在灰鐵、球鐵和可鍛鑄鐵方面,都是通過(guò)SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個(gè)反應(yīng),用SiC來(lái)降低FeO和MnO在渣中的含量,從而凈化鐵液。由于碳化硅的熔點(diǎn)較高,加入碳化硅的時(shí)間是關(guān)鍵,如果加入太晚,碳化硅未全部進(jìn)行熔解擴(kuò)散,其中未熔融的碳化硅會(huì)以顆粒狀的形態(tài)存在于鐵液中,在鐵液澆注后反而會(huì)形成渣眼;如果加入時(shí)間太長(zhǎng),鐵液經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的熔煉后,碳化硅所形成的形核也會(huì)慢慢消失,只能起到簡(jiǎn)單的增硅作用。因此建議,碳化硅的加入時(shí)間較好是在中頻爐熔融1/3爐料時(shí),并且爐料已經(jīng)化清時(shí)加入,伴隨著鐵液的攪拌作用,碳化硅的擴(kuò)散效果會(huì)更好。筆者公司通過(guò)對(duì)比不加和加1%碳化硅的原鐵液白口,檢測(cè)三角試塊對(duì)比(圖4、圖5),加入碳化硅的原鐵液白口為6mm,不加碳化硅的原鐵液白口為10mm。由于碳化硅經(jīng)過(guò)一系列的冶金反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物中非平衡石墨可作為石墨生長(zhǎng)的有效核心,降低了原鐵液的白口傾向。
同時(shí),碳化硅中含有69%的硅,可以用于灰鑄鐵熔煉時(shí)作為增硅用,由于其價(jià)格比硅鐵要便宜,使用碳化硅還能夠一定程度上降低生產(chǎn)成本。
在一定范圍內(nèi)提高鐵液的過(guò)熱溫度,延長(zhǎng)高溫靜置的時(shí)間,都會(huì)導(dǎo)致鑄鐵的石墨及基體組織的細(xì)化,使鑄鐵強(qiáng)度提高;另外,高溫鐵液在一定的時(shí)間下靜置,由于氧化渣的密度比鑄鐵的密度小,鐵液中的氧化渣隨著鐵液的翻滾,會(huì)浮到鐵液表面,通過(guò)出爐前扒渣處理,可以減少鐵液中的氧化渣,凈化鐵液。但過(guò)熱溫度過(guò)高,以及過(guò)熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng),鐵液中的核心就會(huì)消失,增大原鐵液的白口傾向。筆者公司從2010年開(kāi)始嚴(yán)格實(shí)施鐵液過(guò)熱工藝,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),認(rèn)為感應(yīng)電爐中,鐵液的過(guò)熱溫度控制在1500℃-1530℃,過(guò)熱時(shí)間為5分鐘-10分鐘為較佳,此時(shí)澆注的鑄件石墨細(xì)小,組織致密。