正确地利用铸铁切屑是值得重视的课题

老翻砂匠

        正确地利用铸铁切屑是值得重视的课题
            作者；中国铸造协会 李传栻

  当前，铸造生铁的价格居高不下，而且今后的价格走势仍然看涨，这已成为影响我国铸造行业发展的重要因素。另一方面，近年来我国很多铸造厂都已配置加工设备，大多数铸件都经粗加工或全部加工后交货，许多铸造厂都要面对如何处理大量切屑的问题。
     
       正确地利用铸铁切屑，不仅可以实现物料的循环利用，节约资源，降低生产成本，在用感应电炉熔炼的条件下，还有助于改善灰铸铁的冶金质量。
   
       用感应电炉熔炼灰铸铁时，铁液中的氧含量较低。如果氧含量低到0.001％以下，则铁液中可以作为外来晶核的氧化物和氧、硫复合化合物就很少，铁液对孕育处理的回应能力不够，灰铸铁的组织中易于出现D型、E型石墨。
     
       切屑的表面面积大，而且表面有氧化膜，在炉中配20～30％的切屑，可以使熔炼制得的铁液中氧含量提高，从而改善灰铸铁冶金质量。这一观点，已由国内外许多铸造厂的实际经验所证实。
     
       关于铸铁切屑的利用，此处简略地介绍以下三点。
     
       一、切屑的预处理
     
       含切削液的铸铁切屑，可以先经焙烧处理或离心处理，脱除水分和油脂后再用作炉料；也可以不经焙烧处理，直接以含有切削液的湿切屑作为炉料。
     
       当然，有的加工工序不用切削液，其所得到的切屑是干的，很便于直接回收利用。这样的切屑应严格与含切削液的切屑分开，单独存放。
     
       铸铁切屑可以预先用压力机压制成团块，作为炉料；也可以直接以松散的切屑装炉。
     
       用切屑作为炉料，其所适用的装炉工艺因切屑的状态不同而异。干态压制团块、干态松散切屑、含切削液的压制团块和含切削液的松散切屑，都应根据设备的具体情况规定相应的装料作业工艺，不能随意操作。
   
       1、焙烧
     
       切屑回收利用前，最好先予以焙烧处理，脱除加工时切削液所带进的水分和油脂，这样，可防止铁液吸收气体，也可避免装炉和熔炼初期烟雾弥漫。

       如果采用未脱除切削液的切屑，装料工艺又不妥当，就会导致铁液中的气体含量增高，不仅影响铸件质量，而且熔炼过程中气体还会向炉衬内扩散，并有可能导致感应线圈损坏。

       同时，使用未经脱除水分和油脂的切屑装炉，会产生大量含油的烟气，污染作业环境。如果只用电炉配置的常规除尘系统排除这种烟气，其中的油脂很容易堵塞除尘系统的滤布，因此。必须有相应的防范措施。
     
       焙烧的温度一般为300℃～450℃。焙烧的目的是烘干水分、烧去油脂，但是、在焙烧后的冷却过程中切屑的表面易于氧化，从而导致熔炼过程中炉内渣量增加。因此，最好使焙烧炉内保持还原性气氛。
     
       2．离心脱湿
     
       由于焙烧处理耗用的能量很多，而且还有切屑表面氧化所带来的问题，国外有些铸造厂采用离心机处理湿切屑。据报道，离心处理可使切屑中的水分和油脂含量降低到2％左右，虽然，作为炉料使用时对此也应有所考虑，但究竟比未经处理的湿切屑好得多。
   
       3、晾干
     
       在场地条件允许的情况下，也可将带有切削液的切屑晾晒，以脱除水分，但其效果不如离心脱湿。
     
       4、压制团块

       将松散的切屑用压力机压制成团块，是应用很广泛的预处理方式。

       压制团块时，切屑中不必加任何粘结剂。制成的团块，如经多次转运，可能会有少量碎屑脱落，但不影响其使用效果。

       铸铁切屑经压力机压制后，其容重大致与废钢、铁相当，熔化过程中的能耗也基本上相同。如果铸造厂自行压制，切屑可按铸铁的品种分别压块、分别储存，就更有利于准确配料，也有助于提高熔化效率、改善铸件质量。

