增碳剂在冲天炉熔炼条件下的应用.pdf

知定mApr.2011
造
Vol.60 No4
FOUNDRY
411
增碳剂在冲天炉熔炼条件下的应用
谢瑞对,杨华2,张敏之,许景峰
(1.潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261041
2.山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,山东济南250061)
摘要:通过分析研究増碳剂的増碳机理,结合冲天炉熔炼过程中特有的熔化规律及成分波动特点,制作了一种冲天炉
炉内增碳专用的增碳剂,降低了熔炼过程中生铁的加入量,提高了冲天炉熔炼铁液的质量。试验结果表明:专用增磯
剂的增碳效果较好,能够适应冲天炉熔炼复杂环境。増碳后的铸件金相组织改善,力学性能较高,完全能够满足生
产工艺要求。
关键词:冲天炉熔炼;增碳机理;增碳剂;增碳工艺
中图分类号:TG243文献标识码:B文章编号:1001-4977(2011)04-0411-03
Application of the Carburetant to Cupola Melting
XIE Rui-cai YANG Hua, ZHANG Min-zhi, XU Jing-feng
1. Weichai Power Co, Ltd, Weifang 261041, Shandong, China; 2. Key Laboratory for
Liquid Structural Evolution Processing of Materials, Ministry of Education
Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China
Abstract: Through analyzing the recarburizing mechanism and combining with the typical melting
law and chemical composition fluctuation during cupola melting, a new type of carburetant was
developed specially used for cupola melting. The application of carburetant can decrease the usage
of pig iron, and consequently improve the iron melt quality. Experimental result indicates that the
appropriative carburetant can adapt to the complicated environment of cupola melting, and has
good recarburizing effect. Castings after recarburization have better metallographic structure and
mechanical properties, which completely complies with the technological requirement
Key words: cupola melting; recarburizing mechanism carburetant recarburizing process
随着现代电炉熔炼技术的发展,以及粉尘污染治度,提高了铁液的石墨化能力,有助于提高铁液的形核
理成本的提升,冲天炉熔炼相对于电炉的技术经济优能力,减少白口深度。因此,冲天炉炉内增碳也应选择
势空间已被严重挤压。因此,现今冲天炉的发展趋势,晶体石墨结构的增碳剂,以保证增碳质量。非晶态石墨
一是向结构的优化及规范化方面发展,融合先进的工结构的增碳剂,对性能提高无任何帮助,反而由于其中
业技术,提高熔炼装备技术水平。二是进行工艺技术过高的微量元素而恶化铸件性能。回炉料循环使用后,
改革,运用新工艺,新方法,提高冲天炉熔炼的质量微量元素的累积效应使得这些危害更为明显。
及效率,充分发挥冲天炉熔炼的成本技术优势。冲天
除了组织结构以外,物理形态和颗粒大小也是决定
炉熔炼过程很复杂,有着特殊的熔炼特点及成分波动増磯剂的溶解性和适用性的重要因素。质地致密的增碳
规律,本文将对冲天炉炉内的熔炼特点及增碳规律进剂,他们的体积与表面积的比值较大,而多孔增碳剂的
行研究,以制作一种专用增碳剂来提高炉内增碳效果,体积与表面积的比值则较小,在使用时具有较大的表面
进一步提高冲天炉熔炼的性能及成本优势。
积浸润在铁液中,有利于碳的溶解。但实际上,多孔的
1增碳剂制作工艺
增碳产品却无法适应冲天炉熔炼的特殊环境,由于其强
度和密度较小,在加料过程中会被金属炉料压碎,或被
增碳剂的主要成分是碳,但碳在增碳剂中的存在空气吹走,不能发挥应有的增碳效果。固定碳含量是增
形式可能是非晶态或结晶态。研究和应用表明,増碳碳剂成分设计过程中的重要环节。固定碳含量过高或者
量相同,与非晶态增碳剂相比,晶态增碳剂的增碳速过低都会影响增碳效果。大量的试验和实践证明,固定
度快叫。晶体石墨增碳剂的原子呈C的六角晶格几层堆碳含量在90%以上的增碳剂在冲天炉内不可能完全溶解。
积的状态存在,C原子的扩散速度较快,加快了增碳速在冲天炉熔炼过程中,增碳剂是随批料在炉后加入。为
收稿日期:2010-07-16收到初稿,2010-09-17收到修订稿
作者简介:谢瑞财(1982-),男,硕土,主要从事球墨铸铁及高牌号灰铸铁的熔炼工艺研究。E-mai:xier(@weichai.com,电话:0536-2297923