Un alt contingut de carboni fix i un baix contingut de sofre, nitrogen i cendres són crucials per als agents de carburació, ja que aquests indicadors afecten directament l'eficiència de la carburació, la qualitat de la fosa i els costos de producció, i són els paràmetres bàsics per avaluar el rendiment dels agents de carburació. L'anàlisi específica és la següent:
1. Alt contingut de carboni fix: la pedra angular de l'eficiència de l'augment del carboni
Funció principal: El carboni fix és el component efectiu que realment participa en l'increment de carboni en l'additiu de carboni, i el seu contingut determina directament l'efecte d'increment de carboni. Com més alt sigui el contingut de carboni fix, més elements de carboni pot proporcionar l'additiu de carboni per unitat de massa i més alta serà l'eficiència de l'addició de carboni.
Economia: Un alt contingut de carboni fix pot reduir la quantitat d'additiu de carboni utilitzat i disminuir els costos de producció. Per exemple, si el contingut de carboni fix augmenta del 90% al 95%, l'eficiència de l'augment de carboni pot augmentar entre un 10% i un 15%, alhora que redueix la interferència d'impureses com les cendres en el procés de fosa.
Compatibilitat del procés: en la fosa de forns d'inducció, els agents de carburació amb alt contingut de carboni fix es poden dissoldre més ràpidament i dispersar-se uniformement, evitant les fluctuacions en el rendiment de la fosa causades per l'absorció desigual de carboni.
2. Baix contingut de cendres: redueix la interferència d'impureses i millora l'eficiència de la fosa
El perill de les cendres: Les cendres són una impuresa no carbonària present en els additius de carboni (com ara òxids metàl·lics, silicats, etc.). Si el seu contingut és massa alt, formarà una capa d'escòria, encapsulant les partícules de carboni i dificultant la seva dissolució, reduint significativament la taxa d'absorció de carboni. Per exemple, quan el contingut de cendres augmenta del 2% al 5%, la taxa d'absorció de carboni pot disminuir entre un 20% i un 30%.
Càrrega del procés: un contingut elevat de cendres també augmentarà la quantitat d'escòria, allargarà el temps de neteja de l'escòria i augmentarà el consum d'energia i la intensitat de la mà d'obra. En un forn d'inducció de ranura de fusió, l'acumulació de cendres pot obstruir la ranura de fusió i reduir l'eficiència elèctrica.
Risc de qualitat: Les impureses de la cendra poden filtrar-se a les peces de fosa, causant defectes com ara porositat i cavitats per retracció, que poden afectar les propietats mecàniques i la qualitat de la superfície.
3. Baix contingut en sofre: evita la interferència de l'esferoidització i garanteix el rendiment del ferro colat
Els perills del sofre: el sofre és un "element nociu" per al ferro dúctil. Pot interferir amb la funció dels agents esferoiditzants (com el magnesi i les terres rares), causant distorsió i reducció del nombre d'esferes de grafit, i fins i tot l'aparició de grafit en escates, cosa que redueix seriosament la resistència i la tenacitat de les peces de fosa.
Requisits del procés: Quan es produeix ferro dúctil, el contingut de sofre del ferro fos original s'ha de controlar estrictament a ≤0,015%. Per tant, el contingut de sofre de l'additiu de carboni ha de ser extremadament baix (normalment ≤0,05%) per evitar el risc d'addició de sofre.
Excepcions a la fosa grisa: la fosa grisa requereix un cert contingut de sofre (0,06%-0,12%) per estabilitzar la cementita i evitar l'expansió de la grafitització. Tanmateix, el contingut de sofre del carburador encara s'ha de controlar moderadament per evitar que un contingut excessiu de sofre porti a una tendència a la fosa blanca.
4. Baix contingut en nitrogen: Prevé defectes de porositat i optimitza l'estructura metal·logràfica
La dualitat del nitrogen: en la fosa grisa, el nitrogen pot estabilitzar la perlita i doblegar i passivar el grafit, millorant així les propietats mecàniques (com la resistència a la tracció i la duresa). Tanmateix, quan el contingut de nitrogen supera la concentració d'equilibri (unes 140 ppm), les peces de fosa són propenses a desenvolupar porus de nitrogen semblants a fissures, cosa que provoca un augment de la taxa de ferralla.
Control del procés: El contingut de nitrogen del carburador utilitzat per a la fosa grisa se sol controlar a 70-120 PPM, mentre que per a la fosa dúctil, que és més sensible a la porositat, s'ha de seleccionar un carburador amb un contingut de nitrogen més baix (com ara ≤200 ppm).
Requisits d'aplicació d'alta gamma: En peces de fosa de precisió com ara els cigonyals dels motors, un contingut excessiu de nitrogen pot conduir a propietats mecàniques deficients. Per tant, els additius de carboni amb baix contingut de nitrogen són crucials.
Impacte integral: garantia de fosa eficient, d'alta qualitat i de baix cost
Augment del carboni d'alta eficiència: l'alt contingut de carboni fix i el baix contingut de cendres asseguren una ràpida dissolució i absorció del carboni, reduint el temps de fusió.
Peces de fosa d'alta qualitat: el baix contingut de sofre i el baix contingut de nitrogen eviten la fallada d'esferoidització i els defectes de porositat, garantint les propietats mecàniques i la qualitat de la superfície.
Control de costos: En reduir la quantitat d'additiu de carboni utilitzat, disminuir el consum d'energia i la taxa de productes defectuosos, el cost de producció global ha disminuït significativament.
Verificació d'instàncies
Additiu de carboni grafit: carboni fix ≥99%, contingut de cendres ≤0,5%, sofre ≤0,05%, nitrogen ≤200 ppm. És adequat per a ferro dúctil i té una eficiència d'addició de carboni superior al 90%.
Additiu de carboni d'antracita calcinada: carboni fix 90%-95%, cendres 4%-5%, sofre 0,3%-0,5%, nitrogen 800-1200 ppm. És adequat per a la fosa grisa, però cal controlar la dosi per evitar un excés de sofre i nitrogen.
Data de publicació: 25 d'agost de 2025