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磷生鐵各化學元素的特點、作用及影響
2021-06-24
河南匯金冶金科技有限公司2001年按照鋁鎂設計院給各電解鋁廠的磷生鐵標準以及大部分電解鋁廠技術人員的提示與要求自主研試開發磷生鐵，同時也通過大部分電解鋁廠的使用證明具有良好的導電性、鐵水的流動性，鐵環的易拖性，對生產的安全、穩定、節能降耗、車間環保衛生起到較好的幫助作用，同時也避免了在天長日久的人工配料過程中的計量錯誤。
（1）碳和硅元素是強烈的石墨化元素，含碳越高，析出的石墨越高，而硅又是強烈促進石墨化的元素，并且與鐵原子結合力強，碳以石墨形式存在，碳與硅含量的調整可以使金屬鑄件內部金屬組織改變，陽*組裝澆注要求澆注的磷生鐵環的強度，硬度適中為佳；
（2）磷元素在磷生鐵中顧名思義是陽*組裝澆注中的關鍵元素，由于陽*組裝澆注采用間斷性方式，要求鐵水的流動性較好，磷元素存在可以降低鐵水的粘度，磷與鐵二元素相結合所形成的晶體熔點溫度為1050攝氏度，可知明顯提高鐵水的流動性硬度大，脆性強，易碎等。磷含量過大可導致磷生鐵環的冷脆性增大，使澆注后的鐵環產生裂紋，嚴重者導致脫落等狀況。因此，既要保證磷元素足夠的含量，使鐵水有良好的流動性，又要使磷生鐵環產生斷紋，磷生鐵中磷的適宜含量應控制在0.6-1.5%之間；
（3）硫元素：硫是公認的有害性元素，也是在金屬物質中存在的元素，由于硫在熔融鐵水中無限溶解，而在固體鐵中溶解度很小，因此，當含硫的鐵水冷凝時要生成硫化鐵，這種低熔點的晶體即鐵銹，在這種晶粒間聚集使鑄鐵物產生裂紋斷裂，同時硫的存在還阻礙了石墨化過程，能增大鐵環的收縮性；
（4）錳元素：在磷生鐵中使溶解在鐵水中的硫元素生成硫化錳MnS，硫化錳MnS的溶解度比硫化鐵FeS在鐵水中溶解度小，這樣保證了向不熔物質（渣）硫向轉移，由熱力學分析可知，錳Mn與硫S化學親和力遠遠大于鐵Fe與硫S的化學親和力（例如，人們都知道生鐵表面的鐵銹比錳鐵表面的鐵銹表現明顯，但并不一定生鐵里面的硫含量高于鐵里面硫的含量）正如鐵水在錳Mn與硫S將產生化學反應Mn+S—MnS可知浮于渣中的硫化錳MnS，通過撈渣即可消除，同時錳元素在磷生鐵化學成分范圍內可以形成穩定的西化珠光體能使磷生鐵環的強度、硬度適中；
（5）磷生鐵與磷生鐵環在使用過程中各元素的變化。磷生鐵與磷生鐵環各元素在1300°C的高溫下各元素燒損量不同，碳和硅元素燒損量一般在0.4—0.7%，磷和錳元素一般在0.1—0.3%，硫元素的變化不定，如果控制除硫辦法，就能把硫元素控制在范圍內，否則起相反作用，硫上升標準超限，就會造成不良因素。
