王金辉
天津新伟祥工业有限公司，天津市，301701
摘要：在目前铸造企业的铸铁生产中，冲天炉熔炼因环保难以达标已大多被关停，铸造企业现多改用中频感应电炉熔炼铸铁。与冲天炉相比，中频感应电炉熔炼工艺相对简单；铁液的化学成分和温度容易控制，不增碳不增硫，有利于低硫铁液的获得；环境污染小，炉前冶炼的工作环境和劳动强度也大为改善；利用夜间电价低谷熔炼，生产成本可控制大致与冲天炉熔炼相当；同样化学成分的铁液、同样的铸型浇注的铸件，中频感应电炉比冲天炉熔炼的灰铸铁强度和硬度高；中频感应炉铁液比冲天炉铁液过热温度高、流动性差，并具有以下不良特性：铁液的晶核数量少，过冷度、白口和收缩倾向大，铸件厚壁处易产生缩孔和缩松，薄壁处易产生白口和硬边等铸造缺陷。在亚共晶灰铸铁中，A型石墨数量极易减少，D、E型石墨及其伴生的铁素体数量增加，珠光体数量少。
关键词：铸铁车间;中频感应电炉;策略
引言
目前，在铸铁生产工艺中，普遍将中频感应电炉设备作为金属炉料的主要熔炼设备。 中频感应电炉可以承担金属熔炼、炉内调质、高温静置等工作。 与冲天炉相比，中频感应电炉具有节能环保、降低熔化成本、提高过载能力、提高不同铸造材质切换的简便性、操作简便和节省人力等诸多优点。 在铸铁厂，熔炼工艺工作需要遵循科学、合理的方式，按照生产铸件的技术要求开展。 因此，在应用中频感应电炉的过程中，必须全面解读设备各系统的特点、工作方式。
1中频感应电炉的特点
中频感应电炉熔炼技术无波动，生产的铸件具有较高的机械强度。 减少环境污染。 中频感应电炉在生产中排出的粉尘少，设备产生的噪声也比传统的冲天炉低很多。 可以利用廉价的素材。 在中频电炉熔炼过程中，铁水中存在一定的电磁搅拌作用，这些废弃物快速熔炼，而且氧化烧损非常小，可以大量使用各种廉价废弃物，从而大大降低炉料的成本。
2增碳率的控制和增碳剂的使用
采用中频感应电炉熔炼灰铸铁时，许多人都以为只要炉前控制住铁液的化学成分和温度，就能熔炼出优质铁液，但事实并非如此。中频感应炉熔炼灰铸铁的重中之重是控制增碳剂的核心作用，核心技术是铁液增碳。增碳率越高，铁液的冶金性能越好。这里所说的增碳率，是铁液中以增碳剂形式加入的碳，而不是炉料中带入的碳。生产实践表明，在炉料配比中生铁比例高，白口倾向大；增碳剂比例增大，白口倾向减小。这就要求在配料中要多用廉价的废钢和回炉料，少用或不用新生铁，这种采用废钢增碳工艺的铁液中存在大量细小的弥散分布的非均质晶核，可降低铁液的过冷度，促使以A型石墨为主的石墨组织的形成[3]。同时，生铁用量的减少，也减小了生铁粗大石墨的不良遗传作用，而且灰铸铁的性能也随着废钢用量的增加而提高。在实际生产中就曾发现，在废钢用量约为30%的情况下，同样用废钢、回炉料、新生铁做炉料，在化学成分基本相同时，中频感应炉熔炼的灰铸铁比冲天炉熔炼的性能低，强化孕育效果也不明显，这就是废钢用量少、增碳率低的缘故。由此足见增碳对于保证灰铸铁的铁液质量、改善灰铸铁的组织与性能的重要性。
3中频感应电炉设备防护
铸铁厂生产任务繁重时，中频感应电炉可以昼夜不停地运行。 在这种情况下，应增加中频感应电炉设备的养护，提高运行效率。 更换冷却液时，请确保冷却液中不含杂质； 对设备零部件相互弯折的部位进行润滑保养时，应选择符合设备使用指南的润滑脂； 应及时清洁传感器器件，防止传感器器件触点氧化引起短路等故障； 定期检查各类管线，清除污垢，防止设备散热不良导致炉体停止工作； 进行预防性防护工作，如保持设备内部环境清洁，防止电路板及部件落尘，使传感器板与变压器接触点保持良好接触等。
