中頻感應電爐熔煉鐵液質量的控制措施

■宋健，丁勇，蔣云峰

中頻感應電爐熔煉鐵液質量的控制措施

■宋健，丁勇，蔣云峰

摘要：立足于實際生產，通過理論與生產相結合，通過增硫改變鐵液成分，控制熔煉工藝，加強孕育等方式，成功解決由電爐熔煉帶來的鑄件質量問題。

隨著鑄造行業的發展，電爐以其操作簡單，環境污染少，成分容易控制，以及勞動強度低等優點，在生產應用中占的比重越來越大，我廠于2008年投入使用兩臺10t/h中頻感應電爐，初期由于對電爐熔煉經驗不足，在實際生產中出現了很多質量問題，通過在生產中不斷分析、總結，成功解決了問題。

1. 中頻感應電爐鐵液不良特性

（1）電爐鐵液晶核數量少，過冷度大，產生白口傾向大。

（2）同樣的化學成分下，收縮傾向大，流動性差。

（3）石墨形態不穩定，A型石墨少，D型、E型石墨多，珠光體含量少。

（4）孕育效果差，衰退速度快。

（5）鑄件內應力大，裂紋傾向大。

2. 原因分析

“硫化物核心理論”認為：鐵液含硫量低時，白口深度較大，隨著含硫量的增加，白口深度逐漸減小，達到一個最小值，此時wS為0.05%～0.06%。然后，隨著含硫量的增加白口深度增加。也有資料認為“低硫時共晶團數少，成核度很小，隨著硫量的增加，共晶團數急劇增加，當wS達到0.05%以上后，共晶團數增加趨向減緩”，因此電爐鐵液含硫量低是問題所在。沖天爐熔煉過程中由于焦炭中硫的影響，鐵液增硫；而電爐由于沒有增硫源，所以不會增硫，且硫與其他

元素極易形成化合物，浮于鐵液表面，與渣子一起被清除，在電爐高溫保溫時更為明顯。

3. 改善不良特性的措施

（1）原材料的選用①原生鐵要選用規模大、高爐容量大、鐵礦石質量好，以及來源穩定的廠家，這樣能保證生鐵的成分穩定，有害元素少。②禁止使用銹蝕嚴重的廢鋼，并且在使用前廢鋼和回爐鐵必須經過拋丸處理。③增碳劑要經過高溫石墨化，否則增碳劑吸收率低，吸收溫度高，且還會造成鐵液碳的不均勻。

（2）化學成分的選擇 ①C E含量要略高于沖天爐。②以HT300普通機床床身為例：wC＝3.0%～3.05%，wSi＝1.45%～1.55%，wMn＝1.0%～1.1%，wP≤0.1%，wS＝0.05%～0.08%。

（3）工藝創新措施 具體為：①為改善鐵液在高溫保溫時間長而產生的不利影響，工藝改變，強調“快熔快出”原則。鐵液在爐內成分調整，升溫后盡快出爐。保溫時間不得超過10min。出爐后迅速澆注，最大限度地縮短鐵液在爐內、澆包內的保溫時間。②為改善石墨形態不穩定，出現D型、E型石墨的不利影響，我們使用了FeSi75Ba長效孕育劑，延長了孕育有效時間，抑制了異形石墨的產生。石墨形態、珠光體含量都有了很好的改善。但也要注意終硅量的控制，如果終硅量過高，珠光體含量極易降低，一般孕育量為0.3%～0.6%。③為消除含硫量低造成的不良影響，使用增硫劑來提高含硫量。使鐵液中的wS由0.03%增加到0.05%～0.08%，以增加形核數量。石墨形態、珠光體含量有明顯改善，孕育效果明顯。④對鐵液進行合金化處理，一般選用合金元素Cr、Sb、Cu、Sn。

Cr 是強的碳化物穩定元素，穩定滲碳體，因此能提高鑄件的硬度、耐磨性，加入量0.2%～ 0.4%。

Sb是強烈促進珠光體元素，但沒有細化晶粒和組織的作用，并且增加收縮性，加入量0.02% ～0.04%。

Cu是比較溫和的促進珠光體的元素，在使用中副作用小，因此比較常用，加入量0.3%～0.5%。

Sn是強的碳化物促進元素，增加碳化物，消除鐵素體，可以提高力學性能和耐磨性，加入量0.03%～0.05%。

4. 結語

（1）電爐生產合格的鑄鐵件，原材料一定要成分穩定，無銹蝕。

（2）使用增硫劑，嚴格控制含硫量。

（3）堅持“快熔快出”原則，控制鐵液在爐中的高溫保溫時間。

（4）使用長效孕育劑，提高孕育量。

參考文獻

[1] 章軍，連煒.鑄鐵感應電爐熔煉及應用實例[M].北京：化學工業出版社.

[2] 李傳，楊國杰，李魁盛，等. 鑄造工程手冊[M].北京：機械工業出版社.

20150403

作者簡介：宋健、丁勇、蔣云峰，山東大王金泰集團有限公司。