合成鑄鐵的案例
實例分析：熔煉合成鑄鐵石墨增碳劑如何顯著提高鑄企效益？
7 合成鑄鐵的熔煉中 C、Si、Mn 的控制
由于合成鑄鐵配料，爐料中帶入的S、P極低，合成鑄鐵熔煉質量控制的關鍵是C、Si、Mn的控制，傳統熔煉C主要依靠配料來保證，但合成鑄鐵的熔煉由于C受增碳劑的類型、粒度、加入方法、以及增C過程溫度的影響，C吸收率變化大，因此，C必須依靠配料、嚴格的熔煉工藝及爐前快速檢測來調整，爐前快速檢測主要以快速熱分析儀和直讀光譜儀。對于酸性爐，合成鑄鐵的熔煉Si較為穩定，依靠配料控制，但合成鑄鐵液在1580℃以上于酸性爐內停滯時間太長，回出現C快速下降，Si快速大幅增高。合成鑄鐵的Mn通過調Mn造渣輔料的加入量來控制。
8 合成鑄鐵的生產應用實例
8.1 采用電爐合成鑄鐵工藝生產高韌性球鐵
風電球鐵鑄件國內大多采用樹脂砂造型制芯，中頻電爐或電弧爐熔煉工藝鑄造。在中頻爐熔煉下利用工業碳素廢鐵熔煉合成鑄鐵的工藝。經陜西、廣東、浙江、山東、遼寧等鑄造廠生產球鐵5萬t以上應用證明，應用合成鑄鐵生產技術在不增加鑄造企業設備投入，不增加人力投資情況下，降低高韌性球鐵直接生產成本約1000元/t左右（采用合成工藝熔煉 1t 鐵液節約成本：5.948 – 4.896 = 1.052 元）。對于1個年生產球鐵2萬t鑄造廠1年降低生產成本約2000萬元，同時廢品率降低可降成本約400萬元左右。
展開 廢鋼生產合成鑄鐵要點分析：感應電爐熔煉配料、元素影響及碳化硅的使用
配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄鐵
鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量。生鐵中存在具有遺傳性的粗大的過共晶石墨，在熔化過程中難以完全消除，使凝固過程中產生的石墨化膨脹作用削弱，鑄件的致密性降低，鐵液收縮傾向增大，同時粗大的石墨還加大對基體的割裂作用，降低材料的性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得更好的力學性能。
在生產合成鑄鐵時，增碳劑的選用非常重要，尤其對致密性要求高的薄壁高強度的缸體缸蓋鑄件，一定要采用經過高溫石墨化的增碳劑，增碳劑中硫和氮的含量是衡量增碳劑品質的重要指標。
(1)采用未經過高溫石墨化的增碳劑，這種增碳劑中雜質多，灰分多，并且需要較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短，就會出現假增碳的效果，即爐內鐵液的上部分碳含量在范圍內，下部分碳含量低于范圍，這種鐵液澆注鑄件，很容易出現縮松。經過高溫石墨化處理的增碳劑，碳原子從原來的無序排列狀態過渡到片狀石墨的有序排列狀態，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，從而促進石墨化。
(2)未經過高溫石墨化的增碳劑含有較高的氮和硫，會使鐵液中氮的含量增加，生產合成鑄鐵時加入大量廢鋼，廢鋼中也含有大量的氮，使鐵液中氮含量升高，當鐵液中氮的含量超過0.01%，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含量超過0.014%時更甚。
展開 廢鋼生產合成鑄鐵的幾大要點分析，感應電爐熔煉配料、元素影響、及碳化硅的使用！
配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄鐵
鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量。生鐵中存在具有遺傳性的粗大的過共晶石墨，在熔化過程中難以完全消除，使凝固過程中產生的石墨化膨脹作用削弱，鑄件的致密性降低，鐵液收縮傾向增大，同時粗大的石墨還加大對基體的割裂作用，降低材料的性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得更好的力學性能。
