收稿日期6
作者简介尹延平，宁安市金泰冶金铸造有限公司经理，毕业于宁安市中等专科学校，铸造技师。
铁水成分和温度是铸件质量保证
尹延平
(金泰冶金铸造有限公司，宁安 157400)
摘 要：控制铁水温度、成分、减少非金属夹杂物，掌握好孕育和球化环节是提高铸造质量的保证。关键词：铁水质量；温度；孕育；球化
Ir on liquid Composition And Temperatur e Guarantee
Casting Q uality
Y in Y anping
(Metall urgical F oundry C o.Ltd.,Ningan 157400 China )
A bstract :C ontr ol of tem perature and c omposition ,reduction non -metallic debris ,and good breedi ng and spher oidization can im prove the casting quality.
K eyWor ds :I ron quality ;Temperat ure ;Breeding ;Spheroi dization 在材质竞争中，提高铸铁的比强度、增加韧性、消除内在缺陷，对于减轻铸件重量，延长服役期，节约材料是非常重要的。为了保证铸铁性能的可靠性和稳定性，首先必需有良好的铁液质量。
1 铁液质量的内涵
铁液质量包括：温度、成分及成分精度，有害元素含量，非金属夹杂物数量、气体含量和可造铸性等。
铁液质量的控制分为熔炼，炉前处理和过滤三个环节。
2 熔炼
2.1 冲天炉要上新台阶
(1)获得高温铁液
尽管铸铁件浇注的工艺温度并不高，不同铸铁大多在1260～1400℃之间。但从获得优质铁液的观点看，应有较高的熔炼温度。高温熔炼保证了高的出铁温度,F e 、Si 、Mn 烧损少，炉况稳定，化
学成分波动小。以发达国家为例，冲天炉内C 的波动可控制在±0.05%,S i 的波动可控制在±0.1%。高温熔炼，铁液中的S 、O 、H 、N 及夹杂物都会减少，炉料的不良遗传性将会减弱。
冲天炉获得高温铁液有三种方法：一是好的炉型，如两排大间距，冷风+固定碳在85%以上的优质焦炭，出铁温度可在1480℃以上。二是富氧
送风，此法简便，调温迅速及时，但受供氧条件的制约，局限性很大。三是热送风，不同热风装置风温由150℃至600℃不等，适于开炉时间较长的工厂使用。
除了优质焦和热风外，含有C aC 2的铸造电石和特种碳化硅压铁加入炉内都有提温的辅助作用。铸造电石还是一种强脱硫剂；特种碳化硅压块作为炉料兼有增硅增碳和促进炉渣脱硫的功
用。
(2)稳定炉膛尺寸
低质炉衬材料会带来一系列不良的影响：炉衬侵蚀物污染铁液；侵蚀物改变炉渣的物理化学性状，从而影响炉子的顺行和去硫效果；炉膛扩大，破坏熔炼的稳定性，开炉时间一长，后期会出
第29卷第4期
2009年12月
黑龙江冶金
Heilongjiang Metallurgy
V ol.29 N o.4December 2009
:2009-01-1:2
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现铁液温度下降，烧损增多，铁液氧化的现象。
3 不可忽视生铁中的微量元素
生铁出厂一般只规定S i、Mn、P、S，对C无限量，微量元素则随矿源而任其自然，不作检测，底码不清。我国生铁中的微量元素有Cu、Cr、M o、V、N i、Ti、Sn、A l、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中Cu、Cr、M o、V、Ni、并无害处,Al视为中性,As、Zn、Pb有害, T i、Sb、Bi、Sn为敏感元素，低于一定值有利，超过则有弊。
