目前，很多铁厂都是由冲天炉改建成中频炉生产铸件，基于一直依赖冲天炉的生产工艺和技术指导思想，导致技术上有些冲突。虽然知道改变，但总没有合适的文件经验指导。因此综合大家所长，列出这篇文章，作为参考。在中频炉生产中，修正指导思想，降低生产成本，提高工艺水平，规避不良操作，得到更多有益的方法和经验！

1、增碳率的控制和增碳剂的使用

　　对于中频炉熔炼灰铁，很多人都认为只有炉前控制住铁水的化学成分和温度，就能熔炼出优质铁水，但事实并非如斯简略。中频炉熔炼灰铁的重中之重是控制增碳剂的核心作用，核心技术是铁水增碳。增碳率越高，铁水的冶金性能越好。这里所说的增碳率，是铁水中以增碳剂情势加入的碳，而不是炉料中带入的碳。生产实际表明，在炉料配比中生铁比例高，白口倾向大；增碳剂比例增大，白口倾向减小。这就要求在配料中要多用便宜的废钢和回炉料，少用或不用新生铁，这种采用废钢 增碳工艺的铁水中存在大量细小的弥散分布的非均质晶核，降低了铁水的过冷度，促使了以A型石墨为主的石墨组织的形成。同时，生铁用量的减少，也减小了生铁粗大石墨的不良遗传作用，而且灰铁的性能也随着废钢用量的增加而提高。在实际生产中就曾发明，在废钢用量约为30%的情况下，同样用废钢、回炉料、新生铁做炉料，在化学成分基本相同时，中频炉熔炼的灰铁比冲天炉熔炼的性能低，强化孕育效果也不显明，这就是废钢用量少、增碳率低的缘故。由此足见增碳对于保证灰 铁的熔炼质量、改善铸铁的组织与性能的重要性。

　　灰铁的性能是由基体组织和石墨的形态、大小、数量及分布决定的，改变石墨形态是转变铸铁 性能的重要道路。比拟而言，基体组织较容易控制，它重要取决于铁水的化学成分和冷却速度。但石墨形态却不容易控制，它要求铁水的石墨化程度要好。而奇异的是只有新增碳才参加石墨化，炉料中的原始碳并不介入石墨化。如果不用增碳剂，熔炼出的铁水固然化学成分及格，温度也合适，孕育也合理，但铁水却表示不佳：看似温度较高，流动性却不太好，缩孔、缩松倾向大，易吸气，易产生白口，截面敏感性大，铁水夹杂物多。这些都是铁水增碳率和石墨化程度低造成的。

　　碳在原铁水中的存在形式主要为细小的石墨和碳原子，从细化石墨的角度斟酌，原铁水中不希 望有过多的碳原子，其势必会减少石墨的核心数，并且碳原子在冷却过程中更易形成渗碳体，而细小的石墨可以直接作为非均质形核核心。细化石墨、增加核心是实现铸铁高性能的症结，增大增碳 剂用量可以增加形核核心数量，进而为细化石墨打下坚实的基础。因此，在实际生产中应强调增碳剂的使用和增碳效果：①增碳剂的吸收率与其C含量直接相关，C含量越高，则吸收率越高。②增碳剂的粒度是影响其溶入铁水的主要因素，实践证实，增碳剂的粒度应以1~4mm为好，有微粉和粗 粒增碳效果都不好。③硅对增碳效果有较大影响，高硅铁水增碳性差，增碳速度慢，故硅铁应在增碳到位后加入，要遵守先增碳后增硅的准则。④硫能阻碍碳的吸收，高硫铁水比低硫铁水的增碳速度迟缓良多。⑤石墨增碳剂能提高铁水的形核能力，吸收率也比非石墨增碳剂高10%以上，故应选用低氮石墨增碳剂。⑥增碳剂的使用方法推举使用随炉装入法，即先在炉底加入一定量的小块回炉 料和废钢，然后把增碳剂按配料量需要全部加入，上面再压一层小块废钢和生铁，之后再边熔化边加炉料。此法简便易行，生产效率高，吸收率可达90%。如果增碳剂的加入量很大，可以分两批加入，先加60%~70%于炉底废钢垫层上，剩下的在继承加废钢的过程中加入。在铁水温度1400~1430 ℃时也可加增碳剂，目的是要把铁水C含量增至达到牌号请求上限。⑦增碳剂的加入时间不可过迟，在熔炼后期加入增碳剂有两方面不利：其一，增碳剂易烧损，碳接收率很低。其二，后期加入的增碳剂须要额定的融化、吸收时间，缓慢了化学成分调剂和升温时间，降低了生产效力，增长了电耗，而且有可能带因由于过度升温而造成的迫害。⑧铁水的搅拌能够促进增碳，特殊是附着在炉壁的石墨团，如果不用适度升平和一定时间的铁水保温，不易溶于铁水，中频炉较强的电磁搅拌对增碳有利。  

