受焦炭价格不断上升、环保以及用户对铸件质量要求越来越高等因素的影响，电炉在很多地方已经取代了冲天炉。又由于生铁价格的不断上升，废钢在社会上沉淀存留量较多而价格较低，所以这几年广泛的用废钢加增碳剂的方法生产球铁及灰铁。如果工艺操作正确，不但可以提高铸件的综合物理性能质量，同时也降低了生产成本。 用电炉冶炼废钢加增碳剂生产铸铁件，尽管电炉便于化学元素含量的调整，而且主要元素可以调整到材质要求的范围之内，但是如果不采取有效的处理手段，生产出铸件的质量，确与用冲天炉生产出的铸件质量有较大差异。主要的不同之处是：用电炉熔化的铁液，无论是废钢加增碳剂或者是用铁屑作炉料，生产出的铸件白口倾向大，硬度高而精加工困难。本文此谈谈自己的实践体会和认识。 一、冲天炉和电炉熔炼出铁液质量的不同之处 1．冲天炉熔炼的铁液 冲天炉是用焦炭作燃料，将固体的铁块和其它炉料，经过预热、熔化、过热、还原，铁液经炉底流入前炉缸，所经历的时间很短，大约10min左右，铁液往往要在前炉缸中停留一段时间，在这段停留时间里，对金属液的增核是有利的。虽然冲天炉的出炉温度一般在1450℃左右，但是铁液经过过热区的瞬间，炉温约1700℃，尽管铁液通过过热区的时间很短，却是以细小液滴通过的，能得到高温过热，有助于石墨溶于铁液，消除新生铁中粗大石墨片的遗传性。铸铁中的主要元素碳，在熔炼过程中有一个烧损和吸收的减增过程，由于铁液滴在灼热的焦炭上，铁液吸收了焦炭中的碳原子，所以在整个熔化过程中，碳的吸收大于烧损，含碳量是增。同样铁液也会从焦炭中吸收部分硫。 在压球化剂作球化处理之前，都要先烫包。由于冲天炉的熔化速度快，包球铁浇注完毕后，再处理下一包时，包内温度还很高，铁水倒入浇包内降温少，所以再进行球化处理时，出炉温度与电炉相比较可以稍低些，对球化处理质量（球化剂的熔化及吸收、浇注温度），影响不大或没有影响。用电炉熔化铁液，每炉熔化间隔时间约50～60min，有时间隔的时间可能会更长些，浇包散热时间长，包内温度低，经球化处理后，包内铁水温度约下降80℃，冬天温度下降的可能会更多，所以用电炉熔化铁液处理球铁时，出炉温度要比冲天炉的温度高些。 2.用电炉熔炼铁液对材质性能的影响 我们知道用电炉熔炼炉料，是由感应圈经导电产生磁场，在炉料中产生电涡流，由电涡流发热藉以熔化炉料。 (1)对“自发晶核”的影响 废钢的熔点比铸铁高，增碳剂的熔点更高，当废钢在熔化过程中以及熔化之后，增碳剂被加热缓慢的溶解和扩散，增碳剂中的碳才能被钢液侵蚀吸收。钢液逐渐的变成铁液，即常称之为“合成铸铁”。由于废钢熔化温度高，钢液变成铁液之后的过热温度往往高。在高温下，铁液中的碳易于被氧化成CO，因此有人认为铁液中的碳也是一种“气体形成元素”。CO在铁液中的溶解度很少，形成后即释放于邻近液面的大气中。在生产实践中我们会发现，当高温钢液倒入抬包后，抬包中有放射状火花飞出（俗称贼花），即可能是高温氧化的释碳现象。 电炉在熔炼铁液过程中，具有电磁搅拌摩擦的特性。铁液过热温度高、过热时间长、且又有感应电流的搅拌摩擦，铁液中微细的晶态石墨即自发晶核和外来结晶核心，都会逐渐溶于铁液而消失；或浮经液面与集渣剂粘裹在一起被挑出炉外。这样，使铁液中可在共晶结晶时作为石墨外来晶核的物质大幅度减少。 硫在铸铁中，尤其是在球墨铸铁中是有害元素。但有资料介绍：当含硫量小于0.06﹪时，硫的一些有益作用无法得到发挥。在铸铁中存在有细小而分散的硫化物夹杂，能在石墨的生核和成长中起积极而有益的作用。用感应电炉熔炼废钢加增碳剂的合成铸铁，其含硫量一般不会超过0.03％的。如果原铁水的含硫量过低，球化剂中的镁无从与硫化合，过多的残余镁量不但阻碍石墨化，而且还会使铸件产生缩孔、气孔等铸造缺陷。