无芯感应电炉熔炼灰铸铁的技术应用与发展(上)- .pdf

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1、无芯感应电炉熔炼灰铸铁的技术应用与发展(上)中国铸造协会顾问李传杖无芯感应电炉熔炼铸铁，从20世纪30年代采用大的差异。电动机驱动的变频电源开始，随后用50／60Hz的工(1)冲天炉内有高温过热区冲天炉熔炼过程频电源，后来又进而发展到采用变频中频电源。中，在底焦层内氧化带和还原带之间，有一高温过60年代后期，晶闸管静态变频电源的应用，导热区，温度一般在1700~C左右，高温运行的冲天炉致铸铁行业中采用无芯感应电炉作为熔炼设备的企还会更高一些。业逐渐增多，尤其是70年代逆变电源的开发，中感应电炉熔炼时，炉内不存在这样的过热区。频无芯感应电炉的电源有了重大改进，频率转变效(2)铁液中

2、的硫含量冲天炉熔炼时，炉料中率可提高~1J97％～98％，熔化铸铁时热效率可达到生铁锭所占的配比较高，其硫含量一般都高于废70％，同时，电炉设备和所用的耐火材料也在不断钢。而且炉料在熔化区熔融后，以细小液滴状下落发展，因而其应用日益广泛。的过程中，流经硫含量较高的焦炭，二者接触的界对于不适于采用长炉龄大型冲天炉的中小型铸面面积大。液滴到达炉缸后，所有的铁液都积存于铁企业，用无芯感应电炉熔炼主要有如下优点：焦炭块之间的空隙中。因此，熔炼灰铸铁时，铁液(1)熔炼时排出的废气、烟尘和炉渣大幅度中的硫含量较高，W通常都在0．1％左右。减少，便于治理环境和改善作业条件。无芯感应电炉熔炼铸铁

3、时，由于炉料中废钢多(2)可利用廉价的金属炉料，尤其是便于循而生铁锭少，配料中硫含量本来就低，再加以熔炼环回用加工的切屑和边角余料。过程中完全不与焦炭接触，没有从焦炭中吸收硫的(3)生产安排的灵活性较好。过程，如果不特意在配料中加硫，则熔炼得到的铁(4)铸铁的化学成分和温度比较均匀且易于液中硫含量较低，W一般都在0．04％以下。控制。(3)铁液中的氧含量冲天炉熔炼过程中，未但是，感应电炉熔炼的冶金过程与冲天炉有很大熔的金属炉料、铁液与炉气接触的界面大、时间的差别，如果不能切实了解其冶金特点，从而正确长，熔炼制得的铁液中氧含量较高，一般为W。=安排熔炼和各项后处理作业，则生产灰铸铁

4、件时，0．004％～0．006％。往往会出现显微组织不符合要求，以及铸件的加工无芯感应电炉熔炼铸铁时，金属炉料与炉气接性能恶化等各种问题，不能确保铸件的质量要求。触的时间很短，熔融的铁液与炉气接触的界面很小，铁液中的氧含量相当低，W。一般为0．002％左一、感应电炉与冲天炉熔炼过程的不同右，甚至更低一些。冲天炉是以焦炭为燃料的竖炉，无芯感应电炉高炉熔炼的铸造生铁，氧含量比废钢高得多。则是以电感应加热的坩埚炉，熔炼过程当然会有很少用或不用生铁，代之以废钢，也是感应电炉熔炼大的差别，即使熔炼得到的铁液化学成分相近，的铁液中氧含量较低的重要原因。其在凝固过程中发生共晶转变的条件却有很大

5、的不(4)铁液中的氮含量冲天炉熔炼过程中，虽同，因而，铸件的微观组织和某些性能也会存在较然铁液与炉气接触的时间长，接触的界面大，但是26胱锄曩错造参：，‘磊『两秘删工。由于铸铁中的碳、硅含量较高，溶于铁液中的氮并＼不很多，wN一般为0．004％～0．007％。铸铁中含有、、＼ll、＼＼少量的氮，铸件中不易产生气孔，还有促成珠光体．＼＼＼、＼＼＼’’撼、、＼＼的作用，有助于改善铸铁的力学性能。口、‘一—、皿、＼、＼无芯感应电炉熔炼铸铁时，炉料中配用的废钢扯矿一＼、、、、～—0蠖=—～量较多。废钢中的碳、硅含量都低，氮含量比铸铁——，＼t中的高得多，因此，感应电炉熔炼的铁液中氮含量要

6、高一些。一般说来，炉料中废钢用量为15％时，7碳含量(质量分数，％)铸铁中WN=0．003％~0．005％；废钢用量为50％时，图2不同熔炼条件对白口宽度的影响0．008％0．012％；炉料全部为废钢时，wN高达：0．014％以上。a二冲天炉熔炼，。=1．5％；bt-感应电炉熔炼，-2·％；如果铁液中w>0．01％，铸件就易于因氮析出6感应电炉熔炼，w，=2D％}6，感应电炉熔炼，。一：‘由图l、图2可见，熔炼条件不同的铸铁，共晶而产生气孔。因此，用感应电炉熔炼时，要注意防结晶时特性差别很大。感应电炉熔炼的铁液过冷度止因氮而致的气孔。(5)对铁液的搅拌作用冲天炉熔炼过程中，大，其

7、原因主要有以下三个方面。炉料熔化后，只在液滴下落的短暂时间内有些扰(1)共晶结晶时晶核的数量减少冲天炉熔炼动。铁液进入炉缸或前炉后，除内部有轻微的对流时，从炉料开始熔化到铁液自炉中流出所经历的时间很短，~JlOmin。感应电炉熔炼时，从炉料开始外，基本上没有搅拌作用。感应电炉熔炼过程中，熔融的铁液内部自始至熔化到出铁一般要经1h左右，而且又有感应加热所特有的搅拌作用，易于使铁液中微细的碳质晶核溶终都有感应磁场的搅拌作用。干铁液。与此同时，在共晶结晶时可作为异质晶核二、铁液共晶结晶