年以来，先后参加了一些铸造技术，铸造展会和恒利来工厂产品研讨会议，应邀去了几个铸造工厂帮助工作，通过学习专家报告，讲话和结合工厂实际操作，对一些铸造的工艺技术问题，有以下一些学习心得和认识。

一。碳化硅的铸造熔炼使用。

5月份“铸造工业”杂志潍坊会议上，周继扬老师再次做了碳化硅铸造的使用，陆文华老师做了点评。很多同仁在会议上提出碳化硅熔炼的加入方法和加入比例。实际上，国内一些铸造企业早已经使用碳化硅做铸铁熔炼炉料多年了。最近看见新乡一个铸造工厂，他们从08-09年开始使用碳化硅，并且09年报批了专利，名字叫合成铸铁熔炼使用碳化硅。还有昌邑的一家铸造工厂和杭州的发动机铸造工厂也在使用。现在总结各家使用情况和资料介绍，基本的使用情况汇总以下：感应电炉熔炼，加料时以硅，碳配料计算，用碳化硅代替硅铁和部分增碳剂，加入量依据配料缺少硅，碳配入1.0-5.0%，随固体炉料加入。而铁水的预处理加入是在出炉前，当铁水成分，温度符合要求时，扒去炉渣，在铁水液面加入0.05-0.3%的细小颗粒（1毫米以下）碳化硅，等3-5分钟之后，出炉球化或者孕育处理。液面未溶解的碳化硅细小颗粒，应该随铁水继续出炉冲入包子，不要提前扒除。其分解后对铁水的碳，硅增加量，因为很少，不做计算。如此使用的工艺方法，使铁水具备更多的结晶核心，为球铁提高石墨球数，提高球化率和灰铁细化组织，提高A型石墨含量创造条件。同时大大减少铁水的氧化，节省球化剂。这种预处理的效果相当好，我在1吨电炉熔炼球铁铁水时，多次经历过，增加石墨球数的效果，类似几万元一吨的国外预处理剂效果。据这些已经使用碳化硅熔炼的工厂反映，这些年来其材质一直比较稳定，客户从来没有投诉加工困难或性能不合格情况，灰铁A型石墨比较多，球铁石墨球细小圆整，球数也增加不少。铸铁材质的档次，比以前大大提高。希望铸造企业的决策领导，尽快考虑铸铁熔炼使用碳化硅，其效果将非常显著，这也是今后的方向。

冲天炉熔炼使用碳化硅块，在部分工厂已经开始使用，当然由于这些铸造工厂的使用经验，工艺保密，加上大量冲天炉被淘汰，经过除尘环保改造的冲天炉已不多，开始使用碳化硅块的经验不多。通过在胶东地区几家冲天炉熔炼的大铸造工厂的试验，我认为，冲天炉碳化硅使用，一定要在开炉之前，加入底焦时，均匀加入。使底焦高度从下至上均匀分布碳化硅块，正常熔炼时，每批焦炭里面加入量，依据铁水配料缺硅量加入3-5-8%的碳化硅块都可以，这样在冲天炉熔炼中，底焦中碳化硅的作用可以持续，明显发挥。硅，碳的吸收也比较稳定。冲天炉使用的碳化硅块，一般在毫米立方左右，其碳化硅含量一般在50%以上，要求块的强度较好，在冲天炉炉后加入时，不会因冲击破碎。碳化硅的导热性相当好，资料介绍其导热性是紫铜的4倍。这种物理特性应该想办法利用起来。现在有说做冷铁使用的意见，那么依何种粘结剂来结合颗粒状碳化硅？而且在高温下不失效，经多次使用保持原形状，使做成的冷铁可以重复使用？配合比例应该多少？需要试验。建议用氧化铝耐火水泥或铁水包包衬浇注料来拌合试验。碳化硅因纯度不同，其中含有0.06%以上的硫，PPM的氮，和4%左右的石墨碳和0.2%左右的自由硅。希望注意。含量在85-90%的冶金碳化硅其中硅含量一般在65-68%，碳含量在25-28%左右。并且含有部分石墨碳和少量二氧化硅。碳化硅在熔炼炉内，高温环境下，容易形成二氧化硅表面膜，特别是颗粒细小（几千目以上）的碳化硅由于二氧化硅膜的阻碍作用，难以分解，表现为电炉前期熔炼温度下，二氧化硅膜分解困难，则碳化硅同时难以分解，造成铁水吸收硅不足。而普通冶金碳化硅因为颗粒比较大,并且表面极不规则，其表面二氧化硅膜肯定有裂纹，因此不影响碳化硅分解和铁水吸收硅。以上是本人实际熔炼操作中，在学习周继扬老师的文章之后，体会总结的经验，冶金碳化硅分解，铁水吸收硅，碳不受影响。而光伏产业下脚料制作的碳化硅颗粒，在熔炼期间，硅的吸收极低，只有20%左右。但是这种碳化硅颗粒在准备出炉前的铁水液面加入，却有明显的预处理作用。因为此时铁水温度很高，在电炉熔炼二氧化硅被还原的平衡温度以上，细小颗粒碳化硅表面的二氧化硅膜容易分解，使碳化硅分解起到铁水增硅增碳，增加核心的作用。二。球化剂使用中的问题

