阅读说明：本技术 一种易下浮的速溶增碳剂及其制备方法 (Instant carburant easy to float downwards and preparation method thereof ) 是由 王顺瑞 王峰 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种易下浮的速溶增碳剂,包括人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度在60-65μm,包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量70-80g、石油焦粉的含量为20-30g和生铁的含量为4-8g。一种易下浮的速溶增碳剂的制备方法,采用了速溶增碳剂在里面加入的生铁,使其比重增加,不易上浮,并且在铁水中极易熔化,铁的熔点低,熔化吸收时间仅有常见增碳剂的五分之一,达到了快速增碳的目地。解决了当前在出炉前补充碳量的难题。(The invention discloses an easy-floating instant carburant, which comprises artificial crystal graphite, petroleum coke powder and pig iron, wherein the granularity is 60-65 mu m, and the grain size comprises the following components in parts by weight: 70-80g of artificial crystal graphite, 20-30g of petroleum coke powder and 4-8g of pig iron. The preparation method of the instant carburant easy to float downwards adopts the pig iron added in the instant carburant, so that the proportion of the pig iron is increased, the pig iron is difficult to float upwards, the pig iron is easy to melt in molten iron, the melting point of the iron is low, the melting and absorption time is only one fifth of that of the common carburant, and the aim of rapid carburant is achieved. The problem of supplementing carbon amount before discharging is solved.)

一种易下浮的速溶增碳剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及熔炼领域，特别是一种易下浮的速溶增碳剂及其制备方法。

背景技术

在铸造过程中，需要对铁水进行增碳，以满足不同规格的铁质材料对固定含碳量的要求，主要以添加增碳剂的方式实现。目前市售增碳剂有生铁、沥青焦增碳剂、石墨电极增碳剂、石油焦增碳剂、煤质增碳剂、人造石墨增碳剂等，但各自都存在性能缺陷，市场认可度有待提高。生铁价格较高，而且含硫量和含硅量较高，碳吸收率低。石油焦、沥青焦等通过化石燃料煅烧而成的增碳剂所含杂质难以除尽，结构过于紧密，导致吸收率较低，生产过程会造成极大的污染。人造石墨是目前品质最好的增碳剂，但造价十分昂贵，同样在生产过程中也会对环境造成极大污染，当前所有的增碳剂都有一个缺陷，即熔化吸收时间长，易上浮烧损，在电炉上部不能加入。即使加入了熔化时间很长，浪费时间和电费，并且吸收率极低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，采用了速溶增碳剂在里面加入的生铁，使其比重增加，不易上浮，并且在铁水中极易熔化，铁的熔点低，熔化吸收时间仅有常见增碳剂的五分之一。达到了快速增碳的目地。解决了叮当前在出炉前补充碳量的难题。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种易下浮的速溶增碳剂，包括人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度在60-65μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量70-80g、石油焦粉的含量为20-30g和生铁的含量为4-8g。

在一些实施方式中，所述人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度不超过64 μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量75g、石油焦粉的含量为25g 和生铁的含量为6g。

在一些实施方式中，所述人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度不超过62 μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量80g、石油焦粉的含量为30g 和生铁的含量为8g。

根据本发明的另一个方面，提供了一种易下浮的速溶增碳剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：称取人造晶体石墨的含量70-80g和石油焦粉的含量为20-30g，倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为20-30r/min，同时温度提升到70-74℃，称取为50-60g的电极粉，100-120g的木炭粉倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为10-20r/min；

S2：打开矿热炉，从矿热炉的炉口中倒入人造晶体石墨和石油焦粉混合物，炉门闭合，炉底部燃料燃烧加热，其内部的催化剂床层温度提升至 1300-1500℃,保温1-1.5h，然后矿热炉内自然降温至室温，过210-230目筛，得到石墨原料；

S3：在氮气气氛下，将石墨原料以5.0-30.0℃/min的升温速度,从室温升温至1800-2800℃,保温0.5-30.0h，然后炉内自然降温至室温，过200目筛，得到石墨料；

