工频感应加热炉熔炼铁液的特性成因及改善措施

①工频感应加热炉熔炼铁液的特性。大量生产实践表明，用工频感应加热炉熔炼的灰铸铁铁液与冲天炉熔炼的铁液相比，有铁液花纹不易呈现，白口和收缩倾向大及强度和硬度稍高之区别。上述工频感应加热炉熔炼铁液的性质，中频感应加热炉也有。但由于中频感应加热炉比工频感应加热炉升温及熔炼快速、铁液搅拌力低，因此白口及缩孔倾向比工频感应感应加热炉小。

②形成工频感应加热炉熔炼铁液性质的原因主要有如下3个方面。

a.冲天炉以焦炭作为硫的主要来源，而工频感应加热炉在熔炼时没有增硫的机会，铁液的含硫量即为金属炉料中的合计含硫量，因此含硫量低。在废钢配比高时，铁液只有0.02%一0.03％。铁液含硫量对铸铁的石墨化有较大的影响。

b.冲天炉内金属炉料熔化到出炉的时间十分短促，仅10min左右。而工频感应加热炉熔炼时在这期间的升温至少要1h，铁液高温保持时间长，加上感应加热所特有的铁液搅拌作用强，有减少形成石墨核心的倾向。因此，铁液产生过冷现象；并随铁液保温时间的延长，过冷度增大。越是共晶度小的高牌号铸铁，保温时间对过冷度的影响就越显著。并且，不管孕育与否，都随铁液加热温度的上升过冷度增大。

c.含氮量的影响。工频感应加热炉与冲天炉在铸铁熔炼上另一个不同之处是金属炉料配比有大的变化，即废钢加入量大。为此，必须加入增碳剂来满足铁液成分的要求。当增碳剂中含氮量高时，带来铁液含氮量高的问题。与空气中的氮平衡的铁液中的氮的浓度约为100X10（-6）(计算值)。若在该平衡浓度以上[实际上(150～200）×10(-6)时，则会使铸件产生裂纹、缩松或裂隙状皮下气孔。即使在平衡浓度以下的氮量，由于氮促使珠光体细化，并对铁素体有硬化作用，因此影响强度和硬度。通常，对于灰铸铁，薄壁件控制在0.013％以下，而厚壁件则应不超过0.008%。但含氮量过低，随壁厚增加，强度有明显下降的趋势，淬透性也不好。所以，定期分析铸铁中的含氮量也是很有必要的。

③改善铁液性质所采取的相应措施

a.适当调整化学成分。随铁液保温时间增加，铁液中的含碳量有所波动，为此要适当增碳。通常比冲天炉熔炼时高出0.05%一0.1％，并应严格控制Cr的含量，以减少白口倾向。

b.炉料的选择与加入。为了改善灰铸铁的石墨形态，通常配入10％的生铁，并在熔炼后期加入炉内。在生产铁素体基体的球墨铸铁时，宜选择低锰生铁。为了防止氮过量而选成的缺陷，尽量不用沥青焦炭作为增碳剂，而较好选用电极石墨。因为电极石墨的含氮量低。

c.熔炼温度及保温时间。熔炼温度不宜过高，要尽量避免铁液在炉内的保温。若铁液必须保温，则尽可能采用低温保温。这些都是为了避免脱氧反应过度，以致所产生的石墨核心减少。

d.孕育处理。铁液保温时间的长短带来了白口深度的变动。对此，添加石墨系孕育剂是一种有效的方法。综上所述，为使工频感应加热炉铁液特征正常化，可采用调整碳量、控制氮量，防止铁液过热和缩短其保温时间及采用孕育等。