能够用作铸铁增碳剂的资料许多,常用的有人工石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤以及用这类资料配成的混合料。
制作人工石墨的首要的组成原资料是粉状的优质煅烧石油焦,在其间加沥青作为粘结剂,再参加少数其他辅料。各种原资料配合好今后,将其限制成形,然后在2500~3000℃、非氧化性气氛中处理,使之石墨化。经高温处理后,灰分、硫、气体含量都大幅度削减。
粒状石油焦呈硬质颗粒状,是用硫和沥青烯含量高的质料,用推迟焦化法制得的,首要用作燃料。
流态石油焦,是在流态床内用接连焦化法制得的,呈细微颗粒状,结构无方向性,硫含量高、蒸发分低。
石油焦的煅烧,是为了除掉硫、水分、和蒸发分。将生石油焦于1200~1350℃煅烧,能够使其成为基本上纯洁的碳。
煅烧石油焦的最大用户是制铝业,70%用以制作使铝矾土复原的阳极。美国出产的煅烧石油焦,用于铸铁增碳剂的约占6%。
因为人工石墨制品的价格昂贵,铸造厂常用的人工石墨增碳剂大都是制作石墨电极时的切屑、废旧电极和石墨块等循环使用的资料,以下降出产成本。
熔炼球墨铸铁时,为使铸铁的冶金质量上乘,增碳剂宜首选人工石墨,为此,最好向邻近用电弧炉炼钢的企业或电解铝出产企业购买废电极,自行破碎到要求的粒度。
关于铸铁职业常用的几种增碳剂的成分和堆密度,表3列出了一些典型的测定数据,供参阅。
增碳剂 碳含量(%) 灰分(%) 水分(%) 蒸发分(%) 硫(%) 氮(%) 氢(%) 堆密度的概略值(g/cm3)
海绵状石油焦是用推迟焦化法制得的,因为其间硫和金属含量较高,一般用作锻烧时的燃料,也可作为煅烧石油焦的的质料。经锻烧的海绵焦,大多数都用在制铝业和用作增碳剂。
针状石油焦,是用芳香烃的含量高、杂质含量低的质料,由推迟焦化法制得的。这种焦炭具有易于决裂的针状结构,有时称之为石墨焦,煅烧后大多数都用在制作石墨电极。
石油焦是精粹原油得到的副产品,原油常常压蒸馏或减压蒸馏得到的渣油及石油沥青,都可当作制作石油焦的质料,再经焦化后就得到生石油焦。生石油焦的产值大约不到所用原油量的5%。美国生石油焦的年产值约3000万t。生石油焦中的杂质含量高,不能直接用作增碳剂,必须先通过煅烧处理。
天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。微晶石墨灰分含量高,一般不用作铸铁的增碳剂。
鳞片石墨有许多种类:高碳鳞片石墨需用化学办法萃取,或加热到高温使其间的氧化物分化、蒸发,这种鳞片石墨产值不多、价格高,一般也不作增碳剂;低碳鳞片石墨中的灰分含量高,不宜用作增碳剂;用作增碳剂的首要是中碳石墨,但用量也不多。天然石墨的大致成分见表2。
电弧炉炼钢过程中,能够在装料时配加焦炭或无烟煤作为增碳剂。因为其灰分和蒸发分含量较高,感应电炉熔炼铸铁很少用作增碳剂。