如果减少球化剂的加入量，综合考虑又恐会影响到球化率。 合成铸铁在感应电炉中，因含硫量过低、过热温度高、电流的搅拌摩擦等因素影响，铁液中石墨化的核心大幅度减少。这种缺乏石墨化结晶核心的铁液，过冷度很大，对孕育处理的回应能力极差，很难通过常规孕育处理措施，使铸铁具有符合要求的微观组织。因而即使化学成分含量完全符合要求，往往浇注出的铸件硬度高，不便于机械加工。有资料介绍：硫从0.02％增加到0.06％，抗拉强度增加50MPa以上，即可提高一个牌号以上，硬度值即可增加HB20。进一步增加硫到0.1％，强度值和硬度值变化不大，有此可见在灰铸铁中，硫控制在0.06～0.1％为宜（我厂生产的汽车制动鼓，材质是HT250，硫控制在0.07～0.09％）． 顺便也谈谈用电炉熔炼“铸铁屑”，即便熔炼的铁屑干净无锈蚀，不需要高温，过热温度并不是很高，但是由于电磁搅拌的摩擦作用以及碳、硅的烧损，如果浇注前不进行元素调配和采取有效的孕育措施，生产出的铸件同样是硬度高。 （2）用应电炉熔炼对提高材感质质量的影响 ①感应电炉熔炼，铁水温度可升以提到1570℃以上，并可以在高温状态下长时间的保温，在该温度下，可以使原材料带入的夹杂物，以及在熔炼过程形成的夹渣及夹杂物上浮到铁液表面。对于废钢＋增碳剂、尤其是粒子钢＋废钢＋增碳剂＋回炉料，这些炉料无论是废钢、粒子钢或者是粒子铁，大都是白口组织，白口组织具有较强的遗传性，要消除遗传性需要适当的提高熔化温度，增加保温时间，才能够比较好的净化铁液，减少铸件缺陷。 ②合金元素烧损量低，铁水中锰、硅的烧损低于冲天炉熔炼。便于各元素的调控，能够稳定化学成分含量。 ③生产球墨铸铁时，含硫量过高将会直接影响到球铁的质量。如球化级别低下、材质强韧性差、铸件有夹渣等铸造缺陷。用电炉熔炼铸铁时不存在有增硫反应。 ④用废钢＋增碳剂生产合成铸铁，由于废钢的夹杂物含量低，成分稳定，加增碳剂经高温熔炼之后，消除了炉料的遗传性，铁液的纯净度得到提高，同时增碳剂具有孕育作用，促使石墨化的效果更加稳定突出，铸件的基体组织晶粒会更加均匀、细化，所以生产出铸件材质的韧性和强度均得到提高。 二、扬长补短、优化操作程序 用废钢生产球墨铸铁的优点前面已谈，不再赘述。 用电炉熔炼废钢（铁屑）＋增碳剂生产球墨铸铁，欲想稳定产品质量，需要补的“短”，主要是解决金属液在凝固结晶时，自发晶核少、铁液过冷度大、石墨化能力差、铸件硬度高而不便于机械加工的问题。具体的“补短”操作方法是： ①在冶炼后期要注意“自发晶核”的培养。加入适量的废钢使铁液激冷，同时适量的加入硅铁以及细颗粒的增碳剂，上面覆盖保温剂，降低功率或停电保温一段时间，以促使析出微细的晶态石墨。 ②在出炉或浇注过程中，进行充分的多次孕育处理，以补充“外来晶核”，可以添加小颗粒的增碳剂、碎硅铁粉粒以及复合孕育剂，虽然加入量很少，但是促进生核的效果很好。 ③如果含硫量过低（特别是生产HT时）可适量加入些硫铁，但必须控制在要求的范围内。总之优化操作程序指的是：炉料入炉的先后顺序、熔炼中的温度和出炉温度的控制、化学成分的选控、以及强化孕育和复合孕育。 我们的产品是汽车轮毂，造型采用的是铁模覆砂工艺，材质是QT450－10，其硬度是HB160－210，属于铁素体基体球铁。但是用户为了便于机械加工提高生产速度，除要求材质的抗拉强度及延长率合格之外，还要求铸件的硬度≤200HBW。 化学成分的选择﹙％﹚: CE4.6－4.8，C3.6－3.9，Si1.2－1.3（原）、2.65－2.9（终），Mn0.2－0.4，P≦0.05，S≤O.035(原)、≤0.022（终），RE(残)0.02－0.04，Mg（残）0.03－0.06。 