2、温度的控制

　　灰铁熔化期的温度不宜过高，一般控制在1500℃以下。如果熔化温度过高，合金的烧损或还原会影响熔炼后期的成分调整。在炉料熔清炉温达1460℃后，取样倏地测验，而后扒净渣，再加入铁合金等残余的炉料。扒渣温度对铁水质量的影响很大，它与稳定的化学成分、孕育效果密切相关，并直接影响到出炉温度的控制。扒渣温度过高，会加剧铁水石墨晶核的烧损和硅的还原、偏高（酸性炉衬中），并产生排碳作用，影响按稳定系结晶；若扒渣温度过低，铁水长时间袒露，C、Si烧损严重，需再次调整成分，延长了冶炼时间，并使铁水过热，增大过冷度，易使成分失控，损坏正常 结晶。

　　出炉温度的控制须保障孕育处理和浇注的佳温度，个别应根据实际情形控制出炉温度为 1460～1500℃，过热温度可控制在 1510～1530℃，并静置5～8min。在1500～1550℃范畴内，提高铁水的过热温度，延伸高温静置时间，会细化石墨和基体组织，提高铸铁的强度，有利于孕育处理，打消气孔、夹杂缺陷和炉料遗传性给铸铁的组织和性能带来的不良影响。如果静置温渡过低、时光过短，增碳剂不能完整溶入铁水中，也不利于铁水的杂质上浮被挑渣除去。但过热温度过高或高温静置时间过长，反而会恶化石墨形态、粗化基体、增大过冷度、加大白口倾向，使铁水已有的异质 核心消散，氧化重大，降低铸铁的性能，并影响出炉温度的控制。如果出炉温度过高，尽管C、Si含量适中，浇注三角试块的白口深度会过大或核心部位涌现麻口。假如呈现这种情况，需调低中频功率，向炉内补加生铁降温增碳。

　　浇注温度也不宜高，否则会使铸件产生严峻的粘砂缺陷，有的甚至难以清算而使铸件报废，而且浇注温度高，过冷度大，不利于A型石墨的形成。浇注温度如果过低，则不利于除气，还会造成 铸件偏硬和出现冷隔、轮廓不清等问题。适当稍低的浇注温度，铁水液态压缩量较小，有助于减少 缩孔，失掉致密的铸件。不同壁厚，不同分量的铸件有着不同的幻想浇注温度，在日常生产中正常 控制浇注温度在1450～1380℃。对厚大铸件必需要确保“高温出炉，低温快浇”。为了缩短等候 铁水温度降至浇注温度的时间，防止孕育衰退，可以通过倒包加静置的方法使铁水疾速降温，以防止产生缩松，提高生产效率。

