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【热坛转载】合成铸铁熔炼技术的研究（二）【作者：赵士明】 （续上期） 合成铸铁熔炼技术的研究 天津CAPT合成铸铁项目组 赵士明 表2-2-1 凯普特铸造1.5吨中频感应电炉配料表(球墨铸铁)
从表2-2-1可以看出，球墨铸铁与灰铸铁配料的区别主要在于增碳剂的用量增加了。 表2-2-2 3月合成铸铁生产情况(球墨铸铁) 表2-2-3 合成铸铁化学成分及机械性能等(球墨铸铁) 本着边生产边试验的原则，按订单交期的要求进行了如表2-2-2的试验，能够涵盖石家庄凯普特大部分牌号的球墨铸铁铁产品。试验结果见表2-2-3，试棒取样方式为Y型试块。从试验数据来看，经过和原生产普通球墨铸铁时的数据对比发现，用合成铸铁生产的球墨铸铁件的机械性能和球化等级与我厂生产的普通球墨铸铁件没有明显差别。用合成铸铁生产的球墨铸铁铸件按照厂标标准验收和各种客户标准验收均合格。 2017年3月中旬开始，合成铸铁试验工作告一段落转入批量生产验证阶段。至此，天津凯普特公司铸造车间不再使用生铁，全部产品都采用合成铸铁熔炼工艺进行生产。 2.3 在其后的生产中，根据订单交期先后对我公司自销产品：美国西屋制动件、德国诺德减速箱壳体、德国奥玛执行器壳体、北京一机机床件等非标铸件各进行了小批量试验，试验结果完全符合产品要求，这些产品也转为用合成铸铁熔炼技术批量生产。 2.4 100%全废钢试验 表2-4-1 全废钢合成铸铁生产情况(灰铸铁)
为了了解合成铸铁工艺在极端条件下的表现，我们还进行了100%废钢熔炼工艺的试验。之所以选择3535-0锥套产品做100%废钢试验，是因为此类厚大、无孔、实心的大热节铸件在以前的生产中极易出现铸造上表面缩陷的缺陷见（图2），此缺陷为天津凯普特铸造生产中易出的缺陷之一，很有代表性。
以前生产时解决这类问题的方法是在易出缺陷处放置冷铁，见（图3）。试验结果是采用合成铸铁熔炼技术后不用冷铁也能达到外观完好的效果（见图4）。 小结：试验及批量生产验证用合成铸铁熔炼技术生产的铸件质量稳中有升，充分证明我们设计的工艺路线是完全正确的，合成铸铁熔炼技术对于天津凯普特铸造现有的产品是完全可行的。 3、合成铸铁熔炼技术的优势 3.1成本优势 表3-1-1 合成铸铁与原灰铸铁原材料消耗对比表（1.5吨/炉）
从成本角度来说，主要包括以下几个方面。 3.1.1 从表1-2-1中的配料比例来看，废钢、回炉料各占50%，各750kg，根据我厂的产品结构和生产经验，50%的回炉料是最常用的，因此选用这个配料来进行试验。原配方生铁用量一般为20～30%，因此每炉节约生铁约300-450kg，除去和废钢的差价，每炉可降低成本约360～540元。 3.1.2 因废钢用量增多，增碳剂每炉多用约10～14kg（见表3-1-1），每炉增加成本约60元。 3.1.3 因回炉料不同，硅铁用量无法细致计算，根据经验硅铁每炉多用约3～5kg，锰铁用量基本不变，可忽略不计，每炉增加成本约20～30元。 3.1.4 从生产效率来看，见表2-1-2，熔化时间和使用生铁时没有明显的变化，都是熔化一炉需要约1小时，细微的差异主要受炉料的长短和大小的影响，没有出现以前担心的的熔化时间大幅延长的情况，耗电量的变化和人工成本的变化可以忽略不计。 综合以上四点可算出，用合成铸铁熔炼工艺（灰铸铁），按2017年3月份原材料市场价格每炉可降低成本约253～468元，合成球墨铸铁降低的成本与灰铸铁类似，参考2016年的生产情况，车间共熔化约2400炉，如果全部用合成铸铁工艺，全年将降低成本60.7万～112万元。 3.2 性能优势 实践证明，应用合成铸铁不仅可以大幅度降低成本，而且能显著提高铸件强度，改善性能。易于使薄壁、高强度与切削性能三者的矛盾得以统一．从而为铸件壁薄、轻量化提供良好的材质条件。 3.2.1 铸件的机械性能提高 有众多资料表明：在碳当量相同的情况下，合成铸铁的抗拉强度比普通灰铸铁高15～30MPa，硬度提高10HB左右。
由于我们是按订单交期边生产边试验产品，多数订单批量小，重复订单不多，且通常生产时客户没要求提供试棒，因此并不能提供太多合成铸铁抗拉强度提高的数据。生产较多的重复产品为FP24-04C箱体，通过分析检验部门保留的铸件硬度和成分的记录发现，2016年FP24-04C成分为C：3.55~3.60，Si：1.8~2.0，Mn：0.8~1.0时，硬度为HB165~180，2017年使用合成铸铁熔炼后FP24-04C成分为C：3.55~3.60，Si：1.8~2.0，Mn：0.8~1.0时，硬度为HB175~190，这与其它文献提出的在碳当量相同的情况下，合成铸铁的硬度提高10HB左右这一结论相符。 （未完待续） |
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