再谈关于碳化硅的熔炼使用

青海刘连琪

某种意义上说：所谓的铸铁用碳化硅就是光伏产业的下脚料强化冶金碳化硅的再制品

梦幻小萨

预处理是个热门话题啊

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电炉内使用碳化硅，吸收率一般应达90%，有人在6吨电炉内使用碳化硅，说吸收率只有70-75%，奇怪了。

铸冶艺人

铸铁熔炼使用碳化硅的要点

作者： 1.青岛北船重工-赵鲁生

                       2.青岛九鼎铸材-李冰

                       3.苏州多乐万贸易公司-吴敏

摘要：

     目前合成铸铁得到了广泛的应用，用碳化硅调整炉料成分。把大量的废钢通过用碳化硅，增碳剂配料生产出了灰铸铁铸件。使用碳化硅配料和预处理，可以达到更加理想的金相组织和力学性能。由于碳化硅配料熔炼铸铁，可以改善感应电炉熔炼，容易使石墨核心减少的缺点，本文通过现场的大量例证来阐述，说明碳化硅配料熔炼铸铁中的使用方法，在熔炼的不同时机加入不同粒度的碳化硅。特别提出碳化硅在铸铁熔炼中的脱氧作用。

关键词：铸铁熔炼 碳化硅  增碳剂粒度

铸铁熔炼工作中，开始使用碳化硅配料是2008年春天，在青岛日本朋友的铸造工厂（青岛八幡机械）开始配料使用。当时的依据是根据黎克仕写的，1986年机械工业出版社第一版《感应炉熔炼铸铁》一书中的介绍的配料和作用，同时感觉感应电炉熔炼核心损失大，一是增加核心，二是可以提供铁水碳硅含量，认识比较肤浅。黎先生的这本书的序言中介绍，使用碳化硅配料，熔炼铸铁是在当时国内铸造生产的背景下，可能是引用了国外铸铁熔炼生产的经验，也可能是针对当年二汽在湖北十堰建设的铸造工厂，全部使用10吨工频炉熔炼，带来的一些问题，书中关于碳化硅的介绍主要有以下几点：

1.    使用碳化硅的纯度在90%左右，粒度在0.2-5毫米左右；

2.    碳化硅配料加入比例在2.5%左右；

3.    提出碳化硅在铸铁熔炼中的脱氧作用；

4.    提出碳化硅代替硅铁配料后，石墨核心增加的效果；

5.    提出碳化硅代替硅铁配料后，铁水出炉孕育之前的过冷度降低，和孕育之后的铸铁共晶团增加；

6.    书中对铸铁熔炼使用碳化硅的预处理效果和碳化硅在铸铁熔炼温度下，表面形成的二氧化硅膜没有介绍；

7.    提出碳化硅对铸铁熔炼带来的不利影响，即：铁水“在CE大于3.5%时，添加碳化硅的中心体积缩孔比加入硅铁时大，表明此时加入硅的方法对铸铁的密度有一定的影响。”

8.    这本书经过二汽铸造老前辈李应堂，胡耀荣先生审阅，提出宝贵意见。

此后，因为工作过的铸造单位比较多，在机会合适时，一般都提出，对铸铁熔炼配料建议使用碳化硅，来改善铁水的冶金质量。请看下面的金相照片：

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山东某短流程铸造工厂球铁使用碳化硅预处理之前铸件本体金相

铸铁熔炼使用碳化硅的要点

作者： 1.青岛北船重工-赵鲁生

                       2.青岛九鼎铸材-李冰

                       3.苏州多乐万贸易公司-吴敏

摘要：

     目前合成铸铁得到了广泛的应用，用碳化硅调整炉料成分。把大量的废钢通过用碳化硅，增碳剂配料生产出了灰铸铁铸件。使用碳化硅配料和预处理，可以达到更加理想的金相组织和力学性能。由于碳化硅配料熔炼铸铁，可以改善感应电炉熔炼，容易使石墨核心减少的缺点，本文通过现场的大量例证来阐述，说明碳化硅配料熔炼铸铁中的使用方法，在熔炼的不同时机加入不同粒度的碳化硅。特别提出碳化硅在铸铁熔炼中的脱氧作用。