铁水温度
3.1 炉前处理
3.1.1 脱硫
铁液脱硫可减少球化剂用量和铸件中硫化物夹杂的数量。发达国家球铁生产几乎全部采用脱硫工艺，要求脱硫后S≤0.01%，我国条件下，目标为S≤0.02%，锡柴和常柴可达到S≤0.015%。
包底Na2C O3冲入法处理，方法简便但脱硫率低，效果不稳定，处理时烟尘污染环境，对咽喉有刺激性。在规模生产的球铁车间，宜将脱硫剂置于液面，采用机械搅拌法、摇包法或气动搅拌法进行脱硫。其中气动法较为简单，动力消耗少，最为流行。气动脱硫装置可设于前炉上游，进行连续脱硫，亦可在炉前单包间断脱硫。气动源多为N2。
脱硫剂分C aC2系和CaO两大类。C aC2脱硫效果好，可将硫由0.04%～0.06%降至0.01%以下，浮渣呈颗粒状易于去除，只是它的价格贵、熔点高，又碍于运输和保管，故限于近点供应。CaO 系使用较为普遍。无论是那一系脱硫剂，都应具有抗潮、防爆的特性。活性CaO经表面成膜处理，并加添加剂制成的复合脱硫剂，不受潮，去硫效率高，气动法脱硫，脱硫率在60%～90%。产量不大的工厂，单包冲入法脱硫应采用低熔点复合脱硫剂，脱硫率为30%～50%，此时脱硫渣呈熔融状。气动脱硫后，铁液进入感应炉提温。
3.1.2 除渣
除渣过程可在包内进行。将除渣剂(聚渣剂)撒于液面即时形成一熔融层，起覆盖和聚渣作用。除渣剂受热膨化，在熔融层中产生许多小孔，起良好的保温作用。
除渣剂分低、中、高三档。由原矿经简单破碎、过筛的产品属于低档，各省均产。现已不被铸造厂看好。中档除渣剂对原矿有所选择，增加了水洗等工序，能满足铸件的基本要求，为多数工厂接受。进口的高档除渣剂，选优质矿源，加工工序有别于一般。该产品撒于液面即迅速散布，覆盖整个液面，除渣能力强，用量少，不粘炉衬与浇包，用棍即可将熔融渣层整体挑起，清渣方便彻底，近三年来已开始受国内业界的重视。
3.1.3 球化
球化处理仍以包内冲入法为主。选用球化剂需视熔炉、出铁温度，脱硫与否和球铁类型等而定。一般而言，冲天炉铁液选用Mg7%～9%, RE3%～7%的球化剂,JBΠT9228-1999标准，对Mg和RE的成分范围偏差规定为±1%，有些厂标已缩小为±0.5%，对Ca、A l等亦有明确规定。球化剂质量中，应重视MgO含量、成分的偏析程度以及粒度的集中度。凡是粒度不匀，粉末多，泽发暗的球化剂不宜选用。
原则上，只要掌握好铁液的化学成分和孕育环节，采用上述球化剂即可生产铸态球铁。必须指出，不管是否采用铸态球化剂，孕育永远是不可忽视的重要环节。
盖包处理法大大减少了处理时的烟光污染，是一种节省球化剂、保证球化质量的简便工艺，值得推广。在钢液喂丝技术的启发下，喂丝球化经过试验已成功用于新兴铸管公司等企业。喂丝球化是由喂丝机将合金包芯线连续不断地向浇包底部送进，进行球化处理的一种工艺。该工艺可精确控制残余镁量，具有一高三少即球化质量高、渣量少、温降少、污染少的特点。包芯线外皮为0.3mm厚的冷轧钢皮，芯材一般为Mg质量分数25%～30%，并有Ca、Ba、(RE)等的复合成分。喂丝法成本比冲入法低20%～40%，目前，国内已有多家单位能成套供应喂丝机和包芯线，包芯线分球化、蠕化、孕育、脱硫、增碳和合金化等多个品种。
型内球化是在浇道内设一反应室，铁液边流过边发生球化反应。型内球化劳动条件好，氧化损失少,Mg吸收率高达80%，克服了球化衰退与孕育衰退，提高了球铁性能。
3 孕育
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第4期尹延平：铁水成分和温度是铸件质量保证
