复习指导：铸铁的一般安全技术方法（二）

　　5、铸铁的熔炼

　　5.1熔炼对保证铸件质量的重要性

　　熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节。铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等，这些都与铁液方面因素有直接的关系。如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响，而熔炼的铁液化学成分是否符合要求，则对铸件的机械性能有直接的影响。铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度，而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。随着机械制造科学的发展，对铸铁提出薄壁、高强度的要求，铸件的最小壁厚由过去4~6mm减小至2~3mm，这要求相应提高铁液浇注温度。铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响，如灰铸铁件的质量指标（GZ），即与铁液温度有显明的关系。在球墨铸铁生产方面，熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件。

　　5.2对铁液质量的基本要求

　　5.2.1出炉温度

　　不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330-14100C.在一般情况下，铁液的出炉温度至少比浇注温度提高500C，故根据铸铁牌号（自HT100至HT350）和铸件结构条件的具体情况，铁液出炉温度应不低于1380-14600C.当需要浇注特薄（2-4mm）铸件时，出炉温度还应提高20-300C.为了满足浇注铸件的需要，不同牌号可锻铸铁的出炉温度应不低于1460-14800C.对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁，在其球化一孕育处理过程中铁液的温度会有显著的下降，为了补偿铁液的温度损失，需相应提高铁液的出炉温度。

　　5.2.2化学成分

　　熔炼得到的铁液化学成分需要满足铸件的规格要求。

　　用冲天炉熔炼时，配料计算是保证铁水化学成分合乎要求的首要环节。即根据铁水化学成分的要求，考虑冲天炉在熔炼过程中元素的变化和炉料的实际情况，计算出各种金属炉料的配合比例。

　　各种牌号铸铁要求的化学成分随铸件壁厚和铸造方法而异。例如，HT20-40铸铁的化学成分范围为：C3.3-3.5%、Si1.5-2.0%、Mn0.5-0.8%、S<0.12%、P<0.25%.

　　所用铁合金为含硅45%硅铁，含锰75%的锰铁。

　　熔炼过程中元素的变化为：Si –15%、Mn –20%、S +50%.

　　其配料计算如下：

　　（1）计算炉料中各元素的变化

　　a） 炉料含碳量： C铁水% = 1.8% + 0.5 C炉料%

　　已知铁水所需的平均含碳量为3.4%，按上式算得 C炉料%=3.2%；

　　b） 炉料含硅量： 已知铁水所需的平均含硅量1.75%，硅的熔炼烧损为15%，则Si炉料=1.75/（1-0.15）=2.06%；

　　c） 炉料含锰量

　　已知Mn铁水=0.65%，熔炼烧损20%，故Mn炉料=0.65/（1-0.20）=0.81%；

　　d） 炉料含硫量

　　已知S铁水=0.12%，增硫50%，则：S炉料=0.12/（1+0.5）=0.08%；

　　e） 炉料含磷量 磷在熔炼过程中变化不大，P炉料=P铁水<0.25%

　　综合上列计算结果，所需配置的炉料平均化学成分为：

　　C炉料3.2%、Si炉料2.06%、Mn炉料0.81%、S炉料<0.08%、P炉料<0.25%

　　a） 回炉料的配比

　　主要取决于废品率和成品率，它随具体生产情况而变化。此处取20%.

　　b） 新生铁和废钢配比

　　设新生铁为χ%，则废钢为80%-χ%.按炉料所需含碳量为3.2%，新生铁、

　　废钢、回炉料的含碳量各为4.19%、0.15%、3.28%，可列出下式：

　　4.19χ+0.15（80-χ）+3.28′20=3.2′100

　　得出χ=60.0%.故铁料配比为：Z15生铁60%、废钢20%、回炉料20%.

　　（3）然后按上述配比及各种炉料的成分。

　　（4）计算铁合金加入量

　　a） 硅铁加入量

　　今缺硅量0.67%，亦即每100公斤炉料需加硅0.67公斤。所用硅铁含硅量为45%，故每100公斤炉料需加硅铁量为0.67/0.45=1.5公斤

　　b） 锰铁加入量

　　同上法计算，每100公斤炉料需加入含锰75%的锰铁为：0.12/0.75=0.16公斤。

　　（5）制定配料单

　　根据配比和层铁量，确定每批炉料中各种炉料的重量，写出配料单。设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成为：生铁：500′60%=300公斤、废钢500′20%=100公斤、回炉料：500′20%=100公斤、45%硅铁：500′1.5%=7.5公斤、75%锰铁：500′0.16%=0.8公斤。

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