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5家铸造厂实例感应电炉铁水熔炼温度控制
之前，应铸造工厂要求，先后走访了一些工厂，这些工厂要求解决的质量问题主要是球铁缩松和灰铁白口问题。经过在工厂铸造现场跟班和详细交流，最终发现其主要原因都与铁水熔炼温度太高有关。这些铸造工厂大概有3-5家，铁水熔炼温度偏高，严重的有出炉温度在1600度以上，而且炉内铁水高温下保持时间很长，铁水出炉时没有任何预处理操作。笔者汇总,想起此类问题有一定的共性，感觉有必要谈谈自己的想法。
很久以前，铸造行业都是冲天炉熔炼铁水，老师傅们有一句行话叫：“高温熔炼，低温浇注”。这是在当时冲天炉熔炼条件下，最高出炉温度只有1400多度，是有它的道理的，是前辈们铸造的宝贵经验。当今铸造熔炼条件，已经今非昔比了，现在的冲天炉如果使用固定碳超过88%的铸造焦炭，铁水出炉温度可以达到1500多度。近几年由于国内冲天炉的环保问题，各地政府都明令禁止，严禁使用环保不合格的冲天炉熔炼铁水，代之以大量感应电炉熔炼铁水。感应电炉在铸造行业使用，带来了很多冲天炉熔炼所没有的优势，比如成分和温度都可以控制得比较准确，铁水可以很容易的快速达到度，但同时也带来了它的很多劣势，比如：铁水的结晶核心减少，铸件容易白口，加工困难;生铁里的有害微量元素残存较多，影响铸件性能等等，给铸造工厂带来很多铸件质量问题。主要表现在：
1.灰铁铸件石墨形态问题，出现大量过冷石墨，A型石墨不足;渗碳体较多出现，严重影响机械加工，有时检测硬度反而比较低，主要是同时出现了铁素体。
2.球墨铸铁石墨球数减少，球径较大;由于高温熔炼出现的渗碳体，虽然有大量的孕育，也难以消除，球铁延伸率明显受到影响。
3.球铁铸件缩松缺陷增加，多次改变浇冒口系统，而且难以消除。发现铁水温度问题的情况如下：
1、洛阳某铸造工厂反映，灰铁250壳体铸件白口严重。去工厂之后，看见他们以垂直造型线,潮模粘土砂生产拖拉机变速箱，离合器壳体，以合成铸铁配料熔炼灰铁250，因为铸件壁厚较薄，铁水转运环节增加了转运包，分别有1-2次倒包，再倒入线上的自动浇注包内，同时为保证开始浇注温度在1400度以上，所以造成铁水出炉温度经常在1600度以上。实际熔炼温度有时更高，在浇注包内测温，都在1500度以上，铁水同时高温留炉时间更长。工厂生产情况是，铸件严重白口，客户无法加工，废品留厂库存上百吨。
2、林州某铸造工厂，铸造生产汽车方向机球铁铸件，使用1-3吨电炉。铁水熔炼温度也与上面工厂一样，因为生产环节的难处，必须倒包2-3次，造成球铁原铁水出炉温度很高，每次处理铁水才500公斤，转运，倒包，过程温度损失很大，最后要保证浇注温度不低于1410度，所以造成铁水出炉温度偏高，一般都在1580度以上。造成铸件缩松废品较高，多次改变浇冒口系统，无法解决缩松难题，甚至经常出现渗碳体，影响力学性能。
3、山东龙口某汽车零部件工厂，粘土砂，机器造型，也是铸造生产汽车方向机球铁铸件，因为缩松质量问题，开发的新产品无法被客户认可，无法交货。
铁水出炉球化温度在1570度以上，因为检测不准确，或送电控制时间不准，经常在1600度以上出炉球化，每次球化铁水1200公斤，10分钟浇注完成。
4、焦作某铸造工厂，铸造生产历史较长，其球铁生产工艺都很正规，但是对电炉高温下石墨核心减少，容易产生缩松和渗碳体认识不足，铸件缩松和力学性能问题经常发。该厂球化处理是以转运包从电炉往球化包倒包处理球铁，只在转运包内检测铁水温度，而对电炉熔炼铁水的温度不做检测，更不可理喻的是炉前没有任何快速碳硅的检测，而是取样送实验室以化学分析方法去检测碳硅，造成铁水在炉内高温等待时间长达20分钟以上。
5、新乡某大型自动流水线铸造工厂，感应电炉配置5吨熔化量，每次出炉球化处理1吨铁水，一炉铁水要分五次出完，铁水高温下保持时间长达一小时以上，没有任何预处理措施。该厂铸造生产工艺控制也很正规，铸件成本核算精益求精，唯独对电炉铁水熔炼的石墨核心问题认识不足，缩松问题经常发生，有时损失惨重。