在生產合成鑄鐵時，增碳劑的選用非常重要，尤其對致密性要求高的薄壁高強度的缸體缸蓋鑄件，一定要采用經過高溫石墨化的增碳劑，增碳劑中硫和氮的含量是衡量增碳劑品質的重要指標。
(1)采用未經過高溫石墨化的增碳劑，這種增碳劑中雜質多，灰分多，并且需要較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短，就會出現假增碳的效果，即爐內鐵液的上部分碳含量在范圍內，下部分碳含量低于范圍，這種鐵液澆注鑄件，很容易出現縮松。經過高溫石墨化處理的增碳劑，碳原子從原來的無序排列狀態過渡到片狀石墨的有序排列狀態，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，從而促進石墨化。
(2)未經過高溫石墨化的增碳劑含有較高的氮和硫，會使鐵液中氮的含量增加，生產合成鑄鐵時加入大量廢鋼，廢鋼中也含有大量的氮，使鐵液中氮含量升高，當鐵液中氮的含量超過0.01%，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含量超過0.014%時更甚。
展開 從配料到孕育處理，看感應電爐熔煉灰鑄鐵的若干問題！
3.3生產合成鑄鐵時，一定要選用經過高溫石墨化的增碳劑，并對廢鋼的來源進行嚴格管控。
3.4大量使用廢鋼，通過增碳工藝生產合成鑄鐵時，容易產生氮氣孔，可以通過選用硅鋯孕育劑來消除氮氣孔的風險。
3.5出爐補碳工藝，不僅能穩定爐后碳的成分，更重要的是起到一定的孕育作用，增加了鐵液中的石墨核心，降低鐵液的白口傾向。
東風康明斯缸體實例講解：感應電爐熔煉配料、元素影響及碳化硅的使用！
配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄鐵
鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量。生鐵中存在具有遺傳性的粗大的過共晶石墨，在熔化過程中難以完全消除，使凝固過程中產生的石墨化膨脹作用削弱，鑄件的致密性降低，鐵液收縮傾向增大，同時粗大的石墨還加大對基體的割裂作用，降低材料的性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得更好的力學性能。
在生產合成鑄鐵時，增碳劑的選用非常重要，尤其對致密性要求高的薄壁高強度的缸體缸蓋鑄件，一定要采用經過高溫石墨化的增碳劑，增碳劑中硫和氮的含量是衡量增碳劑品質的重要指標。
(1)采用未經過高溫石墨化的增碳劑，這種增碳劑中雜質多，灰分多，并且需要較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短，就會出現假增碳的效果，即爐內鐵液的上部分碳含量在范圍內，下部分碳含量低于范圍，這種鐵液澆注鑄件，很容易出現縮松。經過高溫石墨化處理的增碳劑，碳原子從原來的無序排列狀態過渡到片狀石墨的有序排列狀態，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，從而促進石墨化。
(2)未經過高溫石墨化的增碳劑含有較高的氮和硫，會使鐵液中氮的含量增加，生產合成鑄鐵時加入大量廢鋼，廢鋼中也含有大量的氮，使鐵液中氮含量升高，當鐵液中氮的含量超過0.01%，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含量超過0.014%時更甚。
展開 實例講解：感應電爐熔煉配料、碳化硅如何實現最佳使用
3.3生產合成鑄鐵時，一定要選用經過高溫石墨化的增碳劑，并對廢鋼的來源進行嚴格管控。
3.4大量使用廢鋼，通過增碳工藝生產合成鑄鐵時，容易產生氮氣孔，可以通過選用硅鋯孕育劑來消除氮氣孔的風險。