在实际生产中，碳当量控制在中上线，硅力争控制在上线，旨在提高铁液的石墨化能力。 炉料的加入顺序、操作方法及温度控制 先在炉底加入新生铁，再加入废钢、增碳剂（根据炉料情况凭经验而加，以防增碳剂堆积形成高温层），边熔化边加废钢和增碳剂，尽可能在粒子钢没有加入之前，把增碳剂需要加入量的60－70％加完，加回炉料。在这段时间里，为了提高增碳剂的吸收率，消除铁液中的遗传性，宜采用大功率高温熔化。 但上述加料方法也存在着两个问题: ①当铁水含碳量达到一定量时，再提高铁水含碳量困难了。
今日硅铁1801合约低开高走一路震荡运行,收于6400元/吨，较昨日下跌262元/吨，跌幅3.93%。日增仓1556手到193288手，从今日1801合约的盘面显示市场信心极度匮乏，在开盘后不久盘面急速下，终以小幅回升结尾。今日高价收于6650元/吨，低价收6374元/吨。
期货盘面的种种不稳与现货两极分化的局势真是所谓的“患难真兄弟”，现货市场价格虽说较之前大跌之时有所平稳，但实际成交惨淡，价格混乱。大厂因在完成之前高价定出的货单，报价依旧维持不变。72硅铁自然块出厂主流报价在6700-6800元/吨，而中小型企业在这乱世之中为了尽快出货维持后期的开支，72硅铁自然块出厂主流报价在6100-6300元/吨。虽说市场两极分化严重，但因价格的不稳，中间贸易商还是不敢轻易行动，市场观望气息浓厚。今日有生产企业私信小编问对后世的看法并表示昨天还有涨价的心情今天再次崩溃。那么小编对当前的市场做一个简单的分析：
首先从利空的角度去分析，期货连续几日的大跌，在一定程度上必会对现货有所影响，市场信心不足。其次自古以来市场就是“买涨不买跌”，在大跌幅度达2000元/吨的氛围中，人内心的恐惧还尚未完全消除，对整体氛围还在选择观望，而生产企业每天的生产还在依旧，库存只会随着时间的推移在慢慢越积越多。而从利多的角度去分析，当前的钢厂招标还在陆陆续续的进行之中，继上周河钢价格敲定后，一直认为钢厂招标已进入尾声，但随之而来的是沙钢硅铁补招，且新的询盘价格在8000元/吨，说明终端市场对当前的现货市场还处于一个认可阶段，从需求方面来看，当前的钢厂利润可观对硅铁的需求也有一个有力的支撑。
当前的市场小编只能说一句剪不断理还乱，还是不要理的好，一切跟着感觉走。钢招还在陆陆续续的继续，对于后市的判断，每个人都有不同的看法。但是如果当前的市场还将继续面临暴跌的话，不排除刚刚复产的企业又会进入大面积阵亡的角色，市场是否又会进入一个死胡同。
②在熔炼后期加入粒子钢，炉内金属液喷溅严重，不能保证安全生产。因此也可以采用另一种加料顺序，先熔化粒子钢，边熔化边往外舀渣，当熔化完毕需加入量（一般40―50％）并达到一定温度时，关闭电源，消除炉内液面“驼峰”，使液面平稳，熔渣会往液面中部聚集，这样便于舀净熔渣。熔渣清除干净之后，可以适当多加些增碳剂。启动电源高功率熔化，边加废钢边加增碳剂直到炉满，加入部分硅铁取样分析。 球铁金属液是一种铁水被饱和的Fe－C－Si－O之合金溶液，其内部存在化学反应与反应平衡问题： 2C＋SiO2→Si＋2CO 铁水温度高于平衡温度时，反应向右，碳被氧化放出CO降碳，是还原反应。低于平衡温度时反应向左，Si被氧化，形成SiO2黑渣，是氧化反应。平衡温度在1390－1420℃之间。故推荐球化处理温度在1450±20℃之间。根据上述资料分析增碳剂合适的加热温度，如果加热温度高于平衡温度时，铁液中的碳被氧化损耗增加，增碳剂的吸收率降低。当加热温度低于平衡温度时，由于温度较低，增碳剂的溶解扩散速度下降，因而增碳剂的吸收率也较低。另外，在实际生产操作中，很难把炉温控制在平衡温度线。