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[交流] 碳化硅作为预处理剂在铸铁冶炼上的应用探讨

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-7-24 08:08
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2018-12-11 22:39:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    论坛中有不少坛友在探讨碳化硅的作用,曾经在这次苏州的热加工论坛也与陈工聊此有共同点。借此论坛我将20多年来我所接触到有关应用碳化硅的经验与大家分享。其中大家会问起究竟何种规格的碳化硅可以作为我们铸造(铸铁)冶炼用,在此我将早期美国铸造厂对于碳化硅的使用标准罗列如下,便于各位坛友以后你们工厂制定原材料标准做参考:9 F- o6 x# u+ y. ^$ c2 R
    3 |! d/ A  r  I% G
    Subject:90% Silicon Carbide$ I  @7 n, E& c) y" h4 T
    - Chemistry analysis3 @" r  Z3 _; W6 r9 {- H* n8 w
    SiC:                88-92%4 \! i: N2 Z! ~6 f# O2 J
    C:                3% nominal
    5 z& T$ y  y) ^( R9 z0 eFree Si:        1% nominal0 \! y! T7 h3 ^+ ?# H
    Free SiO2        3% nominal+ U! Z  A- {+ R
    + Z& P& D: E+ Q9 {
    Physical Properties
    ' q* d  W$ g5 Y1 jGrain Size: less than 3/8"
    ; M) d; ~5 F- |5 T5 @1 c' y! H0 x4 R, q- A* ]1 J# X. \3 y
    Silicon carbide metallugical advantages:
    ' X% ~" h; r9 u3 [- Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum' j/ g+ z# f8 o& n2 ]1 A4 v
    - Very low hydrogen and nitrogen) ]2 j- t1 S( A
    - Low sulfur content* b. ~# y4 b  X4 v; v( z$ s
    - SiC does not melt but dissolves in iron and steel
    ) _6 P' t9 _3 o- b- SiC is stable against oxidation- G( a0 l) G6 T3 R) P! m) ^
    - A low cost silicon addition
    3 ^  L- H" ?, Q' u
    : w5 m+ y6 [$ A6 b- h通过一些实践和看了一些国外资料对于碳化硅在铸铁总结如下:
    4 @0 P- Y5 ]# B4 b, a$ l碳化硅产品可以运用在铸钢和铸铁冶炼中,它不仅可以部分替代增碳剂和硅铁,还可以与增碳剂结合铸铁的增碳效果更好。碳化硅在铸钢冶炼中可以起到沉淀脱氧和氢,在铸铁冶炼中也同样具有降低铁液中的氧含量,从而减少铸件在冶炼过程中吸入式气孔的产生。碳化硅预处理剂还有增加形核功能,改善感应电炉熔炼易产生激冷石墨的作用。
    , [- Q, x% p6 W- ?! X& b- \0 r6 g4 [1 u0 D
    生产实例:本人已经在一些灰铁熔炼实际中取得很明显的作用,现正打算在球铁的应用上选取有改进的合作工厂做进一步的验证,这样为碳化硅作为铸铁预处理剂在铸造行业推广做出一些贡献。
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2021-5-9 11:42:10 | 显示全部楼层
    山巅牧羊人 发表于 2021-5-9 08:28, Y6 \- n3 ]+ b+ T
    粘炉壁呗,劣质的增碳剂更粘炉壁' q& T) \6 d- h; U" P$ g
    粘炉壁不是碳化硅的错,是其中的杂质,杂质,杂质。. J% h: [& e( b3 \1 A
    ...
    7 N5 T6 v4 x: J! X5 [, ^* ?6 [
    操作也有问题!

    点评

    具体投料顺序应该怎么调整 ?  发表于 2021-5-9 16:15
  • TA的每日心情
    无聊
    5 天前
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-12-12 04:20:27 | 显示全部楼层
    感谢宋总的分享,可能是我之前测试的方法还是原材料有问题,用在球铁上,没发现多少优点,灰铁上效果比较明显$ V% ^7 V$ @+ z- @, v! r- L# g
    今年废钢和生铁差价变大,走合成铸铁路线又是一个新的风潮,个人看法,大比例废钢干合成铸铁,增碳剂和碳化硅配合使用比较好,尤其是酸性炉衬的情况下
  • TA的每日心情
    开心
    2022-10-14 10:42
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2021-5-8 15:19:24 来自手机 | 显示全部楼层
    DDFMA 发表于 2021-5-8 15:114 A# c- D$ V, l1 `; f  z0 p
    补充一句,碳化硅粒度是1-5mm,在2吨炉内使用的,最近发现的粘渣,
    - N1 X& Q0 `& @
    加料顺序有影响