3.5出爐補碳工藝，不僅能穩定爐后碳的成分，更重要的是起到一定的孕育作用，增加了鐵液中的石墨核心，降低鐵液的白口傾向。
以東風康明斯缸體為案例，實驗分析感應電爐熔煉配料、元素影響、及碳化硅的最佳使用！
配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄鐵
鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量。生鐵中存在具有遺傳性的粗大的過共晶石墨，在熔化過程中難以完全消除，使凝固過程中產生的石墨化膨脹作用削弱，鑄件的致密性降低，鐵液收縮傾向增大，同時粗大的石墨還加大對基體的割裂作用，降低材料的性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得更好的力學性能。
在生產合成鑄鐵時，增碳劑的選用非常重要，尤其對致密性要求高的薄壁高強度的缸體缸蓋鑄件，一定要采用經過高溫石墨化的增碳劑，增碳劑中硫和氮的含量是衡量增碳劑品質的重要指標。
(1)采用未經過高溫石墨化的增碳劑，這種增碳劑中雜質多，灰分多，并且需要較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短，就會出現假增碳的效果，即爐內鐵液的上部分碳含量在范圍內，下部分碳含量低于范圍，這種鐵液澆注鑄件，很容易出現縮松。經過高溫石墨化處理的增碳劑，碳原子從原來的無序排列狀態過渡到片狀石墨的有序排列狀態，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，從而促進石墨化。
(2)未經過高溫石墨化的增碳劑含有較高的氮和硫，會使鐵液中氮的含量增加，生產合成鑄鐵時加入大量廢鋼，廢鋼中也含有大量的氮，使鐵液中氮含量升高，當鐵液中氮的含量超過0.01%，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含量超過0.014%時更甚。
展開 從配料到孕育處理，看感應電爐熔煉灰鑄鐵的若干問題！
配料與熔煉
1.1增碳劑加廢鋼生產合成鑄鐵
鑄鐵的組織和性能很大程度上取決于原材料的微觀組織和質量。生鐵中存在具有遺傳性的粗大的過共晶石墨，在熔化過程中難以完全消除，使凝固過程中產生的石墨化膨脹作用削弱，鑄件的致密性降低，鐵液收縮傾向增大，同時粗大的石墨還加大對基體的割裂作用，降低材料的性能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得更好的力學性能。
在生產合成鑄鐵時，增碳劑的選用非常重要，尤其對致密性要求高的薄壁高強度的缸體缸蓋鑄件，一定要采用經過高溫石墨化的增碳劑，增碳劑中硫和氮的含量是衡量增碳劑品質的重要指標。
(1)采用未經過高溫石墨化的增碳劑，這種增碳劑中雜質多，灰分多，并且需要較長的時間才能擴散到鐵液中。如果熔煉時間短，就會出現假增碳的效果，即爐內鐵液的上部分碳含量在范圍內，下部分碳含量低于范圍，這種鐵液澆注鑄件，很容易出現縮松。經過高溫石墨化處理的增碳劑，碳原子從原來的無序排列狀態過渡到片狀石墨的有序排列狀態，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，從而促進石墨化。
(2)未經過高溫石墨化的增碳劑含有較高的氮和硫，會使鐵液中氮的含量增加，生產合成鑄鐵時加入大量廢鋼，廢鋼中也含有大量的氮，使鐵液中氮含量升高，當鐵液中氮的含量超過0.01%，有可能導致形成氮氣孔缺陷，尤其是當氮含量超過0.014%時更甚。
展開 了解鑄鐵中有害又有益的氮，如何通過改變氮含量提升鑄鐵機械性能
