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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:' V% w& S5 ^2 E8 b8 y5 x
    5 k3 p3 t! C3 I4 I
    Subject:90% Silicon Carbide# n8 B* n; N) B/ L) A) w7 g1 w$ p
    - Chemistry analysis6 V0 ?' m6 N6 X' r
    SiC:                88-92%
    $ d# q) e/ Q( J! A9 N! NC:                3% nominal2 x8 L- V- _5 c# m# p) x
    Free Si:        1% nominal
    0 e/ J7 u5 Q$ \0 q# ^Free SiO2        3% nominal
    4 z: v# ^7 V( p7 o0 _
    3 Y/ @4 r8 w. k- O" I3 L) t+ EPhysical Properties* ^6 P9 _  e# H% s6 h
    Grain Size: less than 3/8"! h6 L9 V( X' d2 `
    $ D* K' k" O9 k0 u$ m, F
    Silicon carbide metallugical advantages:; |0 b- }2 t/ t% X& n4 x; @
    - Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum
    4 E3 ?1 Z+ W5 p+ P, I" b( p- Very low hydrogen and nitrogen8 }; x" k. K8 M
    - Low sulfur content9 d  v: C) A' x' o1 J6 K
    - SiC does not melt but dissolves in iron and steel: M& _2 q8 G6 p' }' u6 J
    - SiC is stable against oxidation! B1 G1 C" |3 U! z/ N
    - A low cost silicon addition& j8 B. s! P4 n0 ?  T6 l8 p7 q
    2 l5 L6 ]  G: o) i3 F3 d
    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 M( ~/ _9 k  G! z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。
    7 D; r4 o7 ~7 r  P- ~* m( V9 {
    - }! w$ C7 X8 h6 D4 i# O& F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% I: Z2 W. o9 A8 U: j3 s
    粘炉壁呗,劣质的增碳剂更粘炉壁
    - ^+ w4 X8 |0 D2 y1 G! |2 z, i; |4 Z6 A粘炉壁不是碳化硅的错,是其中的杂质,杂质,杂质。
    ; E% Z% X0 [1 g. B# i ...

    . I0 h- M" Y' R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
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    4 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
    ( k  j0 W; l8 h: b2 N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
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    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 15:110 M( }4 _; J) k3 g" d8 o, m  B
    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,
    1 q! @4 N8 J6 q
    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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    2022-10-23 04:26
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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
    - {: N% T+ n8 m7 {8 M. D4 w
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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

    0 q6 }) H) Q/ q5 d2 _- ~2 T: B' p                               
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    & n* H: x* q9 V$ X" p
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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 01:18$ D5 F+ o% D3 G. E' m' m) u
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
    3 Q! s4 a  \% Q: q( G
    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
    2 L3 s8 a, I' y& A& |6 Y! ^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
    + x* g) W$ W- _1 D  g$ ^' v' P
    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
    4 ]1 Y" L# T' Y, E( `6 d3 M& h8 |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 ...

    & p4 {6 ~: g% o. T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。9 C- h; H' z( ^( `; [8 c9 Z. x) c
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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 2018-12-13 13:46:52 | 显示全部楼层
    xcxso 发表于 2018-12-13 01:18
    8 T' T  }) J6 R" x0 ~感谢宋总分享,能不能多说一点呢?

    8 R7 @/ x1 C0 w+ 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。
    8 g# c7 U% C/ ^- ~4 P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
    ) o$ w, M# c! X- Y; s2 X2 M0 i  X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 ...
    4 T2 I: I! S; }2 R* K& ^" G
    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2 U/ I, O( h5 F( g7 K- n
    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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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2018-12-13 15:06:37 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2018-12-13 13:465 {8 r+ p# E% B
    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 ...
    5 u. ]( }8 n2 i$ B, p- ~
    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!
    + i; G. c" z" J' h. y/ _再次谢谢您的帖子与回复!
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    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!+ W- h+ H# f, v( N7 Q
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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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    [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
    9 ~3 `4 T- }! K5 r6 C" `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 ...
    4 e( ?! G7 R, `
    @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。
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    2021-10-28 10:45
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    发表于 2019-2-28 00:48:56 | 显示全部楼层
    henrysong6514 发表于 2019-2-27 21:54
      z' y4 v' P) M  [@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 ...

    . l5 M6 n& i2 ]7 f  g: _& `6 {对的,SiC量达不到1%是不会有什么效果的。
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    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
    / c6 R. L2 ?8 [+ `/ N@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 ...
    ' j4 G& o3 P! U0 |* g+ Y- Q- I
    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?
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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 2019-3-1 20:02:36 | 显示全部楼层
    崔金 发表于 2019-3-1 15:28
    8 {9 z: l" M, h+ g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 ...

    , t! r: B* X: C. M1 D$ X+ i3/8”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。
    2 m5 c1 b' ]; x+ _
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