关键词：铸铁熔炼 碳化硅  增碳剂粒度

铸铁熔炼工作中，开始使用碳化硅配料是2008年春天，在青岛日本朋友的铸造工厂（青岛八幡机械）开始配料使用。当时的依据是根据黎克仕写的，1986年机械工业出版社第一版《感应炉熔炼铸铁》一书中的介绍的配料和作用，同时感觉感应电炉熔炼核心损失大，一是增加核心，二是可以提供铁水碳硅含量，认识比较肤浅。黎先生的这本书的序言中介绍，使用碳化硅配料，熔炼铸铁是在当时国内铸造生产的背景下，可能是引用了国外铸铁熔炼生产的经验，也可能是针对当年二汽在湖北十堰建设的铸造工厂，全部使用10吨工频炉熔炼，带来的一些问题，书中关于碳化硅的介绍主要有以下几点：

1.    使用碳化硅的纯度在90%左右，粒度在0.2-5毫米左右；

2.    碳化硅配料加入比例在2.5%左右；

3.    提出碳化硅在铸铁熔炼中的脱氧作用；

4.    提出碳化硅代替硅铁配料后，石墨核心增加的效果；

5.    提出碳化硅代替硅铁配料后，铁水出炉孕育之前的过冷度降低，和孕育之后的铸铁共晶团增加；

6.    书中对铸铁熔炼使用碳化硅的预处理效果和碳化硅在铸铁熔炼温度下，表面形成的二氧化硅膜没有介绍；

7.    提出碳化硅对铸铁熔炼带来的不利影响，即：铁水“在CE大于3.5%时，添加碳化硅的中心体积缩孔比加入硅铁时大，表明此时加入硅的方法对铸铁的密度有一定的影响。”

8.    这本书经过二汽铸造老前辈李应堂，胡耀荣先生审阅，提出宝贵意见。

此后，因为工作过的铸造单位比较多，在机会合适时，一般都提出，对铸铁熔炼配料建议使用碳化硅，来改善铁水的冶金质量。请看下面的金相照片：

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山东某短流程铸造工厂球铁使用碳化硅预处理之前铸件本体金相

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   上述铸造工厂使用碳化硅预处理后铸件本体金相（包内冲入预处理）

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      碳化硅预处理前                        碳化硅预处理后

西北某大型树脂砂铸造工厂球铁70毫米附铸试块碳化硅预处理前后对比

（炉内碳化硅预处理，因为一些因素，效果有，但是不明显）

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荣成兴邦铸业获奖球铁叶片3-4毫米壁厚处金相 （炉内碳化硅预处理）

上面的金相照片说明，碳化硅对球铁熔炼的预处理作用明显，石墨球数增加。在有些工厂，同时消除了球铁中的渗碳体。这些工厂都是之前认为碳化硅没有任何效果的，在现场工程师帮助下，我们一起做的试验，推开了碳化硅的正常使用。目前，有的工厂已经开始铸造生产德国开车制动钳体球铁600-5，铸件本体试块有时候能够满足700-10性能。

一．碳化硅的使用纯度问题:

1.    碳化硅的纯度由于其高温合成的（艾奇逊炉）电炉装料，加热方式，造成炉内中心部位温度最高，合成纯度也最高。随炉子从中心向外温度逐步降低，其合成纯度逐步减小。一炉碳化硅合成烧结的时间约10-15天，打开炉时，中心纯度高的碳化硅成块，容易分拣，而中心向外的碳化硅因为温度逐步降低，纯度也随之减小，从纯度98%逐步减小过度到50%或更低，直至最外部的没有合成烧结的石英砂和碳质材料，它们属于保温层，下一炉继续配料使用。所以铸造使用的碳化硅分层的准确含量比较困难，需要打炉后充分混合，化验检测提供数据，一般是供应商提供含量范围，而70-90%含量的碳化硅供应铸造熔炼使用，物美价廉。（包括高温煅烧石油焦增碳剂的区别分类也相同）。

2.    根据周继扬老师的有关文章和很多有国外铸造工作经历的专家学者介绍，国外铸造熔炼使用的碳化硅都一般在88-92%纯度含量，目前国内使用碳化硅的纯度也在其类，价廉物美，效果明显，成本不高。一些资料介绍，也可以使用纯度在60-80%的碳化硅。