    点评

    我一般都是熔炼中期加入的 1%,粒度1-5mm的,含量88%纯度的,请教下,这个投料方法合适吗  发表于 2021-5-9 09:16
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    2025-12-29 15:49
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-12-12 05:31:37 | 显示全部楼层
    学习一下,好东西要分享要推广1 V3 j0 X: R# Y1 t/ J; y0 |
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-12-12 09:58:12 | 显示全部楼层
    感谢宋总无私的分享,以后多向您学习,毕竟我们还是有许多共同语言的
    ' I! d  T9 P$ P
                                   
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    5 r) b" u& `4 U; \5 u- I0 M
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    2023-1-13 09:46
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2018-12-12 18:27:28 | 显示全部楼层
    学习了,感谢分享!楼主绝对是资深的老法师!
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    2023-8-26 08:36
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-12-13 01:18:20 | 显示全部楼层
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
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    2021-10-28 10:45
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2018-12-13 07:55:42 | 显示全部楼层
    xcxso 发表于 2018-12-13 01:188 i/ F& ~  x6 j" a' }
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?

    ( d1 r# |0 L" G2 A& w6 L% Z楼主这是”言语不多道理深“,道出了精华,还希望能听到详细的内容。
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    奋斗
    2023-7-24 08:08
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2018-12-13 12:07:28 | 显示全部楼层
    老翻砂匠 发表于 2018-12-12 09:58
    6 B3 H5 p& V1 e感谢宋总无私的分享,以后多向您学习,毕竟我们还是有许多共同语言的

    % |9 s5 Y" k" X谢谢陈工,希望籍此论坛能够抛砖引玉,把碳化硅预处理剂应用尽快地在铸造行业推广开来。因为早期碳化硅的成本与硅铁和增碳剂的价差太大并认识不足,很多业界老板觉得成本高,但是随着硅铁和增碳剂的价格上涨,我的一个客户就计算过使用碳化硅后成本并没有上涨,反而改善了他的产品质量。同时,对于大量以废钢作为炉料熔炼铸铁的案例不断增多,使用增碳剂配合碳化硅结合解决一些熔炼问题,其应用前景应是看好的。
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-12-13 12:12:11 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2018-12-13 12:07
    + |2 O6 S( y. \1 p* A2 m  L! R: ]3 r谢谢陈工,希望籍此论坛能够抛砖引玉,把碳化硅预处理剂应用尽快地在铸造行业推广开来。因为早期碳化硅的 ...
    9 i7 {; }9 L5 S& @: S6 R4 @. C
    现在使用碳化硅的铸造企业已越来越多了,基本上也都意识到了碳化硅的好处,所以,价格也就随着上涨。
      ?) f, N; \) `3 L, R( \1 [
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    奋斗
    2023-7-24 08:08
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     楼主| 发表于 2018-12-13 13:46:52 | 显示全部楼层
    xcxso 发表于 2018-12-13 01:18
    2 _: K. ~# C7 G感谢宋总分享,能不能多说一点呢?

    : \: |$ t* h$ W这上面的六条对于碳化硅冶金优点的描述,是我20年前与同事一起去CMI参加一个会议时拿了一些参展的材料供应商资料上摘录的。其实至今看来,有些已经应验了。比如拿最后一条“ A low cost silicon addition",在20年前我们国家的硅铁在4000-5000元/吨(刚看了早期记录),到现在硅铁在7000-8000元/吨,而碳化硅在配入炉料时我们论坛上网友也提示过,增硅部分是按照65%-67%左右配入的,那时候似乎碳化硅价格也贵,不理解这一条。但是到了现在才渐渐知道,我们国家的铸造业已经到了美国那时代了,那时候我去参观了美国印第安纳州的一家Brillion铸造厂和我当时服务的总部威士康辛州的铸造厂,他们当时所加的炉料绝大部分是回收的废钢为主,很少有生铁加入。其实我们现今也同样如此,大量废钢的再生利用和废钢与生铁巨大价差,使得合成铸铁发展风生水起。那时老美在炉前就大量加入碳化硅和少量增碳基在熔炼铸铁,有别于我国当初的电炉配料常识。所以说当初人家提出的”A low cost silicon addition“是相当有道理的。
    7 {6 }7 h) A5 n2 w9 K; J碳化硅熔点大家都知道相当高,百度一下2700C,对于我们感应电炉熔炼铸铁1500-1600C根本难以熔化,SiC does not melt but dissolves in iron and steel, 但是它可以溶解在铁和钢里,成为形核核心质点(今年苏州热加工论坛上与老翻砂匠交流中,陈工如是说)
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    2023-8-26 08:36
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-12-13 14:11:19 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2018-12-13 13:46& v- z! P7 y4 }
    这上面的六条对于碳化硅冶金优点的描述,是我20年前与同事一起去CMI参加一个会议时拿了一些参展的材料供 ...
    0 T* t5 {. V* |. T7 Q4 L
    感谢宋总的解答,随着这些年钢产量的提升,估计大量用废钢来炼钢、做铸造是必然的事情
    8 Q! L$ H7 `+ a3 w) R5 s大量用废钢,自然需要大量增碳和增硅,这时候碳化硅的成本优势就提现出来了。大量加生铁,根本就没有多少增硅的空间,自然不会大量加碳化硅的。
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    2021-10-28 10:45
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    发表于 2018-12-13 15:06:37 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2018-12-13 13:46
    " w4 s, {/ [. q+ i8 j  I0 V这上面的六条对于碳化硅冶金优点的描述,是我20年前与同事一起去CMI参加一个会议时拿了一些参展的材料供 ...