上述铸造工厂都具有一定的规模，熔炼检测，配料，粘土砂造型等等各方面都有一定的水平，对待球铁石墨化膨胀的常规工艺措施都执行的很好。但是在铁水的冶金质量和熔炼温度控制上不够重视，局限于工厂自己生产流程或方式的条件，迫使把熔炼温度，出炉温度提的很高。有的工厂，炉前操作工人对温度超高带来的危害认识不足，电炉升温断电控制稍微晚几分钟，铁水温度就可能超出规定温度上百度。有的工厂电炉配置容量较大，铁水第一包出炉去浇注，一直到最后一包出炉的延续高温保持时间在一个小时以上。这些操作都给他们带来各种铸件质量问题。
当今，铸造工厂铁水熔炼绝大部分都是感应电炉生产，而感应电炉熔炼对铁水温度可以极快的，无限制升温，过高的熔炼温度或高温留炉时间过长，危害都很大。资料(郝石坚：“现代铸铁学”)介绍，“成分相同的铁水，碳的活度随温度提高而降低，C-C原子集团稳定性相应下降，铁液在过热度高的铁水中保持时，C-Fe原子团易于形成。这种原子集团在铁液快速冷却下可以大量保留到凝固温度，促使渗碳体析出。”这段文字表述的意思是铁水高温下，未溶石墨微粒越来越少，石墨结晶核心数量大量减低，渗碳体容易产生，铁水收缩加大，带来的害处很难在后期炉前处理中解决!现在看主要有以下危害：
(1)铁水结晶核心大大减少，对球墨铸铁来讲，石墨球数大大减少，球径比较大，同时伴生渗碳体出现。收缩较大，铸件缩松问题顽固发生，并且难以从浇冒口方面解决。
(2)铁水结晶核心大大减少，对灰铸铁来讲，A型石墨大大减少，而D，E型石墨大量出现，珠光体减少，渗碳体增加，伴随出现铁素体，铸件加工困难，刀具磨损严重，严重时硬度检测却发现不高。
现在很多先进的铸造工厂在电炉熔炼中，特别注意结晶核心减少的问题，除了改变配料等工艺措施之外，已经对每炉铁水质量的考核，增加了铁水高温留炉时间的规定。即铁水温度，成分合格之后，不能作为其合格的条件，还要加上铁水高温留炉时间的考核要求。各种成分的铁水，炉子的大小，留炉时间的长短要求不一，一般在15-30分钟之间。留炉时间过长铁水的解决的办法是采取各种预处理操作，增加铁水的结晶核心。他们这种做法应该引起我们的重视。
那么感应电炉熔炼中，怎么控制铁水温度?铸造工厂都有自己的做法，有的情况很特别，都要根据自己的实际情况来把握。一般规律性的控制应该是以下一些特点和方法：
(1)感应电炉的配套电源，功率要大一些，即功率密度高，正常情况要满足50-60分钟一炉铁水熔炼需要的功率。
(2) 一般熔炼温度都应该在度控制。大件因为浇注温度低，但最高熔炼温度不允许较低，可以干净的回炉料来快速降低铁水出炉时的温度。小件或特别要求的铁水，可以适当提高出炉温度，但是要充分注意带来的坏处。要采取非常好的预处理措施来增加铁水的结晶核心。
(3)铁水在炉内度高温下，除短时间的静置之后，要快速出炉，严禁留炉时间过久。如果电炉容量较大，铁水要分多包次出炉，则正确的做法是：浇注时间短，铁水炉内等待时间短，加强预处理;浇注时间长，则马上加入相同牌号干净的回炉料，降低炉内温度，待空包回来时，再升温，做预处理后出炉。这样可以减少铁水高温留炉时间。
(4)大量采用覆膜砂工艺造型的铸件，考虑气孔废品的防止，有的需要很低的浇注温度，而多数情况是采取较高浇注温度，解决气孔缺陷，此时要非常注意，谨慎升温，充分做好预处理，增加铁水石墨核心。
(5)多数高温熔炼的铸造工厂，都是因为铁水倒包多次，造成温度降低，而以提高出炉温度来弥补，保证最后的浇注温度。这种做法可以想办法，减少倒包次数，同时对铁水包的包衬修复，要讲究一些，要在包衬内铺设保温层，耐火砖，最后贴附含碳耐火层，减少铁水在包内的温降。
(6) 铁水包冷包接盛铁水的温度较低很多，出炉前一定要把包内层烤干，烤热，烤红。实在没有办法的工厂，可以考虑铁水烫包，来减少铁水包的温降。
(7)感应电炉熔炼，都有石墨核心要减少的特性，即便是正常熔炼的铁水，最好都做预处理后出炉，把预处理的操作作为铁水熔炼的必备操作来执行。
以上想法和意见是针对所看见的工厂缩松，白口废品而产生，难免有偏僻。但是所谈的情况真实，仅供大家参考。
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球铁铸件中珠光体形成数量少的原因是什麽？