       用压力机将未经焙烧、也未采取其他脱湿措施的切屑压成块时，可同时将水分和油脂挤出，最后团块中的切削液残留量约2～3％。挤出的切削液可收集起来，经适当的处理后重复使用。

       二、冲天炉熔炼时切屑的利用

       用冲天炉熔炼铸铁时，炉料要经受强劲气流的作用，因而不能直接利用松散的切屑。如将切屑压制成团块，则可当作回炉料或废钢使用，其用量基本上可不受制约。

       切屑团块加入冲天炉后，进入熔化带前，要先经过一段预热阶段，采用残留有少量切削液的团块，其中的水分和油脂都可在预热过程中脱除，并随炉气排出，对熔炼过程和铁液质量都没有影响。因此，用于冲天炉时，含有切削液的切屑可不经焙烧或其他脱湿处理，直接压成团块后作为装炉材料。

       三、感应电炉熔炼时切屑的利用

       感应电炉熔炼时，压制的切削团块也非常适用。考虑炉料配比时，可视其等同于回炉料和废钢。

       由于炉内没有强劲气流的作用，也可直接将松散的切屑装入炉内，因此，实际生产中多采用这种方式，感应电炉熔炼采用压制团块者较少。

       对于感应电炉，干的松散切屑、含有切削液的湿松散切屑、干的切屑团块和湿切屑团块都可应用，但采用不同状态的切屑时，都必须严格遵守相应的装料工艺。一项最基本的原则是：绝对不允许含有切削液的切屑直接与铁液接触。

       1、工频感应电炉

       无论是熔沟式工频感应电炉或无心工频感应电炉，出铁时炉内都保留有部分铁液，再次装入炉料时，不能先加入含有切削液的松散切屑或团块。

       用经焙烧的干切屑压制的团块，可直接加入炉内保留的铁液中，也可随其他炉料同时加入，其在炉料中所占的比也不必限制。

       用经焙烧的、松散的干切屑时，如采用连续加料方式，其用量可以是炉料总量的50％，甚至更多一些。较常用的装置是用螺旋给料器定量给料，通过装设炉盖中部的卸料管，将干切屑直接注入炉膛中部的铁液中。开始给料时，炉内保留铁液的容积不宜少于电炉容量的30％，以确保铁液能较好地起能量转换的作用。炉内铁液量超过电炉容量的80％后，也不宜继续加入切屑，因为此时液面的搅拌作用不够，切屑不易熔入铁液。

       美国Allis-Chalmers公司，感应电炉熔炼设备中利用切屑的装置要点如下：

       切屑储存斗－螺旋定量器－刮板式提升机－焙烧炉（600～800℉，还原性气氛）

       －冷却－风送到炉前储料斗－螺旋给料器－卸料管（通过炉盖中部）－炉内

       用湿团块时，只能将其加在其他干燥炉料的上面，使其在接触铁液前能完全脱除水分和油脂。

       工频感应电炉不宜采用松散的湿切屑。

       2、中频感应电炉

       无心中频感应电炉中，既没有强劲的气流，每次熔炼终了、出铁后又不保留铁液，因而，炉料中配用切屑的自由度较大。可用经脱除切削液的松散切屑和团块，也可用含切削液的松散切屑和团块，但应采取处理油烟的措施。

       采用团块时，其用量可不限制，装料的方式也可比照一般的回炉和废钢处理。

       采用松散切屑时，如装料时将切屑置于炉底部，则感应耦合不好，不能充分地得到电能；如将切屑装在炉料的顶部，则因搅拌作用差，切屑不易浸没于铁液中。最好与回炉料、废钢混装于炉膛中部，使切屑填充在回炉料、废钢之间的空隙中。

       一般情况下，松散切屑的用量，以其在炉料中所占的比例为30％为度，切屑用量太多，往往导致炉内渣量增多，并使电炉的熔化率降低。如果对切屑的预处理得当（如在还原性气氛下焙烧），而且配备有专用的给料装置，用量也可以更多一些。

                                   （来源：中国铸造协会）