我国优质铸造生铁情况及高炉

我国优质铸造生铁情况及高炉——感应炉熔炼工艺

一、生铁需求量

2008年我国铸件年产量：3350万吨，其中铸铁件产量：2510万吨（生铁：1640万吨，占49%；球铁：820万吨，占24.5%；可锻：50万吨，占1.5%），占75%。生铁需用量：2510×75%≈1880万吨，其中普通生铁1270万吨；普通低钛生铁100万吨；普通球铁、蠕铁用生铁460万吨；铸造大截面球铁、有低温性能要求及疲劳性能要求球铁及ADI球铁坯件生铁50万吨。

按每年5%的增长，可大致算出2010年、2015年、2020年铸造生铁总需要量分别为：2070万吨、2600万吨、3300万吨。

二、对铸造生铁要求

不同类型和不同牌号的铸铁，对生铁有不同的要求，各生铁生产厂一定要根据本厂实际情况作好定位。

（一）基本要求

1.化学成份稳定，符合国家生铁标准；

2.表面光洁，没有或很少渣子；

3.块度小。

（二）化学成份的特殊要求

1.为改善某些HT250以上铸件机加工性能，要求T i＜0.035%；

2.为保证石墨球化及铸态不产生碳化物需要控制干扰元素和碳化物

形成元素极限含量。见表1

3.磷、锰含量

铸态铁素体球铁、大断面球铁、有低温冲击韧度要求的球铁及高牌号ADI球铁坯件的P及Mn含量要求更高。P含量要求小于0.03%，甚至小于0.02%。Mn含量小于0.1%。

三、国外生铁情况

（一）国外由于废钢多、价格又便宜，生产中很少用生铁。

（二）铸态球铁、大断面球铁有低温冲击韧度要求的球铁及ADI球铁坯件等球铁件，多采用高纯生铁。见表2

四、国内能达到化学成份有特殊要求的优质铸造生铁情况

普通铸造生铁和球铁用生铁均有国家标准，随着对球铁材质性能要求的提高，老的标准已不能满足要求，主要表现在对P、Ti、Mn

含量要求严格，例如生铁标准中没有规定Ti的含量，P最低为0.05%，而现在许多铸件要求P＜0.05%~0.035%、T i＜0.04%~0.035%等。

我国以前还没有像国外Sorel metal类似的高纯生铁。所谓高纯生铁其基本要求是：

1.P≤0.035%、T i＜0.035%、M n＜0.1%、S i＜0.6%;

2.微量元素低于表3中11个微量元素最大允许；

3.10微量元素含量+Ti之和＜0.1%。

我国优质铸造生铁，大都能满足表3的要求，难的是P、Ti、Mn 含量。

随着生铁冶炼技＜术的发展，近年来已有一些企业成功地冶炼出高纯生铁并制定了相应的企业标准。表4为近年来能提供高纯生铁的厂家及其化学成份。

能基本满足P＜0.04%、T i＜0.05%、M n＜0.3%的生产厂。见表5

五、高炉铁液—感应炉熔炼工艺介绍

（一）经济效益

一般铸铁厂是经冲天炉（或感应电炉和冲天炉—感应炉双联）熔化生铁（或废钢）获得铁液的，现用高炉铁液直接进入感应炉经调整成份和温度，直接浇注铸件，减少一次生铁的熔化。其节能和减排效果是明显的，以冲天炉熔炼为例：

节能：

1.每吨铁液减少166.7kg焦炭消耗；

2.Si、Mn元素烧损降低10%~20%，Fe的损耗降低15%以上；

3.硫不会增加，生产球铁时可减少脱硫费用。

減排：

烟气：800m3/t

粉尘：2.8~12kg/t CO: 8.0~96kg/t SO 2: 0.08~0.48kg/t HF: 0.16~0.4kg/t

按离心铸造球铁管生产厂粗略统计，每吨球铁管约可降低成本400元。

由于它可以形成以生产优质铸造生铁的高炉企业为中心的铸造产业集聚区，又有较大的节能减排效果，受到大家重视。 （二）“短流程”工艺实践中碰到的主要问题 1.铁液的均衡分配及成分控制问题

目前的方式

1）高炉－中频炉－铸件

2）高炉－

3）高炉－有芯工频炉

球铁、蠕铁成分变化不大，灰铸铁则不同牌号对成分（主要为碳、硅量）要求不同，如何调配？生产HT300、HT350的厂由于废钢加入量多（降碳）又有回炉料，生铁铁液用量少，高炉铁液是否合适？ 2.铁液质量问题，主要表现在如何消除下列因素影响

1）粗大石墨，B 型石墨；

生铁锭

中频炉－铸件

中频电炉 中频电炉

中频电炉

2）非金属夹杂物； 3）气体含量； 4）微量元素。 （三）一般认为有效措施

1）炉料搭配；

2) 高温熔炼（＞1530~1550℃）； 3）高温静置；让细小夹杂物上浮去除。

4）预处理－

5）变质处理－

六、 目前“短流程”应用情况

已正式用短流程工艺生产的企业

2008年全国铸铁件产量2510万吨，短流程工艺生产的铸件约占11.3%。目前共有十多个铸造工业园区在建，均采用高炉－感应炉供应铁液，年产铸件达100多万吨，需要铁液约130万吨以上。随着铸造集群化生产的推进用短流程工艺生产的越来越多，预计2015年短流程铸造工艺生产的铸件将达20%，2020年达30%。

加入预处理剂（主要是去硫、除气，增加石墨化核心）

吹氩气、氮气（去除夹杂物、净化铁液）

球化、蠕化处理

孕育处理

应用短流程工艺生产铸件的企业，大致可分为三类：

1.工艺较成熟，已有一定生产规模，可以推广。

（1）球墨球铁离心铸管厂：根据不同产量配置相应的高炉，目前国内离心铸管厂产量多为10~20万吨/年，配置100~200m3高炉。

（2）生产配重、下水管等不要求化学成分和力学性能的灰铸铁件。

2.采用“短流程”工艺生产要求较高的铸件，开始碰到一些问题。通过试验，初步解决了这些问题，现已正式用于生产。

（1）承德保通铸铁型材制造有限公司

2003年开始试验，碰到石墨大小不匀，易产生B型石墨、碳化物等问题。2005年开始批量生产，生产球铁和A型、D型石墨灰铁各种规格型材，另外还用氧化法、弱氧化法生产高纯生铁。

（2）山东淄博蠕墨铸铁股份有限公司

2005年开始试验，2006年用于生产，对高炉铁液质量，蠕铁质量等进行测定、控制，2007年生产蠕铁件约6万吨，2008年约8万吨，产品主要为焦炉上的铸件，尺寸、重量较大，省里曾进行鉴定。今年预计达10万吨，产品增加机床铸件。

（3）山东青州豪章铸造有限公司

2007年开始用于生产至今，通过实践不断改进工艺。2008年底已用“短流程”工艺生产铸件4~5万多吨。

HT250以下高炉铁液用量75%，HT300高炉铁液用量为60%。

采取措施主要为：