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铸铁平台生产前期的质量控制
本文导读：一般铸造用生铁按GB718-82选用,球墨铸铁用生铁按GB1412-78选用。标准按化学成分将生铁分国若干组、类、级,但不考虑含碳量。用户根据含硅量选择生铁牌号,根据含锰量选择组,根据含磷量选择级,根据含硫量选择类。具体选择哪一种,要根据不同铸件的要求
- 一、金属炉料
- 1． 生铁
一般铸造用生铁按GB718-82选用，球墨铸铁用生铁按GB1412-78选用。标准按化学成分将生铁分国若干组、类、级，但不考虑含碳量。用户根据含硅量选择生铁牌号，根据含锰量选择组，根据含磷量选择级，根据含硫量选择类。具体选择哪一种，要根据不同铸件的要求，例如球墨铸铁要严格限制生铁中硫和磷的含量（一般P含量＜0.1%，S含量＜0.03%），而一般灰铸铁用生铁的硫磷含量却可放宽（如P含量＜0.2%，S含量＜0.06%），耐磨铸铁使用的生铁合磷量可以更高（如P含量＜0.4%）。硅和锰不是有害无素，可根据需要选择。由于硅锰含量可通过加入锰铁和硅铁进行调整，特别是需要孕育处理的铁水中还要加硅，故生铁中硅和锰的含量一般不应高于铁水中的要求含量。生铁表面应当清洁，但允许附有石灰和石墨。入库后应按规格分别堆放，不得混杂。需采样复验时，分析试样按GB719—65《生铁的化学分析用试样采取法》的规定采样，化学分析方未能按GB223.1~223.7-81《钢铁及其合金分析方法》和YB35（1~28）—78或能保证标准规定的准确度的其他方法进行。
- 2． 回炉料
回炉料主要是本厂的浇冒口和废铸件。回炉料不得有严重的锈蚀、油污及泥砂杂质，冲天炉用回炉料块度不得超过表3-1的规定。
表3-1 回炉料的块度
| 冲天炉吨位/（t/h） | 长度/mm | 质量/（kg/块） |
| ＞10 | ≤400 | ≤20 |
| 5~7 | ≤300 | ≤15 |
| 2~3 | ≤200 | ≤10 |
| ≤1 | ≤100 | ≤5 |
| 浇冒口及芯骨必须破碎成条状，其长度＜200mm | ||
不同牌号的回炉料应分类堆放，不得混杂。否则，不仅合金液的成分不易控制，而且一种合金的成分对另一种合金来说可能是有害杂质，如果相互混杂可能降低合金的力学性能或出现缺陷。例如铸铁中如果混入铝镁等合金可能使铸件产生针孔，混入碲、铋等激列反石墨化的无素，将使杰铸铁和球墨铸铁形成白口组织。铁对铝合金来说是有害杂质。
不同牌号的铝合金，有些元素对这几种铝合金元素，而对另几种铝合金却是杂质。因此，各种回炉料不仅要分类堆放，而且要仔细检查其中是否混杂有其他金属（特别是要注意金属镶块、衬套等）。间断生产用熔炉的回炉料块度没有像冲天炉那么严格的要求，以能置入炉膛为限度，但决度太大将降低熔炼速度。
- 3． 废钢
一般应使用普通碳素钢和低合金结构钢，特殊钢未经技术主管部门同意不得用作废钢。表面有严重锈蚀（厚度超过1mm）时，需用清理滚筒或其他方法除锈后才可使用。废钢进厂后应进行仔细检查，将混入的铸铁，高合金钢和有色合金排拣干净，对成分不明的废钢应取样分析或火花鉴别，然后按成分分别堆放。
冲天炉用废钢的块度不应超过表3-2的规定。
表3-2 冲天炉用废钢的块度
| 冲天炉吨位/（t/h） | 长度/mm | 质量（kg/块） |
| ＞10 | ≤400 | |
| 5~7 | ≤300 | |
| 2~3 | ≤200 | ≤5 |
| ≤1 | ≤100 | ≤2 |
- 4． 铁合金
常用铁合金主要元素平均含量见表3-3。各类合金必须按其合金含量分类保管，不得混杂。各类合金使用时的块度见表3-4。炉外加入的孕育硅铁的粒度见3-5。
表 3-3 铁合金主要元素平均含量
| 合金名称 | 硅铁 | 锰铁 | 铬铁 | 钼铁 | 钛铁 | 磷铁 | 钒铁 | 硼铁 |
| 主要元素平均含量/% | ≥75 | ≥65 | ≥50 | ≥55 | ≥25 | ≥15 | ≥4 | 14~19 |
| 元素偏差/% | ±5 | ±5 | ±5 | ±3 | ±4 | ±2 | ±2 | ±2 |
表3-4 合金使用时的块度
| 合金种类 块度/mm 冲天炉吨位/% |
炉内加入 | 炉外加入 | ||
| 硅铁 | 锰铁 | 铬铁 | 钼铁 | |
| ≥10 | 60~150 | 60~150 | 40~100 | 2~5 |
| 5~7 | 40~100 | 40~100 | 40~100 | 2~5 |
| 2~3 | 30~50 | 30~50 | 40~100 | 2~5 |
表3-5 炉外孕育硅铁的粒度
|
铁水质量/kg |
＜200 |
200~1000 |
1000~4000 |
|
粒度/mm |
2~5 |
5~10 |
10~15 |
对所有金属炉料都必须提出块度要求。如生铁、废钢和回炉料块度过大，不仅降低熔化速度，而且炉料容易搭棚，使熔化过程不能正常进行，从而降低铁水质量。而铁合金如果块度太大则不易熔化，造成铁水化学成分不稳定，块度太小，则容易氧化。生产球墨铸铁用的球化剂，目前国内普遍采用稀土镁合金，这种合金已有商品供应，
但铸造厂往往根据铸件材质需要及原材料情况自己熔制中间合金。自制时，为保证成分的均匀，每熔制一批，经集中破碎混合后，取样五个（每个一小包）进行成分分析，然后取平均值。稀土镁合金的块度对球化质量有重要的影响，尤其是用冲入法球化处理时。粒度太小，沸腾强烈，合金的吸收率降低，造成球化不良；粒度太大熔化及沸腾滞后太多，合金容易漂起，也降低吸收率。合适的粒度见表3-6。
表3-6稀土镁合金的粒度
|
铁水质量/kg |
＜200 |
200~100 |
＞1000 |
|
稀土镁合金粒度/mm |
5~15 |
8~20 |
10~25 |
- 5． 各种金属材料
熔制有色合金时，还要用到各种金属材料，如铝、镁、铜、锌、铅、锡、锑、镍、锰等。这种新金属料包括一次工业纯金属和一次合金。一次合金大都由冶金厂供应，有时也可以是铸造厂熔制的预制合金锭，可用它直接重熔而制得工作合金。
新金属料的纯净程度要比生铁和废钢要求高得多，困此材料入库后应保存在通风良好、洁净和无腐蚀介质的环境中。材料应按牌号、炉号分类堆放在有防潮能力的材料（如木板）上，不得与吸水物质和其他金属接触。
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