噸難求的現況下，采購商也紛紛尋求對策，其中包括以其他產品來替代鎂砂，鎂橄欖石、再生鎂砂成了鎂質耐火材料企業的搶手貨。不過在鎂砂資源告急的情況下，采購商搶貨以及環保因素很有可能致使月鎂橄欖石和再生鎂砂身價也出現上漲。　　綜上而言，大部分耐材原料近期價格較穩，盤整為主，相較而言，遼寧鎂砂受環保沖擊巨大，市場動蕩不安，一些鎂制品企業也因原料告急采不到貨而焦慮，甚有采購商駐守遼寧希望找到貨源，但是后期的礦石開采受限，鎂砂企業必將受到沖擊。為應對這一局勢，采購商需積極做好準備，因為后期鎂砂會持續缺貨，價格仍將上漲。

2017-11-15

　　2017年上半年棕剛玉、白剛玉、黑碳化硅產銷量增幅明顯，綠碳化硅產銷量大幅下滑。　　從磨料磨具協會提供的統計數據顯示：棕剛玉1-6月份產銷量79.5萬噸，同比上升4.6%；白剛玉1-6月份產銷量18.6萬噸，同比上升28.27%；黑碳化硅1-6月份產銷量29萬噸，同比上升38.1%；綠碳化硅1-6月份產銷量5.4萬噸，同比下降61.43%。　　上半年企業遇到壓力大的莫過于環保督查，國家下了很大決心治理環境問題，環保部加大了對各地督查力度，大家稱之為督查風暴。棕剛玉、白剛玉生產重點區域河南、山東、貴州、山西督查力度都很大，粉塵排放達不到標準的企業一律關停，碳化硅重點生產區域甘肅、寧夏、青海、新疆不但對粉塵排放嚴格，對廢氣排放要求也非常嚴格，兩項都是造成大氣污染的污染源，檢查到來不少不達標企業停產。　　目前，甘肅黑碳化硅生產企業，由于環保不過關，關停的不少，劉家峽地區的全部停產，政府已給企業發放了補償金。天祝地區生產綠碳化硅的企業已經全部停產，只有4家黑碳化硅生產企業開工，青海、新疆的綠碳化硅生產企業絕大部分停產。棕剛玉開工率30%左右，白剛玉20%左右。　　作為國家發展重要政策，加強環保督察在淘汰落后產能，促使產業升級，提高產品質量等方面有百利而無一害，我們行業有識之士趁此機會加大了對企業環保設施的改造升級，魯信磨料公司完成了白剛玉冶煉爐的改造升級，白鴿古縣森潤磨料公司、貴州三山研磨有限公司、陜西晉剛耐火材料公司、重慶賽特剛玉有限公司等企業對棕剛玉冶煉環保設備按標準配備，除塵效果良好。寧夏是碳化硅冶煉企業集中地區，當地企業非常重視環保達標生產，對粉塵排放的治理上，寧夏和興冶金耐火材料有限公司冶煉爐前、兌料場、加工車間都非常整潔，尤其加工車間，采用吸塵器清理車間散落顆粒，非常干凈；寧夏天凈隆鼎碳化硅有限公司自動化配料、自動化上料、生產環境井然有序。對一氧化碳等廢氣正千方百計進行收集利用試驗，寧夏平羅濱河碳化硅制品有限公司在每個冶煉爐下都建有一氧化碳收集管道，用于電廠發電，供暖等再利用，為企業創造新的效益，這些企業的生產沒有受到環保檢查大的影響，產銷穩定上升。　　但是還有不少企業在環保督查中打游擊戰，檢查組來了就停，走了又開，有些是白天查晚上開，對企業存在的問題沒有及時認真改進，不但開工率受到影響，而且產品在匆忙中生產，冶煉時間、工藝控制均受到制約，嚴重影響了產品質量，產量也受到影響。　　上半年各產品成本都有所上升，但到了7月份以后，大家對成本上升叫苦不迭，尤其棕剛玉企業受到影響大，突出因素要數電極價格的瘋狂上漲，7月份起電極價格幾天一個價，由年初的一萬多一噸，不斷攀升到3-4萬元一噸，高達到6萬一噸，還有報10萬一噸的，不少企業撐不住，不得不停產，電極漲價的主要原因是環保督察對不達標的小的電極廠采取關閉取締措施，電極產量下降，再就是上半年全面取締地條鋼，不少鋼企改為電熔冶煉，對電極的需求量增大，電極處在供不應求的狀態，導致價格上漲，目前雖然增長趨緩，但也沒有下降的跡象。　　再就是礬土短缺，價格上漲。目前河南、貴州、山西礬土出廠（開票）價達到1300-1400元/T，還沒貨。大家知道，國家資源配置時，把礬土礦都配給各大鋁業公司，現在各鋁業公司都不外賣礬土，再就是大多礬土企業還用的是豎窯，用煤燒，這是在取締范圍的，環保要求改為用天然氣燒制，由于投資大，很多企業沒改，無法生產導致棕剛玉冶煉企業礬土原料緊張。加上鐵屑、煤炭都有不同程度的上漲，概算一下棕剛玉每噸成本上升500元以上。　　電極上漲、鋁氧粉上漲，白剛玉成本也在漲。無煙煤7月份以后又有上漲，對黑碳化硅的成本有推升。　　在這里還是說一下產品價格變化的情況。上半年出口價格，棕剛玉塊3350-3450元/噸，四段砂3750-3850元/噸，0-25塊3500-3600元/噸，F36-60（粗號）4450-4550元/噸，；白剛玉塊3900-3950元/噸，四段砂4500-4600元/噸上漲了100元/噸，F36-60（粗號）5000-5100元/噸；碳化硅出口FOB價，黑碳化硅塊98#5600-5750元/噸，88%0-10#的4100-4200元/噸，98%F16-100的6300-6400元/噸，98%（四段砂）5900-6000元/噸；綠碳化硅98.5#塊出廠價6200-6400元/噸，粗砂（24-60）8400-8500元/噸，JIS1200的11100-11600元/噸，JIS1500的16300-16800元/噸。　　8-9月份，棕剛玉出廠含稅價塊4100-4200元/噸，四段砂4400-4500元/噸，0-25塊3800-3900元/噸，粗粒度5300-5600元/噸，礬土價格1400-1500元/噸；白剛玉塊4950元/噸，四段砂5300元/噸，粗粒度5600元/噸，80#以細6500元/噸，鋁氧粉3300-3500元/噸；黑碳化硅塊98%6500元/噸，二級品4800元/噸，88%0-10mm的4500元/噸，98%F16-100的7000元/噸，98%（四段砂）6800元/噸；綠碳化硅98.5%塊出廠完稅價6000-6200元/噸，粗砂F（24-60）8400-8500元/噸，JIS1200的10900-11300元/噸，JIS1500的16400-16800元/噸。　　如何化解成本上升帶來的企業利潤的下降，提點建議，一是產品價格做適當調整，這也是符合市場規律的，生產成本在不斷上升，產品的價格因素在變化，及時調整價格是市場變化的需要也是企業生存發展的需要。但價格的調整要深入的研究市場，與下游企業溝通，合理調整價格。第二點，也是重要的一點是研發新產品，提升產品質量增加附加值。我們磨料磨具已經過了大而全的擴張時代，應走精品路線，這是企業持續發展的根本。

