磷生鐵

生鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般 在2.11%--4.3%，并含C、Si、Mn、S、P 等元素是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。根據(jù)生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵。

生鐵性能：生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好，但生鐵脆，不能鍛壓。

生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素。這些元素對生鐵的性能均有一定的影響。

碳（C）：在生鐵中以兩種形態(tài)存在，一種是游離碳（石墨），主要存在于鑄造生鐵中，另一種是化合碳（碳化鐵），主要存在于煉鋼生鐵中，碳化鐵硬而脆，塑性低，含量適當(dāng)可提高生鐵的強度和硬度，含量過多，則使生鐵難于削切加工，這就是煉鋼生鐵切削性能差的原因。石墨很軟，強度低，它的存在能增加生鐵的鑄造性能。

硅（Si）：能促使生鐵中所含的碳分離為石墨狀，能去氧，還能減少鑄件的氣眼，能提高熔化生鐵的流動性，降低鑄件的收縮量，但含硅過多，也會使生鐵變硬變脆。

錳（Mn）：能溶于鐵素體和滲碳體。在高爐煉制生鐵時，含錳量適當(dāng)，可提高生鐵的鑄造性能和削切性能，在高爐里錳還可以和有害雜質(zhì)硫形成硫化錳，進入爐渣。

磷（P）：屬于有害元素，但磷可使鐵水的流動性增加，這是因為磷減低了生鐵熔點，所以在有的制品內(nèi)往往含磷量較高。然而磷的存在又使鐵增加硬脆性，優(yōu)良的生鐵含磷量應(yīng)少，有時為了要增加流動性，含磷量可達1.2%。

硫（S）：在生鐵中是有害元素，它促使鐵與碳的結(jié)合，使鐵硬脆，并與鐵化合成低熔點的硫化鐵，使生鐵產(chǎn)生熱脆性和減低鐵液的流動性，故含硫高的生鐵不適于鑄造細(xì)件。鑄造生鐵中硫的含量規(guī)定最多不得超過0.06%（車輪生鐵除外）。

(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(jié)合力強，碳以石墨形式存在，碳與硅含量的調(diào)整可以使金屬鑄件內(nèi)部金屬組織改變，陽極組裝澆注要求澆注的磷生鐵環(huán)的強度，硬度適中為佳。

(2)、磷元素在磷生鐵中顧名思義是陽極組裝澆注中的關(guān)鍵元素，由于陽極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(jié)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(dǎo)致磷生鐵環(huán)的冷脆性增大，使?jié)沧⒑蟮蔫F環(huán)產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重者導(dǎo)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(huán)產(chǎn)生斷紋，磷生鐵中磷的適宜含量應(yīng)控制在0.6-1.5%之間。

(3)、硫元素：硫是公認(rèn)的有害性元素，也是在金屬物質(zhì)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(dāng)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(chǎn)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(huán)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(zhì)(渣)硫向轉(zhuǎn)移，由熱力學(xué)分析可知，錳Mn與硫S化學(xué)親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐵Fe與硫S的化學(xué)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(xiàn)極為明顯，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(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)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(xué)成分范圍內(nèi)可以形成穩(wěn)定的西化珠光體能使磷生鐵環(huán)的強度、硬度適中。

(5)、磷生鐵與磷生鐵環(huán)在使用過程中各元素的變化。

磷生鐵與磷生鐵環(huán)各元素在1300°C的高溫下各元素?zé)龘p量不同，碳和硅元素?zé)龘p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(nèi)，否則起相反作用，硫上升標(biāo)準(zhǔn)超限，就會造成不良因素。

生鐵是含碳量2.11%-6.69%并含有非鐵雜質(zhì)較多的鐵碳合金?？梢酝ㄟ^降低碳含量來煉成鋼。生鐵的雜

質(zhì)元素主要是硅、硫、錳、磷等。生鐵質(zhì)硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形。但含硅高的生鐵（灰口鐵）的鑄造及切削性能良好。生鐵是高爐產(chǎn)品，按其用途可分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵兩大類。習(xí)慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡稱為鑄鐵。鑄造生鐵通過鍛化、變質(zhì)、球化等方法可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善并提高其機械性能，因此，鑄造生鐵又可分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特種鑄鐵等品種。

生鐵也可分為普通生鐵和合金生鐵，前者包括煉鋼生鐵和鑄造生鐵，后者主要是錳鐵和硅鐵。合金生鐵作為煉鋼的輔助材料，如脫氧劑、合金元素添加劑。普通生鐵占高爐冶煉產(chǎn)品的98%以上，而煉鋼鐵又占中國普通生鐵的80%以上，隨著工業(yè)化水平的提高，這個比例還將逐漸增加。

從廣義的角度講，鐵還分為化學(xué)純鐵（含C幾乎為零），工業(yè)純鐵（含C小于0.0218%），以及海綿鐵、粒鐵等。但它們皆非高爐冶鐵產(chǎn)品，而且用途也各異。當(dāng)鐵中含C在0.03%-1.2%范圍時則為鋼，含C1.2%-2.5%的鐵缺乏實用性，一般不進行工業(yè)生產(chǎn)。

磷生鐵使用過程中循環(huán)周期后的磷生鐵環(huán)，前三周期的磷生鐵環(huán)在使用過程中可直接投入使用，不增添任何物質(zhì)元素;循環(huán)三遍后的磷生鐵環(huán)，根據(jù)每爐化學(xué)分析各元素的含量后再進行調(diào)整，使各元素保持在規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi);若干次后的使用也能使磷生鐵環(huán)保持正常狀態(tài)，在每次高溫熔化過程中，各元素都有新的變化，同時可根據(jù)各元素變化的多少來調(diào)控新磷生鐵和磷生鐵環(huán)的投爐循環(huán)使用比例，可根據(jù)磷生鐵環(huán)各元素的含量來配比與投放新磷生鐵的比例。比如：2：8、3：7、4：6、5：5或8：2、7：3、6：4……這樣既能保證鐵水有較好的流動性又能保證磷生鐵各元素有較理想的指標(biāo)，還能對企業(yè)起到節(jié)能降耗的作用。