现在球化剂使用，在原材料比较好的情况下，普遍要求稀土含量要低一些，电炉熔炼温度高，镁含量也要低一些。稀土高则铁水容易白口，影响延伸率和缩松大。使用高纯铁熔炼，球化剂稀土镁牌号一般在1-6左右，普通球铁生铁使用2-7左右。但是大量小铸造工厂，因为原材料使用了普通生铁或者使用很多铸铁切削，球化剂一般使用5-8，如果此时球铁力学性能比较好，即拉伸和延伸率都很好，铸件缩松也不出现异常，则希望继续使用。如果出现力学性能不稳定，特别是延伸率比较低，铸件缩松经常发生，则希望能够引起重视，尽可能减低稀土含量。球化剂降低稀土含量，不要盲目，但是随国内原材料的逐步纯净和好转，逐步谨慎降低稀土含量，是我们铸造工作者控制的方向。比如把5%的稀土含量取下限，或者在3.0-4.0%左右试用，总结经验。稀土含量低一些，对球铁力学性能和减少缩松都有好处。

一些铸造工厂由于原材料的纯净度不高，继续使用5-8球化剂，而且很多铁合金生产工厂反应，此种球化剂销量较大的情况，一般占总的球化剂销量的50%左右，可以说明一些问题。笔者在一些铸造工厂曾经建议改用2-6球化剂，结果力学性能和球化率比5-8球化剂差很多，实际问题还是原材料的质量和纯净度。国内大量铸造工厂，铸件价格很低，企业老板追求利润，使用便宜的原材料，造成高稀土含量球化剂得以大量使用。高稀土球化剂浪费稀土资源不说，其带来铸件缩松，延伸率降低等等现象要引起重视。总的来说，要依据自己工厂原材料质量情况，逐步去降低球化剂中的稀土和镁含量，这是方向。

镧系球化剂的使用，这是一个非常好的转变。即球化剂以前都是铈系稀土球化剂，容易白口，容易在金相照片看见，产生个别大的石墨球，现在很多企业都在高档次球铁铸件上转向使用镧系稀土球化剂，石墨球径比较细小均匀，改善球铁性能，减少缩松倾向。根据球化剂生产供应商介绍，国内稀土矿源，各地稀土矿源铈，镧含量不同，有的矿源镧系稀土为主，铈系稀土为辅；有的矿源铈系稀土为主，镧系为辅。一般分别是20-30%和40-50%各自含量。

厚大断面球铁使用球化剂，以前都是把江西龙钇重稀土球化剂和国内知名品牌球化剂混合使用。一般重稀土球化剂占三分之一左右。资料介绍厚大断面球铁球化剂重稀土钇含量一般在1.0-1.1%左右为好，这样避免铸件内部石墨形态恶化。厚大断面球铁，球化剂全部使用重稀土球化，效果非常不好，以前经验都是使用三分之一或者一半。专家总结球化剂的讲课中说到，镁和稀土烧损情况：球化处理时，铁水温度越高，镁烧损越大，铁水残余镁越少；稀土则相反。铁水温度越低，镁烧损越小，铁水残余镁含量越大。稀土则相反。所以针对现在大量感应电炉熔炼球墨铸铁，球化剂依据原材料情况，要做一些调整。

三、增碳剂氮含量问题

煤增碳剂，氮含量依据煤的品质不同，氮含量不同，一般在-PPM，即0.2-0.7%。估计是烟煤？无烟煤？差别？

2.普通煅烧石油焦增碳剂，其因为没有经过高温煅烧，或煅烧温度和时间不足，氮含量一般在0PPM左右，硫含量也高。在白纸上无法画出清晰的痕迹。

3.高温煅烧石油焦增碳剂，氮含量在-PPM，硫比前者低很多，一般在0.05%左右。在白纸上可以留下清楚痕迹。

4.质量最好的高温煅烧石油焦增碳剂，氮含量在-PPM。硫比前者更低，一般在0.02-0.05%。在白纸上可以留下清晰痕迹，手感舒适，就像6B铅笔一样。

5,。特别要提醒大家的是石墨柱颗粒增碳剂，以石墨粉加粘结剂，通过挤压成圆柱颗粒的增碳剂。这种增碳剂因为碳都以石墨形态出现，炉内吸收特别好，与上述高温煅烧石油焦几乎一样，价格在5千元左右（14年，河南价格）。铸造工作者都以为这种增碳剂很好，硫低，氮含量也低。其实不然！！！这种增碳剂氮含量很高！！！一般在PPM左右，我有过使用之后，灰铁铸件产生大量氮气孔的经历，希望大家引起注意！！！最近看见章舟老师的一本书中介绍增碳剂，里面还有氢，氧的含量，需要引起我们注意。具体数据见下

