熔炼与铸造除气和脱氧方面的知识汇总.docx

1、一电炉铸铁炉料配比及合成铸铁在铸造行业，人们常说，铸造材料的成分决定组织，组织左右性能；这句话其实并不全面。我们在生产实践中发现许多铸铁，在相同成分时，机械性能却有较大差异。铁水的质量除与其成分有关联外，还与炉料配比（生铁用量、废钢用量、返回料用量、合金加入量），熔化与出炉温度，孕育工艺等有密切关系。所谓合成铸铁，就是指配料中使用 50%以上的废钢，通过增碳合成的方法制取的铸铁材料，因为需要较高的熔化温度，只宜在电炉中熔炼。目前合成铸铁主要有合成灰铁和球铁。通过大量实践，对于 HT250、HT300 等高强度灰铸铁来说，废钢左右强度、生铁影响组织.1、配料禁忌1）、高比例废钢（尤其是船板）与高

2、比例回炉料（浇冒口、废铸件、铁屑）搭配，合成灰铁的废钢加入量不宜超过 50%；2）、高比例废钢（尤其是船板）与含硫磷高的生铁搭配；3）、回炉料超过 40%（浇冒口、废铸件、铁屑）。2、配料优化组合（%）组成生铁废钢回炉料配比 A403030配比 B304030配比 C204040配比 D2050303、锰硫含量需要提高硬度时锰的含量可达 1.01.2%，但不要求相应提高硫的含量（关于灰铁中的硫含量，另行分析）。某公司为了节约成本，多用废钢，在两个月内试制合成高牌号灰铸铁，废钢用量一度达 60%，有一段时间除加入废钢外另加回炉料和少量铁屑，最初质量不错，但一段时间后发现铸件批量缩孔、缩松和有白色

3、硬斑，并且持续不断越来越严重。此缺陷成因：初步判断是铁水中 MnS 的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松，MnS富集形成白色硬斑。这是由于高牌号灰铁 HT300 成分要求 Mn 含量较高（1%左右），加之废钢自身锰也高（船板中的 16 锰钢含 Mn 在 1.6%），而废钢中的 S 以及回炉铁（包括铁屑）中的 S 和锰反应产生的 MnS 在炉料中的积累达到一定程度，就会产生过量，从而产生上述缺陷。为了减少铁水中的 MnS 含量，一般用加入一定量的优质新生铁（低 S 低 Mn）来调整，另外提高孕育效果，可使 MnS 细化，减弱其不良影响。废钢加入量过大时，由于废钢熔点在 1530 度左右，而生铁和

4、回炉料的熔点只是 1230度左右，多用废钢增加了电耗，加大了铁水的过冷倾向，还吸附大量的氮气，一般来说合成铸铁工艺并不适用于灰铸铁，而比较适用于球铁二关于电炉灰铸铁增硫问题前面已经说过，中频感应电炉熔炼铸铁工艺对比冲天炉熔炼，除了具有熔化温度高的优势外，却有不少缺点，主要有三个方面的问题：一是铁水过冷倾向较大，极易产生影响材料机械性能的 D、E 型石墨；二是铁水纯净，异质结晶核心较少，导致孕育效果差，在同等成分条件下，铸件强度偏低铁质偏硬；三是收缩倾向较大，在高牌号灰铸铁中锰含量较高时，容易产生显微缩孔、缩松。针对上述问题，应对的措施是：1、在熔化后期增加一个高温保持时间，尽可能使各种炉料熔化

5、的铁水晶粒均匀，尤其是细化石墨；2、适量增加外来异质核心（如硫化物），强化孕育效果，促进 A 型石墨的形成；3、控制高牌号灰铸铁的硫、锰含量及其比例，控制回炉料比例，达到合适成分。这些措施，对不同结构的铸件产品是有差别的，需在实践中掌握。某公司某日，用电炉熔炼 6 炉灰铁 HT300 铁水，浇铸液压阀 G03、G02 等产品，经解剖内部组织发现大面积显微缩孔、缩松、缩裂，共 830 只全部报废（见附图）。检测布氏硬度 HBS241，化学成分 C3.27，Si1.78，Mn0.83，S0.087，P0.04。珠光体98%，E 形石墨达 80%（A 型 20%），石墨长度 5 级。据有关人员研究分

6、析，应是铁水材质出了问题。化学成分分析的结果，对一般的薄壁 HT300 铸件来说似乎是正常的，然而对于液压阀铸件（壁较厚）却出了问题。此缺陷成因：初步判断是铁水中 MnS 的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂，也就是说铁水中的 S、Mn 含量超出铸件所适应的范围（对不同铸件其成分量有差别）。由于在熔炼中加入了一定量的增 S 剂，铁水中的 S、Mn 含量积累达到一定程度，就会导致铁水含 S 量超出铸件自身正常凝固结晶的要求，从而产生此类缺陷。对策：停止加入增 S 剂，调整 Mn 的含量，保证 HT300 灰铁的五元素的正常含量，调整后，缺陷全部消除。在电炉灰铁铁水中通过加入增 S 剂形成一定量的 MnS，作为异质核心，提高孕育效果，这从理论来说是正确的，但是近年来大多数文献资料所说，电炉高牌号灰铁的含S 量需控制在 0.05-0.10%比较合适，然而许多工厂的实践证明，当含 Mn 量在 1%左右时，若铸件成分分析含 S 量超过 0.05%，铸件就开始产生缩孔缺陷，当含 S 量超过 0.07%时就会发生批量缩孔，这种现象如何解释呢？灰铸铁中的 S 有两种存在形式，一种是单质，另一种是