浸炭炉の最適化方法

鋳鉄においては、浸炭剤の固定炭素含有量と灰分含有量が浸炭効率に重要な影響を及ぼすほか、浸炭剤の粒径、添加方法、溶鉄の温度、炉内の撹拌効果などのプロセス要因も浸炭効率に大きな影響を与えます。

生産条件では、多くの要因が同時に影響を及ぼすことが多く、各要因の影響を正確に説明することが難しいため、実験を通じてプロセスを最適化する必要があります。

1. メソッドを追加する
浸炭剤は金属原料と一緒に炉内に投入され、作用時間が長いため、溶融鉄を投入する場合よりも浸炭効率がはるかに高くなります。

2. 溶融鉄の温度

鉄加炭剤をバッグに投入し、溶鉄に添加すると、炭素効率と溶鉄の温度が関係します。通常の生産条件では、溶鉄の温度が高いほど、溶鉄への炭素の溶解度が高くなり、加炭効率が高くなります。

3 炭化剤粒子サイズ

一般的に、炭化剤の粒子が小さいほど、鉄液界面との接触面積が大きく、炭化効率が高くなりますが、粒子が細かすぎると大気中の酸素によって酸化されやすく、空気の対流や煙の粉塵によって流れ出やすくなります。そのため、炭化剤の粒子サイズの下限値は 1.5 mm が推奨され、その中に 0.15 mm 以下の微粉末が含まれていてはなりません。

粒径は、操業時間中に溶解できる溶銑の量で測定する必要があります。装入時に浸炭剤を金属装入物と同時に添加する場合、炭素と金属の反応時間が長くなるため、浸炭剤の粒径はより大きくなり、上限は12mmとなります。溶銑に鉄を添加する場合は、粒径はより小さく、上限は通常6.5mmです。

4. かき混ぜる

撹拌は、浸炭剤と溶鉄の接触を改善し、浸炭効率を向上させるのに役立ちます。浸炭剤と装入物を一緒に炉内に投入すると、誘導電流による撹拌効果が生じ、浸炭効果が高まります。浸炭剤を袋に入れる際は、浸炭剤を袋の底に置き、溶鉄が浸炭剤を直接鈍化させるか、あるいは浸炭剤を液中に連続的に流し込み、液面に触れないようにします。

5 スラグに含まれる炭化剤を避ける

浸炭剤がスラグに巻き込まれると、当然ながら溶融鉄と接触できず、浸炭効果に重大な影響を与えます。