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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:
    / F# c7 E% w3 [  W4 @# [3 i5 ]" S# Y' b) O$ {# w) n' Q- u4 c' {) F: {
    Subject:90% Silicon Carbide* c; r% X2 q' J" ^% ]; U- Q
    - Chemistry analysis
    " S2 \3 s  V$ U3 D) D7 VSiC:                88-92%; {: B- {1 e8 z# W, O" e! x+ a7 ~, Q
    C:                3% nominal
    4 p  w8 k5 E& |! i. }" FFree Si:        1% nominal
    - P2 _+ }0 [; y) R4 o. Q( C% OFree SiO2        3% nominal
    $ u7 H9 k( Q2 @3 T' c  s) p* Y
    ; p; n: T% k, t# vPhysical Properties0 m! U0 @* O2 T" F, k
    Grain Size: less than 3/8"
    9 N- N0 H$ K- s) r$ V
    ) L. f# J. S( c% i8 w( HSilicon carbide metallugical advantages:' P& Q- f0 U1 c; ?
    - Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum
    / t0 A9 R: U' x: i2 c% X& Q- {- Very low hydrogen and nitrogen
    " d( U6 L4 }7 s. ^- Low sulfur content9 U  A$ X5 l( `9 ~2 t; N
    - SiC does not melt but dissolves in iron and steel
    - c& I5 V) w1 A; Z* h- SiC is stable against oxidation. N, B! n: ?% @* P7 R
    - A low cost silicon addition1 f) x6 I" X5 d# g

    & g. Y7 \' V& [2 L( v' \4 a7 V  @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:
    & @8 o) i9 ^8 a: u  V; U$ x( @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。
    - g1 m( x$ k/ q
    $ M2 b1 M5 A- `- B+ q$ E% n) {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
    / n& ?& E* k9 w! r# ^粘炉壁呗,劣质的增碳剂更粘炉壁
    * ]/ u/ z; x9 b7 _粘炉壁不是碳化硅的错,是其中的杂质,杂质,杂质。( _" @: ?. r0 }
    ...
    2 p1 Y; K3 ~2 z. @
    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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    2024-4-20 08:16
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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# [  P3 z! r/ ~
    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
    9 X# b2 F* O8 x5 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,
    6 [$ F( r  g8 `
    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
    ' D0 V# R* ~; ^& R* n7 Z; ?
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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
    ) ?. X- b0 a) q. w- ^
                                   
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    4 i0 Y9 g+ R4 y7 I; F( b  H% Z! }
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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! ~$ d0 B3 p7 d6 b
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?

    ; m+ E- k- ?8 y3 V+ j, S4 \1 C; t" B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( H! {* |* F, Z5 S1 v0 @# k( ^
    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
    * B& O) A/ U* [* Y! j$ \" D7 ~  l
    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 * C" N* Z  W7 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 ...

    * S7 a4 L, p8 p$ s# y8 @. v- g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。( Z; `1 c# E# O$ ]1 ~
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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' a/ U$ _6 `" d/ \! u
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
    ) w# \) Q4 }3 c# n, v/ Y
    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。) |( o6 \# B4 d5 C4 O
    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
    1 i" M5 L0 y  I0 T; 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 ...
    - b- V! D* Q' M9 B% g1 x2 h; }/ z$ T1 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4 p4 {5 V# E! v1 B$ k+ b8 A9 x
    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 13:467 ]' x( T' G2 p& C/ D2 d
    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 ...

    9 G; t0 f! f# Q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!
    ) ^5 y" g0 ?9 V9 d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!
    ) U+ _: N0 x* `8 j' P  b
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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
    % r) O8 Z2 D6 W4 z0 a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 O) F' r) F$ X4 q: v% @0 k@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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    [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 21:545 H0 G9 G" O( T# b" Y0 W8 e3 M# N  }3 D  n5 K
    @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 ...
    % v! F7 \+ R% T" ]; e+ N
    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( w. A6 j4 ^1 O! \9 ?4 g' ~- b4 d
    @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 ...
      h! q# N3 q! S. R" w$ N2 f( E( m
    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
    # E+ ~$ m4 Z8 l8 v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 ...

    $ e2 O# V. n$ g5 v/ P3 `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。6 n; Q6 T  Z7 x, t. }6 P6 Q
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