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硅鐵是用來(lái)做什么的？

硅鐵的用途

(1)在煉鋼工業(yè)中用作脫氧劑和合金劑。為了獲得化學(xué)成分合格的鋼和保證鋼的質(zhì)量，在煉鋼的最后階段必須進(jìn)行脫氧，硅和氧之間的化學(xué)親和力很大，因而硅鐵是煉鋼較強(qiáng)的脫氧劑用于沉淀和擴(kuò)散脫氧。在鋼中添加一定數(shù)量的硅，能顯著的提高鋼的強(qiáng)度、硬度和彈性，因而在冶煉結(jié)構(gòu)鋼（含硅0.40-1.75％)、工具鋼(含SiO.30-1.8%)、彈簧鋼(含SiO.40-2.8％)和變壓器用硅鋼（含硅2.81-4.8%)時(shí)，也把硅鐵作為合金劑使用。

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此外，在煉鋼工業(yè)中，利用硅鐵粉在高溫下烯燒能放出大量熱這一特點(diǎn)，常作為鋼錠帽發(fā)熱劑使用以提高鋼錠的質(zhì)量和回收率。

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(2)在鑄鐵工業(yè)中用作孕育劑和球化劑。鑄鐵是現(xiàn)代工業(yè)中一種重要的金屬材料，它比鋼便宜，容易熔化冶煉，具有優(yōu)良的鑄造性能和比鋼好得多的抗震能力。特別是球墨鑄鐵，其機(jī)械性能達(dá)到或接近鋼的機(jī)械性能。在鑄鐵中加入一定量的硅鐵能阻止鐵中形成碳化物、促進(jìn)石墨的析出和球化，因而在球墨鑄鐵生產(chǎn)中，硅鐵是一種重要的孕育劑（幫助析出石墨）和球化劑。

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(3)鐵合金生產(chǎn)中用作還原劑。不僅硅與氧之間化學(xué)親和力很大，而且高硅硅鐵的含碳量很低。因此高硅硅鐵（或硅質(zhì)合金）是鐵合金工業(yè)中生產(chǎn)低碳鐵合金時(shí)比較常用的一種還原劑。

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(4)75#硅鐵在皮江法煉鎂中常用于金屬鎂的高溫冶煉過程中，將CaO.MgO中的鎂置換出來(lái)，每生產(chǎn)一噸金屬鎂就要消耗1.2噸左右的硅鐵，對(duì)金屬鎂生產(chǎn)起著很大的作用。

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(5)在其他方面的用途。磨細(xì)或霧化處理過的硅鐵粉，在選礦工業(yè)中可作為懸浮相。在焊條制造業(yè)中可作為焊條的涂料。高硅硅鐵在化學(xué)工業(yè)中可用于制造硅酮等產(chǎn)品。

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在這些用途中，煉鋼工業(yè)、鑄造工業(yè)和鐵合金工業(yè)是硅鐵的最大用戶。它們共消耗約90%以上的硅鐵。在各種不同牌號(hào)的硅鐵中，目前應(yīng)用最廣的是75%硅鐵。在煉鋼工業(yè)中，每生產(chǎn)1t鋼大約消耗3-5kg75%硅鐵。

球墨鑄鐵的球化方式

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，降低了石墨對(duì)基體的割裂作用，有效地提高了鑄鐵的力學(xué)性能，獲得了較高的塑性、韌性及強(qiáng)度。在球墨鑄鐵生產(chǎn)中可以應(yīng)用多種球化處理方法，這些球化處理方法各有利弊，需要企業(yè)工程師根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件合理選擇應(yīng)用。
壓力加鎂法
? ?由于鎂的沸點(diǎn)（1107℃）較低且難溶于鐵液，而球化處理時(shí)鐵液溫度可達(dá)1500℃，這樣一來(lái)鎂容易在鐵液中發(fā)生劇烈的反應(yīng)，導(dǎo)致其較低的吸收率。而當(dāng)鎂周圍介質(zhì)的壓力增加時(shí)，鎂的沸騰溫度相應(yīng)提高，鎂的燒損減少，鎂的吸收率提高。基于此原理，開發(fā)出壓力加鎂法。根據(jù)建壓方式的不同，可分為外加壓式和自建壓力式兩種壓力加鎂法。早期使用的外壓式是將盛滿鐵液的處理包放在密閉的壓力罐內(nèi)，通過壓縮空氣或氮?dú)鈦?lái)建立所需的壓力。另一種是利用鎂蒸氣在鐵液包內(nèi)自建壓力，后者是把純鎂加入密封的鐵液包內(nèi)，鎂在鐵液包內(nèi)迅速產(chǎn)生大量鎂蒸氣，此蒸氣通過鐵液時(shí)一部分被鐵液吸收，另一部分逸出并迅速在包內(nèi)空間建立起與鐵液溫度相應(yīng)的飽和蒸氣壓，這時(shí)鎂就不再沸騰汽化而損失了。壓力加鎂法的優(yōu)點(diǎn)是，使用純鎂進(jìn)行球化處理，鎂的吸收率高，可達(dá)70％～80％，且處理過程中無(wú)煙塵，勞動(dòng)環(huán)境好。缺點(diǎn)是處理設(shè)備要求及費(fèi)用較高；操作復(fù)雜、嚴(yán)格；處理時(shí)間長(zhǎng)，鐵液降溫較多；球化處理過程中壓力大，容易發(fā)生工傷事故。