2017-10-31

　　高韌性球鐵的生產質量控制的關鍵是獲得鑄件的組織中高的鐵素體含量、較高的球化率、直徑細小而多的石墨數，這是高韌性球鐵力學性能合格的根本。要獲得高韌性球鐵必須有優質的鑄造生鐵來保證，盡年來，生鐵供不應求，價格日趨上漲，使鑄造廠面臨嚴峻的經營形勢。針對這一問題，本文論述電爐熔煉同樣的球化劑、孕育劑，不改變球化及孕育處理工藝，采用晶體石墨增碳劑+工業碳素廢鐵+大量回爐料生產高附加值高性能球鐵合成鑄鐵工藝，更有益于成功獲得合格的高韌性球鐵，而且生產及管理成本低，顯著提高鑄造廠效益的幾個實例。　　由于鋼鐵工業的迅猛發展，生鐵資源日益緊缺，優質球生鐵供不應求，價格日趨上漲。可供資源將持續緊張，高位運行，勞動力成本持續上行的趨勢形成，可以斷定一個鑄造高成本的時代來臨。高耗能、高污染排放，生產低附加值鑄件的企業將首先被淘汰出局。應用電爐合成鑄鐵技術提高鑄件質量，降低鑄造成本，提高鑄造廠效益成為鑄造企業發展的根本。　　電爐熔煉合成鑄鐵的關鍵是增碳劑、調Mn造渣輔料、工業碳素廢鐵的選擇及加入，以及冶煉質量控制，使用增碳劑增加含碳量調整化學成分，改善鑄鐵的組織和性能；利用價格相對低廉的工業碳素廢鐵。降低成本；為了獲得更好增碳效果，生產中選用晶體石墨增碳劑。晶體石墨增碳劑主要用于高韌性球鐵鑄件（風電球鐵鑄件）、奧貝球鐵鑄件及大型復雜的灰鑄鐵及球鐵柴油機缸體、缸蓋的生產；應用晶體石墨增碳劑+廢鋼+大量回爐料是低成本生產高附加值高性能球鐵鑄件的新技術。本文著重介紹熔煉合成鑄鐵用的晶體石墨增碳劑及熔煉合成鑄鐵顯著提高鑄造廠效益的幾個實例。　　1碳及晶體石墨增碳劑材料特性　　碳在常壓下的熔點為3550℃，沸點為4194℃，3500℃開始升華，是熔點很高的元素。且在高溫下不發生晶態變化，幾乎不軟化、不變形。碳的同素異構體有無定形碳、石墨和金剛石。不同結構的碳密度不相同，無定形碳密度約為1.98g/cm3，石墨密度約為2.3g/cm3，金剛石密度約為3.51g/cm3，性能差別大。含碳晶體有一重要的特點是在無氧條件下加熱，晶體結構會向更完整、更緊密的狀態轉變。無定形碳，如焦炭、木炭、炭黑等，在高溫作用下可轉變為石墨。石墨在高溫、高壓作用下可轉變為金剛石。　　1.1碳質材料　　碳質材料是由碳元素組成的一類非金屬材料。由于晶體結構和層片配列的變化，可以衍生出品種繁多的同素異構體。所有的同素異構體，在晶體結構上都是以金剛石或石墨為基礎的。　　1.1.1金剛石　　金剛石晶體屬等軸晶系，原子晶格為面心正立方，原子間距為0.154nm，是碳的同素異構體中原子排列很緊密的一種。金剛石是莫氏硬度值為10，絕對硬度約為10000kgf/mm。　　1.1.2石墨　　石墨為六方層片狀結晶，石墨質軟（莫氏硬度2～3）、呈黑色、有光澤、并有潤滑感。石墨可分為天然石墨和人造石墨兩類，都是鑄造行業中廣泛應用的材料。　　（1）天然石墨天然石墨中有鱗片狀石墨和微晶石墨兩種。中國是天然石墨產量很大的國家，產地主要有湖南、內蒙、黑龍江、福建、廣東、吉林等省（區）。俄羅斯、朝鮮、韓國、澳大利亞、墨西哥、馬達加斯加、印度、斯里蘭卡、加拿大和美國也有高儲量的天然石墨礦。其中斯里蘭卡出產的塊狀石墨是目前所知的純度很高的天然石墨，其中的碳含量接近100％。通常開采得到的天然石墨中混有大量脈石和其他雜質，如要求品位較高，就需要用浮選法提取。先將礦料粉碎、加水研磨制成礦漿，再用石灰或堿將礦漿調成弱堿性，并加入水玻璃抑制脈石，然后用篩分設備將石墨從大量脈石中分離出來。在浮選槽內加入煤油之類的捕集劑，再經離心分離和干燥，可以得到含碳量為70～95％的石墨。含碳量在95％以上的石墨，需用化學方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物雜質分解、揮發。　　（2）人造石墨在高溫和惰性氣氛中，無定形碳可以轉變為石墨。先將富碳的碳質材料壓制成形，加熱到2500～3000℃、在非氧化性氣氛中進行石墨化。晶體石墨增碳劑大部分都是采用這種制備的。　　1.1.3無定形碳　　無定形碳也是六方層片狀結晶，與石墨不同之處在于六角形的配列不完整，層間距離略大。常見的無定形碳材料有焦炭、木炭、炭黑、活性炭等。　　1.2增碳劑的類別及成分　　增碳劑的主要成分是碳。但碳在增碳劑中的存在形式可能是非晶態或結晶態。增碳劑相同，與非晶體增碳劑相比，晶體增碳劑的增碳速度明顯的快，未作球化處理原鐵液的白口深度小，球墨鑄鐵基體中鐵素體含量高，石墨球數多，石墨形態更圓整。依據碳在增碳劑中的存在形態，分為石墨增碳劑和非石墨增碳劑。石墨增碳劑有廢石墨電極、石墨電極邊角料及碎屑、自然石墨壓粒、石墨化焦等，此外，碳化硅（SiC)具有和石墨相似的六方結構也被列為石墨增碳劑的一種特殊形態。廢石墨增碳劑如瀝青焦、煅燒石墨焦、乙炔焦炭壓粒，煅燒無煙煤增碳劑等。常用增碳劑的主要成分表1，晶體石墨增碳劑的化學成分：碳含量≥96%，水份≤1.5%，灰分＜1%，Fe2O3＜0.5%，Al2O3＜0.45%，不含硫、磷。　　2增碳劑的增碳行為　　增碳劑的增碳是通過碳在鐵液中的溶解和擴散進行的。當鐵碳合金的含碳量在2.1%時，石墨增碳劑中的石墨可直接在鐵液中溶解直溶。而非石墨增碳劑的直溶現象幾乎不存在，只是隨著時間的推移，碳在鐵液中逐漸的擴散溶解。石墨增碳劑的增碳速度顯著的高于非石墨增碳劑。對所有石墨鑄鐵，石墨增碳劑中的石墨，可作為先共晶晶核和共晶石墨晶核。由不同的配料比使用碳質增碳劑和不采用增碳工藝，在鐵液化學成分中含量相同條件下，經過增碳處理的鑄鐵中氮含量增加，但可以形成氮化硼等，可以作為石墨結晶核心的基底，為石墨創造良好的形核成長條件。因此，增碳劑在增加鐵液含碳量的同時，能改善鐵液凝固后的組織和性能。　　增碳速度是單位時間內碳增加的百分數。吸收率是增碳劑中碳被鐵液吸收的比率。鐵液增碳速度以及對增碳劑中碳的吸收率受下列因素影響。　　①增碳劑種類；　　②增碳劑顆粒；　　③增碳處理溫度；　　④鐵液組成；　　⑤鐵液的攪拌程度。　　石墨電極的增碳效率較快，在電爐熔煉時，一般吸收率85%左右。鐵液攪拌越強，增碳效率越高，在1450℃可達到90%。　　3晶體石墨增碳劑對鑄件微觀組織及質量的影響　　由于鑄件的力學性能取決于鑄件的組織，而鑄件的組織取決于鑄件的化學成分及凝固過程，鑄鐵凝固過程有2種重要的形核條件，一是奧氏體形核，另一種是石墨形核，石墨和鑄造硅鐵在Ca、Ba、Sr、Al、Ce、Zr、Mn等元素的促進下有利于先共晶及共晶石墨晶核的形成，研究表明含有上述活性元素的氧硫復雜化合物具有活性的結晶核心，在鑄鐵凝固過程促進石墨形核，鐵液中適當尺寸、沒有溶解的石墨質點，促進先共晶和共晶石墨析出核心，為了增加球鐵的石墨球數量，必須加強增加形成球狀石墨核心的技術措施，其中鐵液的石墨質點有助于提高球狀石墨核心數量，結晶核心總是異質的核心，晶體結構的碳可以顯著提高鐵液的形核狀態，其中有六方結構的石墨增碳劑，碳化硅（SC）由于具有和石墨相似的六方結構，也被看作是石墨增碳劑的一種特殊形態。