S4：石墨料中矿热炉烧结温度提升2000-2500℃，反应釜内加入4-8g生铁，同时温度进一步提升到3100-3200℃，保温反应时间1.2-1.3h，检测反应的NCO达10-20％，然后将反应釜内的温度降温至约100℃，得到烧结的增碳剂；

S5：将步骤S5制得的原料倒入带式干燥机中，均匀的平铺在13-14目的钢丝网上，钢丝网在移动的过程中，经过内置的热风系统，热风烘干造粒原料；

S6：增碳剂倒入破碎机中，在高速离心力的作用下,与破碎机内的破碎锤高速碰撞与高密度的粉碎,多次的互相打击、摩擦、粉碎,从破碎机下部排出，利用过滤筛筛选增碳剂，得到颗粒度2-5μm。

S7：干燥后的造粒原料倒入双螺杆造粒机中，利用双螺杆间的螺纹间距在加热时能够使塑料在机筒内造粒原料充分的塑化熔融，并且在挤出口上设置的成形轮挤压造粒原料，获得成形的增碳剂。

在一些实施方式中，所述针对步骤S7中，双螺杆用来加热的加热机采用三相工频交流电，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流。

在一些实施方式中，所述针对步骤S4中，生铁放置到粉碎机中，研磨为 200目直径的颗粒后加入。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的易下浮的速溶增碳剂的制备方法，采用了速溶增碳剂在里面加入的生铁，使其比重增加，不易上浮，并且在铁水中极易熔化，铁的熔点低，熔化吸收时间仅有常见增碳剂的五分之一。达到了快速增碳的目地，解决了当前在出炉前补充碳量的难题。

附图说明

图1为本发明一实施方式的易下浮的速溶增碳剂及其制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种易下浮的速溶增碳剂，本实施例包括人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度在60-65μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量70-80g、石油焦粉的含量为20-30g和生铁的含量为4-8g。

转炉冶炼中、高碳钢种时，使用含杂质很少的石墨料作为增碳剂，对增碳剂中含有的挥发分和硫、磷、氮等杂质含量低。

图1示意性地显示了根据本发明的一种易下浮的速溶增碳剂的制备流程图，如图1所示，包括以下步骤：

S1：称取人造晶体石墨的含量70-80g和石油焦粉的含量为20-30g，倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为20-30r/min，同时温度提升到70-74℃，提高容器内的搅拌器速度为10-20r/min；

S2：打开矿热炉，从矿热炉的炉口中倒入人造晶体石墨和石油焦粉混合物，炉门闭合，炉底部燃料燃烧加热，其内部的催化剂床层温度提升至 1300-1500℃,保温1-1.5h，然后矿热炉内自然降温至室温，过210-230目筛，得到石墨原料；

S3：在氮气气氛下，将石墨原料以5.0-30.0℃/min的升温速度,从室温升温至1800-2800℃,保温0.5-30.0h，然后炉内自然降温至室温，过200目筛，得到石墨料；

S4：石墨料中矿热炉烧结温度提升2000-2500℃，反应釜内加入4-8g生铁，生铁放置到粉碎机中，研磨为200目直径的颗粒后加入，同时温度进一步提升到3100-3200℃，保温反应时间1.2-1.3h，检测反应的NCO达10-20％，然后将反应釜内的温度降温至约100℃，得到烧结的增碳剂；

S5：将步骤S5制得的原料倒入带式干燥机中，均匀的平铺在13-14目的钢丝网上，钢丝网在移动的过程中，经过内置的热风系统，热风烘干造粒原料；

S6：增碳剂倒入破碎机中，在高速离心力的作用下,与破碎机内的破碎锤高速碰撞与高密度的粉碎,多次的互相打击、摩擦、粉碎,从破碎机下部排出，利用过滤筛筛选增碳剂，得到颗粒度2-5μm。

