影響增碳劑吸收率的六大因素

　　1、增碳劑粒度對吸收率的影響

　　使用增碳劑的增碳過程主要包括溶解擴(kuò)散發(fā)展過程和氧化損耗管理過程。溶解速率、擴(kuò)散速率和氧化損失速率隨顆粒大小不同，吸附速率取決于溶解速率、擴(kuò)散速率和氧化損失速率。在一般情況下,增碳劑顆粒小,溶解速度快,損耗速度大;增碳劑顆粒大,溶解速度慢,損耗速度小。例如,在110kg 高頻感應(yīng)爐中,粒度小的增碳劑溶解速度很快,在沒來得及氧化損耗前大部分已溶解于鐵液中,只有少部分損耗掉,因此吸收率高。在60kg感應(yīng)爐中,爐膛的直徑和容量較大,增碳劑粒度如果相對爐膛的直徑和容量太小,損耗速度很快,吸收率低;而大粒度相對于爐膛直徑和容量來說,增碳劑溶解速度較快,損耗速度較慢,溶解占據(jù)主導(dǎo)作用,吸收率高。增碳劑粒度大小的選擇與爐膛直徑和容量有關(guān)， 般情況下，爐膛的直徑和容量大，增碳劑的粒度要大一些;反之，增碳劑的粒度要小一些。

　　2、增碳劑加入量對吸收率的影響

　　在一定的溫度和相同的化學(xué)成份下，鐵液中碳的飽和濃度是確定的。鑄鐵中碳的溶解極限為C %= 113 + 010257 T - 0131Si %- 0133P %- 0145 S %+ 01028Mn %( T 為鐵液溫度) 。在一定飽和度下，增碳劑加入量越多，溶解擴(kuò)散所需時(shí)間就越長，相應(yīng)損耗量就越大，吸收率就會(huì)降低。

　　3、飽和濃度一定，溫度對增碳劑吸收率的影響

　　鐵液的氧化性與C - Si - O 系的平衡溫度有關(guān), 即鐵液中的O 與C、Si 有如下的反應(yīng)7: Si+ 2 O= SiO2 (s) , C+O= CO(g) ,SiO2 (s) + 2 C= Si+ 2CO(g) 。Δ G 0T = 549359 - 309145 T (3)lg 〔Si〕〔C〕2 = -27486T+ 15147 (4)

　　平衡溫度T隨目標(biāo)CSi含量不同而變化,如式所示。依式可以計(jì)算出平衡溫度。當(dāng)鐵液成分( %) 為: 219-311C、110-112Si 時(shí), 平衡溫度為13-80 左右。鐵液在平衡溫度以上時(shí),優(yōu)先發(fā)生碳的氧化,C和O生成CO和CO2。這樣, 鐵液中的碳氧化損耗增加。因此，在平衡溫度以上時(shí)，增碳劑吸收率降低。當(dāng)增碳溫度在平衡溫度以下時(shí)，由于溫度較低，碳的飽和溶解度降低， 同時(shí)碳的溶解擴(kuò)散速度下降，因而收得率也較低。因此,增碳溫度在平衡溫度時(shí),增碳劑吸收率。但由于在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)過程中, 鐵液溫度總會(huì)受到諸多因素的影響, 所以, 實(shí)際增碳溫度在計(jì)算出的平衡溫度上加減10 ℃左右波動(dòng)。

　　4、鐵液攪拌對增碳劑吸收率的影響

　　在增碳劑未完全溶解前，攪拌時(shí)間長，吸收率高。攪拌有利于碳的溶解和擴(kuò)散，可以有效的減少增碳劑浮在表面被燒損。攪拌還可以減少增碳保溫時(shí)間，使生產(chǎn)周期縮短，避免鐵液巾合金元素?zé)龘p。

　　4.但攪拌時(shí)間過長，不僅對爐子的使用壽命有很大影響，而且在增碳劑溶解后，攪拌會(huì)加劇鐵液中碳的損耗。因此，適宜的鐵液攪拌時(shí)間應(yīng)以保證增碳劑溶解為適宜。

　　5、鐵水化學(xué)成分對增碳劑吸收率的影響。

　　增碳劑吸收率大約降低1 %-2 %; 硅量每增加0.11% , 增碳劑吸收率大約降低3 %-4 %; 硫量每增加0.1% , 增碳劑吸收率大約降低1 %-2 %; 錳量每增加0.1 % , 增碳劑吸收率大約提高2 %-3 %。由此可見，當(dāng)鐵液中初始碳含量高時(shí)，在一定的溶解極限下，增碳劑的吸收速度慢，吸收量少，燒損相對較多，增碳劑吸收率低。當(dāng)鐵液初始碳含量低時(shí)，情況相反。另外，鐵液中硅和硫阻礙碳的吸收，降低增碳劑的吸收率。而錳元素有助于碳的吸收, 提高增碳劑吸收率。就影響程度而言,硅,錳次之,碳、硫影響較小。因此,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)先增錳,再增碳,最后增硅。

　　6、增碳工藝對鑄鐵可以組織和性能的影響

　　增碳工藝對鑄鐵組織的影響經(jīng)過用增碳劑增碳處理后的鑄鐵, 在鐵液中生成了大量彌散分布的非均質(zhì)結(jié)晶核心, 降低了鐵液的過冷度, 促使生成以A 型石墨為主的石墨組織; 同時(shí), 由于生鐵用量少, 其遺傳作用大為削弱, 因此使A 型石墨片分枝發(fā)達(dá)不易長大, 使得石墨短小且均勻。