提高炉温可以加快增碳剂的溶解和扩散，有利于铁液对碳的及时吸收而缩短碳的氧化时间，尽可能的使吸收远大于损耗，同时也有利于提高熔化速度。所以在熔化前期我们采用大功率高温熔化。 由于粒子钢的含渣量太多，在熔化粒子钢过程中，需要用特制的勺往外舀渣，所以增碳剂不宜与粒子钢混装熔化。当炉料熔化完毕并彻底清净熔渣之后，留下10％的增碳剂作为波动可调空间，其余的全部加入，并加盖保温剂。 在炉内温度升高增碳剂溶解被铁液吸收后，清净保温剂及熔渣，加入部分硅铁，在硅铁上面覆盖保温剂，硅铁的加入量，应在代入硅1.2％左右，这是因为废钢和粒子钢的含硅量都很低，加入部分硅铁，一是为了起到脱氧作用；二是为了缩小后期调整范围，使成分含量更加准确；三是为了铁液成分含量不超过热分析仪的测量范围，避免测量失败。还需要说明的是，无论在任何阶段需要同时添加增碳剂和硅铁时，都要先加增碳剂，待增碳剂熔解扩散被吸收之后，再加增碳剂。这是因为硅具有排碳特性，即硅量的增加，降低了碳在铁水中的溶解度。其目的还是为了提高增碳剂的吸收率。 综上所述，影响增碳剂吸收的因素有：①增碳剂的质量；②铁水的含碳量；③铁水含硅量：④炉料和铁水质量（是否严重氧化）；⑤炉工操作；⑥加入时间及加入方法；⑦炉温控制。 当炉温达到1320℃左右时，清净液面熔渣，取样倒入上海产的“贺利氏”牌热分析仪样杯中。在取样分析的前后时间里，先清理干净液面熔渣，适量加入一些回炉料；当热分析仪结果出来后，调整原铁水的碳、硅含量。 采取有效措施强化孕育：使用孕育剂的种类有75硅铁、增碳剂、硅钙钡复合孕育剂。用增碳剂进行炉内、包内双重孕育；用硅铁进行冲入孕育及浮硅孕育；由大包倒入抬包时加入硅钙钡复合孕育剂进行随流孕育。只要经热分析仪测报含碳量不超上限，出炉前在炉内液面（也称作预处理或预孕育）、在球化包底、以及球化反应结束扒渣后，在球铁液面，酌情适量加放一些细颗粒（0.5―1.0mm）的增碳剂。尽管这样作增碳剂的吸收率较低，但是确能生产大量的“外来晶核”，促进石墨化，有利于石墨的生成。 球化温度的控制。球化温度是根据铸件的大小、铸件壁的厚薄以及材质的不同而灵活掌握的。而且各单位又有各自的习惯作法。如山东临沭兴华机械厂用十吨包处理球铁，当包底有一定的铁水后，为降低下部铁液温度，延缓球化剂的起爆时间，减少反映沸腾，顺包边加放“热铁块”，也便于降温浇注大型铸件，效果很好。濮阳一家铸造厂，用废钢生产球铁，出炉温度1550℃，当包内铁液达到3／4时，停止倒铁水，让球化包内进行球化反映，在包内作球化反映时，炉内剩余1／4的铁水继续升温，包内反映结束并清理浮渣，加孕育剂后再出炉内剩余1／4的铁液，这时炉内铁液温度已是1570℃，用这种方法作球化处理，生产出的铸件内在质量好，无气孔等铸造缺陷。我们在出炉之前的熔化过程中，要经历一个先高温后低温的过程，先高温便于消除铁液中的“遗传性”和促进增碳剂的吸收，后适当低温便于晶核的复生和球化处理。我们在生产实践中，原来的球化处理温度控制在1560－1570℃（用光学测温仪），生产出铸件的硬度偏高，其硬度常在200HBW左右徘徊，时而硬度还有超标现象而影响产品质量。2010年下半年，逐渐降低球化处理温度，现在出炉温度控制在1520℃±10℃左右。 三、产品质量 产品为QT450－10轮毂，造型采用铁模覆砂工艺，球铁的球化级别1－3级，石墨大小6－7级，石墨球密而分布均匀，硬度HB170－190，硬度很少有超过HB200的。铸件实体切割取样作物理实验，抗拉强度≥500MPa（常在500MPa左右），延长率13％－16％（可达22％）。
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