S7：干燥后的造粒原料倒入双螺杆造粒机中，双螺杆用来加热的加热机采用三相工频交流电，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流，利用双螺杆间的螺纹间距在加热时能够使塑料在机筒内造粒原料充分的塑化熔融，并且在挤出口上设置的成形轮挤压造粒原料，获得成形的增碳剂。

实施例二：

一种易下浮的速溶增碳剂，本实施例包括人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度不超过64μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量75g、石油焦粉的含量为25g和生铁的含量为6g。

根据本发明的一种易下浮的速溶增碳剂的制备流程图，包括以下步骤：

S1：称取人造晶体石墨的含量75和石油焦粉的含量为25g，倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为20-30r/min，同时温度提升到70-74℃，提高容器内的搅拌器速度为10-20r/min；

S2：打开矿热炉，从矿热炉的炉口中倒入人造晶体石墨电极粉和石油焦的混合物，炉门闭合，炉底部燃料燃烧加热，其内部的催化剂床层温度提升至1300-1500℃,保温1-1.5h，然后矿热炉内自然降温至室温，过210-230目筛，得到石墨原料；

S3：在氮气气氛下，将石墨料以5.0-30.0℃/min的升温速度,从室温升温至1800-2800℃,保温0.5-30.0h，然后炉内自然降温至室温，过200目筛，得到石墨料；

S4：石墨料中矿热炉烧结温度提升2000-2500℃，反应釜内加入6g生铁，同时温度进一步提升到3100-3200℃，保温反应时间1.2-1.3h，检测反应的NCO达10-20％，然后将反应釜内的温度降温至约100℃，得到烧结的增碳剂；

S5：将步骤S5制得的原料倒入带式干燥机中，均匀的平铺在13-14目的钢丝网上，钢丝网在移动的过程中，经过内置的热风系统，热风烘干造粒原料；

S6：增碳剂倒入破碎机中，在高速离心力的作用下,与破碎机内的破碎锤高速碰撞与高密度的粉碎,多次的互相打击、摩擦、粉碎,从破碎机下部排出，利用过滤筛筛选增碳剂，得到颗粒度2-5μm。

S7：干燥后的造粒原料倒入双螺杆造粒机中，双螺杆用来加热的加热机采用三相工频交流电，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流，利用双螺杆间的螺纹间距在加热时能够使塑料在机筒内造粒原料充分的塑化熔融，并且在挤出口上设置的成形轮挤压造粒原料，获得成形的增碳剂。

实施例三：

在一些实施方式中，所述人造晶体石墨、石油焦粉和生铁,粒度不超过62 μm，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量80g、石油焦粉的含量为30g 和生铁的含量为8g；

根据本发明的一种易下浮的速溶增碳剂的制备流程图，包括以下步骤：

S1：称取人造晶体石墨的含量80g、30g的石油焦粉，倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为20-30r/min，同时温度提升到70-74℃，提高容器内的搅拌器速度为10-20r/min；

S2：打开矿热炉，从矿热炉的炉口中倒入人造晶体石墨和石油焦粉混合物，炉门闭合，炉底部燃料燃烧加热，其内部的催化剂床层温度提升至 1300-1500℃,保温1-1.5h，然后矿热炉内自然降温至室温，过210-230目筛，得到石墨原料；

S3：在氮气气氛下，将石墨原料以5.0-30.0℃/min的升温速度,从室温升温至1800-2800℃,保温0.5-30.0h，然后炉内自然降温至室温，过200目筛，得到石墨料；

S4：石墨料中矿热炉烧结温度提升2000-2500℃，反应釜内加入8g生铁，同时温度进一步提升到3100-3200℃，保温反应时间1.2-1.3h，检测反应的 NCO达10-20％，然后将反应釜内的温度降温至约100℃，得到烧结的增碳剂；