石墨結構的增碳劑增加鐵液中晶核點的數量，提高鐵液的形核能力。生產實踐表明使用質地致密的石墨增碳劑后球鐵的鐵素體含量平均提高10%-15%，對延伸率有特別要求的鐵素體球墨鑄鐵是非常有價值的。用石墨結構的增碳劑生產球墨鑄鐵得到的石墨球數量是使用非石墨增碳劑球鐵得到的石墨球數量的400%。　　高韌性球鐵的生產關鍵是獲得鑄件的組織中高的鐵素體含量，較高的球化率，直徑細小而多的石墨數。同樣的鑄造生產應用晶體石墨增碳劑會促進這些有益的結果形成，就是說應用晶體石墨增碳劑+工業碳素廢鐵+大量回爐料電爐熔煉是低成本生產高附加值高性能球鐵鑄件的新技術。　　4晶體石墨增碳劑的使用方法及晶體石墨粒度要求　　增碳劑使用過程中，增碳劑有增碳吸收和氧化損耗。不同形態和顆粒大小的增碳劑對吸收和損耗有不同的影響，例如石墨壓塊（粒）、石墨電極碎屑，具有較大的表面面積浸潤在鐵液中，增碳吸收率高；增碳劑顆粒小，在增碳速度較快的同時，氧化損耗速度也較快等。因此，生產中應根據熔爐類型，爐膛直徑和容量大小，以及增碳劑的加入方法等，正確選擇增碳劑類型及顆粒大小。使用增碳劑增碳的主要方法，是將增碳劑作為爐料直接投入爐內的投入法，在工藝要求爐外增碳時，常采用包內噴粉或出鐵增碳法。　　4.1爐內投入法　　適用于感應爐熔煉時使用，依據工藝要求具體方法有為：　　①中頻電爐熔煉，可按配比或碳當量要求隨爐料加入電爐中下部位，回收率可達95%以上；　　②鐵液熔清后碳量不足調整碳分時，先打凈爐中熔渣，再加增碳劑，通過鐵液升溫，電磁攪拌和人工攪拌使碳溶解吸收，回收率可在90%左右；有的工廠采用所謂低溫增碳工藝，即爐料只熔化一部分，熔化的鐵液溫度較低情況下，全部增碳劑一次性加入鐵液中，同時用固體爐料將其壓入鐵液中不讓其露出鐵液表面。　　4.1.1配料及加料順序與晶體石墨增碳劑的使用方法　　鋼鐵料配料大多都采用20%-30%的回爐料+工業碳素廢鐵，回爐料配量以車間回爐料的多少定，不超過30%為宜。加料順序是爐底先加入回爐料，隨后加入工業碳素廢鐵，大功率送電。　　在爐料熔化60%時加入配料晶體增碳劑總量的一半，加入晶體增碳劑后繼續提高爐溫加料熔化，剩余部分的60%在爐料全部熔化打完渣后加入，不斷攪拌直到增碳劑完全溶解后取樣分析。取樣后爐內鐵液用覆蓋劑保護，爐子保溫。　　后來剩余晶體增碳劑（粒度0.5~1.0mm）覆蓋在包中球化劑上，起促進石墨形核及孕育作用。　　4.1.2晶體石墨粒度要求　　對于1t以下電爐熔煉晶體石墨粒度要求0.5~2.5mm，1t-3t電爐熔煉晶體石墨粒度要求2.5~5mm，3t-10t電爐熔煉晶體石墨粒度要求5.0~20mm，覆蓋在澆包中球化劑上的晶體石墨粒度要求0.5~1.0mm。　　4.2爐外增碳　　選用焦炭粉做增碳劑，包內噴粉，吹入量為40kg/t，預期能使鐵液含碳量從2%增到4%，增碳過程隨著鐵液碳含量逐漸升高，碳量利用率下降，增碳前鐵液溫度1600℃，增碳后平均為1299℃。噴焦炭粉增碳，一般采用氮氣作載體，在工業生產條件下，用壓縮空氣更方便，而且壓縮空氣中配入過量碳粉吹入高溫鐵液中，與壓縮空氣中的氧燃燒產生CO，化學反應熱可補償部分溫降，而且CO的還原氣氛利于改善增碳效果。　　出鐵時增碳，可將粒度0.5～1.0㎜的增碳劑放到包內，或從出鐵槽隨流沖入，出完鐵液后充分攪拌，盡可能使碳溶解吸收，碳的回收率在55%左右。　　5晶體石墨增碳劑的新用途　　在生產高韌性風電球鐵鑄件、奧貝球鐵鑄件及大型復雜球鐵柴油機缸體、缸蓋過程中，經常遇到球化分級比2級低又比3級高，石墨球不圓整，石墨球直徑達不到6級以上，EPC生產灰鑄鐵重卡變速機箱體出現了D型石墨等，采取了常規的工藝措施都難以解決問題，在生產原來配料、熔化、球化、孕育工藝不進行大的改變情況下，出鐵時按1.5-2.0Kg/t鐵液包中沖入0.5~1.0mm的晶體增碳劑（覆蓋在球化劑上），這些問題就得到解決。換句話可以理解運用特定晶體增碳劑會對提高高韌性球鐵風電鑄件、奧貝球鐵鑄件、及大型復雜球鐵柴油機缸體、缸蓋的球化率、改善石墨球圓整度，減小石墨球直徑起到有益的作用，EPC生產重卡變速機灰鑄鐵箱體對消除D型石墨有明顯的效果。　　6使用晶體石墨增碳劑注意的事項　　配料增碳，增碳劑隨爐料加入電爐下部（5~15mm顆粒），碳收得率一般為95%；鐵液、鋼液補碳，先打凈鋼液表面的渣子加入（0.5~2.5mm），碳收得率一般為92%。　　加增碳劑熔煉灰鑄鐵、球鐵中不要頻繁加入覆蓋劑，不要頻繁打渣，以免增碳劑沒有溶解完與覆蓋劑混合，與渣子從爐中打出。　　剛開始使用注意需要通過2-3爐試驗，以確定增碳劑的碳收得率。　　石墨增碳劑當做提高球化率、改善石墨球圓整度，減小石墨球直徑、消除D型石墨、細化晶粒的作用時，粒度一定要細，本身要干燥，不注意的話容易引起球鐵的夾雜及氣孔缺陷。　　7合成鑄鐵的熔煉中C、Si、Mn的控制　　由于合成鑄鐵配料，爐料中帶入的S、P極低，合成鑄鐵熔煉質量控制的關鍵是C、Si、Mn的控制，傳統熔煉C主要依靠配料來保證，但合成鑄鐵的熔煉由于C受增碳劑的類型、粒度、加入方法、以及增C過程溫度的影響，C吸收率變化大，因此，C必須依靠配料、嚴格的熔煉工藝及爐前快速檢測來調整，爐前快速檢測主要以快速熱分析儀和直讀光譜儀。對于酸性爐，合成鑄鐵的熔煉Si較為穩定，依靠配料控制，但合成鑄鐵液在1580℃以上于酸性爐內停滯時間太長，回出現C快速下降，Si快速大幅增高。合成鑄鐵的Mn通過調Mn造渣輔料的加入量來控制。　　8合成鑄鐵的生產應用實例　　8.1采用電爐合成鑄鐵工藝生產高韌性球鐵　　風電球鐵鑄件國內大多采用樹脂砂造型制芯，中頻電爐或電弧爐熔煉工藝鑄造。在中頻爐熔煉下利用工業碳素廢鐵熔煉合成鑄鐵的工藝。經陜西、廣東、浙江、山東、遼寧等鑄造廠生產球鐵5萬t以上應用證明，應用合成鑄鐵生產技術在不增加鑄造企業設備投入，不增加人力投資情況下，降低高韌性球鐵直接生產成本約1000元/t左右（采用合成工藝熔煉1t鐵液節約成本：5.948–4.896=1.052元）。對于1個年生產球鐵2萬t鑄造廠1年降低生產成本約2000萬元，同時廢品率降低可降成本約400萬元左右。應用這一技術年生產球鐵2萬t鑄造廠綜合降低生產成本2400萬元左右。　　對于中頻爐及電弧爐熔煉而言，采用工業碳素廢鐵熔煉技術，生產高韌球鐵可以使球鐵的韌性和強度等性能得到提升，鑄件的基體晶粒組織會均勻化、細化，鐵液的純凈度更高，石墨化的效果也更穩定突出。工業碳素廢鐵中的雜質元素較少，成份穩定，經過高溫熔煉，消除了鑄造用生鐵的不良遺傳效應，熔煉出的鐵液具有較高的品質。由于風電鑄件要求進行低溫沖擊韌度檢測，所以必須保證鐵液足夠的純凈，因此，原材料選擇要求嚴格，一般對生鐵的純度要求高，要使用反球化元素、Mg消耗量盡量低的生鐵和雜質含量少，成分可知的廢鋼。但對于采用工業碳素廢鐵作為主要原材料的熔煉技術，用同類回爐料，相對而言原材料選擇余地就較寬。　　將采用該工藝澆鑄的QT400-18輪轂鑄件的解剖取樣，做鑄態金相和理化分析，結果表明一般金相組。

