本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種鐵水增碳的方法。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵澆鑄技術(shù)的不斷發(fā)展，澆鑄中廢鋼的加入量逐漸增加，為使其性能達(dá)到鋼種規(guī)格的需求，行業(yè)內(nèi)通常采用增碳劑增碳的方式來(lái)提高煉成率和降低廢品率。增碳劑是以單質(zhì)形式存在的碳，溶化溫度為3727℃，在鐵水溫度下一般不能溶化，因此，增碳劑中的碳主要通過(guò)溶解和擴(kuò)散兩種方式溶于鐵水中。目前，行業(yè)內(nèi)增碳劑增加鐵水含碳量的主要方法是攪拌使碳溶解擴(kuò)散。雖然這種方式一直是行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用最為廣泛的增碳方法，并且行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員也認(rèn)為通過(guò)攪拌可以避免增碳劑浮在鐵液表面被燒損的現(xiàn)象，但是通過(guò)攪拌的方式存在的缺陷也是行業(yè)內(nèi)增碳過(guò)程中一直困擾的問(wèn)題。具體來(lái)講：第一、通過(guò)攪拌的方式增碳，對(duì)攪拌工具要求很高，采用鐵質(zhì)工具會(huì)溶化，需要特制攪拌工具，增加了生產(chǎn)成本；第二、攪拌溶解速度很慢，而且只能局部攪拌，增碳劑不能充分和鐵水接觸，吸收率較低，還常常出現(xiàn)攪拌不均勻的現(xiàn)象；第三、對(duì)攪拌時(shí)間的控制要求高，攪拌時(shí)間太短，增碳劑來(lái)不及溶解擴(kuò)散；攪拌時(shí)間稍長(zhǎng)，不僅會(huì)降低爐子的使用壽命，而且在增碳劑溶解后，攪拌會(huì)加劇鐵液中碳的損耗；等等，此外，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是：目前行業(yè)內(nèi)通過(guò)攪拌的方法增加鐵水的含碳量?jī)H可以使鑄鐵中碳含量最高達(dá)到4.5%，這就無(wú)法滿足含碳量更高、性能更好鑄鐵的要求?？梢?jiàn)，攪拌增碳的方法使用具有很強(qiáng)的局限性，行業(yè)內(nèi)急需研究碳吸收率高、成本低、增碳效果更好的鐵水增碳的新方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種鐵水增碳的方法，以解決現(xiàn)有鐵水增碳方法存在碳吸收率低、增碳效果差的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種鐵水增碳的方法，將增碳劑和鐵水加入到鐵水容器中，當(dāng)超量的增碳劑無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水表面上時(shí)，將鐵水和增碳劑從一個(gè)鐵水容器倒入到另一個(gè)鐵水容器中至少一次；所述鐵水的溫度控制在1450-1700℃，每次將鐵水和增碳劑從一個(gè)鐵水容器倒入到另一個(gè)鐵水容器所用時(shí)間控制在20s內(nèi)，在每次倒入操作的初始階段需采用導(dǎo)流工具將漂浮在鐵水表面的增碳劑隨鐵水率先流入到另一個(gè)鐵水容器中。
所述增碳劑為純石墨、石墨粉或石墨電極中的一種或兩種任意比例的混合物。
所述鐵水容器為熔爐或鐵水包，優(yōu)選為容積為5噸以下的熔爐或鐵水包；在容積為5噸以下的熔爐或鐵水包進(jìn)行倒包過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)鐵水中碳含量的顯著提高，而且操作方便，顯著提高了生產(chǎn)效率。
所述鐵水的溫度控制在1500-1600℃；更優(yōu)選為1500-1550℃；在優(yōu)選狀態(tài)下，增碳劑在鐵水中吸收率更高，增碳效果最佳，倒完鐵水后可以直接澆鑄成品，方便操作，成本最低。
所述的導(dǎo)流工具為：鐵棍、鐵鉤或鐵耙。
將鐵水和增碳劑從一個(gè)鐵水容器倒入到另一個(gè)鐵水容器中前，需將另一個(gè)鐵水容器提前預(yù)熱到600-700℃為宜。
所述的增碳劑的有效碳含量為90%及以上時(shí)，所述增碳劑和鐵水的投料比為7.8-10.4:100，得到鑄鐵的含碳量在6%以上；在投料比為10.4:100，得到鑄鐵的含碳量高達(dá)7.96%。
本發(fā)明通過(guò)在特定的鐵水溫度和較短的操作時(shí)間內(nèi)，將無(wú)法直接溶于鐵水中的超量增碳劑通過(guò)至少一次倒包的方式溶入到鐵水中，從而獲得了預(yù)期含碳量的鑄鐵。本發(fā)明提供的增碳方法不僅有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的攪拌法在增碳過(guò)程中存在鐵水中碳含量達(dá)到一定比例時(shí)很難再增加的問(wèn)題，而且本發(fā)明的增碳方法無(wú)需特制的攪拌器械，碳吸收率高，成本低，生產(chǎn)效率高，安全性和生產(chǎn)穩(wěn)定性好，最關(guān)鍵的是攪拌法最高使鑄鐵中碳含量達(dá)到4.5%，而本發(fā)明的方法可以使鑄鐵中碳含量達(dá)到6%以上，步驟方法簡(jiǎn)單、易操作，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面實(shí)施例用于進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。但不以任何形式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