.1.4
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孕育是提升铸铁质量的重要环节。我国孕育剂基本实现了系列化和商品化。
硅系孕育剂熔点低，适合于碳高碳低，硫高硫低的各种铁液，应用最广。特殊硅铁的孕育作用强，用量少，引起铁液化学成分的波动小，铸铁质量稳定。覆盖面大的首推FeSi-Ba-C a，它明显增加共晶团数，抑制灰铁中的D、E型石墨而促进A型石墨的形成，提高球化级别,Ba，尤其是Ba、Ca 共存时，抗衰退性好。FeS i-Sr是薄壁发动机零件适用的孕育剂，有很优秀的防白口能力，而不明显增加共晶团数，因此可根除因缩松而招致渗漏的弊病。球铁生产中，由于Ce的存在,S r的孕育效果受到削弱。含Zr硅铁有类似于含Ba硅铁的作用，而表现得较弱。但Zr有除气功能和微合金化作用，对铸铁的力学性能起稳定作用。出铁槽大剂量孕育由各种形式的后孕育所替代是孕育方法发展的大趋势。后孕育要讲究孕育剂的粒度大小和粒度均匀性，特别是包口随流孕育和浇注流喷射孕育时，粒度偏大，熔吸不良将在铸件中产生硬点、晶间夹杂物等缺陷。当采用高效孕育剂时，切忌孕育过量、以防缩孔、气孔和石墨偏聚现象的发生。
3.1.5 合金化
铸铁常用的合金元素有S i、Mn、Cu、Cr、M o、N i、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中S i、Mn、Cr、M o、P以铁合金形式加入,Cu、Ni、Sb、Sn以金属形式加入,V、T i以铁合金或VTi生铁形式加入。加入时机在炉后(冲天炉)。为了便于高熔点铁合金的熔吸，除控制粒度外，采用发热合金剂或喂丝加入法是比较理想的措施。
4 过滤
一般小件采用纤维过滤网，过流量大或重要件采用蜂窝陶瓷过滤片或泡沫陶瓷过滤片。过滤片与过滤网相比，挡渣能力更强(泡沫陶瓷过滤片可去掉几微米至几十微米的细小夹杂)，还有明显的除气作用。作为探索，集球化、孕育、过滤于一体的多功能过滤器正在试验中。
5 结 语
在20多年的生产实践中，冲天炉掌握好温度和铁水成分、盖包处理生产无限冷硬球墨铸铁轧辊质量是可靠的，化学成份和物理性能都符合轧辊标准，轧辊在生产建材和型钢中使用得到了用户认可和好评。
(上接11页)
2.2 装设阳极组装块表面碎铁、杂质清吹装置
方案：用一个两个出口，一个进气口的储气包，装两个二位二通先导式电磁换向阀，从悬链道叉检测开关上引出一个电信号控制电磁换向阀的动作。组装好的阳极由悬链输送至检测开关检测的位置，电磁换向阀动作,8个喷吹头分别对4个炭碗的两侧进行喷吹清扫。
由于喷吹清扫会产生大量的扬尘，清扫位置必须制作一个密封仓，把阳极块密封，而且需有除尘装置。除尘装置由除尘器引一收尘口至密封仓，收集吹扫中引起的扬尘。
3 结 语
()电解铝用软残极清理机，能够有效地清除残极表面附着的电解质层，给下道工序提供合格的残极，由于外部有收尘系统，该机不对外部环境造成污染，而且噪音小，结构简单实用、制造费用低廉，清理效果好，维护方便，为自制软残极清理提供了新的思路。
(2)阳极组装块表面碎铁、杂质清吹装置，能够有效的吹扫组装块表面附着的炭粉及炭碗内的碎铁，由于是在链自动吹扫，不必增加其他附属工艺设施，降低了阳极组装块的生产成本，提高了原铝质量。
参考文献
[1]周新林.残极对预焙阳极质量的影响探讨[G].第二届
国际铝用炭素技术会议论文集.
[2]姚广春.冶金炭素材料性能及生产工艺[M].冶金工业
出版社.1992.
黑 龙 江 冶 金第29卷
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