碳化硅在灰鐵、球鐵和鑄鐵方面的應(yīng)用

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)間最好是在中頻爐熔融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分鐘為最佳，此時(shí)澆注的鑄件石墨細(xì)小，組織致密。