2017-10-31

目前國內主流的終脫氧工藝有沉淀脫氧、擴散脫氧、真空脫氧及固體電解質脫氧等。終脫氧劑也種類繁多，由剛開始的單元素脫氧過渡到復合元素脫氧及新型的還原氣體脫氧。即：1、單一金屬終脫氧劑單一金屬脫氧劑包括鋁、錳、硅等，開始應用于沉淀脫氧工藝。1） 鋁多數鋼企都采用鋁作為終脫氧劑。鋁不但是強脫氧劑，而且鋼中含有一定的酸溶鋁含量還可以細化鋼的晶粒度和防止鋼液二次氧化。2）錳錳也是很常見的脫氧元素，其與鋁、硅等脫氧劑聯合使用，有利于增強硅鋁的脫氧能力，同時有利于硅鋁等雜質的排出。冶煉沸騰鋼時，只用錳脫氧。3）硅硅是一種強脫氧元素，也是鎮靜鋼必不可少的脫氧元素。2、復合金屬終脫氧劑復合脫氧劑主要用于煉鋼深脫氧及對夾雜物去除和變性處理。主要包括：1）Si-Al-Mn系研究發現，Si-Al-Mn系復合終脫氧劑比純鋁脫氧劑脫氧效果更好，脫氧產物更易去除。2）Si-Ca-C系Si-Ca-C系復合終脫氧劑比純鋁脫氧劑脫氧效果更好，成本更低。3）Al-Ca-C系Al-Ca-C系復合終脫氧劑能有效降低鋼中全氧含量，提高鋼水質量，鋼水澆注良好，鑄坯內部組織致密，鋼材力學性能優良。4）Si-Ca-Ba系Si-Ca-Ba系復合終脫氧劑，脫氧率能達到73.5%，還有25%的脫硫率。3、還原氣體終脫氧劑采用還原性氣體進行終脫氧，可以有效避免脫氧劑及脫氧產物在鋼液中的殘留，減少鋼鐵鎮定時間，避免鋼鐵二次污染。主要是氫氣，吹氫可以終點碳含量控制在0.016%以下，同時，吹氫脫氧還有利于改善鋼液中的氮含量。4、其他終脫氧劑近年來，電石脫氧也成為眾多冶金工作者的研究重點，電石脫氧劑部分替代鋁脫氧，在確保產品質量的同時還大大降低了煉鋼成本。幾種終脫氧劑中，復合金屬終脫氧劑的用途更廣，脫氧效果更好。

2017-10-31

　　在工業生產領域，主要的球化劑類型有鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、鈣系合金(日本用的較多)，鎳鎂系合金、純鎂合金、稀土合金（分別是以鈰、鑭為主的輕稀土和以釔為主的重稀土）等。這些合金中目前世界上用的很為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金，除此之外還衍生出單一輕稀土球化劑（以鈰、鑭為主）、單一重稀土球化劑（以釔為主）、含鋇球化劑、含銻球化劑、含鉍球化劑、含銅球化劑等。       　　球化劑是生產球墨鑄鐵必不可少的重要材料，其品質好壞直接影響所生產的球墨鑄鐵的質量，如鑄件球化率、石墨球大小，以及鑄件產生縮松、氣孔、夾渣的傾向等。在球墨鑄鐵的生產中,只有充分了解球化劑中各種元素的作用，然后根據實際生產條件、鑄件的技術要求，合理選擇并正確使用球化劑，才能保證生產出高品質的球墨鑄鐵。       　　一、球化劑中的元素以及特性       　　目前普遍采用的稀土鎂硅鐵球化劑，其中含有元素鎂、稀土、鈣,還有一定的鐵、硅，以及少量的錳、鋁、鈦等。球化劑的成分與球化處理方式、鐵液條件等有關。本文以使用很普遍的稀土硅鐵鎂球化劑為例進行分析。       　　１．球化元素的含量    　　球化元素就是能把鐵液中的片狀石墨轉化為球狀石墨的元素。化學周期表中幾乎所有元素的轉化能力都被進行了研究。后來認為鎂是主要的球化元素，此外某些情況下鈰、鑭、鈣、釔也能用作輔助的球化元素。           　　球墨鑄鐵件中球化元素的殘留量與鑄件的大小、壁的厚薄以及原鐵液的硫含量有關，要保證石墨成球以及球化的穩定性，有效殘留鎂量應＞0.030%。為了保證鎂有必要的回收率, 鎂合金球化劑的鎂含量常低于10%。在選擇球化劑的含鎂量時，一般高溫球化鐵液時（1500～1550℃）選用Mg稍低點的球化劑（鎂5%～6%），低溫球化鐵液時（1400～1450℃）選用Mg稍高點的球化劑（鎂6%～8%），這樣可以控制球化反應的平穩性，獲得合適的殘留鎂量。在實際生產時，在溫度差別不是很大時，車間為了操作方便，往往不會這么嚴格地區分，一般采用合理覆蓋球化劑，控制加入量的方式，來控制球化爆發的平穩性，以獲得合適的殘留鎂量。           稀土元素球化能力次于鎂,國內球化劑中的稀土含量一般分為高量(7%～9%) 、中量(4%～6%)和低量(1%～3%)三檔。相比之下國外球墨鑄鐵大量使用電爐熔煉，采用脫硫工藝，所以主要采用低Mg(2.5%～6.0%)低RE(＜2.0%)的球化劑。因而球化反應平穩，球墨圓整度較高。           　　稀土有輕稀土和重稀土之分，國內生產普通球墨鑄鐵主要以鈰（Ce）、鑭（La）為主的輕稀土球化劑，但是隨著對重稀土的不斷研究，其在厚大斷面球鐵中已經開始使用，而且使用效果良好，可以有效地克服厚斷面大型球墨鑄鐵件易出現球化衰退、斷面敏感性強、斷面中心部位力學性能低等問題。           　　鈣一般在球化劑中是限量元素，適量（電爐用一般采用2%～3%Ca）可以控制球化劑在鐵液中的吸收與反應速度。但是要注意過量的鈣,不僅球化劑熔化慢,而且還會導致石墨向蠕蟲狀發展，尤其是大斷面球墨鑄鐵，因此在大斷面球鐵生產中一定要注意球化劑中鈣的控制，球化劑中的鈣低還有一個直觀反映是球化后澆包里面渣子少。           　　鋇在球化劑中是為了發揮稀土、鎂、鈣元素的協調作用，降低稀土和鎂的含量，使球化效果更好。鋇作為石墨化元素與鎂一起可降低鎂在高溫下的蒸汽壓，提高鎂的吸收率，增加單位體積球墨鑄鐵的石墨球數，強化孕育的效果，抑制碳化物的形成。       　　2.鐵、硅的含量    　　硅和鐵是球化劑中的基本成分,是熔煉合金時配入的,改變它們的含量能調整球化劑的密度和熔點。稀土鎂硅鐵球化劑中的硅一般在40%～50%，熔點為1220℃，Si低、Fe高則熔點升高,密度增大。Si過于低(Fe必高)，球化劑難以熔解,而且這種球化劑在熔煉時,終點溫度高,Mg的燒失較大,所含MgO量可能較多。當需多用球墨鑄鐵回爐料時,宜使用壓制的低Si 或“無Si”球化劑。       　　二、球化劑的品質要求       　　球化劑的品質是決定球墨鑄鐵能否穩定生產的一個重要因素。優質球化劑必須具備：化學成分穩定，波動小；合金純度高，MgO含量低；合金組織致密；粒度分布均勻合理等。       　　１．