在廢鋼增至70%,采用石墨型增碳劑時，合成鑄鐵只比普通鑄鐵增加17.4Mpa，增幅才7.3%,而在駐馬店某鑄造公司，今年5月份用40%廢鋼加含氮低于100ppm的增碳劑，生產卡車制動鼓所得157包次本體機械性能，平均 σb=247Mpa，當從6月份起改用含氮量為2000PPm的石油焦增碳劑時，6月份244包次的本體抗拉強度增至276Mpa，和5月份相比，增加29Mpa,增幅為11.7%，7月份由于氮的累積作用，全月60包次的本體抗拉強度增至290.2Mpa，和石墨型增碳劑相比，在其它條件不變的情況下，增加43.2Mpa，增幅為17.5%，而文獻【6】指出，向灰鑄鐵內單獨加氮，即去掉生鐵遺傳性和增碳劑所起石墨核心的影響，可以提高50Mpa，如果同時加入稀土，則可提高100Mpa左右。根據文獻【3】的資料，當往700Kg的澆注包內加入含氮的鹽類如KNO3、NH4Cl時，隨著處理時間的延長，含氮量增加,其抗拉強度相繼增加，從沒有加氮的18.4kg/mm2到加氮8分鐘時的41.9kg/mm2，提高23.5kg/mm2,相當于提高了230Mpa,增幅為127%。因此我們有理由認為，合成鑄鐵比普通鑄鐵力學性能提高的原因。應當主要是氮對鑄鐵的影響，并且可以看到，增氮前的原始鐵水牌號越低即碳越高，或CE越高，其有利作用越明顯，這就適應了對鑄鐵既要求其有高的強度，又要有高的含碳量，以滿足鑄鐵具有好的傳熱性、鐵水的流動性，以及減輕鑄件壁厚和重量的要求，因此，將氮作為鑄鐵的有利合金元素以及它的開發和應用，將會得到越來越重視。
當用廢鋼加增碳劑工藝來生產球墨鑄鐵，在國內也得到了發展，因其中的石墨已經成球形，因此氮對石墨的有利影響就降低了很多。只對基體產生作用，同時由于球化處理時鎂蒸汽產生的沸騰也減少了氮的含量，有關利用合成鑄鐵提高性能的報告也少了很多。
展開 電爐熔煉鑄鐵的三大關鍵問題：爐料配比、灰鑄鐵增硫問題、孕育和變質處理
最近，由于環保的要求，大多數小型沖天爐被小型中頻感應電爐所取代，技術專家夏振環先生根據三十年沖天爐生產和近十多年電爐生產實踐，就“電爐熔煉鑄鐵工藝特點及常見缺陷的防治”總結的經驗教訓，今天跟大家分享一下，希望對對鑄造行業人士有所幫助。
一、電爐鑄鐵爐料配比及合成鑄鐵
在鑄造行業，人們常說，鑄造材料的成分決定組織，組織左右性能；這句話其實并不全面。我們在生產實踐中發現許多鑄鐵，在相同成分時，機械性能卻有較大差異。鐵水的質量除與其成分有關聯外，還與爐料配比（生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量），熔化與出爐溫度，孕育工藝等有密切關系。所謂合成鑄鐵，就是指配料中使用50%以上的廢鋼，通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料，因為需要較高的熔化溫度，只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。
通過大量實踐，對于HT250、HT300等高強度灰鑄鐵來說，廢鋼左右強度、生鐵影響組織.
1、配料禁忌
（1）、高比例廢鋼（尤其是船板）與高比例回爐料（澆冒口、廢鑄件、鐵屑）搭配，合成灰鐵的廢鋼加入量不宜超過50%；
（2）、高比例廢鋼（尤其是船板）與含硫磷高的生鐵搭配；
（3）、回爐料超過40%（澆冒口、廢鑄件、鐵屑）。
2、配料優化組合（%）
組成生鐵廢鋼回爐料
配比A403030 配比B304030 配比C204040 配比D205030
3、錳硫含量
需要提高硬度時錳的含量可達1.0－1.2%，但不要求相應提高硫的含量（關于灰鐵中的硫含量，另行分析）。
展開 環保嚴查，中頻感應電爐成主流，看看這些提高電爐鑄鐵的絕密方法 ！
根據電爐鑄鐵的熔煉特點，要求鑄造工作者在鑄鐵的成分選擇、爐料配比、廢鋼用量、孕育工藝、增碳脫碳、增硫脫硫、球化工藝、蠕化工藝、溫度控制、澆注工藝等許多方面需要更新觀念，采取符合實際的手段來保證和提高產品質量。
1
電爐鑄鐵爐料配比及合成鑄鐵
