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1．炉料的选择 （1）废钢 ：生产球墨铸铁使用的废钢应为碳素废钢。其中不应含有阻碍石墨化的元素，如铬。更不应含有反球化合金元素。废钢的块度应有30%左右呈厚片状，可以平放于炉内。电炉内要先铺铁质炉料，废钢料不要直接铺在电炉底。 （2）增碳剂：生产球墨铸铁件，一般要选用石墨型增碳剂。其含硫量要低，灰发分要小，含氮要低。 （3）生铁 主要用来调整铁液含碳量。希望使用wC＞4%的高碳低硫生铁。生铁中的硅含量适当高一些较好，生产球墨铸铁可以少加硅铁。 （4）球化剂、孕育剂 按传统工艺使用，遵从各厂实际情况而定。 2．熔炼 熔炼工艺流程： 铁质炉料+废钢→化出铁水后分批加入增碳→提温→取样分析含碳硅锰含量→调整化学→铁水过热出炉→孕育+球化→浇注。 熔炼过程中的注意事项如下： （1）生铁或回炉料等铁质料装于炉底，因为铁质炉料容易熔化，炉内有铁水后，有助于废钢的熔化。 （2）废钢使用比例主要决定于增炭效率。开始做试验时，老陆建议先配以50%的废钢，待试验成功后，以10%的比例提升，好的废钢料，在球墨铸铁生产中最高使用比例可达90%以上。 （3）待炉铁水熔化出25%以上时，开始分批加入增碳剂。增碳剂的加入与增碳剂的吸收率有关。吸收率越高的增碳剂，加入量越少。注意，大量使用废钢生产球墨铸铁时，增碳剂要分批加入。一吨以下的感应电炉，废钢使用比例不要超过70%。小电炉内废钢用量高，其熔化时间增长，综合成本增加，就会降低使用废钢节约的成本。 （4）预估含炭量够高后，取样分析含炭量。 （5）根据分析结果，计算废钢、生铁加入量和回炉球墨铸铁使用量。 （6）根据含硅量估算，决定是否可用回炉料补足铁液总量。 （7）适当提高铁液温度，按照分析结果补足合金元素，达到出炉温后出炉前加入硅铁。 （8）硅铁熔至熔融状态，立即出炉。 （9）球化、孕育、浇注照常规进行。 3．成分调整计算 众所周知球墨铸铁的力学性能取决于化学成分、冷却速度（铸态球墨铸铁）和热处理工艺。化学成分是内因、是根本，又是变数，几乎每炉不一样。因此，对化学成分必须加强检测，认真调整，不宜采用“固定比例生产”。在化学成分中，碳当量尤为重要。特别是使用废钢作为主要炉料生产的球墨铸铁，因为增炭效率难以控制，碳当量波动较大，因而尤其要注意调整碳当量。 （1）计算生铁加入量 根据分析含碳量计算生铁的加入量。实际上，就是调整球墨铸铁的碳当量，使生铁和废钢二者形成的熔液碳当量达到球墨铸铁所需要的碳当量。 生铁加入量＝废钢加入量×（球墨铸铁要求含碳量－分析含碳量）/（生铁含碳量－球墨铸铁要求含碳量） （2）回炉球墨铸铁加入量计算 回炉球墨铸铁的碳当量基本上是正常的，而且加入量不大。因此，回炉铁加入后，整个炉内铁液的含碳量是合格的。 回炉球墨铸铁加入量＝炉料总量－废钢加入量－生铁加入量 （3）含硅量估算 计算式如下： 含硅量≈〔（废钢＋生铁＋回炉球墨铸铁加入量）×含硅量/炉料总量〕×100％≤原铁液允许含硅量 估算出的含硅量过高时，少加适量回炉球墨铸铁，改用等量比例为9∶1的生铁和废钢补足炉料总量。 （4）硅铁加入量计算 计算式如下： 硅铁加入量＝〔炉料总量×（球墨铸铁要求含硅量－孕育增硅量－球化增硅量－分析含硅量）〕/硅铁含硅量 （5）锰和其他合金元素加入量 计算式如下： 合金铁加入量＝炉料总量×（球墨铸铁要求合金含量－分析含量）/合金铁中合金元素含量 上述计算中均不计烧损。这是因为感应炉中熔化球墨铸铁，各元素烧损不大，同时铁也有一定烧损。如遇到特殊情况，则应注意烧损。 成分调整应用举例： 使用1t感应电炉，生产珠光体球墨铸铁QT800—2，铸件重1000kg。 控制化学成分为：wC＝3.5%、wSi ＝2.5%、wMn＝0.5%、wP＜0.07%、wS＜0.02%、wMg＝0.03%～0.06%、wRE＝0.02%～0.04%。 使用炉料成分如附表所示。 增碳后炉内“废钢液”含碳量为2.5%。 生铁加入量＝300×（3.5％－2.5％）/（4％－3.5％）＝600（kg） 回炉球墨铸铁使用量＝1000―300―600＝100（kg） 估算含硅量＝（300×0.3％＋600×1.8％＋100×2.5％）×100％＝1.42％ 如果球化剂增硅量为0.6%、孕育剂增硅量为0.4%，则原铁液含硅量应为1.5%，高于估算含硅量。对此可以使用Z18铸造生铁调整碳当量，使用回炉球墨铸铁补足炉料总量。 出炉前分析含硅量为1.38%，含锰量为0.15%。 硅铁加入量＝〔1000（2.5％－0.6％－0.4％－1.38％）〕/75％＝1.6kg 锰铁加入量＝〔1000（0.5％－0.15％）〕/65％＝5.4kg 4．结语 使用大比例废钢生产球墨铸铁，特别需要注意废钢干扰石墨化的元素。如铬、钼、镍、铝等元素。一旦这些元素超标，则会严重影响石墨球化、球化等级、铸件强度和硬度。 来源：《金属加工（热加工）》 |
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