3.    作者曾经使用过光伏产业下脚粉料制成的碳化硅细颗粒（5-10毫米左右，价格很低），碳化硅含量在50-60%的粘结颗粒，在电炉铁水出炉前进行预处理，对球墨铸铁增加石墨球数效果明显。说明纯度低的碳化硅在铁水预处理方面使用的可行性。但是这种碳化硅颗粒因为其真实粒度是上千目的极微小粉粒，在电炉内随废钢前期加入吸收却非常低，大约在30%左右，开始不明白机理。后来看见周继扬老师的文章才知道，高温下碳化硅表面形成的二氧化硅膜，可能是阻碍其吸收率低的原因。极细微粉状态的碳化硅粉粒，表面积更大，其表面生成的二氧化硅膜就更多，在电炉内熔炼初期，二氧化硅膜被碳还原的几率很少，熔融分解极少，造成这些碳化硅与熔渣子结合，被扒除。而作为预处理使用，出炉前的铁水温度高于1450度左右，可以使二氧化硅膜尽快被碳还原，所以预处理效果比较好。

4.    除了感应电炉使用的纯度在90%左右的冶金碳化硅之外，国内大量生产出口供应炼钢脱氧或者供应冲天炉使用的碳化硅块，纯度在50-60%左右，其配料合成是依据客户对总硅，总碳以及碳化硅含量要求生产，加水泥或其他粘结剂搅拌均匀成形，固化干燥。要求挤压强度，保证冲天炉加料冲击不碎。这种碳化硅块曾经在镇江泰克西和山东海阳的冲天炉中正常使用，可以减少铁水氧化，炉渣显色偏淡；提供铁水碳硅，适当提高铁水温度，对冲天炉熔炼有良好的作用。碳化硅块照片：

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国产出口和冲天炉使用的碳化硅块

5.    近期国内专家教授的文章中介绍，铸铁熔炼使用碳化硅的纯度要高达95%以上，能够细化铸铁中的奥氏体枝晶等好处，这需要在实际生产中逐步验证和适应。但是带来的成本提高，可能与企业利益有违。针对感应电炉带来的核心损失特性，我们应该提出碳化硅的价格再高，也要尽可能的使用，用以改善铁水的冶金质量。作者听见，一些铸件采购商，考察铸造工厂时，如果不使用碳化硅配料熔炼，则铸造工厂考核不合格。

6.    碳化硅可以细化灰铸铁珠光体的作用。

一．     碳化硅的使用粒度问题：

1.    碳化硅的铸铁熔炼配料，因为二氧化硅膜的阻碍和其熔融分解温度比较高，其在电炉中随废钢前期加入时（粒度1-5毫米），可以熔融分解，减少铁水氧化，增加石墨核心，持续改善铁水冶金质量。但是随着熔炼后期，碳化硅全部溶解完成，它的作用又会因为电炉二氧化硅被碳还原的特性，作用逐步衰退，所以我们把铁水出炉前的碳化硅预处理，作为最后的增加核心的操作，来改善铁水冶金质量。此时，因为碳化硅在出炉前加入，或铁水包内冲入等不同时机和不同加入方法，就带来了与使用石墨化增碳剂一样的粒度要求。对于碳化硅来讲，因为其熔融分解的温度很高，粒度要求是更加重要的规定。

2.    铁水预处理操作是在铁水出炉前，温度，成分合格条件下，最后进行的操作，与碳化硅前期配料加入不同，粒度必须有严格的区分。否则未熔融分解的碳化硅粗颗粒容易遗留于铸件内部或表面，造成铸件废品缺陷。见下面照片：未熔融分解的碳化硅颗粒遗留于球铁叶片表面及铸件皮下1-3毫米处。

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未熔融分解的碳化硅颗粒在灰铁制动盘皮下，加工后出现。

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未熔融分解的粗颗粒碳化硅凝固在机床铸件内部，能谱分析图片。

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3.    由于上述缺陷的发生，曾经以为是碳化硅纯度不高，杂质遗存于铸件，但是认真分析之后，才认识到，碳化硅纯度之外的杂质，比如二氧化硅，自由碳，自由硅等杂质，其熔融分解温度都比碳化硅低，缺陷应该是预处理使用了粗颗粒（1-5毫米）碳化硅引起，之后炉内改成细颗粒（0.2-2毫米）碳化硅进行预处理，缺陷消失。