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你的问题很笼统。
影响球铁铸件中珠光体形成数量的原因有三方面：
一、化学成分，硅含量高，易于获得铁素体，从而珠光体形成数量少，如需要，还要加入珠光体易形成元素，如铜、锡、锑等。
二、冷却速度，铸件冷却速度慢，珠光体形成数量少。% O2 H3 C7 |0 _6 \' l: f
三、铸件结构，铸件壁厚小，珠光体形成数量多，铸件壁厚大，珠光体形成数量少。/ x8 W&&_4 W0 P! z8 w
你有具体问题，可把具体情况说说，以上是说得大的方面，具体问题有具体原因。+ N7 s2 m) s% z( E$ c* J
[ 本帖最后由 minglizhi 于
10:34 编辑 ]
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珠光体在铁中的作用十分明显
能够增加铸铁的抗拉强度和硬度: w$ M8 `% v* j1 c+ \% y
其在结构上表现为铁素体与渗碳体的机械混合物4 C% n9 e# i& }7 g) h& B. t' T/ X
其减少估计有如下原因：1、碳当量不足，只有碳当量大于0.0218时这种转变才会发生，但要是不高的话，密度增大&&珠光体易分解! M$ L&&A. J5 m+ X&&R
2、孕育剂的选择&&孕育剂都有促进珠光体形成和细化的作用，可以选用这个作用更大的孕育剂
3、熔炼温度也要适当考虑
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球墨铸铁活塞环金相组织的控制' F' f6 q3 |) R* T- G9 b: y
1.碳硅含量与毛坯断面系数的关系（原铁水的碳硅含量控制范围）
断面系数& && &&&≤1.4& && &&&1.41-1.7& && &&&1.71-2.3& && &&&2.31-2.7& && &&&≥2.79 v4 o9 _: E1 G# R
&&C（%）& && &&&3.6-4.3& && &&&3.5-4.2& && &&&3.4-4.0& && &&&3.3-3.9& && &&&3.2-3.7
Si（%）& && &&&1.8-2.3& && &&&1.7-2.1& && &&&1.7-2.1& && &&&1.6-2.0& && &&&1.5-1.99 H5 U) `&&I8 p7 ~& |
2.配料：过料误差，生铁、废钢、回炉料不大于1kg，铁合金误差小于5%，配比要求：Q10生铁35-50%，
& && &&&回炉料 40-60%，废钢8-12%。
3.熔炼：500kg中频电炉；加料顺序：少量回炉铁→Q10生铁→废钢→各种铁合金→回炉料。炉料开始熔化后， 要不断捣料，以加快熔化速度；炉料熔清后，加除渣剂造渣。当热电偶测试铁水温度达到℃ 时，浇注炉前三角试样和光谱分析试样，调整炉内成分。
4.球化处理：球化剂成分要求稳定，波动小，Re1.0-1.5%，Mg5.8-6.5%，Si38-45%，Al≤0.5%。出炉温度控制 在1550℃以上，铁水在球化和孕育过程的热损失为80-100℃；过高温度会使球化反应加剧，降低Mg的吸收率。采用堤坝式球化包。球化剂和孕育剂的加入量：球化剂1.0-1.6%，孕育剂0.6-0.8%，二次孕育0.1-0.2%。
5.热处理：一般包括退火、正火、淬火、回火。铸态的炭化物、铁素体量多，必须进行退火或正火处理，否则只要进行淬火—高温回火即调质处理。
6.热处理工艺流程：清洗→装夹→前处理→加热淬火→清洗→回火→检验
7.热处理工艺：
&&①毛坯铸态炭化物多&&正火&&900℃以上，保温1.5-2.5小时，要求炭化物≤3%&&P$ s+ \# B3 H' `9 b( G1 W
& && && &&&淬火：900-950℃，保温1.5-2小时。
&&②毛坯炭化物少：淬火：900℃以上，保温1.5-2小时，要求炭化物≤3%