3 硫和氮的控制

　　中频炉熔炼铸铁没有增硫源，铁水的S含量较低，这一点对于生产球铁有很大的优势。但对于灰铁，低硫而较高的锰会增大铸造应力，使裂纹出现几率大大增加，而且铁水中适量的硫可以改善孕育效果。从前冲天炉生产灰铁，因为焦炭会对铁水增硫，不用担忧硫低。而中频炉生产灰铁，不但不增硫，而且还因大量使用废钢，使S含量更低了（约 0.04％左右）。灰铁中w(S)≤0.06％，将导致石墨形态不好、难以孕育、缩松和白口倾向大。在以往的生产中就发现，但凡有裂纹和白口缺陷的铸件，其石墨形态大都以D、E型石墨为主。电炉铁水要得到畸形的石墨形态，必须要有合适的S含量，硫及硫化物含量低，晶核数量会减少，石墨形核能力降低，白口增大，A型石墨减少，D、E 型过冷石墨和铁素体增加，晶粒粗大，强度降低。而且随着高温铁水保温时间的延长，过冷度持续增大，越是高牌号灰铁，保温温度和时间对过冷度的影响越明显。有材料指出，铁水含量低，共晶团数少，随着S含量的增加，共晶团数急剧增加，而共晶团数量越多，尺寸越细小，铸铁的力学性能越好。因此，中频炉熔炼灰铁一般要把S含量提高到0.06％～0.1％之间，以充散发挥硫的有利作用，改善孕育效果，使铁水的形核数量增加，铸件的金相组织以A型石墨为主，基体组织的 珠光体含量增加，从而改善铸铁的强度和切削加工性能。详细做法是，在熔炼后期调整成分后加FeS增硫，也有采用焦炭作增碳剂，在增碳的同时，也把S含量增至大于0.06％。但S含量也不可过高，因硫是妨碍石墨化元素，过高会增加白口，而且在S含量高时，随着Mn含量的增加，天生的MnS充足起到了异质形核作用，为良好的孕育创造了条件。但当Mn含量大于1％后，生成了过多的MnS偏聚在晶界，弱化了晶界，甚至产生夹渣，降低铸铁的强度。从减少MnS夹渣的角度，应控制S含量小于0.1％，这样容许存在的锰量高一些，对提高灰铁的性能有利。

　　因为中频炉熔炼灰铁大量使用废钢，并跟着废钢配比的增加，增碳剂的用量也随之增大，加之增碳剂含氮较高，所以中频炉铁水的N含量较高。当铁水中N含量大于100-106时，铸件易出现龟裂、缩松和裂隙状皮下气孔缺陷。控制铁水中N含量的有效的方法是将铁水在高温下保温，在保 温时随时间的延长，N 含量将逐步降落。但高温铁水长时间保温会增大过冷度和白口倾向，所以日常生产中应选用N含量低的石墨增碳剂。在必要情况下，可在涂料中加入10％的氧化铁粉，以消除高氮的影响。但灰铁中的氮和硫一样属于限度元素，铁水中微量的氮能使灰铁的晶粒和共晶团细化，基体中珠光体量增加，力学性能提高，对改善灰铁的石墨形态，促进基体组织珠光体化能施展踊跃作用，氮化合物也能作为晶核，为石墨形核发明成长条件。在实际生产中，一般应控制N含量在0.008％以下。

4 强化孕育处理

　　孕育处理时，参加大批人工结晶中心，迫使铸铁在受控的条件下进行共晶凝固，其目的是促进石墨化，降低白口偏向和断面敏理性，节制石墨状态，减少过冷石墨和共生铁素体，适当增添共晶团数，增进构成珠光体，从而改良铸铁的强度和机加工性能。实际生产中的强化孕育处理，是取舍适合的孕育剂和孕育办法，对CE在3.9％～4.1％之间，温度在 1480℃左右的高温铁水用高效孕育剂强化孕育，以得到铸造性能好，力学性能高的灰铁铸件，并非是指加大孕育量。不同的孕育剂有不同的特点，必需依据孕育剂的特征，联合本身生产前提公道抉择孕育剂和孕育方法。通过实验选定并确破合适本企业特色的处理方法后，应严厉掌握工艺进程，以确保铸件质量的稳固。

　　除随流加入孕育剂，控制加入量和随流时间外，预防孕育衰退、提高孕育后果还要留神以下方面：

①因熔炼温度和保温时间的制约，生铁中粗大的石墨片不可能完全消溶，未溶尽的粗大石墨性状会遗传给铸铁，大大对消孕育的作用，所以在实际生产中应尽量减少生铁的用量，以消除生铁的 遗传性，改善孕育效果，提高灰铁的性能。

