增碳剂使用过程中,增碳剂有增碳吸收和氧化损耗。不同形态和颗粒大小的增碳剂对吸收和损耗有不同的影响,例如石墨压块(粒)、石墨电极碎屑,具有较大的表面面积浸润在铁液中,增碳吸收率高;增碳剂颗粒小,在增碳速度较快的同时,氧化损耗速度也较快等。因此,生产中应根据熔炉类型,炉膛直径和容量大小,以及增碳剂的加入方法等,正确选择增碳剂类型及颗粒大小。使用增碳剂增碳的主要方法,是将增碳剂作为炉料直接投入炉内的投入法,在工艺要求炉外增碳时,常采用包内喷粉或出铁增碳法。
4.1 炉内投入法
适用于感应炉熔炼时使用,依据工艺要求具体方法有为:
①中频电炉熔炼,可按配比或碳当量要求随炉料加入电炉中下部位,回收率可达 95%以上;
②铁液熔清后碳量不足调整碳分时,先打净炉中熔渣,再加增碳剂,通过铁液升温,电磁搅拌和人工搅拌使碳溶解吸收,回收率可在 90%左右;有的工厂采用所谓低温增碳工艺,即炉料只熔化一部分,熔化的铁液温度较低情况下,全部增碳剂一次性加入铁液中,同时用固体炉料将其压入铁液中不让其露出铁液表面。
4.1.1 配料及加料顺序与晶体石墨增碳剂的使用方法
钢铁料配料大多都采用 20%-30%的回炉料+工业碳素废铁,回炉料配量以车间回炉料的多少定,不超过30%为宜。加料顺序是炉底先加入回炉料,随后加入工业碳素废铁,大功率送电。
在炉料熔化60%时加入配料晶体增碳剂总量的一半,加入晶体增碳剂后继续提高炉温加料熔化,剩余部分的60%在炉料全部熔化打完渣后加入,不断搅拌直到增碳剂完全溶解后取样分析。取样后炉内铁液用覆盖剂保护,炉子保温。
最后剩余晶体增碳剂(粒度0.5~1.0 mm)覆盖在包中球化剂上,起促进石墨形核及孕育作用。
4.1.2 晶体石墨粒度要求
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,覆盖在浇包中球化剂上的晶体石墨粒度要求0.5~1.0 mm。
4.2 炉外增碳
选用焦炭粉做增碳剂,包内喷粉,吹入量为40kg/t,预期能使铁液含碳量从2%增到4%,增碳过程随着铁液碳含量逐渐升高,碳量利用率下降,增碳前铁液温度1600℃,增碳后平均为1299℃。喷焦炭粉增碳,一般采用氮气作载体,在工业生产条件下,用压缩空气更方便,而且压缩空气中配入过量碳粉吹入高温铁液中,与压缩空气中的氧燃烧产生CO,化学反应热可补偿部分温降,而且CO的还原气氛利于改善增碳效果。
出铁时增碳,可将粒度0.5~1.0 ㎜的增碳剂放到包内,或从出铁槽随流冲入,出完铁液后充分搅拌,尽可能使碳溶解吸收,碳的回收率在55%左右。