4.    目前经过现场使用和验证的经验，预处理细颗粒碳化硅，应该有以下几点需要注意的事项：

5.    如果电炉铁水一次出炉干净，比较好的预处理操作是：当铁水在1420-1450度左右，检测碳硅成分后，调整好成分，铁水准备升温出炉时，扒渣，液面加入0.2-2毫米粒度的碳化硅，加入量依据碳硅成分含量高低，选择铁水总重量的0.1-0.3%，然后迅速升温至工艺要求的温度出炉，进行孕育或球化孕育。此时，加入碳化硅升温时，可以观察炉内铁水液面，由于炉内电磁搅拌作用，碳化硅被铁水挤到炉衬周围，液面亮白色的金属氧化膜迅速被还原，消失。如果此时炉内加入0.2-1毫米粒度碳化硅进行预处理，则碳化硅熔融分解比较快，预处理效果容易衰退。希望引起注意。当然，各家电炉熔炼温度不同，电炉容量大小不同，铁水在炉内高温持续时间也不同，在预处理粒度和加入量的选择上，可以适当调整。

6.    第二种预处理操作是国内目前普遍存在的大容量感应电炉，铁水分3-6包多次出铁，孕育或者球化后，转运去造型流水线上的自动浇注机内孕育浇注，很多工厂没有严格的操作要求，致使铁水高温留炉持续时间超过30-60分钟。此种条件下对铁水的预处理，如果继续按上述操作，炉内多次加入碳化硅预处理，必将影响炉内铁水成分，所以经过多次试验研究，此时的预处理操作一般在铁水包内冲入，放在包底正对铁水冲入一边，使用0.2-1毫米细颗粒碳化硅，冲入量依据铁水碳硅成分或者铁水高温留炉时间长短，选择出炉铁水量的0.1-0.3%，此时铁水温度在1480-1520度时，能够完全熔融分解，起到预处理作用。这种包内冲入预处理操作，已经在山东多个铸造工厂的粘土砂流水线车间使用成功。改善灰铸铁石墨形态，增加球墨铸铁石墨球数，减少铁水高温留炉时间过长而出现的渗碳体，效果很好。

7.    铸造生产中，熔炼，浇注工艺条件多种多样，各不相同，大家可以根据自己的条件，区别对待，如有不同，可以讨论。以上操作只是我们的实际操作，真实可靠。总结一下：前期随废钢加入的碳化硅粒度：1-5毫米左右；炉内预处理的碳化硅粒度：0.2-2毫米左右；包内冲入的碳化硅粒度：0.2-1毫米左右。仅供参考。

二．     使用碳化硅配料铸铁熔炼的一点认识：

1.    碳化硅用于钢铁冶炼，其虽有增加碳硅作用，但是必须强调，首要作用是“脱氧”，然后才是增加铁水碳硅含量。国内很多生产碳化硅球块的供应商出口，供应国外钢铁冶炼工厂，就是用于炼钢后期的预脱氧。钢铁冶炼脱氧过程，容易增加金属液的氮含量，（与细化珠光体的关系？）这也是特性。

2.    碳化硅高温下容易产生表面二氧化硅膜，这个“膜”，应该是极少量来自于其内的未反应的残余二氧化硅，而多量来自于其脱氧产生的二氧化硅。

3.    铸铁熔炼使用碳化硅，最经济有效的纯度应该与国内外共同的认识，含量在70-90%。而粒度的使用，一定要与自己的熔炼温度，铁水出炉方法等不同来选择，否则，粗了容易分解不了，遗留于铸件；细了熔融分解过快，预处理效果容易衰退或减弱。