②应选用含钙、铝、有较多灾熔非均质形核核心的孕育 剂，并控制孕育剂有合适的粒度，因孕育剂的粒度对孕育效果的影响异常大。粒度细致，易被氧化 进入熔渣而失去作用；粒度太大，孕育剂熔解不尽，岂但不能充分发挥孕育作用，而且还会造成偏析、硬点、过冷石墨等缺陷。孕育剂的粒度一般控制在3～8mm（1 吨以下的铁水量），孕育量控制 在约为铁水重量的 0.3％～0.5％。过大的孕育量会使铸铁的收缩和夹渣倾向增大。

③屡次孕育能有效避免孕育消退，改善铸铁内部石墨分布平匀水平，降低铁水过冷倾向，使A型石墨占领率高，长度适中，并促使非自发晶核数目增多，细化晶粒，强化基体，提高铸铁的强度和性能。例如二次孕 育选用存在很强促进石墨化才能的硅钡长效孕育剂，可改善薄壁铸件中石墨的形态和散布状态，增加共晶团，促进造成A型石墨，排除过冷石墨，克制发生游离渗碳体，且可减缓孕育衰退。

④铁水温度对孕育的影响，是在一定范围内提高铁水的过热温度，并坚持适当的时间，可使铁水中残存的未溶石墨完全溶入铁水，消除遗传因素影响，充分发挥孕育剂的作用，提高铁水的受孕能力。过热温度以提高到约1520℃为宜，孕育处理温度控制在1460～1420℃较佳。

5 工艺技术的调整与改进

　　（1）中频炉熔炼灰铁的工艺操作次序：小块回炉料和废钢＋石墨增碳剂＋废钢和新生铁＋回炉料＋铁合金＋合适的孕育。为了改善铁水在高温长时间保温带来的不良影响，基于中频炉温度易于提高、可快捷熔炼的上风，制订“快熔快出”的工艺操作方法，尽量缩短熔化时间，加快熔化速度，使铁水在炉内经化学成分调整、升温后尽快出炉，并加快浇注速度，力争5min左右实现浇注，大限度地缩短铁水在炉内和包内的保温时间。

　　（2）夹渣对铸件质量的影响很大，轻则渺小夹渣割裂基体，降低抗拉强度，严峻的夹渣缺陷能直接导致铸件报废。存在较多夹渣的炉料熔化后，附着于炉壁和存在于铁水中的夹渣受电炉电磁搅

　　拌和铁水浮力作用而陆续上浮，在熔炼后期需频繁、高效地挑渣，特别是高温静置时杂质上浮，应及时挑渣，直至铁水名义干净，无新增浮渣，这对去除夹渣、消除渣孔缺陷、减少夹渣对基体的破 坏作用无比大。

　　（3）因中频炉熔炼灰铁使用了大量废钢和回炉铁，一方面会促成铸铁枝晶石墨的产生和白口倾向的增大、硬度升高，加工性能变差。因此应比冲天炉铁水更加重视孕育，以促进石墨化，细化共 晶团，改变石墨形态，减少白口倾向，使白口或麻口组织变为细珠光体组织，D、E型石墨变为平均分布的A型石墨，提高铸件不同壁厚处组织的匀称性，达到提高铸铁性能的目的。另一方面，废钢用量的增大，使铁水S含质变低，在 w(S)≤0.06％时，易导致孕育困难，一般用 FeSi75 孕育处理 作用不显著，应采取增硫措施。

　　（4）薄壁铸件的白口缺陷严重，机加工难题，赝品率高。解决这一凸起问题首先要杜绝使用合金钢废钢，适当提高CE，并控制处理前铁水的Si含量在1.6％以上，S含量大于0.06％，加大孕育量至0.5％，使铁水形核数量增加，石墨形核能力提高，促进A型石墨的形成，抑制D、E型石墨的产生，基体组织中珠光体量增加，铸铁的过冷度和白口倾向减小，强度和切削加工性能改善。合理地控制灰铁的微观组织是改善灰铁加工性能的要害所在，在必要情况下，可在出铁前向包中加入2％的清洁无锈小块生铁，有效增加石墨质点，消除白口。

