中频感应电炉熔炼高强度灰铸铁工艺
灰铸铁生产工艺
灰铸铁生产工艺灰铸铁是一种重要的铸造材料，具有良好的机械性能和高耐磨性能，广泛应用于机械制造、汽车制造、矿山设备等领域。
灰铸铁的生产工艺主要包括原料选择、炉料熔炼、浇注成型和热处理等环节。
首先是原料选择。
灰铸铁的主要原料是铸铁废料和铸铁冶金矿石。
废铸铁应经过破碎、除杂和分类处理，以保证原料的品质和成分稳定。
冶金矿石经过破碎、洗选和磁选等工艺处理，以获取高质量的铸铁冶金矿石。
接下来是炉料熔炼。
将原料按照一定比例投入高炉中进行熔炼。
高炉是灰铸铁生产的关键设备，通过高温燃烧将原料中的有用成分进行还原和聚集，形成液态的灰铸铁。
炉料熔炼过程中需要加入熔剂和脱硫剂等辅助材料，以促进熔化和去除杂质。
然后是浇注成型。
在炉料熔炼结束后，将熔融的灰铸铁倒入铸型中进行成型。
铸型可以是砂型、金属型或陶瓷型等。
在浇注过程中，需要控制铸液的流动速度和温度，以确保铸型内部均匀填充，并避免铸件表面的缺陷和变形。
最后是热处理。
灰铸铁在熔融和浇注过程中容易产生一些内部应力和缺陷，通过热处理可以消除这些缺陷，提高铸件的力学性能。
常用的热处理方法有退火、正火和淬火等。
退火可以消除内部应力和改善铸件的韧性；正火可以提高铸件的强度和硬度；淬火可以使铸件表面硬化，提高耐磨性能。
灰铸铁的生产工艺中还有其他一些环节需要注意，比如原料成分的检测和调整、炉料温度和成分的监测和控制、铸型的设计和制造等。
这些环节都是保证灰铸铁质量的重要因素。
总之，灰铸铁生产工艺是一个复杂的过程，需要合理的原料选择、炉料熔炼、浇注成型和热处理等环节的协调配合。
通过科学的工艺控制，可以生产出质量稳定、性能优异的灰铸铁产品。
高强度灰铸铁皮带轮的生产工艺
高强度灰铸铁皮带轮的生产工艺
李化芳;何瑞强
【期刊名称】《现代铸铁》
【年(卷),期】2018(038)006
【摘要】介绍了大型皮带轮的铸件结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:采用3t中频感应电炉熔炼铁液,炉料配比为20％废钢屑压块+40％废钢块+20％HT250铁屑压块+20％回炉料+2％增碳剂+0.6％FeSi+0.6％FeMn;铁液过热到1550℃,断电静置3～5 min,铁液出炉温度为1450～1500℃;采用包内冲入法进行孕育处理,孕育剂加入量为0.60％～0.80％,浇注温度为1360～1400℃.生产结果显示:A型石墨占90％以上,石墨片细小、弯曲,基体中珠光体体积分数达到93％～95％;抗拉强度达到278～310 MPa,硬度达到182～210 HB,符合技术要求,降低了生产成本.
