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脱碳劑

鎖定
白心可鍛鑄鐵是白口鑄鐵在氧化介質中經長時間的加熱退火,使鑄坯脱碳後形成的,此過程被稱為脱碳退火。生產白心可鍛鑄鐵的加熱温度為950~1000℃。在加熱和保温過程中,鑄坯表面與爐中氧化性氣氛反應引起脱碳,心部滲碳體石墨化並形成團絮狀石墨。脱碳劑粒度為8~15mm,組成為鐵礦石或氧化鐵屑+大粒砂與鑄件一起裝箱密封,其添加量為鑄件重量的10%~20%。 [1] 
中文名
脱碳劑
外文名
decarbonizer
常    用
鐵礦石或氧化鐵屑
脱碳反應
C+FeO→Fe +CO
作    用
為電爐鍊鋼提供必要的化學熱
特    點
不污染鋼水和環境

脱碳劑氧化精煉期

氧化精煉期主要是脱碳精煉,即將熔體中的殘C或已生成碳化物的C氧化成CO逸出。其主要措施有兩種:一是吹氧脱碳;二是加脱碳劑鐵磷或高純硅石粉進行脱碳。其化學反應如下:
1、吹氧脱碳
2C+O →2CO↑
2Al4C3 +9O2→4Al2O3 +6CO↑
2、脱碳劑脱碳
3C+ Fe2O3 →2Fe +3CO ↑
C+FeO →Fe +CO↑
Al4C3 +3Fe2O3→2Al2O3 +3CO↑+6Fe
Al4C3 +9FeO→2AI2O3 +3CO↑+9Fe
2Al4C3+9SiO2→4AI2O3 +9Si +6CO↑
還原熔煉期結束後,進入氧化精煉期。氧化精煉期爐池上表面的熔化層不能太厚,也不能再加料,此時開始脱碳。吹氧脱碳是比較有效的方法,不會帶入任何的雜質,但需要增設吹氧裝置和吹氧管(槍)。 [2] 

脱碳劑脱碳劑加入量

加脱碳劑的量是根據還原熔煉期結束後的沾棍顏色來判斷的,並根據反應的劇烈程度來控制加脱碳劑(鐵磷)的快慢。一般鐵磷要分若干次加入。脱碳反應是放熱反應,因此在加鐵磷脱碳時可適當降低輸入功率,待反應劇烈程度下降後,再提高功率(達到滿負荷的80%左右),以保證不使熔液温度下降。待反覆加鐵磷脱碳和根據沾棍顏色判斷合格後,即可逐漸降低功率停爐。
冶煉亞白剛玉對電氣工作參數有特殊的要求。在還原熔煉期,開始熔化爐料可保持稍高的二次電壓,之後採用較低的二次電壓和較高的二次電流埋弧操作。這樣有利於提高爐池內的温度和還原雜質。而在氧化精煉期,宜採用較高二次電壓、較低二次電流明弧操作,這樣有利於脱碳時所生成的CO逸出,同時也不易造成加脱碳劑時因反應劇烈而出現噴濺現象。在後期精煉時,採用低電壓、大電流,目的是增大電阻熱,提高爐內熔液温度,使熔解在剛玉熔液中的遊離碳更加充分地將殘留的雜質還原掉,從而降低雜質含量,提高Al2O3含量。

脱碳劑脱碳反應作用

脱碳反應是電爐鍊鋼過程中最重要的化學反應,脱碳反應在鍊鋼過程的主要作用如下:
(1)脱碳反應的熱效應是最主要的化學反應熱,為電爐鍊鋼提供了必要的化學熱。
(2)脱碳反應在熔池進行後,提供冶金反應的主要動力學條件,可以攪動熔池傳熱,加速冶金反應的傳質速度,成倍地提高反應速度,對於消除電爐鍊鋼的冷區起着決定性的作用。
(3)配碳可以降低鐵素體的熔點,促使熔池儘快形成,對於縮短冶煉週期有積極的意義。
(4)碳優先於鐵和氧反應,採用合適的配碳以後,脱碳反應有利於降低鐵的吹損,有利於提高金屬收得率
(5)熔池內部脱碳反應產生的一氧化碳氣泡是電爐脱除氫、氮的最經濟、最有效的手段。
(6)脱碳反應是通過攪動熔池運動,促使熔池內大顆粒夾雜物上浮,並被爐渣吸收去除,從而提高粗鍊鋼水質量的保證。
(7)脱碳反應產生的氣體是超高功率電爐泡沫渣操作的主要氣源。

脱碳劑脱碳劑特點:

1、氧化性強,加入後使鋼液中的碳含量很快形成CO而出。
2、不污染鋼水和環境。
3、加入後能形成大量氣泡,起到鋼液均化攪拌作用。
參考資料
  • 1.    中國機械工程學會熱處理學會.熱處理手冊:機械工業出版社 ,2013
  • 2.    李遠兵,李淑靜,李亞偉.鋁工業固體廢棄物綜合利用:冶金工業出版社,2015