鑄鐵用增碳劑的種類

    根據(jù)增碳劑中碳的晶體結(jié)構(gòu)，增碳劑可分為非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)；根據(jù)碳原子的存在形式可分為石墨化增碳劑和非石墨化增碳劑。石墨化增碳劑主要有石墨化石油焦和石墨電極兩類。石墨化石油焦增碳劑在鑄造行業(yè)中應(yīng)用最廣泛，其生產(chǎn)工藝是將原材料石油焦在石墨化爐中經(jīng)過(guò)2200-2600℃的高溫加熱，使石油焦無(wú)定形的亂層結(jié)構(gòu)碳晶化轉(zhuǎn)變成三維有序石墨晶體的高溫?zé)崽幚磉^(guò)程，即經(jīng)過(guò)石墨化過(guò)程，達(dá)到石墨化狀態(tài)。非石墨化增碳劑主要有：煅燒石油焦、煤質(zhì)增碳劑等等，煅燒石油焦是指石油焦經(jīng)1200-1500℃高溫加熱處理，處理溫度較低，晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。煤質(zhì)增碳劑由于灰分和揮發(fā)分較高，現(xiàn)在電弧爐熔煉時(shí)已很少使用。衡量增碳劑優(yōu)劣的指標(biāo)主要有固定碳含量、硫份、揮發(fā)份、灰份、氮含量及水份等。石墨化增碳劑經(jīng)高溫石墨化處理后，硫分、氮含量大大低于非石墨化增碳劑。

    1固定碳、灰份、揮發(fā)份

    增碳劑的固定碳不同于含碳量，固定碳值是根據(jù)樣品的水分、揮發(fā)份、灰分、硫分計(jì)算得出的，而含碳量可直接用儀器檢測(cè)出來(lái)。固定碳含量高、灰分低，則增碳效果越好。增碳劑中的灰分含量高在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生大量煙塵、爐渣，增加能耗，加大扒渣勞動(dòng)強(qiáng)度。

2硫分

    石墨化增碳劑硫含量一般低于0.05%。在普通鑄鐵中，硫元素具有穩(wěn)定滲碳體，阻止石墨化擴(kuò)展的作用，在生產(chǎn)球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵件時(shí)應(yīng)選用含硫量低的石墨化增碳劑，若硫含量過(guò)高將影響球化效果，消耗更多的球化劑，增加生產(chǎn)成本；煅燒石油焦增碳劑由于煅燒溫度較低，硫含量較高，一般在1%以下，可用于某些灰鑄鐵件的生產(chǎn)。

    3氮含量

    氮含量是衡量增碳劑品質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。一般鑄造廠在購(gòu)買增碳劑時(shí)，一是關(guān)注增碳劑的價(jià)格；二是增碳劑中的固定碳、硫、灰分、揮發(fā)分、水分的含量，對(duì)氮含量關(guān)注較少。普通煅燒石油焦增碳劑，煅燒溫度偏低，氮、硫含量偏高。生產(chǎn)灰鑄鐵件時(shí)，由于爐料中廢鋼自身會(huì)帶入一部分氮元素，若廢鋼加入比例較多，增碳劑用量也相應(yīng)加大，若使用氮含量較高的普通煅燒石油焦增碳劑，鐵水中的氮含量會(huì)大幅度提高。鐵液中過(guò)量溶解的N會(huì)阻礙石墨化，增加碳化物的穩(wěn)定性，促進(jìn)D型石墨的形成，提高硬度，惡化鑄件加工性能。對(duì)于灰鑄鐵，適量的N元素可以使石墨片長(zhǎng)度縮短，彎曲程度增加，端部鈍化，長(zhǎng)寬比減小，能夠穩(wěn)定基體的珠光體，起到細(xì)化晶粒組織，提高鑄件抗拉強(qiáng)度及硬度的作用。有資料介紹[1]，當(dāng)鐵水中N＞0.012%時(shí)，鑄件有出現(xiàn)氮?dú)饪兹毕莸目赡?。氮?dú)饪壮Ｒ?jiàn)于鑄件內(nèi)部、表面或近表面，呈大小不等的圓形、長(zhǎng)方形及不規(guī)則形態(tài)，是鑄造生產(chǎn)中常見(jiàn)缺陷之一。

    石墨化增碳劑經(jīng)高溫脫硫脫氮處理，氮、硫元素含量很低，使用石墨化增碳劑熔煉的鐵水氮含量一般很低。