【总页数】3页(P15-17)
【作者】李化芳;何瑞强
【作者单位】河北省高校金属材料加工与数字化成型应用技术研发中心,河北邢台054000;石家庄凯普特动力传输机械有限责任公司铸造分公司,河北石家庄052160【正文语种】中文
【中图分类】TG251
【相关文献】
1.含Ni高强度灰铸铁的生产工艺 [J], 何春华
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3.高强度合金灰铸铁的生产工艺 [J], 李亮;王彬;鲍玉龙
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感应电炉熔炼灰铸铁
用感应电炉熔炼灰铸铁时的一些冶金特点从上世纪60年代起，铸铁行业中采用感应电炉作为熔炼设备的企业逐渐增多，尤其是70年代以后，中频无心感应电炉的电源有了重大的改进，熔制铸铁时热效率可达到70%，电炉设备和所用的耐火材料也在不断发展，因而其应用日益广泛。
对于不适于采用长炉龄大型冲天炉的中、小型铸铁企业，用无心感应电炉熔炼有很多优点，宏观方面看来主要有：◆熔炼时排出的废气、烟尘和炉渣大幅度减少，便于治理环境和改善作业条件；◆可利用廉价的金属炉料，尤其是便于循环回用加工的切屑和边角余料；◆生产安排的灵活性较好；◆铸铁的化学成分和温度比较均匀且易于控制。
但是，感应电炉熔炼的冶金过程与冲天炉有本质上的差别，如果不能切实了解其冶金特点，正确执行熔炼过程的各项作业，则用于制造灰铸铁件时，不仅不能充分体现感应电炉熔炼的优越性，反而会导致显微组织不符合要求、铸件的加工性能恶化等各种问题。
以下，简单地谈谈用感应电炉熔炼灰铸铁时的一些主要冶金特点，供参考。
一．感应电炉熔制的铁液中气体含量与用冲天炉熔炼相比，用无心感应电炉熔炼铸铁时，金属炉料与炉气接触的时间很短，熔融的金属液与炉气接触的界面很小，因而，感应电炉熔炼制得的铁液中，氢和氧的含量都低于冲天炉熔炼的铁液，但是，由于炉料配比的差别很大，氮含量却较高。
1．氧含量冲天炉熔炼的铁液中，氧含量一般为~%（质量分数，以下均同此），无心感应电炉熔炼的铁液，氧含量一般在%左右，有时还会更低些。
一般说来，铁液中的氧含量低，有助于改善铸件的冶金质量，但是，如果铁液中的氧含量太低（%或更低），则不利于孕育处理时晶核的形成，导致产生过冷石墨（D型），即使增加孕育剂的加入量，孕育效果也不好。
2．氢含量在灰铸铁中，氢是有害元素，其含量越低越好。
由于铸铁中碳、硅含量高，氢在其中的溶解度低，冲天炉熔制的铁液中，氢含量一般为~%。
感应电炉熔制的铁液，因为金属与炉气接触的界面小，氢含量一般都更低，约在%左右，铸件产生氢致皮下气孔、针孔的可能性较小。
电炉熔炼灰铸铁
用感应电炉熔炼灰铸铁时的一些冶金特点从上世纪60年代起，铸铁行业中采用感应电炉作为熔炼设备的企业逐渐增多，尤其是70年代以后，中频无心感应电炉的电源有了重大的改进，熔制铸铁时热效率可达到70%，电炉设备和所用的耐火材料也在不断发展，因而其应用日益广泛。
对于不适于采用长炉龄大型冲天炉的中、小型铸铁企业，用无心感应电炉熔炼有很多优点，宏观方面看来主要有：◆熔炼时排出的废气、烟尘和炉渣大幅度减少，便于治理环境和改善作业条件；◆可利用廉价的金属炉料，尤其是便于循环回用加工的切屑和边角余料；◆生产安排的灵活性较好；◆铸铁的化学成分和温度比较均匀且易于控制。
但是，感应电炉熔炼的冶金过程与冲天炉有本质上的差别，如果不能切实了解其冶金特点，正确执行熔炼过程的各项作业，则用于制造灰铸铁件时，不仅不能充分体现感应电炉熔炼的优越性，反而会导致显微组织不符合要求、铸件的加工性能恶化等各种问题。
以下，简单地谈谈用感应电炉熔炼灰铸铁时的一些主要冶金特点，供参考。
一．感应电炉熔制的铁液中气体含量与用冲天炉熔炼相比，用无心感应电炉熔炼铸铁时，金属炉料与炉气接触的时间很短，熔融的金属液与炉气接触的界面很小，因而，感应电炉熔炼制得的铁液中，氢和氧的含量都低于冲天炉熔炼的铁液，但是，由于炉料配比的差别很大，氮含量却较高。
1．氧含量冲天炉熔炼的铁液中，氧含量一般为0.004~0.006%（质量分数，以下均同此），无心感应电炉熔炼的铁液，氧含量一般在0.002%左右，有时还会更低些。