化學成分           　　球化劑的化學成分要做到穩定波動小，否則會嚴重影響球墨鑄鐵生產的質量穩定性。成分中尤其要注意Mg、RE的波動值。國標規定各個牌號中Mg、RE的含量允許偏差為±1%。評價球化劑的首要內容是該球化劑中Mg、RE實際含量偏離名義含量的幅度大小。一般好的球化劑,偏差應控制在±0.2%～±0.3 %。在這里需要說的是球化劑廠家供應的球化劑中的RE類型以及比例是否穩定可靠，對于球墨鑄鐵生產廠家來說很重要。比如某廠曾作過對比試驗，球化劑僅RE不同，分別為單一Ce和Ce＋La，結果含Ce＋La的石墨球數明顯增多，縮松傾向減小。       　　2.MgO含量           　　球化劑中的球化元素必須是活性的。如果它們被氧化或硫化，將失去球化能力。因此在生產球化劑時，要避免球化元素被氧化或被硫化。氧化、硫化程度越強，球化劑的球化效果越差。因而在生產球化劑時，對球化劑中MgO的含量要給予特殊的注意。           1993年新國標中規定MgO＜1%，但是根據許多優質球化劑廠家生產的球化劑MgO檢驗結果，以及球墨鑄鐵生產廠家的實際使用來看，MgO控制＜0.50%可以獲得需要的有效鎂量，有利于球化質量的穩定性。清華大學的盛達認為，球化劑中的氧化鎂含量隨鎂的變化而變化的，用單一1.0%的氧化鎂含量控制所有球化劑是不適當的，控制指標應改為MgO%/Mg%≤0.1+0.02。       　　3.斷口密實程度           　　觀察球化劑斷口, 可以直觀分辨球化劑的優劣。優質球化劑色灰蘭略黃，斷口組織致密，斷口呈金屬光澤（見圖1a），劣質球化劑斷面致密性差，有氣縮孔、夾渣等異物，斷面灰暗（見圖1b）。           　　合金錠斷口要致密，不要出現大范圍縮孔、氣孔和夾渣，否則合金的密度會降低。合金的致密度降低，合金未熔化前已漂浮到了液面，爆發激烈，不僅影響球化質量，而且也影響安全。4.粒度和密度           　　球化劑的粒度是影響反應速度的一個重要因數，需要經過用戶允許。球化劑粒度大小主要與一次處理的鐵液量有關（見附表）。此外還與鐵液包形狀、球化劑覆蓋程度，以及鐵液溫度等諸多因素有關。一般而言,粒度過大易引起早爆和漂浮；粒度過小, 在鐵液溫度不足時,極易結死包底。以上兩種情況,都影響球化劑收得率,影響球化的穩定性。注意尺寸太小特別是粉狀球化劑在生產中是不能應用的。一般情況下，超標的球化劑量應小于10%。           　　球化劑密度大小直接影響球化元素的收得率。球化劑密度小，則在鐵液中上浮速度快。浮在鐵液表面的球化劑，鎂的氣化及氧化燒損增加，特別是鐵液溫度高、球化劑密度又小時，極容易產生球化衰退。       　　此外有人提出，可以把球化劑的相作為球化劑品質檢驗依據之一。球化劑作為一種中間合金其化學成分、熔煉工藝、合金錠的冷卻速度與球化劑的金相之間有對應關系，金相組織不同,其使用性能就會不同(主要是指爆發反應的激烈程度)。球化劑中的Si-Mg相的形狀很多,一般可以分成3大類:團狀、球狀和板條狀，如圖2所示。其形狀、大小、數量及分布直接影響Mg在鐵液中的釋放行為。在實際使用過程中，我們發現同一成分的球化劑在使用和金相上都有區別，圖3是球化劑的金相對比。但是目前遇到的主要問題是沒有試樣制備及金相評定的相關規定。                   　　三、球化劑的使用經驗       　　在球墨鑄鐵生產中,只有充分了解球化劑中各種元素的作用，然后結合實際生產條件、鑄件的技術要求,才能合理選擇球化劑。下面以我公司中頻爐熔煉的鐵液為例分析。           　　中頻爐熔煉的鐵液硫一般都比較低（＜0.03%），我公司由于采用的是優質生鐵以及大量使用廢鋼，所以鐵液含硫量更低（0.01%～0.02%）且鐵液雜質干擾元素少。在生產薄鑄件（＜50mm）時，選用含wMg＝5%～5.5%、wRE＝1.5%～2.0%的球化劑，生產中等厚度鑄件（50～100mm）時，選用含wMg＝5.5%～6.0%、wRE＝1.0%～1.5%的球化劑，生產厚大鑄件（100～150mm）時，選用含wMg＝6.0%～6.5%、wRE＝0.5%～1.0%的球化劑（根據情況可以配入部分重稀土球化劑）。           　　在實際生產中我們發現在生產中等厚度鑄件（50～100mm）和厚大斷面球鐵（100～150mm）中，輕稀土wCe有時超過0.006%，其很厚熱節心部就會出現碎塊狀石墨，厚大斷面更嚴重，在這種情況下我們往鐵液中加入微量銻或鉍就可以避免出現碎塊狀石墨，而且石墨球會細化，球化率也會相應提高。           　　雖然選擇一種適宜的球化劑是很重要的，但是要穩定地生產符合質量要求的球墨鑄鐵件，這不是單個的因素，而是一個系統工程，還需要重視以下事項：           　　（1）獲得S、O 含量低且穩定優質的原鐵液。           　　（2）確立適宜的球化劑加入量和球化元素殘留量。           　　（3）選擇合理的鐵液化學成分。           　　（4）正確的球化孕育處理工藝。       　　以常用的沖入法球化處理為例，在出鐵時鐵液要快且不能直接沖向合金。處理包的高度一般為其直徑的1.5～2倍，不能采用粗矮狀包，包的底部應設有堤壩或者凹坑，里面的空間能夠放置所有緊實后的球化劑和覆蓋材料。出爐溫度要合理，在保證澆注溫度的前提下，盡量降低球化處理溫度。盡量縮短裝球化劑與球化處理之間的時間以及轉運澆注時間，從而保證在球化過程中穩定的獲得需要的殘余球化元素，防止出現球化不良以及球化衰退。孕育劑成分需要嚴格篩選、合理搭配，要具有高效長效，保證良好的孕育效果和抗衰退性能。孕育劑隨出鐵鐵流均勻緩慢加人，加入時間應占全部出鐵時間的70%以上。       　　四、結語       　　球墨鑄鐵的穩定生產除了選擇合適的球化劑以及保證球化劑的質量外，還需要會正確的使用球化劑，才能保證生產出穩定的球墨鑄鐵件，這是一個系統工程，具體總結以下幾點。           　　（1）優質的原鐵液是穩定生產高品質球墨鑄鐵的基礎。           　　（2）合適成分的高品質球化劑是生產球墨鑄鐵的關鍵。           　　（3）正確的球化孕育處理工藝是保證。        