沖入法
? ?沖入法是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的球化處理方法。所使用的處理包通常是堤壩式球化處理包。為了降低鐵液和鎂之間反應(yīng)的激烈程度以及鎂蒸氣的揮發(fā)速率，沖入法通常使用含鎂量較低的合金球化劑。球化處理時(shí)，首先將球化劑裝入堤壩一側(cè)，上面覆蓋硅鐵合金，稍加緊實(shí)，然后再覆蓋無(wú)銹鐵屑、鋼板或其他覆蓋劑。球化處理時(shí)，應(yīng)盡可能地將鐵液一次沖入鐵液包的另一側(cè)。沖入法鎂的吸收率一般為30％～50％。為了提高球化效果，可提高處理包高度與直徑的比值；采用低鎂合金球化劑；合理的鐵液溫度和覆蓋劑量。沖入法的優(yōu)點(diǎn)是處理方式和設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，在生產(chǎn)中有較大的靈活性，所需的技術(shù)含量也較低，但不足之處是球化處理過程中鎂光、煙塵污染較嚴(yán)重；鎂的吸收率較低。

轉(zhuǎn)包法
? ?轉(zhuǎn)包法是George Fischer公司開發(fā)并申請(qǐng)專利的一種球化處理方法。該方法用純鎂作球化劑，適用于處理含硫量高的鐵液，能使鎂的硫化物、硅酸鎂等雜質(zhì)與鐵液較好地分離，鎂與鐵液反應(yīng)不很劇烈，鐵液降溫較少，使用安全，鎂的吸收率可達(dá)60％～80％。具體工藝流程是球化處理前，先將轉(zhuǎn)包橫臥，注入定量鐵液，然后將球化劑加入反應(yīng)室，鎖緊密閉裝置，并蓋上包蓋。隨即轉(zhuǎn)動(dòng)鐵液包將其立放，這時(shí)鐵液通過反應(yīng)室上的小孔進(jìn)入反應(yīng)室，其流速與小孔的面積和鐵液包內(nèi)的靜壓力有關(guān)。鎂受熱汽化，在反應(yīng)室內(nèi)形成鎂蒸氣壓，當(dāng)壓力超過包內(nèi)鐵液靜壓時(shí)，鐵液暫停進(jìn)入，鎂的汽化潛熱使反應(yīng)室內(nèi)溫度下降；蒸氣壓力也隨之下降，鐵液再次進(jìn)入反應(yīng)室，這種自動(dòng)調(diào)節(jié)作用能使鎂比較平穩(wěn)地與鐵液反應(yīng)。轉(zhuǎn)包法球化處理過程中也產(chǎn)生較大鎂光和煙塵，并且轉(zhuǎn)包內(nèi)反應(yīng)室的小孔易被鐵液或熔渣堵塞，清理和保持小孔的尺寸比較麻煩，該球化處理方法難于連續(xù)處理鐵液。

包芯線喂絲法
? ?包芯線喂絲法起初應(yīng)用于煉鋼工業(yè)，隨后該技術(shù)推廣應(yīng)用于鑄造行業(yè)。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中普遍應(yīng)用喂絲技術(shù)，而國(guó)內(nèi)將該技術(shù)應(yīng)用于球墨鑄鐵的生產(chǎn)起步較晚，在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中尚未普及應(yīng)用，處于推廣階段。應(yīng)用喂絲法生產(chǎn)球墨鑄鐵件，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將包有鎂及其他合金元素的包芯線直接插入到鐵液中對(duì)其進(jìn)行球化處理從而進(jìn)行球墨鑄鐵生產(chǎn)，整個(gè)球化處理過程可以完全自動(dòng)化。常用包芯線直徑一般為9mm、13mm，內(nèi)置粉料合金一般含鎂量在25%～30％。有特殊需要時(shí)還加入一定數(shù)量的RE、Ca、Ba等，來(lái)改善鑄件的性能。喂絲機(jī)可以設(shè)置喂絲速度、喂絲長(zhǎng)度、喂絲模式等參數(shù)，處理過程中，喂絲機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將包芯線按照設(shè)置好的參數(shù)配置連續(xù)不斷地插入到加蓋包的處理包鐵液中，由于鐵液高度所產(chǎn)生的壓力作用、包蓋隔絕空氣的有效流動(dòng)及包芯線按照一定速度連續(xù)插入鐵液，這樣既可避免鎂蒸氣的瞬間大量爆發(fā)，保證鎂合金的安全加入，又可避免鎂的大量逸出和燒損，提高鎂在鐵液中的吸收率。一般來(lái)說(shuō)，合金包芯線的性能和質(zhì)量，以及喂絲速度和喂絲量是保證喂絲球化處理成功的關(guān)鍵因素。處理包形狀、鐵液溫度、原液水含硫量，以及包蓋的密封性等也是影響球化處理效果的重要因素。包芯線喂絲法球化處理的優(yōu)點(diǎn)是：脫硫脫氧效果好，降溫少，放寬了對(duì)原鐵液的要求；鎂的吸收率高并且比較穩(wěn)定，殘留鎂含量波動(dòng)范圍較小；球化處理過程中的煙塵和鎂光較少；可以實(shí)現(xiàn)合金加入量精確和自動(dòng)化控制。

