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　　中頻爐熔煉灰鐵的工藝、質(zhì)量控制淺論（二） 3.1 增碳率的控制和增碳劑的使用 對(duì)于中頻爐熔煉灰鐵，許多人都以為只要爐前控制住鐵水的化學(xué)成分和溫度，就能熔煉出優(yōu)質(zhì) 鐵水，但事實(shí)并非如此簡(jiǎn)單。中頻爐熔煉灰鐵的重中之重是控制增碳劑的核心作用，核心技術(shù)是鐵 水增碳。增碳率越高，鐵水的冶金性能越好。這里所說的增碳率，是鐵水中以增碳劑形式加入的碳， 而不是爐料中帶入的碳。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在爐料配比中生鐵比例高，白口傾向大；增碳劑比例增大， 白口傾向減小。這就要求在配料中要多用廉價(jià)的廢鋼和回爐料，少用或不用新生鐵，這種采用廢鋼 增碳工藝的鐵水中存在大量細(xì)小的彌散分布的非均質(zhì)晶核，降低了鐵水的過冷度，促使了以 A 型石 墨為主的石墨組織的形成。同時(shí)，生鐵用量的減少，也減小了生鐵粗大石墨的不良遺傳作用，而且 灰鐵的性能也隨著廢鋼用量的增加而提高。在實(shí)際生產(chǎn)中就曾發(fā)現(xiàn)，在廢鋼用量約為 30%的情況下， 同樣用廢鋼、回爐料、新生鐵做爐料，在化學(xué)成分基本相同時(shí)，中頻爐熔煉的灰鐵比沖天爐熔煉的 性能低，強(qiáng)化孕育效果也不明顯，這就是廢鋼用量少、增碳率低的緣故。由此足見增碳對(duì)于保證灰 鐵的熔煉質(zhì)量、改善鑄鐵的組織與性能的重要性。 灰鐵的性能是由基體組織和石墨的形態(tài)、大小、數(shù)量及分布決定的，改變石墨形態(tài)是改變鑄鐵 性能的重要途徑。相比而言，基體組織較容易控制，它主要取決于鐵水的化學(xué)成分和冷卻速度。但 石墨形態(tài)
　　卻不容易控制，它要求鐵水的石墨化程度要好。而奇怪的是只有新增碳才參與石墨化，爐 料中的原始碳并不參與石墨化。如果不用增碳劑，熔煉出的鐵水雖然化學(xué)成分合格，溫度也合適， 孕育也合理，但鐵水卻表現(xiàn)不佳：看似溫度較高，流動(dòng)性卻不太好，縮孔、縮松傾向大，易吸氣， 易產(chǎn)生白口，截面敏感性大，鐵水夾雜物多。這些都是鐵水增碳率和石墨化程度低造成的。 碳在原鐵水中的存在形式主要為細(xì)小的石墨和碳原子，從細(xì)化石墨的角度考慮，原鐵水中不希 望有過多的碳原子，其勢(shì)必會(huì)減少石墨的核心數(shù)，并且碳原子在冷卻過程中更易形成滲碳體，而細(xì) 小的石墨可以直接作為非均質(zhì)形核核心。細(xì)化石墨、增加核心是實(shí)現(xiàn)鑄鐵高性能的關(guān)鍵，增大增碳 劑用量可以增加形核核心數(shù)量，進(jìn)而為細(xì)化石墨打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)增碳 劑的使用和增碳效果：①增碳劑的吸收率與其 C 含量直接相關(guān)，C 含量越高，則吸收率越高。②增 碳劑的粒度是影響其溶入鐵水的主要因素，實(shí)踐證明，增碳劑的粒度應(yīng)以 1~4mm 為好，有微粉和粗 粒增碳效果都不好。③硅對(duì)增碳效果有較大影響，高硅鐵水增碳性差，增碳速度慢，故硅鐵應(yīng)在增 碳到位后加入，要遵循先增碳后增硅的原則。④硫能阻礙碳的吸收，高硫鐵水比低硫鐵水的增碳速 度遲緩很多。⑤石墨增碳劑能提高鐵水的形核能力，吸收率也比非石墨增碳劑高 10%以上，故應(yīng)選 用低氮石墨增碳劑。⑥增碳劑的使用方法推薦使用隨爐裝入法，即先在爐底加入一定量的小塊回爐 料和廢鋼，然后把增碳劑按配料量需要全部加入，上面再壓一層小塊廢鋼和生鐵，之后再邊熔化

　　邊 加爐料。此法簡(jiǎn)便易行，生產(chǎn)效率高，吸收率可達(dá) 90%。如果增碳劑的加入量很大，可以分兩批加 入，先加 60%~70%于爐底廢鋼墊層上，剩下的在繼續(xù)加廢鋼的過程中加入。在鐵水溫度 1400~1430 ℃時(shí)也可加增碳劑，目標(biāo)是要把鐵水 C 含量增至達(dá)到牌號(hào)要求上限。⑦增碳劑的加入時(shí)間不可過遲， 在熔煉后期加入增碳劑有兩方面不利：其一，增碳劑易燒損，碳吸收率很低。其二，后期加入的增 碳劑需要額外的熔化、吸收時(shí)間，遲緩了化學(xué)成分調(diào)整和升溫時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率，增加了電耗， 而且有可能帶來由于過度升溫而造成的危害。⑧鐵水的攪拌可以促進(jìn)增碳，特別是附著在爐壁的石 墨團(tuán)，如果不用過度升溫和一定時(shí)間的鐵水保溫，不易溶于鐵水，中頻爐較強(qiáng)的電磁攪拌對(duì)增碳有利。 3.2 溫度的控制 灰鐵熔化期的溫度不宜過高，一般控制在 1400℃以下。如果熔化溫度過高，合金的燒損或還原會(huì)影響熔煉后期的成分調(diào)整。在爐料熔清爐溫達(dá) 1460℃后，取樣快速檢驗(yàn)，然后扒凈渣，再加入鐵 合金等剩余的爐料。扒渣溫度對(duì)鐵水質(zhì)量的影響很大，它與穩(wěn)定的化學(xué)成分、孕育效果密切相關(guān)， 并直接影響到出爐溫度的控制。扒渣溫度過高，會(huì)加劇鐵水石墨晶核的燒損和硅的還原、偏高（酸 性爐襯中），并產(chǎn)生排碳作用，影響按穩(wěn)定系結(jié)晶；若扒渣溫度過低，鐵水長(zhǎng)時(shí)間裸露，C、Si 燒損 嚴(yán)重，需再次調(diào)整成分，延長(zhǎng)了冶煉時(shí)間，并使鐵水過熱，增大過冷度，易使成分失控，破壞正常 結(jié)晶。