在1.5噸熔爐中加入有效含碳量為90%的增碳劑石墨粉85kg和溫度為1600℃的鐵水1噸，提前預(yù)熱1號(hào)鐵水包到650℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號(hào)鐵水包中，部分石墨粉溶于了鐵水中，超量的石墨粉無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面；提前預(yù)熱2號(hào)鐵水包到650℃，將漂浮在鐵水表面的石墨粉和鐵水用10s從1號(hào)鐵水包倒入到2號(hào)鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨粉隨部分鐵水率先流入到2號(hào)鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過(guò)程。
實(shí)施例2
在5噸熔爐中加入有效含碳量為92%的增碳劑石墨粉320kg和溫度為1450℃的鐵水4噸，提前預(yù)熱1號(hào)鐵水包到600℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號(hào)鐵水包中，部分石墨粉溶于了鐵水中，超量的石墨粉無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預(yù)熱2號(hào)鐵水包到700℃，將漂浮在鐵水表面的石墨粉和鐵水用18s從1號(hào)鐵水包倒入到2號(hào)鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨粉隨部分鐵水率先流入到2號(hào)鐵水包中，提前預(yù)熱3號(hào)鐵水包到660℃，把鐵水和漂浮在鐵水表面的石墨粉采用同樣的導(dǎo)流方法用17s倒入到3號(hào)鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過(guò)程。
實(shí)施例3
在3噸熔爐中加入有效含碳量為91%的增碳劑石墨180kg和溫度為1500℃的鐵水2噸，提前預(yù)熱1號(hào)鐵水包到680℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號(hào)鐵水包中，部分石墨溶于了鐵水中，超量的石墨無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預(yù)熱2號(hào)鐵水包到670℃，將漂浮在鐵水表面的石墨和鐵水用13s從1號(hào)鐵水包倒入到2號(hào)鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵鉤將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號(hào)鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過(guò)程。
實(shí)施例4
在1噸熔爐中加入有效含碳量為95%的增碳劑石墨86kg和溫度為1550℃的鐵水1噸，提前預(yù)熱1號(hào)鐵水包到640℃，將石墨和鐵水倒入到1號(hào)鐵水包中，部分石墨溶于了鐵水中，超量的石墨無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預(yù)熱2號(hào)鐵水包到700℃，將漂浮在鐵水表面的石墨和鐵水用8s從1號(hào)鐵水包倒入到2號(hào)鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號(hào)鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過(guò)程。
實(shí)施例5
在4噸熔爐中加入有效含碳量為93%的增碳劑石墨電極170kg和溫度為1700℃的鐵水2噸，提前預(yù)熱1號(hào)鐵水包到690℃，將石墨電極和鐵水倒入到1號(hào)鐵水包中，部分石墨電極溶于了鐵水中，超量的石墨電極無(wú)法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預(yù)熱2號(hào)鐵水包到670℃，將漂浮在鐵水表面的石墨電極和鐵水用15s從1號(hào)鐵水包倒入到2號(hào)鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵耙將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號(hào)鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過(guò)程。
實(shí)施例6
將實(shí)施例1-5得到增碳鐵水，用消失模鑄造方法進(jìn)行鑄造，將得到鑄鐵進(jìn)行含碳檢測(cè)，其檢測(cè)方法：火花直讀光譜法，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 本發(fā)明提供的方法的增碳效果
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。