感应电炉熔炼灰铸铁处理应重视的环节

金胜

为进一步落实国家关于节能减排、优化环境的要求，实现企业高效益、更好的发展前景，采用了高效、低电耗的中频感应电炉取代冲天炉作为熔炼设备生产灰铸铁件。

电炉投产后，一段时间内生产过程中陆续出现以下几个问题:

（1）冶金牵引车盖板等铸件出现了裂纹缺陷。

（2）铸球模具出现白口。

（3）铁液车后压盖白口严重，有的出现缩松缺陷。

铸件质量问题产生后，公司有关技术人员分析认为，采用电炉冶炼后，所用的熔炼原材料基本没有变化，并且对入厂的原材料进行抽样检验，发现质量指标都在规定的范围内。因此，由原材料造成的质量问题基本排除。

通过对产生缺陷的铸件进行金相检验，发现产生裂纹缺陷的铸件均为E型石墨，产生白口缺陷的铸件石墨形态以D型为主，化学成分分析这些灰铸铁件铁液的wS平均在0.028%左右。据文献资料指出，铁液低硫时共晶团数量少，即成核度很小，随着含硫量的增加，共晶团数急剧增加，当wS达到0.05%左右时，共晶团数增加趋向减缓。实践证明，当感应电炉铁液wS在0.05%以下时，常规孕育效果极不明显，当wS≤0.03%时，铸件白口倾向增大。主要原因是由于硫及硫化物含量低，晶核数量减少，形核能力低，白口增大，A型石墨减少，D型、E型石墨增加。由于E型石墨的方向性较强，机械强度小，冲击韧度小，铸件易产生裂纹缺陷。含硫量低的主要原因是铁液高温保温时间长。在使用冲天炉熔炼过程中，焦炭含硫高，铁液和焦炭直接接触，出现铁液增硫，而电炉熔炼过程中，由于原材料生铁、废钢含硫量低，不存在增硫，反而熔炼过程中与其他元素化合成硫化物形成熔渣上浮于铁液表面，与渣子一起被扒除，铁液中的硫含量减少。电炉熔炼铁液由于本身的熔炼特点，高温保温时间较长，作为形核晶粒，硫的化合物在保温期间大量熔融，从而导致硫化物晶核减少，石墨成核能力降低，并且随着铁液保温时间的不断延长，过冷度继续增大，白口深度增加。

为克服因含硫量低，石墨形核能力低的现象，我公司在电炉熔炼时使用了增硫剂，使铁液wS由0.028%增加到0.06%～0.08%，形核能力增加，此时铸件金相组织中全部为A型石墨或以A型石墨为主。

为避免E型石墨的出现，经研究并借鉴文献资料，引进使用了硅钡长效孕育剂替代传统孕育剂75SiFe，增加了二氧化硅质点，给A型石墨的形成提供了必要的条件，同时由于硅铁中钡的加入，延长了有效孕育时间，抑制了E型石墨的产生。

对于白口缺陷严重的铸件，加大了孕育剂使用量，且出铁液前，在包内加入2%的干净无锈原生铁块，有效增加石墨质点，消除了白口缺陷。

另外，在灰铸铁件生产过程中，发现电炉铁液与冲天炉铁液在特性上存在着差异，电炉熔炼与冲天炉相比有优良特性，如温度、成分易于控制，铁液纯净度高；但也有不良特性，如白口倾向大，收缩倾向较大。因此在我公司生产灰铸铁件时，除要求做到炉料要纯净，要清除生铁、废钢表面的铁锈，还要求碳当量略高于冲天炉熔炼的铁液，且熔炼操作要快熔快出，减少铁液在炉中的保温时间，尤其是高温保温时间外，认为铁液的处理也至关重要，生产过程中主要做到控制铁液wS为0.06%～0.08%，如铁液wS≤0.03%时，要加增硫剂并使用长效孕育剂，生产薄壁灰铸铁件白口倾向很大时，除加入孕育剂外，再另加2%原生铁快，以增加石墨质点，消除铸件白口缺陷。在生产过程中实施上述工艺技术后，冶金牵引车盖板等铸件裂纹缺陷、铸铁球模具、铁液车后压盖白口缺陷基本得到消除，金相组织中石墨形态以A型为主，珠光体含量在90%以上。由于成分的稳定和石墨形态的改善，铸件缩松倾向也得到改善，力学性能得到了提高。

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