一般说来，铁液中的氧含量低，有助于改善铸件的冶金质量，但是，如果铁液中的氧含量太低（0.001%或更低），则不利于孕育处理时晶核的形成，导致产生过冷石墨（D型），即使增加孕育剂的加入量，孕育效果也不好。
2．氢含量在灰铸铁中，氢是有害元素，其含量越低越好。
由于铸铁中碳、硅含量高，氢在其中的溶解度低，冲天炉熔制的铁液中，氢含量一般为0.0002~0.0004%。
铸铁的熔炼方法及其特点
铸铁的熔炼方法及其特点铸铁是一种常见的铁碳合金，广泛应用于机械制造、建筑和汽车工业等领域。
铸铁的熔炼方法多种多样，每种方法都有其独特的特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的铸铁熔炼方法及其特点。
1. 高炉法高炉法是目前应用最广泛的铸铁生产方法之一。
它是将铁矿石、焦炭和石灰石等原料投入高炉中，经过高温燃烧和还原反应，使铁矿石中的铁氧化物被还原为铁，并与焦炭中的碳相互作用形成铸铁。
高炉法的特点是炉温高、产量大、适用范围广，但是过程复杂，对原料的成分和炉料的配比要求较高。
2. 立炉法立炉法是一种传统的铸铁熔炼方法，在一些地区仍然广泛使用。
这种方法使用煤炭作为还原剂，将炉料直接放入炉膛中进行燃烧和还原反应，得到铸铁。
立炉法的特点是工艺简单，设备成本低，但炉温较低，产量相对较小。
立炉法适用于小型铸造企业和一些特殊需求的铸铁产品。
3. 电炉法电炉法是一种以电为热源的铸铁熔炼方法。
通过将电能转化为炉内的热能，达到熔融炉料的目的。
电炉法的特点是温度控制精确，炉内反应平稳，生产过程自动化程度高。
电炉法适用于批量生产、要求炉料纯度较高的铸铁产品。
4. 中频感应炉法中频感应炉法是一种利用感应加热原理进行铸铁熔炼的方法。
通过感应线圈在高频电磁场作用下，使炉料中的金属颗粒和渣滓产生摩擦热，达到熔融的目的。
中频感应炉法的特点是能耗低、熔化速度快、炉内温度均匀，适用于小型铸造企业和精密铸造。
综上所述，铸铁的熔炼方法多种多样，每种方法都有其独特的特点和适用范围。
高炉法适用于大规模生产和广泛应用的铸铁产品；立炉法适用于小型企业和特殊需求的铸铁产品；电炉法适用于纯度要求较高的铸铁产品；中频感应炉法适用于小型企业和精密铸造。
选择合适的熔炼方法，可以提高铸铁的品质和生产效率，满足不同领域对铸铁产品的需求。
知识篇——高强度灰铸铁熔炼技术
知识篇——高强度灰铸铁熔炼技术【摘要】本文介绍了在电炉熔炼过程中，如何在较高的碳当量和较好的机加工性能要求的条件下获得高强度灰铸铁的熔炼技术，以及如何对材料的微量元素进行控制。
关键词：灰铸铁碳当量力学性能加工性能微量元素长城须崎铸造股份有限公司（简称CSMF）传统的灰铸铁熔炼控制方向是低碳高强度铸铁（C：2.7~3.0，Si：2.0~2.3，Mn：0.9~1.3）这样的材料虽然能够满足材料机械性能的要求，但其铸造性能、加工性能却较差，随着公司市场开发拓展，越来越多的高难度、高技术质量要求的铸造产品纳入CSMF的生产序列，特别是CSMF用工频电炉熔炼工艺取代冲天炉熔炼工艺，如何在电炉熔炼条件下获得高碳当量高强度铸铁，满足顾客的定货要求，是我们当时的一个研究课题，本文叙述了电炉熔炼的条件下高强度灰铸铁的生产技术。
1 影响材料性能的因素1.1 碳当量对材料性能的影响决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。
当碳当量（CE=C+1/3Si）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。
这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。
在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。
当随着C、Si 的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。
因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。
在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。
1.2合金元素对材料性能的影响在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。
