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阐述石墨增碳剂吸收率的五大影响因素

[ 发布日期:2017-12-15 点击:1546 来源:舞钢市宇达节能冶金材料有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  石墨增碳剂是指碳素产品通过高温或者其他方式使其的分子结构改变,有规则的排列,这种分子排列方式,碳的分子间距更宽,更利于在铁液或者钢液中分解形核。现在市场上的石墨增碳剂一般来说来自两种途径,一种是石墨电极的废料切割,再一个就是石油焦3000度的石墨化产品。影响石墨增碳剂吸收率的因素有石墨石墨增碳剂粒度的影响、石墨增碳剂加入量的影响、温度对石墨增碳剂吸收率的影响、铁液搅拌对石墨增碳剂吸收率的影响、铁液化学成分对石墨增碳剂吸收率的影响。下面是详细的介绍:

石墨增碳剂

  
  1.石墨石墨增碳剂粒度的影响
  
  使用石墨石墨增碳剂的增碳过程包括溶解扩散过程和氧化损耗过程。石墨石墨增碳剂的粒度大小不同,溶解扩散速度和氧化损耗速度也就不同。而石墨石墨增碳剂吸收率的高低就取决于石墨增碳剂溶解扩散速度和氧化损耗速度的综合作用:在一般情况下,石墨增碳剂颗粒小,溶解速度快,损耗速度大;石墨增碳剂颗粒大,溶解速度慢,损耗速度小。石墨增碳剂粒度大小的选择与炉膛直径和容量有关。一般情况下,炉膛的直径和容量大,石墨增碳剂的粒度要大一些;反之,石墨增碳剂的粒度要小一些。对于1t以下电炉熔炼晶体石墨粒度要求0.5~2.5mm;1t~3t电炉熔炼晶体石墨粒度要求2.5~5mm;3t~10t电炉熔炼晶体石墨粒度要求5.0~20mm;覆盖在浇包中晶体石墨粒度要求0.5~1mm。
  
  2.石墨增碳剂加入量的影响
  
  在一定的温度和化学成分相同的条件下,铁液中碳的饱和浓度一定。铸铁中碳的溶解极限为([C%]=1.3+0.0257T-0.31[Si%]-0.33[P%]-0.45[S%]+0.028[Mn%](T为铁液温度)。在一定饱和度下,石墨增碳剂加入量越多,溶解扩散所需时间就越长,相应损耗量就越大,吸收率就会降低。
  
  3.温度对石墨增碳剂吸收率的影响
  
  从动力学和热力学的观点分析,铁液的氧化性与C-Si-O系的平衡温度有关,即铁液中的O与C、Si会发生反应。而平衡温度随目标C、Si含量不同而发生变化,铁液在平衡温度以上时,优先发生碳的氧化,C和O生成CO和CO2。这样,铁液中的碳氧化损耗增加。因此,在平衡温度以上时,石墨增碳剂吸收率降低;当增碳温度在平衡温度以下时,由于温度较低,碳的饱和溶解度降低,同时碳的溶解扩散速度下降,因而收得率也较低;增碳温度在平衡温度时,石墨增碳剂吸收率。
  
  4.铁液搅拌对石墨增碳剂吸收率的影响
  
  搅拌有利于碳的溶解和扩散,避免石墨增碳剂浮在铁液表面被烧损。在石墨增碳剂未完全溶解前,搅拌时间长,吸收率高。搅拌还可以减少增碳保温时间,使生产周期缩短,避免铁液中合金元素烧损。但搅拌时间过长,不仅对炉子的使用寿命有很大影响,而且在石墨增碳剂溶解后,搅拌会加剧铁液中碳的损耗。因此,适宜的铁液搅拌时间应以保证石墨增碳剂完全溶解为适宜。
  
  5.铁液化学成分对石墨增碳剂吸收率的影响
  
  当铁液中初始碳含量高时,在一定的溶解极限下,石墨增碳剂的吸收速度慢,吸收量少,烧损相对较多,石墨增碳剂吸收率低。当铁液初始碳含量较低时,情况相反。另外,铁液中硅和硫阻碍碳的吸收,降低石墨增碳剂的吸收率;而锰元素有助于碳的吸收,提高石墨增碳剂吸收率。就影响程度而言,硅,锰次之,碳、硫影响较小。因此,实际生产过程中,应先增锰,再增碳,后增硅。
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