&&③回火：500-650℃，保温1.5-2小时，要求基体为回火索氏体，炭化物不超过3%。# k1 u6 o% U) K
8.主要金相缺陷及防止：
&&①缩松：含碳量偏低；铸型刚度小；球化剂中稳定珠光体的元素量太多；生铁中的反石墨化元素太多；4 b) K% `1 f! t) A, @. q" l
& && && & 撇渣不静；出炉温度太低或太高；浇注系统设计不合理；& N# E8 |: O( o
&&②渗碳体量多：含碳量偏低；生铁中含有强烈反石墨化元素；球化剂中稀土含量多；球化剂加入量大；: h) e8 l6 {" w& Z: i- R$ V* h
& && && & 孕育剂加入量不够；型砂水分过高；
&&③球化不良：含碳量不合适；浇注温度高；原铁水含硫量高；铁水过度氧化；球化剂加入量不够；球化
& && && & 剂成分偏差；出铁量控制不好；# V3 `6 W- g+ j
&&④球径大：含碳量偏高；出铁温度控制不好；毛坯断面系数大；
&&⑤铁素体量多：稳定珠光体的元素量不足；碳硅含量高
&&⑥调质后铁素体量高：铸态铁素体量多；淬火保温时间短；淬火温度不够；
& & 淬火操作未按工艺进行。& g! k. d8 g* G% O
&&⑦调质后炭化物量多：铸态炭化物含量太多；正火或退火温度低；
& & 正火或退火时间短；淬火温度低；淬火时间短。6 P7 L; K0 g) @- Z; G2 H; A
&&⑧调质后回火索氏体针粗大：淬火温度高；淬火保温时间太长。' E/ m# H' p( V
&&⑨调质后出现贫碳索氏体：铸态铁素体含量多；正火不足；淬火保温温度偏低；淬火保温时间不够；
& & 回火温度不对。
&&⑩脱碳层超标：高温热处理缺少气氛保护；高温热处理时间太长；工艺上留有的加工余量小。
&&11.残余奥氏体量多：淬火保温温度偏低；淬火保温时间不够；淬火液老化、冷却速度不够；
& && && && && && &&&淬火液选择不正确
& &&&以上是根据同行业及本公司生产经验总结的，文中的断面系数是指环模断面面积除以环模断面周长，是反映活塞环毛坯冷却条件的参数，类似于常用的铸件几何模数，其单位为mm。举一反三，应该对需要调质处理的球铁小件有一些参考价值。
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球铁铸件中珠光体形成数量少的原因是什麽？
原因2楼已说的全面，珠光体量不作为验收依据，如由于珠光体量不够，而使力学性能达不到要求，可通过正火改变基体组织。
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河北中北环保科技有限公司天燃气全氧燃烧熔化回转炉简单介绍
1、能源消耗：
剔除非正常消耗，实验炉（1.5吨/小时）正常熔化每吨铁水（1450℃）需要u 燃气40-80立方左右u 氧气125立方左右u 装机总功率（传动、上料，冷却水等）15KW，实际≤10KW。u 熔化率越大，能耗越低，3吨/小时以上用气量可以降低20%以上。邢台燃气的价格为4.2元每立方。氧气0.9元每立方。合计369元每吨。保定熔化每吨铁水成本，燃气为3.5元，氧气0.8元，合计314元每吨山西晋城每吨铁水成本，燃气为2.5元，氧气1元，合计280元每吨2、熔化能力：目前有把握的为3~5吨/小时，熔化率超过8吨/小时需要定制，熔化率超过12吨/小时初期投资较大。3、适应原料:废钢/面包铁/回炉料/铁销等4、铁水温度：炉口温度可达1550度，曾经加过废钢，能够正常生产；用于铸钢温度可达1680℃，但能耗增加，烧损有可能增加（没有实验数据），耐材成本增加。5、烧损率（1450℃）：实测值为9%~11%（1483℃），努力目标6%。6、工作制度：可以快进快出，少量多批次生产，适应小件生产，也可以满炉熔化；最快熔化时间20~30分钟，根据每次出铁水量，建议熔化时间控制在40~70分钟。7、炉内温度≥1750℃8、烧嘴功率调节范围15%~110%
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