蓋包法
? ?蓋包法是由英國(guó)鑄鐵研究協(xié)會(huì)發(fā)明的，在國(guó)外球墨鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用比較廣泛。蓋包法球化處理時(shí)，合金的加入與沖入法相同，然后將包蓋安放在處理包上并使其周邊密封好，將鐵液注入包蓋，鐵液會(huì)通過包蓋一側(cè)的鐵液注入孔（鐵液不得直接對(duì)準(zhǔn)合金堆放處）流入包內(nèi)。這樣，可使外界的氣體與包內(nèi)完全隔離，減少鎂的氧化、燒損，提高鎂的吸收率（一般在60％～65％或以上），改善勞動(dòng)環(huán)境。球化反應(yīng)結(jié)束后，去除包蓋。蓋包法球化效果與蓋包鐵液注入孔直徑選擇正確與否有著密切關(guān)系。正確的鐵液注入孔直徑可以保證蓋包中保持有一定的鐵液高度；鐵液全部流入蓋包的時(shí)間與球化反應(yīng)時(shí)間相同。采用蓋包法既保留了沖入法設(shè)備簡(jiǎn)單、容易操作的優(yōu)點(diǎn)，又克服了沖入法中鎂氧化燒損嚴(yán)重、吸收率低、球化劑消耗量大、勞動(dòng)環(huán)境差等缺點(diǎn)。多年來(lái)鑄造工作者一直在利用蓋包法的優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行球墨鑄鐵生產(chǎn)，同時(shí)也在不斷地努力克服該球化處理方法在使用中的不足之處：包蓋起吊困難，操作難度較大；在使用沖天爐連續(xù)出鐵時(shí)，鐵液重量難以精確量化。經(jīng)過不斷完善，目前該球化處理工藝得到了廣泛的推廣應(yīng)用。

型內(nèi)法
? ?將球化劑放在澆注系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)的反應(yīng)室內(nèi)，澆注過程中鐵液流經(jīng)反應(yīng)室時(shí)與球化劑發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行球化處理。為保證球化處理穩(wěn)定，減少燒損，要嚴(yán)格計(jì)算反應(yīng)室及澆注系統(tǒng)尺寸。一般情況下，反應(yīng)室設(shè)置于直澆道下的橫澆道中。
? ?型內(nèi)法鎂吸收率高，可達(dá)70%～80%，無(wú)鎂光，無(wú)煙塵，無(wú)球化衰退，適合于機(jī)械化造型的流水線生產(chǎn)。其不足之處是對(duì)鐵液溫度、含硫量、球化劑成分、球化劑塊度、反應(yīng)室尺寸及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)都有嚴(yán)格要求，以上這些因素的細(xì)微變化都可能引起球化效果的變化。此外，這種方法還容易產(chǎn)生夾渣。

追答

其他回答（1）行者不羈樂幫達(dá)人采納率：85%23級(jí)2015.04.17

三、球化處理方法 ?

? ?球化處理方法主要指球化劑的加入方法。球化處理方法不同，球化劑被鐵液吸收率不同，球化效果就大不一樣。目前常用的球化處理方法主要有沖入法、自建壓力加鎂法、轉(zhuǎn)包法、蓋包法、型內(nèi)法、鐘罩法、密封流動(dòng)法以及型上法等。下面簡(jiǎn)要介紹其中常用工藝方法的特點(diǎn)及適用范圍。

? ?1、沖入法

? ?將球化劑破碎成小塊，放入處理包底部一側(cè)，或在處理包底部設(shè)置堤壩或凹坑，將球化劑放在堤壩內(nèi)側(cè)或凹坑內(nèi)，然后在球化劑上面覆蓋孕育劑、無(wú)銹鐵屑、或草灰、蘇打、珍珠巖集渣劑等，然后沖入1/2～2/3鐵液，待鐵液沸騰結(jié)束時(shí)，再?zèng)_入其余鐵液。處理完畢后加集渣劑徹底扒渣。沖入法要求處理包的深度與內(nèi)徑之比在1.5～1.8之間，處理包要預(yù)熱到600～800℃，鐵液溫度應(yīng)高于1400℃。