4.    目前发现国内碳化硅的生产质量参差不齐，已经发现碳化硅因为碳质材料配料选择不同（比如使用石油焦，使用无烟煤，使用低档次煤质材料等等），造成碳化硅质量档次参差不齐，甚至有的碳化硅检测氮含量很高（1500-2000PPM左右，正常情况下，使用石油焦烧结合成的碳化硅氮含量在200-500PPM以下）的个别现象，需要大家引起重视。最近发现，一些工厂在电炉配料中使用碳化硅比例较高，造成炉内有难溶的炉渣，经过一些工厂和供应商化验炉渣成分，感觉是氧化铝含量很高，初步判断是碳化硅烧结配料使用的炭质材料里面，含有氧化铝。三氧化二铝在炉内与二氧化硅形成莫来石这种熔点更高的矿物质。个别工厂提出，碳化硅配料比例小于1%左右时，有炉渣减轻现象。（炉渣化验成分报告）

以上经验肤浅，难免存在问题，希望大家批评讨论！file:///C:/Users/%E9%93%B8%E5%86%B6%E8%89%BA~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif

   上述铸造工厂使用碳化硅预处理后铸件本体金相（包内冲入预处理）

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      碳化硅预处理前                        碳化硅预处理后

西北某大型树脂砂铸造工厂球铁70毫米附铸试块碳化硅预处理前后对比

（炉内碳化硅预处理，因为一些因素，效果有，但是不明显）

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荣成兴邦铸业获奖球铁叶片3-4毫米壁厚处金相 （炉内碳化硅预处理）

上面的金相照片说明，碳化硅对球铁熔炼的预处理作用明显，石墨球数增加。在有些工厂，同时消除了球铁中的渗碳体。这些工厂都是之前认为碳化硅没有任何效果的，在现场工程师帮助下，我们一起做的试验，推开了碳化硅的正常使用。目前，有的工厂已经开始铸造生产德国开车制动钳体球铁600-5，铸件本体试块有时候能够满足700-10性能。

一．碳化硅的使用纯度问题:

1.    碳化硅的纯度由于其高温合成的（艾奇逊炉）电炉装料，加热方式，造成炉内中心部位温度最高，合成纯度也最高。随炉子从中心向外温度逐步降低，其合成纯度逐步减小。一炉碳化硅合成烧结的时间约10-15天，打开炉时，中心纯度高的碳化硅成块，容易分拣，而中心向外的碳化硅因为温度逐步降低，纯度也随之减小，从纯度98%逐步减小过度到50%或更低，直至最外部的没有合成烧结的石英砂和碳质材料，它们属于保温层，下一炉继续配料使用。所以铸造使用的碳化硅分层的准确含量比较困难，需要打炉后充分混合，化验检测提供数据，一般是供应商提供含量范围，而70-90%含量的碳化硅供应铸造熔炼使用，物美价廉。（包括高温煅烧石油焦增碳剂的区别分类也相同）。

2.    根据周继扬老师的有关文章和很多有国外铸造工作经历的专家学者介绍，国外铸造熔炼使用的碳化硅都一般在88-92%纯度含量，目前国内使用碳化硅的纯度也在其类，价廉物美，效果明显，成本不高。一些资料介绍，也可以使用纯度在60-80%的碳化硅。

3.    作者曾经使用过光伏产业下脚粉料制成的碳化硅细颗粒（5-10毫米左右，价格很低），碳化硅含量在50-60%的粘结颗粒，在电炉铁水出炉前进行预处理，对球墨铸铁增加石墨球数效果明显。说明纯度低的碳化硅在铁水预处理方面使用的可行性。但是这种碳化硅颗粒因为其真实粒度是上千目的极微小粉粒，在电炉内随废钢前期加入吸收却非常低，大约在30%左右，开始不明白机理。后来看见周继扬老师的文章才知道，高温下碳化硅表面形成的二氧化硅膜，可能是阻碍其吸收率低的原因。极细微粉状态的碳化硅粉粒，表面积更大，其表面生成的二氧化硅膜就更多，在电炉内熔炼初期，二氧化硅膜被碳还原的几率很少，熔融分解极少，造成这些碳化硅与熔渣子结合，被扒除。而作为预处理使用，出炉前的铁水温度高于1450度左右，可以使二氧化硅膜尽快被碳还原，所以预处理效果比较好。

