中频电源生产厂家高氏讲讲大中吨位变频电炉熔炼铸铁的质量控制

某公司为国内及国外客户生产各种铸件，年产量二万多吨，主要是铸铁件，采用IMF呋喃树脂砂造型线造型，两台美国PIL-LAR公司的6t变频电炉熔炼。铸件品种多、批量小、要求高，各种铸件对铁液的要求差别很大，给熔炼和铁液质量控制带来一定难度。以下是作者的一些体会和看法。

(1)熔炼生产安排 按照每天的造型完成情况来安排熔炼牌号、吨位和熔炼时间，发现有如下问题。

①有时铁液牌号需求与熔炼安排难以协调，造成或者生产线上铸型浇不完，影响造型线运转；或者炉内铁液无铸型可浇注，致使铁液长时间在炉内保温，对质量和生产运转都不利。

②电炉容量大，同一炉浇注多种牌号铸件会增加能耗、降低生产率，并且不利于保证质量。

③大小、厚度不一的同牌号铸件需要成分不同的铁液浇注，只按牌号组织熔炼不可能满足要求。

④同一牌号铁液可有不同配方，成本各不相同，而每种配方往往只适合某些铸件。因此，建议按照铸件生产需要，综合熔炼和造型能力，作出多种预排方案，尽量减少熔炼过程成分调整次数，使熔炼生产尽可能稳定正常进行，以提高生产效益和质量。

（2）熔炼过程的质量控制

①铁液保温。铁液在高温下保温会引起温度变化、元素烧损、溶入气体及其他铁液状态变化。实践证明可以采取以下对策。长时间保温应尽量降低保温温度，如加入少量干净、干燥的回炉料降温，并用玻璃等材料造渣覆盖铁液表面。保温结束后用增碳剂、各种合金调整成分。这些添加剂完全熔化后，20min内不能出铁，以保证铁液能充分吸收。球铁增碳剂加入量较多时，应将铁液升温至1550℃以上，并且至少保温30min， 才能使铁液充分吸收。否则，铸件厚大部位宏观断面上表面会出现一层类似石墨漂浮，金相检查是粗细、长短不等的条状为主、夹有一些块状石墨的石墨层。灰铸铁如果在增碳剂、合金钢完全熔化后就出铁，孕育效果较差，铸件厚大部位会出现组织疏松。

②铁液成分选择。同一炉铁液要浇注几种牌号铸件时，宜按成分为中间成分、批量又较大的，或较重要的牌号进行配料，并略微偏高一些，出铁时用不同的孕育剂（如碳硅孕育剂、钡硅合金、稀土钙钡合金等>及合金（电解铜或其他合金）调整牌号，效果狡好。在熔炼球铁时，宜按高碳牌号配料，因为在保温、出铁过程中碳会烧损。在高碳牌号出铁完毕后，可以加入废钢降碳。这样做对铁液质量影响较小，而且速度快。如果用相反方法，也就是用增碳法调整成分，会引起铁液质量波动较大，调整时间长，容易发生增碳剂吸收不好和孕育效果不良。在出铁过程中，炉内碳量会不断降低，较好是用孕育剂进行调节，只有在碳量降低较多时才进行增碳。

③铁液品种改变。当炉内尚剩余有球铁铁液，而要改为熔化灰铸铁铁液时，如果剩余铁液较多，较好升温到1550℃，并保温一段时间，否则铸件组织会出现许多杂乱、破碎的石墨条、块，即使经过孕育也难以获得A型石墨，影响铸件性能。如果炉内剩余的是灰铸铁铁液，须改熔炼铁素体球铁，则应考虑锰量和反球化元素是否过高，应在选用生铁时就要注意。

④铁液保温溶气问题。铁液在高温保温时间较长（如超lh)，应考虑铁液氧化和溶气问题，特别是树脂砂芯较多的缸体、箱体类铸件要防止产生氮气孔。根据经验，铁液中㈧(Ti) 高=0.04％时，就可以有效地防止氮气孔的产生。

⑤增碳问题。采用焦炭粉增碳价格便宜，但如果用量较大会带来问题：一是烟尘大，污染环境：二是增硫量大；三是烧损大电极碎块含碳高、硫低，可用于工频炉做增碳剂，但对于500kW 以上的变频电炉，由于熔炼时间很短，升温速度快，电极碎块在短时间内很难熔解吸收，"特别是要在出铁过程中增碳时，更难以吸过对几种材料对比试验后，我们选择了使用增碳剂。增碳剂原料和制造工艺不同，使用工艺也不同，必须认真进行试验，我们曾为此付出过惨重代价。铁液加入增碳剂后一定要有足够的保温时间，时间长短与增碳剂的种类、生产工艺和铁液温度有关，否则会导致铸件石墨形态异常，材质异常等现象。一般而言，如果加人量大，建议熔炼温度要达到或超过1520℃，保温时间在15rnin以上。熔炼过程中增碳时，宜在炉料刚开始熔化，看得见铁液时，分批加人增碳剂，不要一次加入太多。在熔化期可加入总量的90％一95％，剩余少量在成分调整时加入。

⑥铁液氧化问题。由于炉料不干净或熔炼控制不好会导致铁液严重氧化，影响铸件基体组织和石墨形态、引起孕育不良和球化不良、白口和缩松、缩孔倾向大、气孔、渣孔多等问题。为此要选用洁净、干燥的炉料。增碳、增硅处理带有一定的脱氧作用，故当铁液氧化严重时可以考虑使用碳化硅、硅钙合金、铝硅铁、稀土镁铁液氧化严重时可以．考虑种用碳化磋，硅钙合金。

(3)按质量和成本合理优化组织生产 生产实践表明，单纯从造型或熔炼角度考虑生产安排难以兼顾生产、质量和成本问题。因此，只有进行动态的、整体的平衡，才可能取得较好的经济效益。但需要以下几个条件。

①熔炼技术有较强的应变能力。

②造型能力可调整性强，能快速转换造型品种。

④协调并激发生产人员的积极性、创造性和责任心。

⑤生产线应保证以较低成本的产量投产。