四。关于灰铸铁中的氮含量问题

06年以前，在生产日本牧野机床铸件工厂工作时，日本人对冲天炉熔炼灰铁铁水，要求不定期检测氮含量，当时检测的氮含量一般在-PPM。为什么日本人以前检测氮？当时都不清楚，很盲目。08-09年，和美国GE公司讨论生产灰铁汽缸体铸件，美国人也要求铁水检测氮和其他微量元素，如钛，铅等等。其中钛要求小于等于0.%，氮含量要求60-PPM。这些要求和自己熔炼灰铁的经验，即从冲天炉转变成电炉熔炼后，遇到的问题相符。灰铁熔炼从冲天炉转向电炉之后，非合成铸铁配料，同样原材料，碳当量一样，电炉铁水强度性能总是不如冲天炉高，细查原因，在冶金原理上有不同，却没有任何资料可以学习和介绍，但是从成分上看，可以查出微量元素含量不同，特别是钛含量不同。冲天炉铁水钛含量与美国人要求一样，有时还更低，而电炉铁水钛含量一般都在0.05%以上。之后学习，知道钛强烈结合氮，而氮可以强化基体，是影响灰铁强度的因素之一，而冶金质量不同，还没有可靠的解释。

现在，国内专家在铸造技术会议上多次谈到，在灰铁中，要把氮作为合金元素来对待，使大家逐步认识到影响氮的合金元素，钛，甚至锆，都要注意控制。大量合成铸铁配料在电炉熔炼灰铁中使用，以增碳剂配料加入，增加铁水碳含量，而带来铁水氮含量大大增加，特别是不好的增碳剂，氮含量极高，同时废钢加入很多，铁水氮含量综合累积，使铸件出现氮气孔问题，也在影响铸件质量。很多文章介绍他们在解决氮气孔缺陷时，加入钛或者锆的合金，成功克服了灰铁铸件的氮气孔，但是从氮增加铸件强度方面来看，加上目前大量铸造企业准确分析铁水氮含量困难，最终控制铁水氮在合理的含量不足，也存在问题。现在比较合适的熔炼操作，应该注意使用氮含量低的高温煅烧石油焦，同时个人建议，灰铁熔炼应该控制钛，锆的含量，建议灰铁熔炼不要使用含锆的孕育剂。氮含量过高，引起铸件产生气孔。氮进一步增加，出现裂隙状氮气孔。当然实际铸造，熔炼过程难免有其他气体溶入铁水，一旦有氢溶入，则产生气孔缺陷的氮最高含量要降低。一般要求氮含量不要超过PPM。氮含量越高，灰铁强度越高，直至最后因气孔出现，强度突然降低。虽然氢含量同时作用，产生气孔缺陷，但其在铁水中的最高允许含量比氮含量低一个数量级，主要引起气孔缺陷的，还是氮。

国外铸件采购客户，在十多年前就要求检测灰铁中的氮含量，现在这些客户把灰铁铁水中氮含量检测要求，更加频繁。牧野机床铸件采购的日本人，现在要求铸造工厂每月检测一次铁水氮含量。目前，大量灰铁铁水是以感应电炉熔炼，配料则多以合成铸铁，多加废钢和高温煅烧石油焦增碳剂，少用生铁配料。这种熔炼工艺情况下，一般氮含量在80-90PPM左右，这是牧野采购商的要求数据。今年6月份，在河南新乡一个铸造工厂，看见他们把检测灰铁氮含量，也作为常规检测。但是他们的氮含量经常在40-60PPM，感觉偏低。可是他们的灰铁力学性能也没有遇到很大问题。我曾经以60%废钢，30%回炉料，10%生铁配料合成铸铁，灰铁.以前一直很稳定，钛含量一般小于0.%左右.但是在一个常年使用硅-锆孕育剂的工厂，则连续2-3炉铁水力学性能不合格。（碳3.0，硅孕育前1.4，钛0.02）。而取消硅锆孕育剂，以硅-钡-钙孕育剂代替后，力学性能一下从跳到MPa。当时不知道原因，几天之后，遇见张文和老师，他解释说：锆的固氮作用比钛还要强，这才明白过来。这方面的认识，目前看还很粗浅，很多熔炼实际情况，影响因素很多，还有不同结果，需要继续学习认识。