4.    除了感应电炉使用的纯度在90%左右的冶金碳化硅之外，国内大量生产出口供应炼钢脱氧或者供应冲天炉使用的碳化硅块，纯度在50-60%左右，其配料合成是依据客户对总硅，总碳以及碳化硅含量要求生产，加水泥或其他粘结剂搅拌均匀成形，固化干燥。要求挤压强度，保证冲天炉加料冲击不碎。这种碳化硅块曾经在镇江泰克西和山东海阳的冲天炉中正常使用，可以减少铁水氧化，炉渣显色偏淡；提供铁水碳硅，适当提高铁水温度，对冲天炉熔炼有良好的作用。碳化硅块照片：

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国产出口和冲天炉使用的碳化硅块

5.    近期国内专家教授的文章中介绍，铸铁熔炼使用碳化硅的纯度要高达95%以上，能够细化铸铁中的奥氏体枝晶等好处，这需要在实际生产中逐步验证和适应。但是带来的成本提高，可能与企业利益有违。针对感应电炉带来的核心损失特性，我们应该提出碳化硅的价格再高，也要尽可能的使用，用以改善铁水的冶金质量。作者听见，一些铸件采购商，考察铸造工厂时，如果不使用碳化硅配料熔炼，则铸造工厂考核不合格。

6.    碳化硅可以细化灰铸铁珠光体的作用。

一．     碳化硅的使用粒度问题：

1.    碳化硅的铸铁熔炼配料，因为二氧化硅膜的阻碍和其熔融分解温度比较高，其在电炉中随废钢前期加入时（粒度1-5毫米），可以熔融分解，减少铁水氧化，增加石墨核心，持续改善铁水冶金质量。但是随着熔炼后期，碳化硅全部溶解完成，它的作用又会因为电炉二氧化硅被碳还原的特性，作用逐步衰退，所以我们把铁水出炉前的碳化硅预处理，作为最后的增加核心的操作，来改善铁水冶金质量。此时，因为碳化硅在出炉前加入，或铁水包内冲入等不同时机和不同加入方法，就带来了与使用石墨化增碳剂一样的粒度要求。对于碳化硅来讲，因为其熔融分解的温度很高，粒度要求是更加重要的规定。

2.    铁水预处理操作是在铁水出炉前，温度，成分合格条件下，最后进行的操作，与碳化硅前期配料加入不同，粒度必须有严格的区分。否则未熔融分解的碳化硅粗颗粒容易遗留于铸件内部或表面，造成铸件废品缺陷。见下面照片：未熔融分解的碳化硅颗粒遗留于球铁叶片表面及铸件皮下1-3毫米处。

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未熔融分解的碳化硅颗粒在灰铁制动盘皮下，加工后出现。

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未熔融分解的粗颗粒碳化硅凝固在机床铸件内部，能谱分析图片。

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3.    由于上述缺陷的发生，曾经以为是碳化硅纯度不高，杂质遗存于铸件，但是认真分析之后，才认识到，碳化硅纯度之外的杂质，比如二氧化硅，自由碳，自由硅等杂质，其熔融分解温度都比碳化硅低，缺陷应该是预处理使用了粗颗粒（1-5毫米）碳化硅引起，之后炉内改成细颗粒（0.2-2毫米）碳化硅进行预处理，缺陷消失。

4.    目前经过现场使用和验证的经验，预处理细颗粒碳化硅，应该有以下几点需要注意的事项：

5.    如果电炉铁水一次出炉干净，比较好的预处理操作是：当铁水在1420-1450度左右，检测碳硅成分后，调整好成分，铁水准备升温出炉时，扒渣，液面加入0.2-2毫米粒度的碳化硅，加入量依据碳硅成分含量高低，选择铁水总重量的0.1-0.3%，然后迅速升温至工艺要求的温度出炉，进行孕育或球化孕育。此时，加入碳化硅升温时，可以观察炉内铁水液面，由于炉内电磁搅拌作用，碳化硅被铁水挤到炉衬周围，液面亮白色的金属氧化膜迅速被还原，消失。如果此时炉内加入0.2-1毫米粒度碳化硅进行预处理，则碳化硅熔融分解比较快，预处理效果容易衰退。希望引起注意。当然，各家电炉熔炼温度不同，电炉容量大小不同，铁水在炉内高温持续时间也不同，在预处理粒度和加入量的选择上，可以适当调整。