? ?沖入法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是鎂的吸收率低，一般只有30～40%，而且煙塵閃光較嚴(yán)重。目前這種方法廣泛應(yīng)用于各種溫度和含硫量的各種生產(chǎn)規(guī)模的球墨鑄鐵件生產(chǎn)。

? ?2、自建壓力加鎂法

? ?鎂的沸點(diǎn)與壓力呈正比，如果鐵液中有6～8個(gè)大氣壓時(shí)，鎂的沸點(diǎn)就會(huì)提高到1350～1400℃。在這樣的條件下加鎂，就可以避免鎂的沸騰。自建壓力法是在密封的條件下將裝有鎂的鐘罩壓入鐵液，使鎂在鐵液中有控制的沸騰，從而提高鎂的回收率，穩(wěn)定球化質(zhì)量。

? ?自建壓力加鎂法要求有安全可靠的處理設(shè)備，以防止鐵液噴射出來(lái)。處理包深度與內(nèi)徑之比應(yīng)為1.5～2，加鎂鐘罩壓入鐵液后距包底的距離應(yīng)為包深的10%。

? ?自建壓力加鎂法鎂的吸收率可達(dá)到70～80%，并且處理效果穩(wěn)定，無(wú)鎂光，無(wú)煙塵，但設(shè)備費(fèi)用高，操作繁瑣。這種方法適用于大型厚斷面鑄件，鑄態(tài)高韌性鐵素體鑄件以及大量生產(chǎn)要求控制鎂量的鑄件。

? ?3、轉(zhuǎn)包法

? ?轉(zhuǎn)包法原理如圖圖4—8所示。反應(yīng)室內(nèi)裝入純鎂或鎂焦,轉(zhuǎn)包橫臥，接受鐵液，然后轉(zhuǎn)包立起，使鐵液通過反應(yīng)室的處理網(wǎng)孔進(jìn)入反應(yīng)室與鎂反應(yīng)。這種方法鎂的吸收率可達(dá)到60～70%,煙塵及鎂光較輕，可處理含硫高達(dá)0.15%的鐵液。其缺點(diǎn)是需要專門的處理設(shè)備，操作較沖入法復(fù)雜。

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?圖4—8 ?轉(zhuǎn)包法示意圖
? ? ? ?1—反應(yīng)室 ? 2—球化劑 ? 3—安全蓋 ?4—鐵液入口 ?5—處理網(wǎng)

? ?4、蓋包法

? ?蓋包法是在沖入法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的球化處理方法。其方法如圖4—9所示，在沖入法的處理包上部安裝一個(gè)中間包將其密封，處理包與中間包之間僅通過經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算的澆口連接。預(yù)先將球化劑放在處理包內(nèi)，然后用中間包承接鐵液，靠由中間包流入處理包的鐵液使處理包處于密閉狀態(tài)，從而減少反應(yīng)煙塵和鎂光外逸，提高鎂的利用率。

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?4—9 ?蓋包法示意圖

? ?這種方法與沖入法比鎂的吸收率高，煙塵及鎂光減少，操作復(fù)雜程度和設(shè)備費(fèi)用增加不多，因此可以廣泛應(yīng)用。

? ?5、型內(nèi)法

? ?把球化劑放置在澆注系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)的反應(yīng)室內(nèi)，在澆注過程中鐵液流經(jīng)反應(yīng)室時(shí)與球化劑發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行球化處理。為保證球化處理穩(wěn)定，減少燒損，要嚴(yán)格計(jì)算反應(yīng)室及澆注系統(tǒng)尺寸。一般情況下，反應(yīng)室設(shè)置于直澆道下的橫澆道中，澆口杯到冒口前的系統(tǒng)應(yīng)處于充滿狀態(tài)，冒口和鑄件型腔保持開放。具體尺寸可參閱有關(guān)手冊(cè)。

? ?這種方法鎂吸收率高，可達(dá)70～80%，無(wú)鎂光，無(wú)煙塵，無(wú)球化衰退。其不足之處是對(duì)鐵液溫度、含硫量、球化劑成分、球化劑塊度、反應(yīng)室尺寸、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)都有嚴(yán)格要求，這些因素的微小變化都會(huì)引起球化效果的變化。此外，這種方法易產(chǎn)生夾渣。這種方法適合于機(jī)械造型的大量流水生產(chǎn)，以及高強(qiáng)度高韌性球墨鑄鐵的生產(chǎn)。

標(biāo)簽：球墨鑄鐵方式