[发明专利]一种铁液熔炼增碳方法及增碳剂自动同步加料机构

说明书

本发明提出了一种铁液熔炼增碳方法及增碳剂自动同步加料机构。铁液熔炼增碳方法的技术核心是：通过在铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将混合料挤压成统一规格的屑饼；根据铁液增碳要求，把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。本发明提出的增碳剂自动同步加料机构，目的是实现增碳剂加入到铁屑中的一种加料方式，由工控机控制，铁屑（用推料机加入）、增碳剂（用增碳剂自动同步加料机构）同步加入到液压屑饼机的压料槽中，实现铁屑与增碳剂的按比例混合。本发明把增碳剂与铁屑混合制成屑饼，增碳剂以屑饼为媒介沉入到铁液中溶解扩散，实现增碳计量精确，提高增碳剂的利用率。

技术领域

本发明属于钢液及铁液熔炼技术领域，尤其是一种铁液熔炼增碳方及增碳剂自动同步加料机构法。

背景技术

近年来，由于生铁价格持续走高，面对铸造原材料和人工成本的不断上升，选择大比例废钢增碳工艺来生产合成铸铁已成为当前大多铸造行业的趋势，它不仅可以有效地利用废钢边角料来节约生产成本，同时也响应了绿色铸造的理念。

增碳剂作为铁液当中主要的石墨主体元素来源之一，其作用常常被忽略；实际上添加增碳剂并不是单纯的“增C”，而是为增加其石墨化能力，使其达到更好的基体组织、机械性能的重要措施，增碳剂的碳原子在铁液当中迅速熔解，并在铁水凝固时以较强驱动力作用下吸附在孕育产生的形核核心上成长为石墨（下图1图示）。如果选用的增碳剂没经过高温石墨化处理，碳原子的石墨化驱动能力就大大降低，石墨化能力减弱，即使也能达到同样的碳量，但产品的品质完全不一样。

增碳剂是以单质形式存在的碳，溶化温度高达3727℃，在铁液温度下一般不能溶化，因此，增碳剂中的碳主要通过溶解和扩散两种方式溶于铁液中。

目前，行业内增加铁含碳量的主要方法是搅拌使碳溶解扩散；但搅拌法存在以下缺点：

通过搅拌的方式增碳，对搅拌工具要求很高，采用铁质工具会溶化，需要特制搅拌工具，增加了生产成本；

搅拌溶解速度很慢，而且只能局部搅拌，增碳剂不能充分和铁水接触，吸收率较低，还常常出现搅拌不均匀的现象；

对搅拌时间的控制要求高，搅拌时间太短，增碳剂来不及溶解扩散；搅拌时间稍长，不仅会降低炉子的使用寿命，而且在增碳剂溶解后，搅拌会加剧铁液中碳的损耗；存在安全隐患：因电炉熔炼为高温作业区，工人长时间在熔炼炉旁搅拌存在一定的安全隐患。

发明内容

为了克服现有铁液熔炼中溶解扩散方式加入增碳剂存在的问题，本发明提出一种铁液熔炼增碳方法，能避免增碳剂浮在铁液表面被烧损的现象，提高增碳剂的利用率，避免浪费，减少成本。

为此，本发明的技术方案为：一种铁液熔炼增碳方法，具体如下：

（1）把机加工切削下来的铁屑经过除污、干燥处理后，备用；

（2）准备增碳剂；在步骤（1）处理后的铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀的分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将混合料挤压成统一规格的屑饼；其中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-6.5%增碳剂、93.5-94.5%铁屑；屑饼的的重量范围为2-4.5kg；

（3）根据铁液增碳要求，依据屑饼中增碳剂的含量确定屑饼数量，把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。

对上述技术方案的进一步限定：增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-5.7%增碳剂、94.3-94.5%铁屑；屑饼的的重量范围为4-4.5kg。

对上述技术方案的进一步限定：屑饼呈圆柱状，便于加工和使用。