利用廢鋼、廢鐵(灰鑄鐵、球鐵)、鋼鐵切屑、回爐鐵、新生鐵為原料 以感應(yīng)電爐來熔煉灰鑄鐵(球鐵),其鐵液與沖天爐熔東鐵液相比過熱溫度高,熔化保溫時(shí)間長,極易引起脫碳。同樣化學(xué)成分,同樣鑄型澆成的鑄件,比沖天爐熔煉的強(qiáng)度、硬度高;激冷白口傾向大;石墨長度較短,且易于產(chǎn)生D、E型石墨;鐵液的流動(dòng)性較差,收縮增大,易引起各種鑄造缺陷(氣孔、冷隔、縮陷、蜂窩狀氣孔縮松等)。當(dāng)配用廢鋼量大于50%時(shí),鐵液的熔化保溫時(shí)間增加,上述現(xiàn)象更加嚴(yán)重。究其原因,有幾種解釋:N 說(附O說),感應(yīng)爐與沖天爐熔化鐵液中N含量不同;核-共晶團(tuán)說,結(jié)晶核心在長期過熱和保溫中消失,從而使共晶團(tuán)數(shù)量減少,激冷深度增加,收縮加劇。
利用便宜的廢鋼為原料,要滿足灰鑄鐵(球鐵)牌號(hào)的含碳量,在熔煉過程中必須加碳質(zhì)增碳劑(或廢電極棒)增碳,使其含碳量達(dá)到牌號(hào)要求(含碳量上限或略微超過)。經(jīng)過增碳之后的灰鑄鐵鐵液中存在大量彌散分布的非均質(zhì)結(jié)晶核心,降低了鐵液的過冷度,促使生成以A型石墨為主的石墨組織;同時(shí),因生鐵配量的減少,其不良的遺傳作用減少,因此使A型石墨片分枝不易長大,使石墨短小且均勻。廢鋼的配量增多(不同廢鋼其含N量也不一樣),使N的含量增加,N通過改變鑄鐵中石墨結(jié)構(gòu)而阻止鐵素體形成,并促進(jìn)珠光體的形成,而N化合物作為石墨結(jié)晶核心,為石墨創(chuàng)造形核成長條件,灰鑄鐵中含較高N,不僅可以穩(wěn)定珠光體,而且石墨端部也比較禿。
用中頻感應(yīng)加熱爐煉灰鑄鐵(球鐵),在保證灰鑄鐵(球鐵)牌號(hào)的化學(xué)成分要求前提下,還要牢牢掌握其石墨的數(shù)量、大小、分布,形狀及基體組織特性,因此要注意以下幾點(diǎn)。
①用中頻感應(yīng)加熱爐熔煉球墨鑄鐵、灰鑄鐵,因?yàn)榭衫么罅績r(jià)廉的廢鋼(廢鋼切屑)時(shí),盡量縮短熔化時(shí)間,加快熔化速度,高溫保溫時(shí)間要短,切忌以熔化鑄鋼的工藝來熔化鑄鐵,在1300℃左右要加覆蓋層保溫。
②廢鋼、鋼鐵切削、回爐料等盡量要用滾筒除去銹蝕、雜質(zhì);要注意廢鋼、回爐料、回收機(jī)件的成分、特殊元素;如果加廢鋼量大于50%,可以配入含有Ti、Al、B等與N化合親和力較大的回爐料,以便扼制N量的增加。配料時(shí)較好加入部分新生鐵(或球壽鐵回爐廢鑄件),可以在加料時(shí)一起加入;也可以熔化后,扒渣前加入。
③廢鋼量增加,必須加增碳劑(碳質(zhì)增碳劑或廢電極棒塊,但含N量要低),根據(jù)熔煉鑄件的牌號(hào)要求,達(dá)到其碳當(dāng)量,增碳劑可以在裝料時(shí)加入;也可以在鐵液1400~1430℃時(shí)加入,其碳當(dāng)量要比沖天爐熔煉的高0.2%一0.4%。
④回用廢鋼、廢鐵、回爐鐵、鋼鐵切屑熔化鐵液,對(duì)C、Si、Mn、P、S的影響,一般感應(yīng)爐熔煉無增硫過程,其含S量比較低,接近鋼液的含硫量時(shí),將導(dǎo)致孕育困難,使用75FeSi對(duì)鐵液孕育作用不甚顯著;改用含少量Mg和RE的孕育劑或在鐵液中加入高硫生鐵,熔化后可提高其含S量,從而改善其孕育性能。
⑤由于各廠的廢鋼、廢鋼鐵切屑、回爐鑄件,各種原材料不一樣,中頻感應(yīng)加熱爐又有酸性爐襯(Si02)、堿性爐襯(Mgo或Al203)的不同;盡管牌號(hào)化學(xué)成分要求是標(biāo)準(zhǔn)的,在熔煉灰鑄鐵(球鐵)時(shí),根據(jù)本廠的實(shí)際出發(fā),以不同熔煉工藝,綜合C、Si、Mn、P、S的影響,然后,澆注前用FeSi或FeSiCa孕育處理和稀土鎂球化劑球化處理。