6.    第二种预处理操作是国内目前普遍存在的大容量感应电炉，铁水分3-6包多次出铁，孕育或者球化后，转运去造型流水线上的自动浇注机内孕育浇注，很多工厂没有严格的操作要求，致使铁水高温留炉持续时间超过30-60分钟。此种条件下对铁水的预处理，如果继续按上述操作，炉内多次加入碳化硅预处理，必将影响炉内铁水成分，所以经过多次试验研究，此时的预处理操作一般在铁水包内冲入，放在包底正对铁水冲入一边，使用0.2-1毫米细颗粒碳化硅，冲入量依据铁水碳硅成分或者铁水高温留炉时间长短，选择出炉铁水量的0.1-0.3%，此时铁水温度在1480-1520度时，能够完全熔融分解，起到预处理作用。这种包内冲入预处理操作，已经在山东多个铸造工厂的粘土砂流水线车间使用成功。改善灰铸铁石墨形态，增加球墨铸铁石墨球数，减少铁水高温留炉时间过长而出现的渗碳体，效果很好。

7.    铸造生产中，熔炼，浇注工艺条件多种多样，各不相同，大家可以根据自己的条件，区别对待，如有不同，可以讨论。以上操作只是我们的实际操作，真实可靠。总结一下：前期随废钢加入的碳化硅粒度：1-5毫米左右；炉内预处理的碳化硅粒度：0.2-2毫米左右；包内冲入的碳化硅粒度：0.2-1毫米左右。仅供参考。

二．     使用碳化硅配料铸铁熔炼的一点认识：

1.    碳化硅用于钢铁冶炼，其虽有增加碳硅作用，但是必须强调，首要作用是“脱氧”，然后才是增加铁水碳硅含量。国内很多生产碳化硅球块的供应商出口，供应国外钢铁冶炼工厂，就是用于炼钢后期的预脱氧。钢铁冶炼脱氧过程，容易增加金属液的氮含量，（与细化珠光体的关系？）这也是特性。

2.    碳化硅高温下容易产生表面二氧化硅膜，这个“膜”，应该是极少量来自于其内的未反应的残余二氧化硅，而多量来自于其脱氧产生的二氧化硅。

3.    铸铁熔炼使用碳化硅，最经济有效的纯度应该与国内外共同的认识，含量在70-90%。而粒度的使用，一定要与自己的熔炼温度，铁水出炉方法等不同来选择，否则，粗了容易分解不了，遗留于铸件；细了熔融分解过快，预处理效果容易衰退或减弱。

4.    目前发现国内碳化硅的生产质量参差不齐，已经发现碳化硅因为碳质材料配料选择不同（比如使用石油焦，使用无烟煤，使用低档次煤质材料等等），造成碳化硅质量档次参差不齐，甚至有的碳化硅检测氮含量很高（1500-2000PPM左右，正常情况下，使用石油焦烧结合成的碳化硅氮含量在200-500PPM以下）的个别现象，需要大家引起重视。最近发现，一些工厂在电炉配料中使用碳化硅比例较高，造成炉内有难溶的炉渣，经过一些工厂和供应商化验炉渣成分，感觉是氧化铝含量很高，初步判断是碳化硅烧结配料使用的炭质材料里面，含有氧化铝。三氧化二铝在炉内与二氧化硅形成莫来石这种熔点更高的矿物质。个别工厂提出，碳化硅配料比例小于1%左右时，有炉渣减轻现象。（炉渣化验成分报告）

以上经验肤浅，难免存在问题，希望大家批评讨论！

铸冶艺人

不会操作了，文章中的各种照片无法上传。

老翻砂匠

铸冶艺人 发表于 2021-9-7 11:14
不会操作了，文章中的各种照片无法上传。

谢谢赵工！可以上传的，有图片时，必须要将发帖栏最右边的“口纯文本”口里的钩拿掉（点掉）就可以了，再尝试一下吧～

铸冶艺人

铸冶艺人

硅铁太贵，使用碳化硅代替硅铁配料，配料比例大于1.2%以上，同时碳化硅烧结合成时配料使用的炭质材料氧化铝含量比较高，造成电炉熔炼中与二氧化硅，或者氧化镁合成熔点更高的炉渣。清理困难。

xcxso

铸冶艺人 发表于 2021-10-31 20:23
硅铁太贵，使用碳化硅代替硅铁配料，配料比例大于1.2%以上，同时碳化硅烧结合成时配料使用的炭质材料氧化铝 ...

