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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:
    ! p8 {% U2 _6 k2 D. U4 H# p5 V% [9 }- _# S8 t6 @. Y( M( @0 x
    Subject:90% Silicon Carbide$ l5 l7 I0 [8 t% f! F( ]9 @) d
    - Chemistry analysis% ^3 O' n4 B* C, m# P& d
    SiC:                88-92%
    : |4 o9 ?2 F- s7 ]) u, FC:                3% nominal
    3 F. H9 s7 S, L3 ?9 V) h# }! ]  j5 Z4 OFree Si:        1% nominal
    0 e9 k( m$ U; `/ `& JFree SiO2        3% nominal
    ( D  l( L1 b7 j0 Z! u/ t- V+ E3 Y0 [9 ?* \9 \6 s/ o. m7 a
    Physical Properties" j) v6 U! p, n5 V( G4 U& k8 o$ \
    Grain Size: less than 3/8"8 Y5 q( ~1 Y, r
    $ E2 v8 b5 k+ Y# s3 A3 K
    Silicon carbide metallugical advantages:; _8 }* A* n- f, R( d
    - Compared to ferrosilicon, extremely low content of aluminum; V# j. n: a" s! H4 V# F
    - Very low hydrogen and nitrogen
      U' }, ^. I/ Y; D- w7 i9 u- Low sulfur content
    % B5 }5 a5 B- B; g7 p, V- SiC does not melt but dissolves in iron and steel
    1 ^' [  {1 E0 f% S9 a: Y' O- SiC is stable against oxidation- E9 W- @; y' `1 ?0 W0 h: w* S
    - A low cost silicon addition
    ( B- r, _" Y; O" k5 U- I; C: S8 g" A# C7 b
    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:
    " X; E5 [/ I2 l5 {# e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。5 w8 _2 j; r: L. h2 k  n

    & ?1 Z# B: h! j/ r* `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$ C3 N# D6 q0 x& O) ?* s; A
    粘炉壁呗,劣质的增碳剂更粘炉壁
    / e& ?( N3 j6 E% F粘炉壁不是碳化硅的错,是其中的杂质,杂质,杂质。0 Q. e( a7 B6 ?3 Q: {; W4 x+ ]
    ...

    2 `' W; b2 V% i9 j% }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( f# l/ `6 g: R" Z( I2 t
    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 15:11
    . e  e* K9 D# ]9 a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,

    ; a" G/ y8 u( Z2 e4 K  J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
    - d3 I3 E% g4 s, O2 J8 M5 U- U8 M
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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

    " _. e# r- ~7 ]                               
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      q% E" A& Q( |
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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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    [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 01:183 W; ?/ C$ H$ `# G% ]! [
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
    5 d% ~1 ]. A" ~- b3 {
    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 09:588 F9 V4 |" B+ u. \6 ?3 b0 n
    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

    : h' ]: F3 E* @% i5 C- |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   @. P: C3 i) ~5 e& J# K
    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 ...

    0 {* f# f3 ~; w% |1 q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。
    ! F6 e4 d5 u9 f1 ?
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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. e  p  J! H+ s$ g2 F
    感谢宋总分享,能不能多说一点呢?
    7 ^9 C' x) ?2 k, Z8 O7 @
    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。' R  ~" ^& q$ }1 r* K
    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
    : ^% i/ }( U$ _5 W& o* O- l' U# 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 ...

    ; |( f3 u9 t9 e6 I: j7 f* c& v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 l, H9 G6 p  h; B3 `5 X0 g
    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
      J. P1 t- A8 s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 ...
    ' v) F) Q$ t4 R3 h3 i
    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!
    $ l) I1 c" r8 ~) O" D' N! H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
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    . {1 K6 ^1 O7 }7 u- [# M
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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 14:061 v, t% w- O( c" P2 K1 w4 w5 b; 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 ...
    9 ~, e8 M, X5 c) u; 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 21:54
    4 T& d. v+ y2 T1 }- d; ^+ V$ x@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 ...

    0 p8 G% j" }$ O# a' I* ~对的,SiC量达不到1%是不会有什么效果的。
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    郁闷
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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
    5 G% [6 J3 [2 u: n2 l5 V* D! h0 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 ...
    ( j4 N! K- \7 G0 ~
    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
      S8 D8 |0 q. g7 x: v9 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 ...
    5 f" a+ K$ R  H+ D2 _* e
    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。8 ~" i5 ~  R- q) U6 c+ P$ W4 c& E
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