在鑄造行業，人們常說，鑄造材料的成分決定組織，組織左右性能；這句話其實并不全面。我們在生產實踐中發現許多鑄鐵，在相同成分時，機械性能卻有較大差異。鐵水的質量除與其成分有關聯外，還與爐料配比（生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量），熔化與出爐溫度，孕育工藝等有密切關系。所謂合成鑄鐵，就是指配料中使用50%以上的廢鋼，通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料，因為需要較高的熔化溫度，只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。
通過大量實踐，對于HT250、HT300等高強度灰鑄鐵來說，廢鋼左右強度、生鐵影響組織。
展開 
電爐鑄鐵爐料最佳配比，高牌號灰鐵的孕育和變質處理要點匯總
根據電爐鑄鐵的熔煉特點，要求鑄造工作者在鑄鐵的成分選擇、爐料配比、廢鋼用量、孕育工藝、增碳脫碳、增硫脫硫、球化工藝、蠕化工藝、溫度控制、澆注工藝等許多方面需要更新觀念，采取符合實際的手段來保證和提高產品質量。
1
電爐鑄鐵爐料配比及合成鑄鐵
在鑄造行業，人們常說，鑄造材料的成分決定組織，組織左右性能；這句話其實并不全面。我們在生產實踐中發現許多鑄鐵，在相同成分時，機械性能卻有較大差異。鐵水的質量除與其成分有關聯外，還與爐料配比（生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量），熔化與出爐溫度，孕育工藝等有密切關系。所謂合成鑄鐵，就是指配料中使用50%以上的廢鋼，通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料，因為需要較高的熔化溫度，只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。
通過大量實踐，對于HT250、HT300等高強度灰鑄鐵來說，廢鋼左右強度、生鐵影響組織。
展開 鑄造廢鋼加增碳劑熔煉球鐵的技術研究
(1)對“自發晶核”的影響
廢鋼的熔點比鑄鐵高，增碳劑的熔點更高，當廢鋼在熔化過程中以及熔化之后，增碳劑被加熱緩慢的溶解和擴散，增碳劑中的碳才能被鋼液侵蝕吸收。鋼液逐漸的變成鐵液，即常稱之為“合成鑄鐵”。由于廢鋼熔化溫度高，鋼液變成鐵液之后的過熱溫度往往就高。在高溫下，鐵液中的碳易于被氧化成CO，因此有人認為鐵液中的碳也是一種“氣體形成元素”。CO在鐵液中的溶解度很少，形成后即釋放于鄰近液面的大氣中。在生產實踐中我們會發現，當高溫鋼液倒入抬包后，抬包中有放射狀火花飛出（俗稱賊花），即可能是高溫氧化的釋碳現象。
電爐在熔煉鐵液過程中，具有電磁攪拌摩擦的特性。鐵液過熱溫度高、過熱時間長、且又有感應電流的攪拌摩擦，鐵液中微細的晶態石墨即自發晶核和外來結晶核心，都會逐漸溶于鐵液而消失；或浮經液面與集渣劑粘裹在一起被挑出爐外。這樣，使鐵液中可在共晶結晶時作為石墨外來晶核的物質大幅度減少。
硫在鑄鐵中，尤其是在球墨鑄鐵中是有害元素。但有資料介紹：當含硫量小于0.06﹪時，硫的一些有益作用就無法得到發揮。在鑄鐵中存在有細小而分散的硫化物夾雜，能在石墨的生核和成長中起積極而有益的作用。用感應電爐熔煉廢鋼加增碳劑的合成鑄鐵，其最終含硫量一般不會超過0.03％的。如果原鐵水的含硫量過低，球化劑中的鎂就無從與硫化合，過多的殘余鎂量不但阻礙石墨化，而且還會使鑄件產生縮孔、氣孔等鑄造缺陷。如果減少球化劑的加入量，綜合考慮又恐會影響到球化率。
合成鑄鐵在感應電爐中，因含硫量過低、過熱溫度高、電流的攪拌摩擦等因素影響，鐵液中石墨化的核心大幅度減少。這種缺乏石墨化結晶核心的鐵液，過冷度很大，對孕育處理的回應能力極差，很難通過常規孕育處理措施，使鑄鐵具有符合要求的微觀組織。因而即使化學成分含量完全符合要求，往往澆注出的鑄件硬度高，不便于機械加工。
展開 