用中频感应电炉熔炼铸铁的几个技术问题
2012 / 4 现代铸铁 43
熔 Melting Technique 炼 技 术
内的金属炉料发出的热量以进行熔化金属的熔炼 方法。
无芯感应电炉的工作原理是在一个用耐火 材料筑成的坩埚外面，套有螺旋形的感应器（感 应线圈）；坩埚内盛满金属炉料（或钢液），如同插
修定日期：2012－07－14
作者简介：王成刚（1974.8-），男，汉族，吉林省九台市人，毕业于
大连理工大学铸造专业，工程师，主要从事铸造熔炼技术工作。
中频无芯炉的容量和功率都比高频炉大。主 要用于特种钢、磁性合金和铜合金等的熔炼。这 种炉子由于需要昂贵的变频设备，所以在一些较 大容量的场合已改用工频无芯炉。但是，和工频 炉相比，中频炉也有其独到之处。如，同样容量， 中频炉的输入功率比工频炉大，所以熔化速度比 较快；中频炉在冷炉起熔时不需要起炉块；金属 液可以全部倒出，等；所以使用时比工频炉灵活 方便。另外，中频熔炼炉熔液对坩埚冲刷轻些，这 对炉衬有利。因此，在发展了大功率廉价中频电 源后，中频炉还是大有前途的。 1.1.3 工频炉
能、加入方式等有关，但总体来说，合适的加入状 铁液进行增硅处理，增硅的办法即是加入 SiFe 合
况下，合金元素的变化量也很低，因而，中频电炉 金，以达到目标成分。SiFe 可在化清铁液后直接加
铁液的化学成分控制较精确；但由于炉渣不能感 入炉内。
应发热，渣温较低，所以中频电炉的冶金性能较 4.2.3 熔炼方式
44 现代铸铁 2012 / 4
Melting Technique
熔
炼
技
术
在弱酸性炉衬、1 500 OC 左右的熔炼温度条 品质影响最终石墨化效果及增碳剂的吸收率。
中频感应电炉熔炼操作规程
中频感应电炉熔炼操作规程本操作规程适用于粘土砂铸造，其中频感应电炉熔炼所用原材料为废钢、铁屑、钢屑等。
1.炉料准备各种熔化原材料的要求如下：1.1铁屑：所用铁屑应明确其成分，若有不同成分的铁屑应将其分类存放;如果所用铁屑较湿时，应缓慢提升电炉功率，以防发生铁屑飞溅现象。
1.2废钢：用作炉料的废钢应有合适的块度，废钢应经过处理，清除表面的泥沙和油污等。
对废钢中管类、箱体类、液压类等封闭、半封闭的原材料，应经过表面处理后，加料时应在炉内加入一定量铁屑后再加入废钢（加入时要竖着加入，半封闭类要将封闭端放在底部），最后加入铁屑将其覆盖，并缓慢提升功率，以避免发生爆炸伤人。
1.3入炉的铁屑、废钢、钢屑等原材料应尽量保持其洁净、无锈、干燥。
1.4所用回炉料应明确其成分，并分类存放。
1.5增碳剂粒度、成分应符合工艺要求。
1.6所用合金应满足技术条件要求。
2. 炉料配比根据配料单对各种原材料及合金进行称量，以保证炉料准确性，保证化学成分的稳定。
3. 熔炼3.1电炉出完铁水后，电炉炉底内加入少量铁屑，然后将废钢、钢屑、增碳剂、锰铁等所需原材料一同加入炉内进行熔化。
3.2待电炉将废钢、钢屑溶化后，将炉内熔渣扒除干净，再加入铁屑进行熔化（不得将炉内增碳剂扒除掉以保证铁水含碳量）。
3.3熔化铁水到出炉水位线时，取干净铁水进行热分析。
3.4根据炉前热分析结果进行调试，如成分符合要求时，则测量铁水温度，待温度也符合要求时即可出炉。
3.4出炉前在浇包内加入一定量硅铁进行孕育处理，出完铁水后对铁水搅拌，取样浇三角试块。
3.5根据三角试块断口状况调整孕育量。
3.6当铁水温度过低（低于1320℃）时，则停止浇注，将包内铁水回炉。
3.7若继续熔炼，电炉内最好能存放30-50Kg铁水，以利于提高熔炼效率。
3.8做好电炉熔炼的各项记录。
3.9未尽事宜按铸造手工造型电炉铁屑熔炼控制计划执行。
审核：编制：2016年6月12日星期日。
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双联 熔 炼 工艺 生 产 发 动机 铸 件 ， 近 几年 ，随 着 发动 机 功 率 的 不断
铁 强 度 的 方 法 会 带来 许 多 不利 因 素 ，如 铸造 工 艺性 能 变差 、 白 口
料 以 及熔 炼 过 程 的 控 制 来 保 证 ， 而铸 件 化 学 成 分 则 通 过 炉 前处 理 过 程 中 的 孕育 及 合金 化 柬 控 制 铸
的化 学 成 分 ，如 表 Ｊ 所示 。
料 ，不 使川 生 铁 ，利 用 增 碳 剂进 行增 碳 的 工艺 来 生 产 铸 铁 ，不 仪 消除 生 铁 的 遗 传 性 ，可 使 铸铁 的
