鑄鐵常用的增碳劑是一種碳質(zhì)材料,主要成分是碳。碳質(zhì)材料主要有石墨和無定形碳。石墨為六方層片結(jié)晶,石墨晶體中的碳原子是層狀排列的,在同層原子之間是以共價(jià)鍵結(jié)合,其結(jié)合力較強(qiáng);而層與層之間則是以極性鍵結(jié)合,其結(jié)合力較弱。因此,石墨極易分層剝離,強(qiáng)度極低。由于石墨晶體具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此在鐵液中長(zhǎng)大時(shí)就容易長(zhǎng)成片狀結(jié)構(gòu)。無定形碳也是六方層片狀結(jié)晶,與石墨不同之處在于六角形配列不完整,層間距離略大。依據(jù)增碳劑中碳的晶體結(jié)構(gòu),增碳劑可分為非晶態(tài)和晶體態(tài)。根據(jù)碳在增碳劑中的存在形態(tài),分為石墨增碳劑和非石墨增碳劑。石墨增碳劑主要有石墨電極、石墨電極邊角料及碎屑、天然石墨壓粒、微晶石墨等;此外,碳化硅(SiC)具有和石墨相似的六方結(jié)構(gòu),也被列為石墨增碳劑的一種特殊形態(tài)。非石墨增碳劑主要有瀝青焦、鍛燒石油焦、焦炭壓料、鍛燒無煙煤等。那么增碳劑顧名思義就是來增加鐵液中的碳含量。江蘇煤質(zhì)增碳劑
石油焦是目前廣泛應(yīng)用的增碳劑。石油焦是精煉原油得到的副產(chǎn)品,原油經(jīng)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(jīng)焦化后就得到生石油焦。生石油焦的產(chǎn)量大約不到所用原油量的5%。美國生石油焦的年產(chǎn)量約3000萬t。生石油焦中的雜質(zhì)含量高,不能直接用作增碳劑,必須先經(jīng)過煅燒處理。生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀和流態(tài)等品種。海綿狀石油焦是用延遲焦化法制得的,由于其中硫和金屬含量較高,通常用作煅燒時(shí)的燃料,也可作為煅燒石油焦的的原料。經(jīng)煅燒的海綿焦,主要用于制鋁業(yè)和用作增碳劑。重慶無煙煤增碳劑標(biāo)準(zhǔn)使用增碳劑不僅可以補(bǔ)足鋼鐵冶煉過程中碳的燒損,確保鋼鐵特定牌號(hào)碳含量的要求,還可以用于爐后調(diào)整。
增碳劑作用及影響效率的因素 :增碳劑在煉鋼過程中起著決定性作用,冶煉廠對(duì)此很是熟悉。煉鋼中,由于配料或加料操作不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致脫碳過多,有時(shí)鋼的含碳量達(dá)不到要求。此時(shí),鋼水中需要加碳,常用的增碳劑是煅煤增碳劑,具有低灰、低硫、低磷高吸收率等特點(diǎn)。在煉鋼過程中具有改進(jìn)鋼材強(qiáng)度和延展性的功效,煉鋼用增碳劑通常能合理改進(jìn)鋼水里的碳元素成分后邊具有調(diào)整鋼材強(qiáng)度的目的。顆粒小的話熔劑的就會(huì)很快,但是耗損也很大。增碳劑大小的選擇和爐臺(tái)的直徑及容量有很大關(guān)系。另外要求顆粒時(shí)均勻的,因?yàn)轭w粒不均勻也是造成吸收效果差的原因之一。
碳是鋼鐵材料的主要合金元素,因此鋼鐵材料也可以稱為鐵碳合金。碳在鋼材中的主要作用是:1.形成固溶體組織,提高鋼的強(qiáng)度,如鐵素體、奧氏體組織,都溶解有碳元素;2.形成碳化物組織,可提高鋼的硬度及耐磨性。如滲碳體,即Fe3C,就是碳化物組織。因此,碳在鋼材中,含碳量越高,鋼的強(qiáng)度、硬度就越高,但塑性、韌性也會(huì)隨之降低;反之,含碳量越低,鋼的塑性、韌性越高,其強(qiáng)度、硬度也會(huì)隨之降低。目前我國主要的煉鋼方式為氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼,即將高爐鐵水運(yùn)至轉(zhuǎn)爐后,向轉(zhuǎn)爐中噴吹氧氣,依靠氧元素將鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素氧化形成氧化物進(jìn)入渣中,進(jìn)而形成富氧半鋼,隨后根據(jù)不同的鋼種需求在出鋼過程中進(jìn)行脫氧、增碳、合金化過程。如果碳量不足調(diào)整碳分時(shí),先打凈爐中熔渣,再加增碳劑。
目前,各鋼廠利用增碳劑來進(jìn)行鋼水增碳,常用的增碳劑有瀝青焦增碳劑、錳碳合金球增碳劑、碳粉包芯線增碳劑等等。然而,上述增碳劑都存在一定問題:瀝青焦增碳劑理化指標(biāo)為碳大于等于98,粒度在5到15mm之間,其在鋼水出鋼時(shí)一起加入到鋼包內(nèi),依靠鋼水的高溫溶解,實(shí)現(xiàn)鋼水增碳,這種增碳劑的主要缺點(diǎn)為其比重小,*0.6g/cm3,而鋼水比重達(dá)到7.8g/cm3,因此在增碳劑加入到鋼水后很快上浮到鋼水表面,進(jìn)入渣中而燒損。錳碳合金球增碳劑雖然通過將錳鐵粉與石墨粉混合壓制成球,提高了整體密度,但錳鐵粉與石墨粉本身存在比重差,在生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)偏析,導(dǎo)致增碳不穩(wěn)定。而碳粉包芯線增碳劑是將碳粉包裹于鋼帶之內(nèi),雖然成分均勻,寫能夠?qū)崿F(xiàn)精確增碳,但受包芯線米重較輕的原因限制,在鋼水需要大增碳量之時(shí)需要較長(zhǎng)時(shí)間,無法滿足生產(chǎn)需求。出鐵時(shí)使用增碳劑,盡可能使碳溶解吸收,碳的回收率在50%左右。江蘇煤質(zhì)增碳劑
經(jīng)煅燒的海綿焦,主要用于制鋁業(yè)和用作增碳劑。江蘇煤質(zhì)增碳劑
煅燒石油焦:在煉鋼用的石墨電極或制鋁、制鎂用的陽極糊(融熔電極)時(shí),為使石油焦(生焦)適應(yīng)要求,必須對(duì)生焦進(jìn)行煅燒。煅燒溫度一般在1300℃左右,目的是將石油焦揮發(fā)分盡量除掉。這樣可減少石油焦再制品的氫含量,使石油焦的石墨化程度提高,從而提高石墨電極的高溫強(qiáng)度和耐熱性能,并改善了石墨電極的電導(dǎo)率。煅燒焦主要用于生產(chǎn)石墨電極、炭糊制品、金剛沙、食品級(jí)磷工業(yè)、冶金工業(yè)及電石等,其中應(yīng)用*****的是石墨電極。 生焦不經(jīng)鍛燒可直接用于碳化鈣作電石主料,生產(chǎn)碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作為冶金工業(yè)鼓風(fēng)爐用焦炭或高爐墻襯炭磚,也可作鑄造工藝用致密焦等。江蘇煤質(zhì)增碳劑
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