影響增碳劑吸收的幾個因素
影響增碳劑吸收的幾個因素
1、增碳劑粒度對吸收率的影響
使用增碳劑的增碳過程包括溶解擴散過程和氧化損耗過程。增碳劑的粒度大小不同,溶解擴散速度和氧化損耗速度也就不同,而增碳劑吸收率的高低就取決于增碳劑溶解擴散速度和氧化損耗速度的綜合作用。在一般情況下,增碳劑顆粒小,溶解速度快,損耗速度大;增碳劑顆粒大,溶解速度慢,損耗速度小。
2、增碳劑加入量對吸收率的影響
在一定的溫度和化學成分相同的條件下,鐵液中碳的飽和濃度一定。鑄鐵中碳的溶解極限為〔C%〕=113+010257T-0131〔Si%〕-0133〔P%〕-0145〔S%〕+01028〔Mn%〕(T為鐵液溫度)。在一定飽和度下,增碳劑加入量越多,溶解擴散所需時間就越長,相應損耗量就越大,吸收率就會降低。
3、飽和濃度一定,溫度對增碳劑吸收率的影響
從動力學和熱力學的觀點分析,鐵液的氧化性與C-Si-O系的平衡溫度有關,即鐵液中的O與C、Si有如下的反應〔7〕:〔Si〕+2〔O〕=SiO2(s),〔C〕+〔O〕=CO(g),SiO2(s)+2〔C〕=〔Si〕+2CO(g)。ΔG0T=549359-309145T(3)lg〔Si〕〔C〕2=-27486T+15147(4)平衡溫度T隨目標C、Si含量不同而變化,如式(4)所示。依式(4)可以計算出平衡溫度。當鐵液成分(%)為:219～311C、110～112Si時,平衡溫度為1380℃左右。鐵液在平衡溫度以上時,優先發生碳的氧化,C和O生成CO和CO2。這樣,鐵液中的碳氧化損耗增加。因此,在平衡溫度以上時,增碳劑吸收率降低。當增碳溫度在平衡溫度以下時,由于溫度較低,碳的飽和溶解度降低,同時碳的溶解擴散速度下降,因而收得率也較低。
4、鐵液攪拌對增碳劑吸收率的影響
在增碳劑未完全溶解前,攪拌時間長,吸收率高。攪拌有利于碳的溶解和擴散,減少增碳劑浮在表面被燒損。攪拌還可以減少增碳保溫時間,使生產周期縮短,避免鐵液中合金元素燒損。但攪拌時間過長,不僅對爐子的使用壽命有很大影響,而且在增碳劑溶解后,攪拌會加劇鐵液中碳的損耗。因此,適宜的鐵液攪拌時間應以保證增碳劑完全溶解為適宜。
5、鐵液化學成分對增碳劑吸收率的影響
當鐵液中初始碳含量高時,在一定的溶解極限下,增碳劑的吸收速度慢,吸收量少,燒損相對較多,增碳劑吸收率低。當鐵液初始碳含量較低時,情況相反。另外,鐵液中硅和硫阻礙碳的吸收,降低增碳劑的吸收率。而錳元素有助于碳的吸收,提高增碳劑吸收率。就影響程度而言,硅最大,錳次之,碳、硫影響較小。因此,在實際生產過程中,應先增錳,再增碳,最后增硅。
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