淨化鐵水的新方法
近年來，中國機械製造業在與國際接軌的過程中，為中國製造業帶來了劃時代的飛躍。 特別是汽車製造、風力發電、冶金機械等傳統和新興產業的快速發展，加上國際製造業向中國和亞洲國家轉移的新趨勢，為中國傳統鑄造業注入了生機和活力，使得中國鑄造業獲得了生存和發展的空間。
誰擁有新技術、新工藝、新產品，誰就能在激烈的市場競爭中率先獲勝。 鑄件產品質量的不斷提高，特別是國外高端鑄件對鐵水質量的嚴格要求，使我們面臨新的挑戰和新的矛盾。 如何獲得高清潔度的優質鐵水，並採取有效的鐵水淨化措施，生產出優質的鑄造產品，已引起國內鑄造行業的廣泛關注和高度重視。 接下來，我將詳細闡述“突破鑄造瓶頸，探索鐵水淨化新途徑”的命題。
鐵水純度對鑄件質量的影響
眾所周知。 影響鑄件質量的因素很多。 如造型、工藝流程、原材料質量、工人素質、鐵水質量、熱處理工藝、鑄造加工等。但鐵水質量是影響鑄件質量的重要因素。 傳統鐵水質量的概念由三大指標組成：鐵水溫度、化學成分和純度。 根據目前添加各種金屬生產合金鐵水的趨勢，某些金屬元素在優化鐵水金相組織的同時也帶來了金相組織的偏析問題。 目前，精確控製鐵水的溫度和化學成分已經不是問題，很多方法都行之有效。 儘管對鐵水淨化和金相組織均勻性問題的研究引起了國內眾多廠家的關注，但尚未制定出具體可行的措施。 在一些分析鑄件缺陷發生機制及預防措施的專著中，更多地關注造型和工藝設計問題，以及鐵水純度低、金相組織均勻性差與鑄件缺陷形成的因果關係。已被忽略。 在思考各種鑄造缺陷的形成機理時出現了誤區。
- 首先，在鑄件的生產中，由於鐵水不純，金相組織的均勻性是客觀的，沒有必要質疑。 因為鐵水在熔煉、回火、加入各種金屬元素的過程中。 水中存在各種有害氣體和各種非金屬夾雜物，並因材料特性、熔點、密度、加入某些金屬元素過程中的粒徑等因素而異。 很難確保它們在鐵水中均勻熔化。 這些因素的客觀存在和影響，在鐵水凝固後造成了各種鑄造缺陷，影響了鑄件的性能：非金屬夾雜物形成的硬點也影響了鑄件的切削性能。
- 其次，在化學成分相同、金相組織相同的情況下，我們發現在對標國產件和進口件的過程中，進口件往往比國產件高1-2個等級：進口件的硬度高於切削件國產零件的性能。 相反，國產鑄件優勢的主要原因是材料金相組織的均勻性好。
鐵水不純的原因分析
鐵水中各種有害氣體和各種非金屬夾雜物的產生原因，在許多鑄造專著中都有詳細論述。 目前，鑄鐵中非金屬夾雜物、矽鐵合金孕育劑、稀土球化劑、稀土蠕化劑等造成的鐵水雜質和均勻性差，佔鑄件廢品率的60%以上。
據了解。 現在矽鐵廠家受制於二氧化矽和廢鋼資源的限制，受成本降低的驅動，多數廠家採用廉價的氧化鐵皮（含氧化鐵60%左右）替代相對昂貴的廢鋼； 將二氧化矽裝入爐中。 矽含量低於國家標準，二氧化矽含量低於98%以次充好； 為追求高收率和低電耗，矽鐵爐溫低直接導致矽鐵產品純度低，夾渣量大。 這種增加對鑄造非常有害。 由於碳化矽的熔點高達2℃以上，我們常規的鐵水溫度很難將其熔化並殘留在鐵水中，形成鑄造缺陷。 尤其在灰鐵冶煉中，較為突出的積渣劑難以完全消除。
在生鐵生產方面，優質鐵礦石資源日益稀缺。 一些製造商重新開採過去廢棄的低品位鐵礦石來生產鑄鐵。 這些公司通常使用200立方米以下的高爐進行冶煉。 高爐溫度不配備熱風爐。 礦石中的有害元素燃燒不干淨。 除了原料製備不合理外，生產出來的鑄鐵的純度也存在嚴重問題。 將各種雜質和氧化物帶入鐵水中。 球化劑生產中的問題也很突出。 由於國家對稀土資源的控制
尤其是包頭白雲鄂博稀土礦的嚴格監管，迫使國內大部分球化劑生產企業都在四川冕寧以回收的稀土原料生產球化劑。 它的吸收率和使用效果大大降低，使原本不純的鐵水變壞。
上述直接影響鐵水純度的原因應引起重視，採取有效措施加以解決。
鐵水淨化的具體措施
