碳化硅作为预处理剂在铸铁冶炼上的应用探讨

henrysong6514

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 @  ]+ i  r* e! k$ s! lSubject：90% Silicon Carbide
- Chemistry analysis
SiC:                88-92%
C:                3% nominal
9 j  B8 n0 j, B% @! MFree Si:        1% nominal
Free SiO2        3% nominal

Physical Properties
& ^( t' \1 a8 T+ r; dGrain Size: less than 3/8"

Silicon carbide metallugical advantages:
0 s* S1 S) p' v3 ?- Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum
' M5 ?0 Q3 x) T1 E- Very low hydrogen and nitrogen
- Low sulfur content
- SiC does not melt but dissolves in iron and steel
# z* M; C+ q7 c2 A- SiC is stable against oxidation
# e2 G% U3 `9 ^& J! }5 J% o9 D3 r- A low cost silicon addition

5 e+ s. a4 e4 e, m# ~1 s# k! m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：
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。

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。

老翻砂匠

山巅牧羊人 发表于 2021-5-9 08:28
. f( p- F+ V, ~+ U6 W, S; q$ p! Q粘炉壁呗，劣质的增碳剂更粘炉壁
粘炉壁不是碳化硅的错，是其中的杂质，杂质，杂质。
7 b2 Y" [5 b2 l7 {* h$ j: d ...

9 A$ R1 G$ ]1 M* X/ I操作也有问题！

铸造小猫

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
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

王子乔

DDFMA 发表于 2021-5-8 15:11
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，

6 H# `: E6 [. u0 @) n/ a加料顺序有影响

铸造小狗

感谢分享！

铸造小虎

学习一下，好东西要分享要推广
' J5 G; q6 M  k  X* |

老翻砂匠

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

                               
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5 ^  n+ ?$ X, `6 V: s$ k5 N  u/ n: P

shine

学习了，感谢分享！楼主绝对是资深的老法师！

xcxso

感谢宋总分享，能不能多说一点呢？

铸造小狗

xcxso 发表于 2018-12-13 01:18
感谢宋总分享，能不能多说一点呢？

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。

henrysong6514

老翻砂匠 发表于 2018-12-12 09:58
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

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。

老翻砂匠

henrysong6514 发表于 2018-12-13 12:07

                               
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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 ...

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。
+ O  J! G; C" ]2 P

henrysong6514

xcxso 发表于 2018-12-13 01:18
感谢宋总分享，能不能多说一点呢？

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。
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）

xcxso

henrysong6514 发表于 2018-12-13 13:46
& q2 m1 Y: |7 g+ b& _' E5 D2 ?9 [, ~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 ...

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
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。

铸造小狗

henrysong6514 发表于 2018-12-13 13:46
% {, C' K& R4 e$ ^" o! f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 ...

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！
" G# L1 n: N8 c) j% y再次谢谢您的帖子与回复！

铸冶艺人

赞同你的观点！
/ G$ b/ `4 g  u" U" b3 T0 E

刘祖斌

学习一下

铸造小猫

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

henrysong6514

铸造小猫 发表于 2019-2-27 14:06
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 ...

# }$ z! v+ T- s' W. _- 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。

铸造小狗

henrysong6514 发表于 2019-2-27 21:54
@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 ...

+ W- z. w' ^/ q" A$ _9 K' S对的，SiC量达不到1%是不会有什么效果的。

崔金

henrysong6514 发表于 2019-2-27 21:54
2 B1 D5 ^' O% l0 j@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 ...

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？

henrysong6514

崔金 发表于 2019-3-1 15:28

2 e) E$ m. T) ~! I                               
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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 ...

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。