现在大量铸造工厂化验氮含量条件都不具备。即便具备档次高的氮含量检测，也要有问题，因为强化铸铁的氮是溶解氮，而化验分析的氮是全氮含量，铸铁里面还有很多化合氮，这种氮对强度几乎没有影响。实际生产中，合成铸铁，钛含量很低，小于0.%，而化验氮含量却不高，在40-50PPM，灰铁强度没有受影响，什么原因？仔细思考，感觉是钛非常低，其化合氮应该很少，则可能溶解氮相对被钛化合的少，而可以去强化铸铁。

五、熔炼中的问题

灰铁熔炼从冲天炉转变为感应电炉，简单认识是感应电炉熔炼时间比较长，石墨结晶核心在高温下越来越少，容易形成白口，总的解释是冶金质量不如冲天炉好。但是，具体，详细的理论解释很少，而在两种熔炼设备的微量元素含量不同方面，有不少理论说法。感应电炉熔炼，对生铁等原材料中的各种元素烧损比冲天炉少很多，即保留了原材料，特别是生铁中的各种微量元素，其中危害元素是钛，铅，碲，等。而冲天炉熔炼，各种元素烧损较大，其中危害元素烧损也较多，为了减少生铁中有害元素对铁水的影响，铸造界现在多以合成铸铁工艺和高纯生铁材料来熔炼铁水。那么感应电炉熔炼铁水，如何使其冶金特性接近冲天炉铁水？近几年铸造工作者提出以下一些在使用的方法：

感应电炉的功率密度配置比较大，保证熔炼时间缩短，即要快速熔炼。严禁铁水在平衡温度以上的高温保温时间过长，减少高温下石墨结晶核心的减少。生产中如果需要把铁水分几次出炉，铁水在炉内保存时间过长，则以增加铁水石墨核心的各种处理措施来对铁水做“预处理”。预处理的操作有各种方法：留部分生铁，回炉料或者0.05%-0.1%的高质量增碳剂，熔炼后期加入，目的是增加石墨核心。铁水温度成分合格，准备出炉前，加入含锆，含钡的预处理剂，或者加入少量细颗粒的冶金碳化硅做预处理剂，再出炉，目的也是增加石墨核心。

灰铁汽缸体，缸盖铸造流水线车间，则是每次从大电炉出铁水之后，马上在炉内加入同牌号的回炉料，降低炉内温度，等下一包铁水准备出炉孕育时，再升温至规定的温度出炉。这些同牌号回炉料不仅降低了炉内保温温度，同时也有对铁水的预处理作用。

现在一些铸造工厂，把电炉熔炼铁水的炉前操作，有了新的要求：即铁水温度和成分合格之后，铁水在炉内高温保持时间，也作为铁水合格的一种要求。就是铁水炉内高温保温超过一定之后，要重新处理，否则即便温度，成分合格也不能够使用浇注铸件。此点对感应电炉熔炼来说，非常重要，希望能够引起铸造工作者的重视！

六。禹州恒利来铁合金工厂发展研讨会议

6月7-9日，应邀参加恒利来铁合金工厂发展研讨会，很多专家的发言，使我长了知识。各位专家发言重点如下：

马敬忠：a.恒利来重视研发，镧系球化剂含镧0.5%左右，很好。镧系球化剂使用之后，石墨大小均匀，减少缩松，对厚大断面球铁有益。b.恒利来球化剂无效镁—即氧化镁含量一般在0.3%，采用水冷铁模，加盖浇注，工艺比较好。C.最近林州地区为了环保，全部取消冲天炉熔炼，转为电炉熔炼，带来一些问题，地方铸协要求我们去帮忙。d.球铁共晶石墨化延后，解决最近缩松问题很好。

曾艺成：a.恒利来工厂工艺，设备，理念具备高质量产品生产条件。b.低成本，不好的原材料，不可能做出好的铸件。C.包芯线质量很好。镁含量29-31%。芯线的芯料均匀性好。d.开发新产品应该结合用户，配合试验，改进。e.连续50-60炉铁合金熔炼成分稳定，波动很小。

王云昭：a.厚大断面球铁使用球化剂，稀土含量高容易出现碎块状石墨。b.孕育剂种类很多，含碳，含锆，含钛，含氮孕育剂。使用氮化锰，氮化铬。

其他很多专家都谈了意见。有万仁芳，周继扬，张忠仇等等老师。

以上学习，实践体会，可能因为个人能力和工厂情况局限，难免偏僻，但是是真实的。仅供大家参考。如有疑问，可以交流讨论。

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