2017-10-31

   我國鑄造行業使用碳化硅已經有很多年的歷史了。走過了使用冶金用碳化硅-只是強調利用它的強還原作用，到鑄鐵用碳化硅——既強調其強還原作用的同時又突出認識到其對石墨結晶的形核功能的認識過程，技術提高過程。    我國是碳化硅原料的生產大國，也是出口大國。在滿足國外用戶的不同需求的過程中，不斷提高自己的生產技術水平，拓展碳化硅的應用。（石墨結晶）    無論是冶金級-強還原性碳化硅，還是既要求強還原性更要求其對石墨結晶時的強烈持久的形核作用的鑄鐵用碳化硅。    都是碳化硅的生產過程中的不可避免的產生的“下腳料”-生產碳化硅的高溫爐內的低溫區形成的結晶構造不適宜磨料使用的碳化硅。    這些“下腳料”破碎以后。可以針對使用要求進行再加工。鑄鐵用碳化硅使用的增效材料是光伏產業中的經過適當處理的“多晶硅”下腳料。    針對灰鑄鐵、球墨鑄鐵的不同生產工況要求，鑄鐵用碳化硅，常常使用不同的鑄造行業常用的粘結劑淀粉、糊精、水玻璃、硅酸鹽水泥熟料、建筑硅酸鹽水泥等形成不同的形狀-壓球、壓塊。實際生產過程中，如果有優質增碳劑的協同配合，效果更會更好一些。（球墨鑄鐵管）    由于是“下腳料”的碳化硅，過去的冶金級碳化硅，鑄鐵用碳化硅的價格不高。但是，隨著市場需求的增加，供應商的再制造的技術理論水平的提高造成的碳化硅再制品的性能的明顯提高。    隨著碳化硅價格的提高。過去使用廉價碳化硅替代硅鐵，以降低生產成本的現象，可能已經不存在了。    有些供應商使用碳化硅等等材料的生產過程中產生的細微粉粒，添加在鑄鐵用碳化硅再制品中，以明顯降低生產成本，這不一定是好辦法。因為這樣的“碳化硅”，往往表面被二氧化硅包裹，存在污染物。其中的純碳化硅組分明顯降低。今年就發生在某大型央企，出現的碳化硅預處理劑“無效果”的現象就與使用這種“碳化硅”有關。（泡沫陶瓷碳化硅）    SiC按照化學式計算，含硅量=28/28+12=70%;含碳量=12/28+12=30%。實際商品碳化硅由于純度等等的關系，含硅量含碳量略為偏低一些。通常溫度下，碳化硅屬于化學惰性物質。比較穩定的存在，熱到1300度，由于其表面形成的比較致密的二氧化硅薄的保護作用，碳化硅仍然是比較穩定的。而1400多度以上，如同石英砂爐襯被鐵水里面的碳還原的反應一樣，由于碳的化學活性大大增強，導致了以下化學反應被明確啟動：    2C+SiO2=Si+2CO;    碳化硅表面的二氧化硅保護膜被鐵水里面的碳量，鐵水熔煉所加的增碳劑所還原，失去保護膜的高溫碳化硅化學活性被啟動，其中的碳和硅得以充分發揮其強還原劑作用：    SiC+FeO=Si+Fe+CO    由于CO的逃逸，這個化學反應將正向推進，對高溫鐵水中的氧量進行還原，從而得到還原性高溫鐵水，應該指出的是，由此必然產生碳和硅的回收率問題-不同工況時，碳和硅的回收率-“燒損”現象是不同的，沒有燒損卻是不正常的現象。    鐵水中的彌散的FeO-SiO2細微的夾雜物，不易浮出而脫離鐵水，是使鐵水流動性下降，補縮能力降低，縮松傾向增大，白口趨勢明顯的重要原因之一。曾經在某工廠，沖天爐球墨鑄鐵生產中看到氧化程度大的原鐵水，球化良好，但是，對熱壓邊縫隙補縮冒口澆注的195柴油機平衡軸，充型速度明顯減慢，同時，出現不能補縮的現象。打碎平衡軸，得到證實，整包鐵水報廢。著名的福士科公司認為，還原良好的純凈鐵水，其充型能力、補縮能力都被增強了。（二氧化硅）    同時，失去惰性二氧化硅保護膜的高溫碳化硅，這樣的的化合物不是很難的被分解打開于鐵水中，其不斷分解持續形成新生的碳和硅原子，一方面它們顯示很強的還原性，另一方面，實際使用中產生的是天文數字量級的碳化硅，其碳和硅原子造成鐵水的極微觀區域碳當量達到超過過共晶狀態，明顯降低了鐵水的過冷度，這樣形成非常活躍的濃度起伏，伴隨碳化硅的分解、打開、融入，激發了石墨結晶的動力學條件。    這時的碳化硅分解、打開、融入，同時產生了的物理-化學現象，伴生了活躍的溫度起伏和鐵水中間某些化學構成的結構形態起伏。而剛剛尚未溶解的碳化硅，碳和硅溶質顆粒和剛剛結晶析出的石墨顆粒，它們在鐵水熔液中被“布朗運動”，也促進了鐵水的這些活躍。這樣看來，我們對碳化硅的作用的研究使用是不可小噓的。    簡介：化學現象中的布朗運動-懸浮微粒，在液體或氣體中的永不停息地做不規則運動的現象。其解釋為：作為布朗運動的粒子非常微小，在周圍液體或氣體分子的碰撞下，產生一種隨機的漲落不定的凈作用力，導致微粒的布朗運動。間接反映并證明了分子熱運動。    每個液體分子對小顆粒撞擊時給顆粒一定的瞬時沖力，由于分子運動的無規則性，因而，布朗運動是無規則的。因為由于液體的運動是永不停息的，所以液體分子對固體微粒的撞擊也是永不停息的-顆粒越小，溫度越高，布朗運動越明顯。（布朗運動）    布朗運動是大量分子做無規則運動對懸浮的顆粒各個方向撞擊的作用的不均衡性造成的，所以，布朗運動是大量液體分子集體行為的結果。值得鑄造工作者關注的是，鐵水中的“活性元素”O和S對這種布朗運動有促進作用-這是我們在孕育中要求有效使用一定的O和S元素的基礎。布朗運動現象可以作為解釋碳化硅的作用長效現象的基礎。    中國沖天爐技術的提高，建立在70年代，在全國進行沖天爐技術大普查的基礎上，借鑒了國外大雙沖天爐技術。可惜，那時候，我國鑄造廠使用的是多孔隙的冶金焦，焦炭內部需要進行氧化，生成一氧化碳。就需要比較高的風機風壓和風量。但是同時，那時候已經明確，沖天爐用風，講究的是風壓而不是風量。    隨著國外對沖天爐燃燒技術的認識的提升，他們經歷了爐底風口送風技術，單排風技術的進程。國際著名企業力士樂公司曾經在北京開了一家獨資公司-華德鑄造公司，其中的5噸沖天爐就是單排送風，中國主要的技術負責人多次要求改為大雙模式，被力士樂技術負責人一直堅決否定。（熱風沖天爐）    對大雙沖天爐技術進行調整，取得了很好的效果-帶一排輔助風的單排送風的相對小風口沖天爐技術。該技術強調的是送風的速度，就好比使用鉗子夾住橡膠水管出口的一部分，使水流高速沖出，達到風力吹進底焦內部并且保證了其在底焦中的送風通道，促成底焦內部的高溫燃燒。這對于當前，我們使用致密焦炭的高溫燃燒是非常有利的。底焦內部的燃燒被強化，而底焦的附壁高溫燃燒的優勢相對弱化，這對沖天爐運行無疑是有利的。相對強大的上排主風口，造成鐵水的強氧化還原的冶金效果，下排輔助風口，延長了鐵水的高溫時間，和還原狀態。    這有利充分發揮碳化硅對鐵水的預處理作用。鑄鐵用碳化硅的使用：一部分放在底焦中部，逐漸落入主風口下，有利于對鐵水進行還原，起到持續提高石墨結晶晶核形態數量的強大作用。批料里面也加入一定的的鑄鐵用碳化硅壓塊、壓球。批料里面的碳化硅在沖天爐的氧化區內顯示化學惰性-其表面形成的二氧化硅保護膜，而主要表現為預熱到高溫。而在沖天爐的高溫還原區，充分發揮其作用。甚可能利用碳化硅的這樣的性質，利用沖天爐存在送風通道，給我們向爐內噴吹懸浮在風中的碳化硅微顆粒提供了可能性，這是在以后的生產中非常值得探索的。碳化硅供應商完全可以提供微顆粒碳化硅，而且價格幾乎沒有提高。    生產實踐證實了適當縮小風口的沖天爐技術，無論用于球墨鑄鐵的生產，還是用于灰鑄鐵的生產，都是可能明顯提高鑄鐵品質-鐵水溫度高，還原良好的。有利于降低鐵水的不良遺傳性特別是明顯改善原鐵水的遺傳性帶來的塊狀石墨、尺寸超大石墨、石墨不均勻分布。（中頻熔煉爐）    中頻爐熔煉鐵水，建議盡量做到：大部分爐料熔化過程中，不覆蓋造渣劑，任由大氣對其氧化，稱之為亞氧化熔煉技術，以破壞鐵水的不良遺傳性，特別是氧化鉛鋅等極有害元素使其成為渣子從而脫離鐵水，隨后，使用造渣劑覆蓋鐵水，高溫1500-1550度5分鐘或再長一點時間進行處理，以分解打開原鐵水的塊狀石墨，由于在整個熔煉過程中，石墨的結晶晶核在不斷減少，而碳化硅對鐵水的預處理作用效果只有在高溫下顯現，并且可以延續一定的時間，建議在熔煉初期就可以加入鑄鐵用碳化硅，以利于鑄鐵用碳化硅球、塊、大顆粒的預熱和打開。更好地發揮其對鐵水的預處理作用。    鑄鐵用碳化硅的使用效果可以根據被處理的鑄鐵的質量進行判斷：1.灰鑄鐵，共晶團明顯增加，石墨分布均勻無方向-不折不扣的A型石墨，石墨長度3-5級。鑄件加工性能明顯改善。2.球墨鑄鐵，球墨尺寸細小，圓整度明顯改善，機械性能特別是斷后伸長率明顯提高，加工性能明顯改善。鐵水充型補縮能力提高。