按照作业指导书的要求执行正确的设备防护工作，使中频感应电炉设备继续保持正常运行。
4温度的控制
灰铸铁熔化期的温度不宜过高，一般控制在1400℃以下。如果熔化温度过高，合金的烧损或还原会影响熔炼后期的成分调整。在炉料熔清炉温达1460℃后，取样快速检验，然后扒净渣，再加入铁合金等剩余的炉料。扒渣温度对铁液质量的影响，是它与稳定的化学成分、孕育效果密切相关，并直接影响到出炉温度的控制。扒渣温度过高，会加剧铁液石墨晶核的烧损和硅的还原偏高（酸性炉衬中），并产生排碳作用，影响按稳定系结晶；若扒渣温度过低，铁液长时间裸露，C、Si烧损严重，需再次调整成分，延长了冶炼时间，并使铁液过热，增大过冷度，易使成分失控，破坏正常结晶。出炉温度的控制须保证孕育处理和浇注的最佳温度，一般应根据实际情况控制出炉温度为1460～1500℃，过热温度可控制在1510～1530℃，并静置5～8min。在1500～1550℃内，提高铁液的过热温度，延长高温静置时间，会细化石墨和基体组织，提高铸铁的强度，有利于孕育处理，消除气孔、夹杂缺陷和炉料遗传性给铸铁的组织和性能带来的不良影响。如果静置温度过低、时间过短，增碳剂不能完全溶入铁液中，也不利于铁液的杂质上浮被挑渣除去。但过热温度过高或高温静置时间过长，反而会恶化石墨形态、粗化基体、增大过冷度、加大白口倾向，使铁液已有的异质核心消失，氧化严重，降低铸铁的性能，并影响出炉温度的控制。
5中频感应电炉设备冷却水循环系统
冷却水循环系统是保证设备持续运行的主要前提，因为中频主电源、电磁感应线圈等需要通过冷却水循环系统降温。 目前，机器无法正常工作的主要原因是水循环故障，设备内许多带电部件需要冷却，因此冷却水的规格和冷却水的投入量及投入时机必须满足设备的要求。 中频感应电炉设备的冷却水循环系统一般有两个泵基站，一个泵基站在生产正常运行时运行，另一个泵基站处于备用状态，具备应急冷却循环系统。 工业用电停电情况发生，泵基站不能正常工作时，设备内的电子元件温度上升，应急冷却循环系统进入工作状态，防止设备原始烧毁。
6中频感应电炉炉衬自检系统
中频感应电炉在使用过程中，随着时间的推移，内衬材料长期与高温金属液直接接触，会引起自然消耗越来越多、炉壁变薄等现象，严重时会引起中频感应电炉的炉漏事故。 目前在铸造用电炉熔炼设备上安装炉衬自诊断装置，可以减少炉漏事故的发生率。 自检装置通过在电磁感应线圈内侧安装具有高导电性能的钢坯，作为通电电路的正极，通过高导电性能钢丝与金属溶液接触，作为通电电路的负极。 中频感应电炉运行中，如果金属液通过炉壁渗透，与高导电性钢板直接接触，通电电路整体进入工作状态，自检装置发出警报。 自检装置根据设备内零部件的电磁感应变化发出警报，因此铸铁厂可以通过电炉设备的自检系统，减少或杜绝炉漏事故的发生率。
结束语
中频感应电炉溶解灰铸铁。 电炉设备在进行铸铁生产的过程中，要根据具体铸件的要求合理、适量地选择废钢等原材料，根据炉内铁液的实际碳含量，使用碳添加剂进行调质处理。 生产技术人员必须随着电炉技术的进步，充分掌握电炉设备的电热效率、炉内设备的温控性、电磁变频等技术的应用，为提高熔炼设备的运行效率和生产优质铸件提供技术保障。
参考文献
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