    6 {( u! y0 p5 U. v) O) J您的回复又使我学习了很多,说“胜读十年书“一点都不过分!您提到的老翻砂匠陈工,一直是我的偶像之一,当然还有老董工等论坛老师,我也一直在考虑,不是电炉做不好铸铁(相对于冲天炉),而是由于电炉的特定因素,我们没有去有效的规避与完善,如果有效手段跟上了,电炉同样能达到冲天炉的材质水准,使用增碳剂和碳化硅就是其中之一!对铸造的研究,任重而道远!
    $ X1 [2 y+ `3 [; H0 J% `再次谢谢您的帖子与回复!
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    开心
    2022-9-7 16:47
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    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2019-1-20 11:22:51 | 显示全部楼层
    赞同你的观点!
    3 Y! }! j3 Q+ i
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    无聊
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2019-2-27 14:06:28 | 显示全部楼层
    想到了另一个问题,似乎在球铁上,碳化硅的效果没有那么神奇,不知道大家怎么看
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    2023-7-24 08:08
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2019-2-27 21:54:16 | 显示全部楼层
    铸造小猫 发表于 2019-2-27 14:06
    4 a: o1 M6 f# K" B5 W想到了另一个问题,似乎在球铁上,碳化硅的效果没有那么神奇,不知道大家怎么看 ...

    % _2 U* X+ C! i8 i+ z@铸造小猫,这实际上跟碳化硅在球铁原铁水里面配入量不高有关联,我在之前做个两个案例只能配入到0.5%左右,按照一些参考和实际试验要求碳化硅的配入量1%或以上最好。
  • TA的每日心情
    开心
    2021-10-28 10:45
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2019-2-28 00:48:56 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2019-2-27 21:54' d3 S( ?; P/ A) O" u. E2 i
    @铸造小猫,这实际上跟碳化硅在球铁原铁水里面配入量不高有关联,我在之前做个两个案例只能配入到0.5%左 ...
    3 X  {1 j* {2 S* e( |% [
    对的,SiC量达不到1%是不会有什么效果的。
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    郁闷
    2024-3-20 09:53
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2019-3-1 15:28:52 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2019-2-27 21:54
    ( G0 n' P; s1 u4 d% k+ q@铸造小猫,这实际上跟碳化硅在球铁原铁水里面配入量不高有关联,我在之前做个两个案例只能配入到0.5%左 ...
    ' e: v$ K% o+ J( l
    您好,请问按照您的经验,碳化硅作为预处理剂,合适的粒度应是多少?我看您资料里写的是Grain Size: less than 3/8",作为形核核心是不是太大了?
  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-7-24 08:08
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2019-3-1 20:02:36 | 显示全部楼层
    崔金 发表于 2019-3-1 15:28
      x* N' ~5 ^6 T您好,请问按照您的经验,碳化硅作为预处理剂,合适的粒度应是多少?我看您资料里写的是Grain Size: less ...

    * b( X6 f* r+ J' \3/8”相当于9mm的颗粒不算大,过小了在电炉的搅拌中易于漂浮在铁水表面,反而起不到形核左右。而一般在炉内添加的合金一般颗粒还是较大的,不像在炉前或者叫做包内处理颗粒都比较细。
    ( [  ^; j( q' \9 D/ P
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