铝含量有多高

linuvzg

回帖是美德,谢谢分享

zhaishujv

谢谢艺人老师的资料。
刚使用厂家推荐的碳化硅，加入量0.8%，粒度1-5MM。熔炼时与炉料一起加入，同时还有增碳剂。

落阳渐夕

感谢分享

铸冶艺人

碳化硅代替硅铁和部分增碳剂，以及预处理操作要点 22.06.26
一．        代替硅铁和部分增碳剂配料：（）
1.        碳化硅里面碳硅的含量是30%碳，70%的硅。如碳化硅纯度按90%计算，碳含量在26-27%（其中有一点自由碳）；硅含量在63%左右。正常熔炼，随废钢和增碳剂一起，分1-2次加入炉内，此时碳化硅中的碳硅吸收率一般在90-95%左右。当然，如果炉料锈蚀严重，或者铁水高温氧化，容易降低吸收率。在铁水温度1420-1450度时，使用碳硅仪检测时，如果有少量误差，可以以硅铁或者增碳剂补充。
2.        随废钢加入炉内的碳化硅粒度一般在0.2-5.0毫米颗粒，在碳硅仪检测时的温度，碳化硅已经全部熔融分解。
3.        粗颗粒碳化硅严禁熔炼后期加入调整铁水成分，此时碳硅不足，应该使用硅铁或者增碳剂调整。
二．        使用碳化硅炉内预处理：
1.        如果电炉铁水一次性出完，碳化硅预处理时机应该在铁水温度1420-1450度，检测铁水碳硅含量符合要求，或者使用硅铁和增碳剂调整好铁水成分之后进行。此时扒干净铁水液面熔渣，在铁水液面加入细颗粒碳化硅后，迅速升温至要求的出炉温度出炉。此时，碳化硅的使用粒度应该在0.2-2毫米，加入量一般在铁水重量的0.1%。
2.        在炉内加入碳化硅，开始升温后，我们观察铁水液面，电磁搅拌铁水翻滚，把细颗粒碳化硅挤到炉衬边沿，随着铁水翻滚，铁水液面的白亮色的氧化膜迅速消失，铁水氧化减少。当铁水满足要求的出炉温度后，迅速出炉球化和孕育处理，防止预处理效果衰退。
3.        如果感觉本炉铁水高温留存时间过长，核心损失比较大，在铁水包内可以再增加铁水重量的0.1%，粒度为0.2-1毫米的细颗粒碳化硅，冲入铁水，增加预处理效果。
4.        上面两种小颗粒预处理碳化硅的实际碳硅吸收率，一般在50-60%左右，增加量比较低，可以忽略不计。
三．        铁水包内碳化硅预处理操作：
1.        一炉铁水如果分多包出炉铁水，则炉内碳化硅预处理就不适合了，因为多次在炉内添加碳化硅，容易积少成多，改变铁水成分。这就促成了包内冲入细颗粒碳化硅，来预处理铁水。重要的是，一定要使用0.2-0.8-1.0毫米的细颗粒碳化硅，否则加入稍微粗一点的碳化硅，容易造成碳化硅无法熔融分解，随铁水流入铸件中，造成铸件废品。
2.        细颗粒碳化硅放入铁水包底，或者球化包放球化剂的另一侧包坑内，冲入铁水，球化处理和孕育处理依旧，此时铁水温度最好在1480-1520左右，碳化硅能够充分熔融分解，脱氧，增加铁水石墨核心，碳硅的吸收率大约在50-60%左右。
3.        如果铁水出炉温度更低，可以考虑使用更加细的碳化硅颗粒，避免碳化硅不能够熔融分解。
4.        二，三项预处理操作，严禁使用粗颗粒碳化硅。同时炉内碳化硅预处理，最好在0.2-2毫米，如果使用1毫米以下考虑，则碳化硅熔融分解太快，预处理作用容易衰退。

老翻砂匠

铸冶艺人 发表于 2022-8-27 18:16
碳化硅代替硅铁和部分增碳剂，以及预处理操作要点 22.06.26
一．        代替硅铁和部分增碳剂配料：（）
1.        碳化 ...

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