以一汽鑄造有限公司為龍頭，包頭星火稀土鐵合金有限公司專門將冶煉、冶煉兩大產業鏈有機結合，有效解決鐵水淨化難題，解決難多年來困擾鑄造產業鏈的問題，突破鑄造瓶頸，並在生產中提出具體解決方案如下。
- (1)採用1500℃以上高溫熔煉是提高鐵水淨化的有效措施，特別是沖天爐熔煉使用的熱風或富氧空氣能有效提高鐵水質量，使質量鐵水淨化和均勻。 對此，國內與國外的巨大差距應引起高度重視，逐步縮小這方面的差距。
- (2)大量使用高純度廢鋼。 如果工藝允許，增加廢鋼的投入替代生鐵，通過增碳可以顯著提高鐵水的純度。 我們在考察歐洲一些著名的汽車鑄造企業時，通過對他們的煉鐵工藝和鑄造爐料的分析比較，發現一個普遍的問題，就是在鐵水的淨化上做文章，以及大量使用鐵水。廢鋼代替生鐵是基本措施之一。 . 例如，我公司為一汽-大眾特約鑄造廠生產的汽車發動機用球鐵曲軸廢料量已達到70%，下一步將在資源穩定後提高到90%。 目前球鐵曲軸綜合報廢率在2%以下，得到德方認可，完全替代德國進口產品。 材料質量和加工性能達到國際先進水平。
- (3)採用稀土鎂合金包芯線作為球化劑，減少了塊狀球化劑給鐵水中帶來的雜質，提高了球化後鐵水的純度，同時球化率達到90%以上。 我們在一些需要高球化等級的出口鑄件上採用了這種工藝，並取得了良好的效果。 因為稀土鎂合金包芯線是高純度材料，其吸收率比塊狀球化劑高30%。
- (4)鑄鐵必須在200m3以上的高爐中生產，這一點很重要。 市場上的生鐵質量參差不齊。 生鐵中的一些微量有害元素對鑄件質量的影響不容小覷。
- (5) 其他爐料，如矽鐵、稀土球化劑、孕育劑、稀土硃砂劑、稀土母合金等。我們要求稀土鐵合金廠家採用稀土冶煉完整的除渣工藝，淨化其中的雜質。這些電荷出去獲得極純的材料。 以矽鐵為例，必須使用高檔矽鐵，即國際通用的矽鐵含量在75%以上的矽鐵，作為孕育劑的矽鐵質量要嚴格控制，保證成分均勻並防止鑄件結塊。 過大導致冷凝時組分偏析不均勻。 目前國內很多企業對此並沒有給予足夠的重視，還在使用矽含量基本在72%下限的國標矽鐵。
- (6)解決鐵水均勻性的辦法是使用中間合金。 一些必須適量添加的高熔點或低熔點金屬元素，在傳統的爐前添加方法中，不是單獨添加，而是交給鐵合金製造商，由鐵合金製成特殊的中間合金。解決了以前的產業鏈問題。 過去，我們採用將各種金屬加入電熔爐或加入鐵水包的方法來調整爐前鐵水的成分。 從實際效果來看，存在以下不足。 由於鐵水溫度的限制以及加入的某些金屬與鐵水的熔點和密度不同，容易產生鑄件金相偏差。 然後利用鐵合金生產企業的設備和工藝特點及其專利技術，通過生產我公司目前使用的鉻錳矽合金添加劑、稀土鉻鉑-錳矽合金添加劑和矽鈣錳合金添加劑。 合金熔化和均勻性問題大大降低了硬點的發生率。 根據各種材料的特性、熔點、溫度、密度、粒度等，通過合成或提純技術生產出一種新型中間合金，作為球化劑、蠕化劑、合金添加劑或孕育劑處理鐵水，而不是在澆鑄爐前單獨添加某些金屬元素的方法。 由於該合金的生產採用全除渣混合冶煉新工藝，有效解決了稀土與各種金屬的有機結合，使稀土及其他中間合金的技術成分非常穩定、準確、純淨。並且沒有雜質。 通過鑄件的金相分析，使用中間合金組織均勻，使用穩定，大大提高了鑄件的成品率。 後來成為降低鑄件廢品率的基本措施之一。 目前，國內外鋼鐵企業也採用添加中間合金精煉鋼水的方法生產優質鋼。
通過採取上述措施，有效淨化了鑄件中的鐵水，大大提高了我公司鑄件的內在質量。 我公司生產的解放卡車的各種鑄件以其優良的品質受到用戶的好評。 由於鑄件質量的提高，汽車鑄件的市場也在不斷擴大。 同時，推動一汽-大眾公司部分鑄件的國產化。 這一切都源於我們在鐵水淨化領域所做的一些探索性工作，並取得了令人矚目的成果。 令人滿意的結果。 不僅實現了鑄造工藝控製過程中難點的突破，而且提高了鑄件質量，提高了鑄件生產的成品率，取得了良好的經濟效益。
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