4．对于提高灰铁铸件质量和性能的一点见解

　　业内人士都晓得：化学成分基原形同、金相剖析基础一致的国产铸件与进口铸件的应用性能跟光洁度相差很大；同碳当量的进口铸件较国产铸件高 1～2个牌号；硬度高于国产铸件的入口铸件，切削加工机能反而优于国产铸件。造成这些景象的起因是进口铸件的材质污浊度和碳当量高，搀杂物和游离碳化物少，组织平均性好。

　　铸铁件的内在质量、外观质量以及是否会形成铸造缺陷与铁水的各方面因素亲密相干，高品质的铁水是获得优质铸件的根本重要的先决条件。而铁水品质又由铁水温度、化学成分、纯净度这些因素所决议。中频炉熔炼灰铁获得高于1500℃高温和准确化学成分的铁水十分轻易，铁水中的每个元素对铸铁的凝固结晶、组织和性能都有一定的影响和作用；铁水过热温度的高下直接影响到铁水成分和纯净度，其在一定规模内提高，能使石墨细化、基体组织致密、抗拉强度提高、铸造性 能改善，铁水中的杂质也更易于上浮被清渣除去。只有铁水的纯净度，至今仍停留在高温熔炼、聚渣剂、过滤网这些层面上。实在业内专家都清楚，通过这多少种办法是难以获的高干净的铁水的，只能使情况改善，而对于铁水的深度净化、铸造缺陷的发活力理分析及防备却少有研讨，鲜见对策。存在于铁水中的各种有害气体和非金属夹杂物，在铁水凝固后留存于铸件中，造成种种铸造缺陷，影响了铸件的使用性能；由非金属夹杂物形成的硬质质点，导致铸件切削加工艰苦；而铁水中含有 的杂质有害元素，更是直接影响了铸件的组织和性能。恰是这些因素造成了国产铸件的综合质量长 期低于进口铸件。因而，咱们应鼎力提高铁水的冶金质量，尽力以获取有害元素和睦体含量低、夹杂物少的高洁净铁水为目的，在目前的灰铁中频炉熔炼工艺基础上，进一步完善现代铁水净化技术和工艺流程，确保用于浇注的铁水必须是高纯净度铁水，进而才干确保铸件的高质量和高性能。

5．结语

　　（1）中频炉熔炼灰铁，废钢要有必定的配比，普通应占炉料的 50%以上。应选用低氮石墨增碳剂，并保证高增碳率，以利于取得石墨化程度好、白口和缩松倾向小的优质铁水。同时，大量使用废钢和回炉铁，少用或不用新生铁，清除粗大石墨的遗传影响。并应用生铁与废钢的价差及夜间电价低谷熔炼，可使生产本钱大幅降低。

　　（2）中频炉铁水的S含量一般较低，应采用增硫措施把铁水S含量提高到0.06%~0.1%之间，增大形核能力，增加晶核数量和珠光体含量，改善石墨形态,并细化石墨，促使形成A型石墨,浅析穿着装备中的光学心率传感器，改善孕育效果和切削加工性能，提高强度。  

　　（3）通过采取废钢增碳工艺+恰当提高CE和Si／C比+快熔快出的操作方式+强化孕育处置等出产技巧，把持铁水过热温度在1510~1530℃，出炉温度在 1480~1500℃，到达减少锻造缺点、增强灰铁性能、进步铁水要求和铸件品质、下降成品率的目标。

　　（4）铁水品质是影响铸铁件质量的主要因素，达不到高品质的铁水就不可能有高质量的铸件。应在目前中频炉熔炼灰铁的工艺基本上，着力提高铁水的纯净度，进一步完美铁水污染技术和工艺流程，以确保灰铁铸件的高品质和高性能。