某廠完成了5個鑄造車間中頻感應(yīng)加熱爐熔煉工藝的技術(shù)改造，每個鑄造車間配備兩套中頻無芯感應(yīng)爐，雙爐同時運行，一臺熔煉，另一臺保溫出鐵水，連續(xù)生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，提高了鑄件的質(zhì)量和成品率，而且改善了廠區(qū)的工作環(huán)境，降低了工人的勞動強度，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，但在采用電爐熔煉生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)電爐鐵水與沖天爐鐵水在特性上存在許多差異，有其優(yōu)良特性，如溫度、成分易于控制：相對純凈度較高等，但也存在不良特性，主要表現(xiàn)為鑄件質(zhì)量的波動。針對采用中頻感應(yīng)爐熔煉工藝后生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，進行深入細致的研究，并摸索出一些經(jīng)驗和對策。

(1)電熔鐵液的不良特性 在相同原材料的條件下，電爐熔煉的鐵水與沖天爐熔煉的鐵水其鑄件基體組織與石墨形態(tài)有一定的差異。且相關(guān)電爐直熔工藝技術(shù)資料較少，實踐、研究起來難度比較大。

1、電熔鐵液與沖天爐鐵液相比晶核數(shù)量少，過冷度增加，白口傾向大。

2、在亞共晶灰鑄鐵中，A型石墨數(shù)量極易減少，D、E型石墨增加，并且使D、E型石墨伴生的鐵素體數(shù)量增加，珠光體數(shù)量減少。

3、具有較大的收縮傾向，鑄件厚壁處易產(chǎn)生縮孔和縮松現(xiàn)象，薄壁處易產(chǎn)生白口和硬邊等鑄造缺陷。

(2）不良特性的影響及分析

①鑄件缺陷。各車間電爐投產(chǎn)后，在生產(chǎn)過程中陸續(xù)出現(xiàn)以下幾個比較典型的質(zhì)量問題：

a.發(fā)動機機體、拖拉機箱體鑄件出現(xiàn)裂紋缺陷，廢品率達15％：

b.發(fā)動機缸蓋鑄件滲漏，個別工作日滲漏廢品達到50％；

c.發(fā)動機齒輪室蓋鑄件，白口嚴重，廢品曾達到40%以上。

大部分鑄件曾不同程度地發(fā)生石墨形態(tài)不良、珠光體含量低的缺陷。

②缺陷分析。采用電爐熔煉工藝后，熔煉所用原輔材料基本沒有變化，并且材料進廠都有嚴格的檢驗程序，因此，由原材料因素造成的此類差異基本排除。

鑄件質(zhì)量問題出現(xiàn)后，技術(shù)人員跟班作業(yè)，對每一種配料，操作過程中的每一個細節(jié)精心推敲，對缺陷鑄件的成分、金相等進行記錄分析，發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：凡是發(fā)生裂紋缺陷的鑄件，石墨形態(tài)大都為E型石墨或E型石墨含量較多；白口缺陷鑄件石墨形態(tài)以D 型為主，針對這種現(xiàn)象，分析原因如下。

a.鐵液含硫量低。“硫化物核」心理論”認為：鐵液含硫量低吋白口深度較大，隨著含硫量的增加，白口深度逐漸減小，達到一個最小值，此時硫量為0.05％一0.06％。然后，隨著硫量的增加白口深度再度增加。

有資料指出：“低硫時共晶團數(shù)少，即成核度很小，隨著硫量的增加，共晶團數(shù)急劇增加，當硫含量達到0.05％左右時，共晶團數(shù)增加趨向減緩”。本廠電熔HT鐵液的含硫量一般情況下只有0.03％左右。實踐證明，當電爐鐵水含S量在0.05％以下時，常0；03%時，鑄件白口傾向增大。分析認為：由于硫及硫化物含量低，晶核數(shù)量減少，形核能力低，白口增大，A型石墨減少，D、E型石墨增加。

b.含硫低的主要因素是鐵液高溫保溫時間長。在沖天爐熔煉過程中，由于焦炭中硫分的影響，出現(xiàn)鐵水增硫；而電爐熔煉過程中沒有增硫源，不存在增硫，反而由于S和其他元素極易化合成硫化物形成熔渣上浮于鐵液表面，與渣子一起扒除，S不但沒有增加，反而相應(yīng)減少。電熔鐵液由于本身的熔煉特點，高溫保溫時間較長，作為形核晶粒，硫的化合物在保溫期間大量熔融，從而導(dǎo)致硫化物晶核減少，石墨成核能力降低，并且隨著鐵液保溫時間的不斷延長，過冷度繼續(xù)增大。越是高牌號鑄鐵，保溫溫度、時間對過冷度的影響越顯著，而且不管是否孕育，都隨鐵液溫度的提高、保延長，導(dǎo)致過冷度的增大、白口深度增加。