铸铁熔炼使用碳化硅的几点体会
目前国内外合成铸铁得到了广泛的应用，依据黎克仕编著的《感应炉熔炼铸铁》（第一版1986年）一书中介绍了感应炉熔炼铸铁操作，笔者受黎老启发，并结合自己多年从事铸铁熔炼经验得出：感应电炉熔炼铸铁碳元素烧损大，添加碳化硅一是增加凝固核心，二是提供铁液碳硅含量，三是进一步改善铁水的冶金质量，生产出高性能铸铁件。
下面举例说明合成球铁的铁液使用碳化硅预处理前后金相组织。
某厂短流程铁液包内冲入碳化硅预处理前后铸件本体金相组织，如图1、图2所示。
图1 预处理前金相组织（100×）
图2 预处理后金相组织（100×）
某大型树脂砂铸造工艺生产壁厚70 mm附铸球墨铸铁试块，炉内添加碳化硅预处理前后附铸试块金相组织，如图3、图4所示。
图3 预处理前金相组织（100×）
图4 预处理后金相组织（100×）
某厂球墨铸铁叶片3～4 mm薄壁件，炉内添加碳化硅预处理前后薄壁本体金相组织，如图5、图6所示。
图5 预处理前金相组织（100×）
图6 预处理后金相组织（100×）
碳化硅添加方式
（1）碳化硅在铸铁熔炼废钢时添加。因为碳化硅熔融形成二氧化硅膜及其阻碍和需要温度比较高。电炉中随废钢前期加入时粒度1～5 mm碳化硅，可以熔融分解，减少铁液氧化，增加石墨核心，持续改善铁液冶金质量，此时的碳化硅吸收率一般高于90%。
但是随着熔炼后期，碳化硅全部溶解完成，它的作用又会因为电炉中二氧化硅被碳还原，作用逐步衰退，所以我们把铁液出炉前添加碳化硅预处理，增加铁液凝固的核心，改善铁液冶金质量。此时，因为碳化硅在出炉前或浇包内冲入等不同时机加入，要与同时添加使用的石墨化增碳剂一样的粒度。对于碳化硅来讲，因为其熔融分解的温度更高，粒度要求更加严格。
（2）碳化硅在铸铁熔炼出炉前添加。如果电炉铁液一次出炉干净，比较好的预处理操作是：当铁液在1 420～1 450 ℃，调整好碳硅成分扒渣后，铁液准备升温出炉时，液面加入0.2～2 mm粒度的碳化硅，依据碳硅成分含量高低添加炉内铁液重量的0.1%～0.3%，然后迅速升温至要求的温度出炉，进行球化孕育处理。
此时，加入碳化硅升温时，可以观察炉内铁液液面，由于电磁搅拌作用，碳化硅被铁液挤到炉衬周围，液面亮白色的金属氧化膜迅速被还原，消失。如果此时炉内加入0.2～1 mm粒度碳化硅进行预处理，则碳化硅熔融分解比较快，预处理效果容易衰退。
国内目前普遍存在的大容量感应电炉，铁液分3～6包多次出铁，进行球化孕育处理后，铁液转运到造型流水线上的自动浇注机内孕育浇注。此种条件下对铁液的预处理，如果继续按上述操作，炉内需多次加入碳化硅预处理，必将影响炉内铁液成分，所以经过多次试验研究，此时的预处理操作一般在浇包内冲入，放在包底正对铁液冲入一边，使用0.2～1 mm细颗粒碳化硅，冲入量依据铁液碳硅成分或者铁水高温留炉时间长短，选择出炉铁液量的0.1%～0.3%，此时铁液温度在1 480～1 520 ℃时，能够完全熔融分解，起到预处理作用。
综上所述，前期随废钢加入的碳化硅粒度：1-5 mm左右；炉内预处理的碳化硅粒度，碳化硅吸收率在90%以上：0.2～2 mm，碳化硅吸收率在90%以上；包内冲入的碳化硅粒度：0.2～1 mm，碳化硅吸收率在50%～60%以上。
文章编辑：柳建国
微信编辑：蔡文娟
微信审核：张 杨