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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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    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:
    ; d! b  _/ w+ e  X1 l
    # Z2 f5 T# X+ o3 U( @) j( T! RSubject:90% Silicon Carbide
    0 e. Q$ G* K: n3 I/ q) Z- o  \, x3 X- Chemistry analysis
    1 W2 p8 S) f5 u/ }SiC:                88-92%% O% r6 e: H$ D" P, ]0 J
    C:                3% nominal
    + ]2 c  H. N, u5 B0 wFree Si:        1% nominal
    6 n  c8 ~/ f+ {7 k/ \* eFree SiO2        3% nominal
    " q  g0 s( M! ]3 P- L3 A) t. z. ?4 l. @/ D1 I- r! ]
    Physical Properties7 C2 c' }/ |( D+ i) x3 ~( z
    Grain Size: less than 3/8"2 D/ E* V) i1 }: {" y

    " X, L9 Q# S/ ]Silicon carbide metallugical advantages:
    4 [! U/ R) p0 E1 D  Y- Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum; e# V* u' p, x, I2 q* o# W
    - Very low hydrogen and nitrogen% q, B6 q1 t( z4 {, H6 z
    - Low sulfur content
    + J" E% w- M- C; G4 k! _- SiC does not melt but dissolves in iron and steel
    ! B! S0 P( w7 s$ b2 i8 X- SiC is stable against oxidation
    & j  X$ @( ^2 U: z7 V- A low cost silicon addition0 P9 B% H9 A) C) B

    5 R5 t4 X; C' K2 y" G' n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:! a6 ^9 _, }/ o( Y" r) t% Z. u; c: h( ~
    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。! a+ W, m' g) n) H9 E! h9 r5 Q

    ) d! F5 O1 c7 ^9 I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% X/ ]  B5 I
    粘炉壁呗,劣质的增碳剂更粘炉壁8 z8 w  C5 q9 x% T8 a
    粘炉壁不是碳化硅的错,是其中的杂质,杂质,杂质。
    4 w/ ~0 D- t4 T' B+ R0 o ...

    2 |. H! e+ F8 a2 \  n1 O* X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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    [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
    % J( a3 Q: T0 {5 m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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    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 15:11
    / k3 l  Y/ G. d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,
    , |; _0 {/ v6 z8 }/ q% g' o
    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0 h. ~) E1 O6 j% Z4 C+ H! G$ U
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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
    3 U5 ]; {& k8 J; N  A8 U! w: f
                                   
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    5 l: x+ G) G* [) B1 h/ N8 P4 x) j; d
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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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    [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' w/ [: o7 I2 H2 N4 n: n+ z
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
    , D/ p6 ^* ^: c+ m( Z& G( Q
    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 09:586 q& [% ^5 s8 ~6 e% a+ n3 M
    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
    $ z/ Y, u/ K2 o+ O5 \
    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
    : G8 S( Z- l- b) x2 d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 ...

    : g$ X  n  {3 c. s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。2 {+ J  K$ S7 T5 }
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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 01:181 U8 |8 O6 X, `& k3 S
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?

    / `2 D! t$ G6 K3 k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。5 S5 w, V( h: C! 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
    ( k$ w7 ?4 {2 T* 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 ...
    ! p0 {: ^1 M# Y' Q8 B- b
    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
    % L! m& j# g8 N' f0 d* X9 K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 13:465 L% k7 g; t3 q" n
    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 ...
    : u, ]' `; t- B1 l' H. v
    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!
    3 z. `- Q" |5 |. [4 [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
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    ; h, Y2 x1 S7 G( L
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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* E" l- v' ?: q0 k4 {
    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 ...
    " X8 D# C) ~3 B2 x7 S& @1 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。
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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 21:540 B" m; O& s" I  `8 m, f
    @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 ...

    5 p# D2 M. X) z8 R( a% c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& Z) F& j! Z' C4 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 ...

    - A! y* k5 \* s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
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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
      r1 E& _3 c! q  O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 ...
    * k4 L. P0 @3 }4 G, q+ n5 u
    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。5 n  N+ g  P& w) M5 r" j) U9 B# _
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