2017-10-19

　　增碳劑介紹　　增碳劑的原料有很多種，生產工藝也各異，有木質碳類，煤質碳類，焦炭類，石墨類等，其中各種分類下又有很多小種類。優質增碳劑一般指經過石墨化的增碳劑，在高溫條件下，碳原子的排列呈石墨的微觀形態，所以稱之為石墨化。石墨化可以降低增碳劑中雜質的含量，提高增碳劑的碳含量，降低硫含量。　　增碳劑在鑄造時使用，可大幅度增加廢鋼用量，減少生鐵用量或不用生鐵。電爐熔煉的投料方式，應將增碳劑隨廢鋼等爐料一起往里投放，小劑量的添加可以選擇加在鐵水表面。但是要避免大批量往鐵水里投料，以防止氧化過多而出現增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。增碳劑的加入量，根據其他原材料的配比和含碳量來定。不同種類的鑄鐵，根據需要選擇不同型號的增碳劑。增碳劑特點本身選擇純凈的含碳石墨化物質，降低生鐵里過多的雜質，增碳劑選擇合適可降低鑄件生產成本。　　增碳劑的使用　　在冶煉過程中，由于配料或裝料不當以及脫碳過量等原因，有時造成鋼中碳含量沒有達到頂期的要求，這時要向鋼液中增碳。常用的增碳劑有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。轉爐冶煉中、高碳鋼種時，使用含雜質很少的石油焦作為增碳劑。對頂吹轉爐煉鋼用增碳劑的要求是固定碳要高，灰分、揮發分和硫、磷、氮等雜質含量要低，且干燥、干凈、粒度適中。　　其固定碳組分為：　　w(C)>96%，揮發分≤1.0%，w(S)≤0.5%，　　w(水分)≤0.55%，粒度為1一5mm。　　粒度太細容易燒損，太粗加入后浮在鋼液表面，不容易被鋼水吸收。針對感應電爐的顆粒度在0.2-6mm，其中鋼和其他黑色金屬顆粒度在1.4-9.5mm，高碳鋼要求低氮，顆粒度在0.5-5mm，等等具體需要根據具體的爐型冶煉工件的種類等等細節具體判斷和選用。　　1．爐內投入法：增碳劑適于在感應爐中熔煉使用，但依據工藝要求具體使用也不盡相同。　　(1)在中頻電爐熔煉中使用增碳劑，可按配比或碳當量要求隨料加入電爐中下部位，回收率可達95%以上；　　(2)如果碳量不足調整碳分時，先打凈爐中熔渣，再加增碳劑，通過鐵液升溫，電磁攪拌或人工攪拌使碳溶解吸收，回收率可在90%左右，如果采用低溫增碳工藝，即爐料只熔化一部分，熔化的鐵液溫度較低的情況下，全部增碳劑一次性加入鐵液中，同時用固體爐料將其壓入鐵液中不讓其露出鐵液表面。這種方法鐵液增碳可達1.0%以上。　　2．爐外增碳：　　(1)包內噴石墨粉選用石墨粉做增碳劑，吹入量為40kg/t，預期能使鐵液含碳量從2%增到3%。隨著鐵液碳含量逐漸升高，碳量利用率下降，增碳前鐵液溫度1600℃，增碳后平均為1299℃。噴石墨粉增碳，一般采用氮氣做載體，但在工業生產條件下，用壓縮空氣更方便，而且壓縮空氣中的氧燃燒產生CO，化學反應熱可補償部分溫降，而且CO的還原氣氛利于改善增碳效果。　　(2)出鐵時使用增碳劑可將100—300目的石墨粉增碳劑放到包內，或從出鐵槽隨流沖入，出完鐵液后充分攪拌，盡可能使碳溶解吸收，碳的回收率在50%左右。　　增碳劑的作用　　用于鑄造，鑄鐵、鑄鋼，鑄件會有對碳的一個要求，那么增碳劑顧名思義就是來增加鐵液中的碳含量，又比如說，在熔煉中常用爐料為生鐵、廢鋼、回爐料，生鐵的碳含量高，但是卻采購價格相對廢鋼來說是要高出一節的，所以增加廢鋼投放量，降低生鐵投放量，加增碳劑，能起到一定的降低鑄件成本的作用。　　增碳劑的種類　　增碳劑可以用作鑄鐵增碳劑的材料很多、常用的有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭、無煙煤以及用這類材料配成的混合料。　　1．人造石墨　　上述各種增碳劑中，品質好的是人造石墨。制造人造石墨的主要原料是粉狀的優質煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結劑，再加入少量其他輔料。各種原材料配合好以后，將其壓制成形，然后在2500～3000℃、非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經高溫處理后，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少。　　由于人造石墨制品的價格昂貴，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是制造石墨電極時的切屑、廢舊電極和石墨塊等循環利用的材料，以降低生產成本。　　熔煉球墨鑄鐵時，為使鑄鐵的冶金質量上乘，增碳劑宜人造石墨。　　2．石油焦　　石油焦是目前廣泛應用的增碳劑。　　石油焦是精煉原油得到的副產品，原油經常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為制造石油焦的原料，再經焦化后就得到生石油焦。生石油焦的產量大約不到所用原油量的5%。美國生石油焦的年產量約3000萬t。生石油焦中的雜質含量高，不能直接用作增碳劑，必須先經過煅燒處理。　　3．天然石墨　　天然石墨可分為鱗片石墨和微晶石墨兩類。　　微晶石墨灰分含量高，一般不用作鑄鐵的增碳劑。　　鱗片石墨有很多品種：高碳鱗片石墨需用化學方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物分解、揮發，這種鱗片石墨產量不多、價格高，一般也不作增碳劑；低碳鱗片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳劑；用作增碳劑的主要是中碳石墨，但用量也不多。　　4．焦炭和無煙煤　　電弧爐煉鋼過程中，可以在裝料時配加焦炭或無煙煤作為增碳劑。由于其灰分和揮發分含量較高，感應電爐熔煉鑄鐵很少用作增碳劑。

2017-10-19

【包芯線】包芯線市場價格調整較小本周，硅鈣合金以及冷軋帶鋼價格維持高價堅挺運行，價格較穩定；包芯線市場整體價格維穩，較國慶節前暫無波動。生產情況方面，包芯線主產地江蘇、山東、浙江等地區生產正常，山西地區金屬鈣生產情況逐漸恢復正常。　　一、包芯線市場本周回顧　　（一）原材料市場及價格　　本周，硅鈣市場維持現有高價堅挺運行。目前，陜西、寧夏以及內蒙古地區Ca30#報價在10900-11000元/噸，硅鈣Ca28#報價10700-10800元/噸，河南地區Ca30#主流成交價是10300-10400元/噸，Ca28#主流成交價是10100-10200元/噸（出廠含稅）。出口方面，硅鈣價格再次出現價格上漲，硅鈣Ca30#出口報價1520-1540美元/噸，硅鈣Ca28#出口報價1490-1510美元/噸。　　金屬鈣市場價格維持正常運行，山西地區金屬鈣塊主流成交價格在19500-20000元/噸；金屬鈣粒（Ca≥96%，0-3mm）價格為21000-21200元/噸（出廠含稅價），河南地區金屬鈣絲（Ca≥97%，Φ6.5-8.5mm）市場價格為22000-22200元/噸，目前金屬鈣主產地生產情況好轉，現貨充足，市場價格維穩。據山西地區某鈣錠廠商負責人透露，陜西某鈣錠廠家已成功點火，年產量12000噸，對金屬鈣市場影響較大，但金屬鈣價格主要受市場供求影響，目前市場價格較為穩定。　　（二）國內包芯線市場及價格　　近期，硅鈣合金價格維持高價運行，冷軋帶鋼價格本周價格稍有調整。河南地區硅鈣線（Ca28Si55∮13mm）主流報價為9100-9600元/噸，江蘇地區硅鈣線（Ca28Si55∮13mm）主流報價為9900-10400元/噸。河南地區純鈣線Ca98%min∮9㎜主流報價9800-10200元/噸，江蘇地區為10600-10800元/噸。河南地區無縫金屬鈣線Ca98%min∮9mm主流報價在13000-13500元/噸，山東地區主流報價在13500-14000元/噸；河南地區鈣鐵線（Fe-Ca30min∮13mm）為8000-8300元/噸，碳線（C98∮13mm）為5500-6000元/噸，冷軋帶鋼Q195L型0.35-1.5mm的平均報價是4800-4900元/噸（出廠含稅承兌價），包芯線市場整體走勢較平穩，。　　（三）出口包芯線市場及價格　　近期，硅鈣合金市場價格維持高價運行，硅鈣線出口市場價格暫無調整。目前，硅鈣線（Ca28Si55∮13mm）出口報價1320-1340美元/噸，硅鈣線（Ca30Si60∮13㎜）出口報價1350-1370美元/噸（FOB天津港）。部分出口商表示，國外市場價格倒掛，國內出口困難。　　二、包芯線市場后市分析及預測　　本周，金屬鈣以及硅鈣合金原料市場維持高價堅挺運行，冷軋帶鋼的價格暫時變動較小，包芯線市場價格維持穩定。隨著環保檢查逐漸常態化，包芯線主產地生產情況穩定，硅鈣主產地的生產情況基本維持正常，但上游原材料價格堅挺，因此硅鈣以及金屬鈣價格居高不下。包芯線廠商表示，由于原材料市場價格堅挺，包芯線市場利潤較少，受市場需求以及鋼廠招標價格影響，包芯線市場價格短期內難以回暖。

