铸铁熔体冶金质量的评价与调控

【作者】 刘金海；

【机构】 河北工业大学材料学院；

【摘要】 2016年我国的铸件产量达到了4720万吨,其中,铸铁件占比达到72.4%,为3415万吨。若按照铸件65%成品率计算,每年需要熔化5000万吨的铁液。铁液质量是决定铸件内在质量的重要因素。据中国铸协2015年的统计估算,我国电炉与冲天炉熔炼熔化量的比例是55%比45%。随着近期的环保压力的迅速提升,冲天炉(中小型)熔炼工艺已经逐渐被淘汰。由此可见,将来我国铸铁熔化的设备将以中频感应电炉为主导。但是,中频感应电炉与冲天炉熔炼铁液的原理不同,导致相同化学成分铁液的冶金质量不同,使得铸铁材料的性能(铸造性能)相差甚远。因此,如何评价电炉熔炼铁液的冶金质量,并能够进行在线调控,以满足铸件对铁液质量的要求,是我国铸造业所面临的亟待解决的课题。目前,表征铸铁熔体冶金质量的常用指标是:一是铁液温度高,一般要求大于1500℃;二是铁液成分稳定;三是铁液纯净度高。依照目前企业的熔炼设备、原材料和检测手段,达到以上三条考核指标并不困难,但是,由于铸件内在质量不合格导致的废品率仍居高不下。这说明,基于以上三项考核铸铁熔体质量的指标已经不能完全表征中频感应电炉熔炼铁液的冶金质量高低。大家知道,铸件内在质量问题属于冶金质量缺陷,这都与铸铁的凝固过程(形核与长大)相关联。因此,研究基于铸铁凝固过程的冶金质量评价指标、检测设备、智能软件及其在线调控方法是为生产高端铸铁件提供优质铁液的关键技术。更多还原