合成铸铁溶炼过程中增碳剂与碳化娃的**配伍 （一）

合成铸铁溶炼过程中增碳剂与碳化娃的**配伍 （一）

池震宇，池炎

(郑州新达冶金技术有限公司，河南郑州450000)

摘要：合成铸铁熔炼，增碳剂与碳化硅除了调整碳量，并在铁液中生成大量弥散分布的非均质结晶核心，特别是碳化硅的成核效果和伴生功能，强化铁液的孕育预处理，对改善基本组织和石墨形态提高铸件综合性能，具有重要意义。

关键词：增碳剂；碳化硅；碳当量；预处理

感应电炉具有自由控制铁液温度和电磁搅拌作用，为添加增碳剂的合成铸铁熔炼提供良好的条件，促进合成铸铁在铸造领域的应用。国内从20世纪90年代开始，越来越多的铸造企业推广应用合成铸铁熔炼工艺，发展的态势良好。进一步推广合成铸铁熔炼技术，加大废钢比，采用优质增碳剂配合碳化硅的增碳技术和强化孕育预处理等措施，改善铸件基体组织和石墨形态达到提高铸件综合性能，降低生产成本，促使合成铸铁熔炼的普及和应用。

一、合成铸铁熔炼特点与力学性能

合成铸铁是不用或少用（少于10%)生铁，以废钢回炉料加增碳剂的方法调节碳量，通过感应电炉获取优质铁液的方法。感应电炉具有温度调整和增碳吸收率高的功能，能使铁液的熔化、增碳、精炼在很宽的范围内调整。在废钢比增加时，可以增加碳当量，使废钢比增加不受技术上的限制。因此提高废钢比的简单工艺措施，成为合成铸铁提高力学性能，改善铸件综合性能的有效措施。

正确的熔炼方法，并使用大量增碳剂的合成铸铁比普通铸铁的力学性能更好。有关资料介绍，合成铸铁比普通铸铁的抗拉强度增加30-60 MPa，硬度降低10 HB。合成铸铁的抗拉强度随废钢加入量增加而提高，其提高幅度随共晶度的提高而变小。当共晶度达0.95，废钢从25%增加到62%时，抗拉强度提高不大，图1[2]为采用1.5t无芯工频感应电炉溶炼时，不同共晶度下合成铸铁抗拉强度与废钢加入量的关系。从图中看到高牌号灰铸铁更宜采用合成

图1不同共晶度下合成铸铁抗拉强度与废钢加入量关系

铸铁。图2示出了合成铸铁的硬度随废钢加入量的增加其硬度的提高幅度不大，当废钢加人量<50% 时，合成铸铁的硬度稍有提高，当废钢的加入量> 50%时，随其量递增，则硬度呈略有下降的趋势，但仍保持在HB200左右。

图2废钢加入量的增加对不同共晶度的合成铸铁的硬度影响

合成铸铁力学性能提高的原因。

1、合成铸铁使用大量废钢，一般废钢含氮 76-120x10-6因合成铸铁需要较多的增碳剂增碳，如使用含氮量较高的非晶体增碳剂（如煅烧石油焦增碳剂），由于增碳剂中的氮向铁液中转移，致使铁液中的氮含量增高。如使用低硫低氮的石墨化增碳剂和合理的熔炼工艺，合成铸铁的氮含量少于100x10-6其力学性能优于大量加入生铁的普通铸铁。

大量废钢的加入，熔炼的合成铸铁消除了 生铁中的有害元素和遗传性的影响，并且在增碳过 程中，尤其在平衡温度以上增碳时，由于C的氧化 和Si02还原，使铁液沸腾杂质上浮、净化铁液。

2、大量废钢的加入，熔炼的合成铸铁消除了生铁中的有害元素和遗传性的影响，并在增碳过程中，尤其平衡温度以上增碳时，由于C的氧化和SiO2还原，使铁液沸腾杂质上浮，净化铁液。

3、大量优质增碳剂的加入使铁液中非异质预存晶核大量增加，改善石墨形核生长条件，增强石墨化能力，对灰铸铁而言使共晶团细化并分布均匀，石墨呈A型，避免出现B型及E、D型石墨， 且使石墨片变小、变短。对球铁而言，使石墨球数显著增加，石墨球形更好，铁素体量增加。合成铸铁的力学性能取决于增碳剂的质量，增碳工艺和熔炼操作。

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