2017-10-09

1． 球化劑的選擇：(1) 含鎂量4%、5％、5.5％屬于低鎂球化劑，RE在1％－2％之間，多用于中頻爐熔煉、低硫鐵液的球化處理。它具有球化反應和緩、球化元素易于充分吸收的優點。(2) 含鎂量6％、7％屬中鎂系列球化劑，多用于沖天爐、電爐雙聯熔煉，或中頻爐熔煉珠光體型鑄態球墨鑄鐵鑄件。根據鑄件壁厚和原鐵水含硫量，確定合適的球化劑加入量，適用范圍廣，球化處理工藝寬泛。(3) 高鎂系列球化劑，適合沖天爐熔煉、含硫量0.06％－0.09％的鐵液，加入量在1.6％－2.0％之間。(4) 低鋁球化劑使用于容易產生皮下氣孔缺陷的鑄件，以及對鐵液含鋁量有要求的鑄件。(5) 純Ce、純La生產的球化劑，球化處理后鐵液純凈夾雜物少、石墨球圓整。釔基重稀土生產的球化劑適合于大斷面鑄件，延緩球化衰退、防止塊狀石墨。含Sb球化劑用于珠光體型球墨鑄鐵。(6) 低硅球化劑適用于使用大量回爐料的鑄造工廠；鎳鎂球化劑則用于高鎳奧氏體球墨鑄鐵。2． 孕育劑的選擇：（1） Si、Ba、Ca、Al合金使用范圍廣泛，孕育效果十分理想且用量少。鋇是活性極強的元素，低鈣鋇的硅鋇孕育劑，石墨化能力強，是灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵鑄件的選擇。（2） 脫氧孕育劑，具有強脫氧作用，并且增硅，節約成本，用于防止氣孔和皮下氣孔。（3） 硅鍶孕育劑在灰鑄鐵中不增加共晶團數，但石墨化效果好，防止薄壁、厚薄不均鑄件白口效果顯著，因此可防止薄壁、厚薄不均鑄件（缸體、缸蓋）滲漏。（4） 高鋁低鈣硅鐵孕育劑，消除灰鐵白口效果顯著。含鉍硅鐵孕育劑彌補單一加鉍效果不明顯的缺憾。硅鋯孕育劑可細化奧氏體枝晶提高鑄鐵強度。孕育劑加錳，可降低多元合金熔點便于在鐵液中擴散和吸收，硅鈣鋇錳孕育劑的功效在這方面尤為突出。（5） 稀土孕育劑對降低白口鑄鐵的脆性有特殊功效。對于高牌號亞共晶灰鑄鐵，能夠明顯改善石墨形態，無需刻意降低含碳量，也能提高鑄鐵強度，從而提高機械加工性能。（6） 型內孕育塊是節約資源、孕育效果好的處理方式，澆注系統加裝泡沫陶瓷過濾器，二者構成生產高質量鑄件的組合。孕育塊將得到更多鑄造企業青睞。（7） 專門生產的覆蓋劑，成分純凈、粒度均勻，更利于獲得穩定的高品質鑄件產品。

2017-10-09

鐵合金的定義　　鐵合金是由一種或兩種以上的金屬或非金屬元素與鐵元素融合在一起的合金。例如，硅鐵是硅與鐵形成的Fe2Si、Fe5Si3、FeSi、FeSi2等硅化物，它們是硅鐵的主要組分，硅鐵中的硅主要以FeSi和FeSi2形式存在，特別是FeSi較為穩定。不同成分硅鐵的熔點也不相同，例如45%硅鐵熔點為1260℃，75%硅鐵為1340℃。錳鐵是錳與鐵的合金，其中也含有碳、硅、磷等少量其他元素，依其碳含量的不同，錳鐵分為高碳錳鐵、中碳錳鐵和低碳錳鐵。含有足夠硅量的錳鐵合金稱為硅錳合金。鐵合金不是可以直接使用的金屬材料，而是主要作為鋼鐵生產和鑄造業的脫氧劑、還原劑及合金添加劑的中間原料。鐵合金的分類　　隨著現代科學技術的發展，各個行業對鋼材的品種、性能的要求越來越高，從而對鐵合金也提出了更高的要求。鐵合金品種繁多，分類方法也多，一般按以下方法分類：（1）按鐵合金中主元素分類，可分為：硅、錳、鉻、釩、鈦、鎢、鉬等系列鐵合金。（2）按鐵合金中碳含量分類，可分為：高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品種。（3）按生產方法分類，可分為：高爐鐵合金、電爐鐵合金、爐外法（金屬熱法）鐵合金、真空固態還原法鐵合金、轉爐鐵合金、電解法鐵合金等。此外，還有氧化物壓塊與發熱鐵合金等特殊鐵合金。（4）按多元鐵合金所含有的兩種或兩種以上合金元素分類，主要品種有硅鋁合金、硅鈣合金、硅錳鋁合金、硅鈣鋁合金、硅鈣鋇合金、硅鋁鋇鈣合金等。在硅、錳、鉻三大鐵合金系列中，硅鐵、硅錳、鉻鐵是產量大的品種。鐵合金的用途鐵合金是鋼鐵工業和機械鑄造行業必不可少的重要原料之一。隨著我國鋼鐵工業的持續、快速發展，鋼的品種不斷擴大和質量提高，對鐵合金產品提出了更高要求。（1）用作脫氧劑。鋼水中各種元素對氧的結合強度，即脫氧能力，從弱到強的順序如下：鉻、錳、碳、硅、釩、鈦、硼、鋁、鋯、鈣。一般煉鋼脫氧常用的是由硅、錳、鋁、鈣組成的鐵合金。（2）用作合金劑。用于調整鋼的化學成分使鋼合金化的元素或合金叫合金劑，常用的合金元素有硅、錳、鉻、鉬、釩、鈦、鎢、鈷、硼、鈮等。（3）用作鑄造晶核孕育劑。為了改變凝固條件，通常在澆注前加入某些鐵合金作為晶核，形成晶粒中心，使形成的石墨變得細小分散，晶粒細化，從而提高鑄件的性能。（4）用作還原劑。硅鐵可以作為生產鉬鐵、釩鐵等鐵合金的還原劑，硅鉻合金和硅錳合金可以分別作為精煉中低碳鉻鐵和中低碳錳鐵的還原劑。（5）其他方面的用途。在有色冶金和化學工業中，鐵合金也被越來越廣泛地使用。想要了解更多關于鐵合金的信息，請登入中構網進行查詢。

2017-09-26

　　9月14日，“全封閉移動式碳化硅冶煉爐窯技術”通過了中國機械工業聯合會的科技成果鑒定。這是國內實現碳化硅封閉冶煉的技術，成功解決了原始冶煉過程中爐氣點燃外排不環保、不節能、對從業人員危害大等難題。　　據了解，這項技術降低了碳化硅生產能電耗約20-25%，降低生產成本400-500元/噸，改善了生產環境，實現了節能環保。在移動式回收裝置、裝置的密封、自控與防爆、安全及通用性方面實現了技術創新。目前，各種儀表應用在冶煉過程中，時時監測爐氣產生、輸送、燃燒的全過程，確保各環節的安全性，現已形成了獨特的技術體系。　　傳統工業冶煉，屬于裸燒，冶煉產生的一氧化碳直接排放到空氣中，污染大，安全系數低。冬季時，裸燒工藝還受室外氣溫影響，保溫效果差，爐產相對降低。“全封閉移動式碳化硅冶煉爐窯”投入使用后，將減少熱損失，產量相對提高。通過該技術生產出的綠碳化硅純度達到98.5%以上，黑碳化硅一級品達到97.5%以上，世界領先。　　該技術不僅應用在冶煉綠碳化硅、黑碳化硅，它還能夠推動如石墨化、石油焦等相關高耗能、高污染行業健康發展。中國高科技產業化研究會科技成果轉化協作工作委員會主任董永生說：“近兩年，我都沒有評過這么國際領先的技術。這項技術必須要在節能環保領域推廣與運用，它將極大地改善生產環境。”（摘自：人民網）