（
按 所 生 产 铸 件 的壁 厚 和 技 术 要 求 合理 选 择 。 传 统 方 法 认 为 ，提 高 灰 铸 铁
强度 灰 铸铁 工 艺进 行 探索 。
・
倾向增大 ，特 别是薄 壁件 可能 会
引 起 可 加 工性 变 差 的情 况 ， 因此
并 未被 广 泛应 用 。
目前 ，普 遍 采 用 的 方 法 是 在 达 到较 高 强 度 的 前提 下 ，使 用尽
町 能 高 的 碳 当 量 。 碳 当 量 的 提
理 完 全 不 一样 ， 为 了保 ¨ Ｅ 铁 液 质 量 ， 使 用 废 钢 加 旧炉 料 进 行 眦
形 态 ，从 而 改 善切 削加 工性 能 ， 逐 步认 识 到 灰铸 铁 中硫 含 量 在 一 定 范 围 内是 有利 的 。我 仃 】 根 据 生 产铸 件 的结 构 特 点确 定 了原 铁 液
件化 学 成 分 。
提升 ，对缸体 、缸盖 等铸件要求
越 来越 高 ，材 料 牌号 种 类 变 化 较 大 ，给 生产 带 来 不便 ， 目前 新 建 的铸 造 车 间 采 用 中频 感应 电炉 熔 炼 铁 液 。 本 文 主要 是 通 过 在 生产 中 的 实践 ，从 原材 料 质量 控 制 、 配料 、 加料 工 艺 、熔 炼 工 艺 等 几 方面对 ｌ ２ ｔ 中 频 感 应 电 炉 熔 炼 高
２ ． 配料 的确定
在 冲 天炉 熔 炼 工 艺 中 ，加 入
火量 废 钢 的 目的 是 为 了降 低 铁 液 的 碳 当 量 ，利 用 炽 热 焦 炭 来 增 碳 的方 式 满 足 铁 液 化 学 成 分 的
高 可 以 大 幅 改 善灰 铸 铁 的铸 造 性
能 ，使 缩 扎 、缩 松减 少 ，降 低铸
Ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｉ 铸 造 技 术
中频感应电炉熔炼高强度灰铸铁工艺
激 伍启 华 ，王安 家 ，乔 进国 ，庄 肃栋
摘要 ：利 用 中频感 应 电 炉熔炼 灰铸 铁 ，通 过对 原材 料进 行 选择 与质 量控 制 ，优 化 炉料 配比 ，优 化孕 育 处理 与合 金化 工 艺，确
造 废 品 率 …。 生 产 的 铸 件 最 薄 的
部 位 ５～６ ｍｍ， 因此 将 原 铁 液 碳
时 提 高 铁 液 质 量 ，因 为通 过 焦 炭
渗进 铁 液 Ｉ ｝ Ｊ 的 碳 比熔 化 原 材 料 Ａ 接 得 到 的 质量 更 好 ，能 够 将 生 铁 的遗 传 性 减 小 到 最 低 ，更 有 利 于
个 逐 步 提 高 的 过 程 ， 从认 为Ｓ 是 有 害 元 素 ，到 灰铸 铁 中要 加入 一
定 量 的 ｓ来 改 善 孕 育 效 果 和 石 墨
提 高铁液 质量 ’ ，而 电炉熔炼
熔 化 过 程 中是 直 接 将 原 材 料 加 入 炉 内进 行 熔 化 ， 与冲 天 炉熔 化 原
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金 相 组 织 决 定 了灰 铸 铁 的 各 种 性 能 ，而 化 学 成 分 的变 化 可 以 改 变 金 相组 织 ， 因此 选 择 合理 的 化 学 成 分 是 提 高灰 铸 铁 性 能 的 途 径 之 一 。灰 铸 铁 的 化 学 成 分 必 须
定 了中频 感应 电炉熔 炼 高 强度 灰铸 铁 的熔 炼工 艺 ，总结 了其 熔炼 工 艺过程 的 关键技 术特 点 。
关键 词 ：电炉熔 炼 ；孕 育 ；化 学成 分 ；高强度灰 铸 铁
我 公 司 主要 使 用 冲 天炉 一 电炉
但 是 ，以 降低 碳 当 量 来提 高 灰 铸
原 铁 液 化 学 成 分 主要 通 过 配
强度 就 要 降 低 碳 当量 ，或 者 增 加
表１ 原铁液 化学成 分 （ 质量 分数）
锰 含 量 来 提 高 灰 铸 铁 中 珠 光 体 的 比例 ，以 此 来提 高 铸 件 强 度 。
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１ ． 熔化功率 的选择
住熔 化 始 ， 电炉 熔 炼 必 颂满 炉 熔 化 ， ・ 是保 护 Ｉ
状 Ｊ ｆ ， Ｊ 减 少｝ ｆ ¨倾 Ｉ 『 Ｊ 。Ｊ 人 】 此，