中频炉增碳工艺研究.docx

中频炉增碳工艺研究1. 前言中频感应电炉与工频感应电炉相比，具有功率密度大、占地小、生产灵活、造价低、而且生产铸铁牌号变更灵活方便的优点，随着市场发展的需求，在铸造生产过程中，不同品种产品的切换也越来越灵活，造型生产节拍也越来越快，这就要求实际生产中熔化的速率也要越来越快，此外中频感应电炉的能耗要远远低于工频感应电炉，大大的降低了铸造能耗，拉低了生产成本，在铸造生产中已得到了广泛应用，并逐步取代工频感应电炉。 八十年代开始，某公司就开始研究采用合成铸铁的工艺方法生产汽车铸件，由于废钢、碳化硅、增碳剂等资源保证问题，一直没有大规模使用。近年来，考虑到生铁价格持续走高，面对铸造原材料和人工成本的不断上升，选择大比例废钢增碳工艺来生产合成铸铁已成为当前大多铸造行业的趋势，它不仅可以有效地利用废钢边角料来节约生产成本，也响应了绿色铸造的理念，在采用大比例废钢增碳工艺生产制动盘的过程中，由于中频炉电磁搅拌相对较弱，熔化速度快，升温快，搅拌能力低，加入大量增碳剂（约4%）在熔化到1400℃下不能完全溶解，原有工频炉铁液增碳工艺应用于中频炉C不能完全吸收，造成出炉时C未完全溶解，频繁出现取样C成分与实际铸件不吻合，实际铸件C偏高，硬度偏下限的现象，本文将结合工厂实际生产经验着重从中频炉大比例废钢增碳的增碳剂选用、炉料加入方法、取样温度、时机几个方面分析如何制定较为合理的增碳工艺。2、试验方法和内容本次试验中，主要采用大比例废钢增碳剂的炉料配比方式生产制动盘，试验的关键为增碳剂的选择，实际生产中，用于铸铁件增碳的增碳剂种类繁多，我厂当前正在使用的增碳剂参数如表一，试验中将三种增碳剂逐一用于生产制动盘的配料中，研究分析出吸收率较高，性价比较好的增碳剂是本次试验的关键。 表一 使用增碳剂技术指标名称粒度/mm固定碳%硫份%水份%灰份%挥发份%A1—4≥98≤0.1≤0.5≤1.0≤1.0B1—4≥98≤0.5≤0.5≤1.0≤1.0C0.5-3≥90≤0.5≤0.5≤5.0≤2.0在生产制动盘的过程中，采用6t中频炉进行化料，炉料配比工艺为：回炉料：废钢=（20%-50%）：（50%-80%），本次试验中按照20%回炉料：80%废钢的配料方式，再根据工艺条件加入适当比例的增碳剂。配料方案分为铁液增碳和配料增碳两种，将A、B和C三中增碳剂分别用于两种配料过程中，分析研究增碳剂的吸收率和增碳效果。铁液增碳时炉底留有1t左右起熔铁水，将废钢分三次加入，待废钢完全熔化之后加入增碳剂进行增碳，实际炉料配比如下表二：表二 中频炉熔炼制动盘液态增碳炉料配比配料（%）加料顺序剩余铁水（T）废钢（T）增碳剂（KG）10.74.7140剩余铁水0.7T→废钢1.5T→废钢1.7T→废钢1.5T→铁水化清后增碳剂140KG20.94.3130剩余铁水0.7T→废钢1.5T→废钢1.5T→废钢1.3T→铁水化清后增碳剂130KG30.95160剩余铁水0.9 T→废钢1.5T废钢2T→废钢1.5T→铁水化清后增碳剂160KG配料增碳采用炉底留有1t左右起熔铁水，将废钢和增碳剂一起分三次同时加入，实际炉料配比如表三：表三 中频炉熔炼制动盘配料增碳炉料配比配料（%）加料顺序剩余铁水（T）废钢（T）增碳剂（KG）10.74.5130剩余铁水0.7T→废钢1.5T、增碳剂60KG→废钢1.5T、增碳剂40KG→废钢1.5T、增碳剂30KG20.94.7160剩余铁水0.9T→废钢1.7T、增碳剂60KG→废钢1.5T、增碳剂60KG→废钢1.5T、增碳剂40KG32.53100剩余铁水2.5T→废钢1T、增碳剂40KG→废钢1T、增碳剂40KG→废钢1T、增碳剂20KG40.94120剩余铁水0.9T→废钢1.5T、增碳剂60KG→废钢1.5T、增碳剂40KG→废钢1T、增碳剂20KG50.94150剩余铁水0.9T→废钢1.5T、增碳剂60KG→废钢1.5T、增碳剂60KG→废钢1T、增碳剂30KG60.95150剩余铁水0.9T→废钢2T、增碳剂60KG→废钢2T、增碳剂60KG→废钢1T、增碳剂30KG3、实验结果分析3.1增碳剂的选择和加入方式3.1.1 增碳剂的选择本次试验中将A、B、C三种增碳剂分别加入以上两种方案中，通过试验发现C结构致密，密度硬度都相对较大，使用过程中不易与铁水相溶，吸收缓慢且烧损严重。A粒度较小，结构疏松，铁水能迅速的进入空隙与其相溶，吸收率相对最高，但成本较高，制动盘生产中无特殊要求，也不予考虑。而B结构松散，存在许多孔隙，有利于铁液进入间隙较快的吸附C原子，相对吸收率较高，成本低，实际生产中采用吸收率相对较高的B做为增碳剂。3.1.2 增碳剂的吸收率在采用配料增碳过程中，配料时增碳剂与废钢一起加入炉内，采用液态增碳时增碳剂主要作用