本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，具體地說是一種鐵水增碳的方法。
背景技術：
隨著鋼鐵澆鑄技術的不斷發展，澆鑄中廢鋼的加入量逐漸增加，為使其性能達到鋼種規格的需求，行業內通常采用增碳劑增碳的方式來提高煉成率和降低廢品率。增碳劑是以單質形式存在的碳，溶化溫度為3727℃，在鐵水溫度下一般不能溶化，因此，增碳劑中的碳主要通過溶解和擴散兩種方式溶于鐵水中。目前，行業內增碳劑增加鐵水含碳量的主要方法是攪拌使碳溶解擴散。雖然這種方式一直是行業內的應用最為廣泛的增碳方法，并且行業內的技術人員也認為通過攪拌可以避免增碳劑浮在鐵液表面被燒損的現象，但是通過攪拌的方式存在的缺陷也是行業內增碳過程中一直困擾的問題。具體來講：第一、通過攪拌的方式增碳，對攪拌工具要求很高，采用鐵質工具會溶化，需要特制攪拌工具，增加了生產成本；第二、攪拌溶解速度很慢，而且只能局部攪拌，增碳劑不能充分和鐵水接觸，吸收率較低，還常常出現攪拌不均勻的現象；第三、對攪拌時間的控制要求高，攪拌時間太短，增碳劑來不及溶解擴散；攪拌時間稍長，不僅會降低爐子的使用壽命，而且在增碳劑溶解后，攪拌會加劇鐵液中碳的損耗；等等，此外，最關鍵的一點是：目前行業內通過攪拌的方法增加鐵水的含碳量僅可以使鑄鐵中碳含量最高達到4.5%，這就無法滿足含碳量更高、性能更好鑄鐵的要求。可見，攪拌增碳的方法使用具有很強的局限性，行業內急需研究碳吸收率高、成本低、增碳效果更好的鐵水增碳的新方法。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種鐵水增碳的方法，以解決現有鐵水增碳方法存在碳吸收率低、增碳效果差的問題。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種鐵水增碳的方法，將增碳劑和鐵水加入到鐵水容器中，當超量的增碳劑無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水表面上時，將鐵水和增碳劑從一個鐵水容器倒入到另一個鐵水容器中至少一次；所述鐵水的溫度控制在1450-1700℃，每次將鐵水和增碳劑從一個鐵水容器倒入到另一個鐵水容器所用時間控制在20s內，在每次倒入操作的初始階段需采用導流工具將漂浮在鐵水表面的增碳劑隨鐵水率先流入到另一個鐵水容器中。
所述增碳劑為純石墨、石墨粉或石墨電極中的一種或兩種任意比例的混合物。
所述鐵水容器為熔爐或鐵水包，優選為容積為5噸以下的熔爐或鐵水包；在容積為5噸以下的熔爐或鐵水包進行倒包過程中可以實現鐵水中碳含量的顯著提高，而且操作方便，顯著提高了生產效率。
所述鐵水的溫度控制在1500-1600℃；更優選為1500-1550℃；在優選狀態下，增碳劑在鐵水中吸收率更高，增碳效果最佳，倒完鐵水后可以直接澆鑄成品，方便操作，成本最低。
所述的導流工具為：鐵棍、鐵鉤或鐵耙。
將鐵水和增碳劑從一個鐵水容器倒入到另一個鐵水容器中前，需將另一個鐵水容器提前預熱到600-700℃為宜。
所述的增碳劑的有效碳含量為90%及以上時，所述增碳劑和鐵水的投料比為7.8-10.4:100，得到鑄鐵的含碳量在6%以上；在投料比為10.4:100，得到鑄鐵的含碳量高達7.96%。
本發明通過在特定的鐵水溫度和較短的操作時間內，將無法直接溶于鐵水中的超量增碳劑通過至少一次倒包的方式溶入到鐵水中，從而獲得了預期含碳量的鑄鐵。本發明提供的增碳方法不僅有效解決了現有技術的攪拌法在增碳過程中存在鐵水中碳含量達到一定比例時很難再增加的問題，而且本發明的增碳方法無需特制的攪拌器械，碳吸收率高，成本低，生產效率高，安全性和生產穩定性好，最關鍵的是攪拌法最高使鑄鐵中碳含量達到4.5%，而本發明的方法可以使鑄鐵中碳含量達到6%以上，步驟方法簡單、易操作，非常適于工業化生產和應用。
具體實施方式
下面實施例用于進一步詳細說明本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。除非特別說明，本發明采用的試劑、方法和設備為本技術領域常規試劑、方法和設備。但不以任何形式限制本發明。
實施例1
在1.5噸熔爐中加入有效含碳量為90%的增碳劑石墨粉85kg和溫度為1600℃的鐵水1噸，提前預熱1號鐵水包到650℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號鐵水包中，部分石墨粉溶于了鐵水中，超量的石墨粉無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面；提前預熱2號鐵水包到650℃，將漂浮在鐵水表面的石墨粉和鐵水用10s從1號鐵水包倒入到2號鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨粉隨部分鐵水率先流入到2號鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過程。
實施例2
在5噸熔爐中加入有效含碳量為92%的增碳劑石墨粉320kg和溫度為1450℃的鐵水4噸，提前預熱1號鐵水包到600℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號鐵水包中，部分石墨粉溶于了鐵水中，超量的石墨粉無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預熱2號鐵水包到700℃，將漂浮在鐵水表面的石墨粉和鐵水用18s從1號鐵水包倒入到2號鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨粉隨部分鐵水率先流入到2號鐵水包中，提前預熱3號鐵水包到660℃，把鐵水和漂浮在鐵水表面的石墨粉采用同樣的導流方法用17s倒入到3號鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過程。
實施例3
在3噸熔爐中加入有效含碳量為91%的增碳劑石墨180kg和溫度為1500℃的鐵水2噸，提前預熱1號鐵水包到680℃，將石墨粉和鐵水倒入到1號鐵水包中，部分石墨溶于了鐵水中，超量的石墨無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預熱2號鐵水包到670℃，將漂浮在鐵水表面的石墨和鐵水用13s從1號鐵水包倒入到2號鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵鉤將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過程。
實施例4
在1噸熔爐中加入有效含碳量為95%的增碳劑石墨86kg和溫度為1550℃的鐵水1噸，提前預熱1號鐵水包到640℃，將石墨和鐵水倒入到1號鐵水包中，部分石墨溶于了鐵水中，超量的石墨無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預熱2號鐵水包到700℃，將漂浮在鐵水表面的石墨和鐵水用8s從1號鐵水包倒入到2號鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵棍將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過程。
實施例5
在4噸熔爐中加入有效含碳量為93%的增碳劑石墨電極170kg和溫度為1700℃的鐵水2噸，提前預熱1號鐵水包到690℃，將石墨電極和鐵水倒入到1號鐵水包中，部分石墨電極溶于了鐵水中，超量的石墨電極無法直接溶于鐵水而漂浮在鐵水的表面，提前預熱2號鐵水包到670℃，將漂浮在鐵水表面的石墨電極和鐵水用15s從1號鐵水包倒入到2號鐵水包中，在倒入的初始階段需采用鐵耙將漂浮在鐵水表面的石墨隨部分鐵水率先流入到2號鐵水包中，即可將增碳劑溶于了鐵水中，完成了增碳過程。
實施例6
將實施例1-5得到增碳鐵水，用消失模鑄造方法進行鑄造，將得到鑄鐵進行含碳檢測，其檢測方法：火花直讀光譜法，其檢測結果見表1。
表1 本發明提供的方法的增碳效果
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。