S5：将步骤S5制得的原料倒入带式干燥机中，均匀的平铺在13-14目的钢丝网上，钢丝网在移动的过程中，经过内置的热风系统，热风烘干造粒原料；

S6：增碳剂倒入破碎机中，在高速离心力的作用下,与破碎机内的破碎锤高速碰撞与高密度的粉碎,多次的互相打击、摩擦、粉碎,从破碎机下部排出，利用过滤筛筛选增碳剂，得到颗粒度2-5μm。

S7：干燥后的造粒原料倒入双螺杆造粒机中，双螺杆用来加热的加热机采用三相工频交流电，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流，利用双螺杆间的螺纹间距在加热时能够使塑料在机筒内造粒原料充分的塑化熔融，并且在挤出口上设置的成形轮挤压造粒原料，获得成形的增碳剂。

对比例：

在一些实施方式中，所述石墨料由人造晶体石墨和石油焦粉混合加工，包括如下重量份数比：人造晶体石墨的含量为55g、石油焦粉的含量为35g；

根据本发明的一种易下浮的速溶增碳剂的制备流程图，包括以下步骤：

S1：称取人造晶体石墨的含量为55g、石油焦粉的含量为35g，倒入开口的容器内，容器内的搅拌器速度为20-30r/min，同时温度提升到70-74℃，容器内的搅拌器速度为10-20r/min，将人造晶体石墨和石油焦粉两者利用搅拌的装置进行混合，其中固定碳的含量高；

S2：打开矿热炉，从矿热炉的炉口中倒入人造晶体石墨和石油焦粉混合物粉，炉门闭合，炉底部燃料燃烧加热，其内部的催化剂床层温度提升至 1300-1500℃,保温1-1.5h，然后矿热炉内自然降温至室温，过210-230目筛，得到石墨原料，人造晶体石墨和石油焦粉混合粒度太细容易烧损，太粗加入后浮在钢液表面，不容易被钢水吸收，210-230目筛合适的直径；

S3：在氮气气氛下，将石墨原料以5.0-30.0℃/min的升温速度,从室温升温至1800-2800℃,保温0.5-30.0h，然后炉内自然降温至室温，过200目筛，得到石墨料，氮气的含量，一般控制在80-120PPM消耗的氮，与铸件所需相同，避免氮含量太高而出现大量气孔；

S4：石墨料中矿热炉烧结温度提升2000-2500℃，同时温度进一步提升到 3100-3200℃，保温反应时间1.2-1.3h，检测反应的NCO达10-20％，然后将反应釜内的温度降温至约100℃，得到烧结的增碳剂；

S5：将步骤S5制得的原料倒入带式干燥机中，均匀的平铺在13-14目的钢丝网上，钢丝网在移动的过程中，经过内置的热风系统，热风烘干造粒原料；

S6：增碳剂倒入破碎机中，在高速离心力的作用下,与破碎机内的破碎锤高速碰撞与高密度的粉碎,多次的互相打击、摩擦、粉碎,从破碎机下部排出，利用过滤筛筛选增碳剂，得到颗粒度2-5μm。

S7：干燥后的造粒原料倒入双螺杆造粒机中，双螺杆用来加热的加热机采用三相工频交流电，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流，利用双螺杆间的螺纹间距在加热时能够使塑料在机筒内造粒原料充分的塑化熔融，并且在挤出口上设置的成形轮挤压造粒原料，获得成形的增碳剂。

将实施例一、二和三与对比例的增碳剂加入相同温度、容量的电炉熔炼在钢液内，测试结果如表一所示：

表一为检测结果

	实施例一	实施例二	实施例三	对比例
					熔化时间(S)	45.55	50.65	47.67	200.22
下浮时间(S)	5.32	6.33	8.56	120.44
					下浮速率(mm/S)	2.5	3.3	4.2	0.04

采用了速溶增碳剂在里面加入的生铁，使其比重增加，不易上浮，并且在铁水中极易熔化，铁的熔点低，熔化吸收时间仅有常见增碳剂的五分之一。达到了快速增碳的目地，解决了当前在出炉前补充碳量的难题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。