重要地位往往被我们忽视了。 毫无疑问，提高冲天炉的熔炼温度确实收到了
理想的效果，可是对于电炉熔炼，单靠提高熔炼温 度是不行的。以至于长期以来人们一直认为电炉熔
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技术发展与综合管理／“第２届中国铸铁产业沙越广—嚼铁件质量与低碳经济”论文集
大量使用废钢，就必须进行增碳。电炉熔炼加 增碳剂，在获得晶核的同时，熔炼过程中由于有碳 铸铁所取代呢？ 从目前来看，由于ＨＴ３００材料已经成功应用于
左右。
ｚ＇ ４００℃
自口倾向对比
艺原铁液的白口宽度为Ｌ４㈣孕育后白口宽度为 ２…而冲天垆双联熔炼的铁涟这两个数值分别为
１９唧和５
ｍｍ．所以．可认为电炉废钢增碳工艺熔 炼的铁液冉口倾向鞍小。
２２收缩倾向对比
对比结果见腽ｌ一。由田可见，冉炉废钢增碳工
目５冲￡ｐｎ联＃Ａ≈４ｎ≠∞战斗
对比结果见图５和圈６．明显可见电炉废钢增
于劣势。
地产业化，对灰铸铁生产技术的提高起到了一定的
推动作用。
孕育技术是一个伟大发明．但不同种类孕育剂 的作用大同小异，单纯依靠孕育技术并不能从根本 上促进灰铸铁材料性能达到国际先进水平；正如许 多专家所言，熔炼水平的提高才是促进灰铸铁材料
性能提高的根本途径。 问题在于，提高熔炼水平并不仅仅是采用更新 的熔炼设备或提高熔炼温度那么简单，熔炼工艺的
电炉熔炼由于没有晶核的来源，就要采取加入
石墨增碳剂的工艺，废钢用量越多，增碳剂用量就
企业的学者、专家合作立项，在大约１０年的研究时
期，开发出了多种孕育剂产品，有些产品已经成功
越大，形核能力越强，性能提高而收缩倾向反而变 小。正由于电炉加入的是纯石墨型增碳剂，形核能 力更强，同冲天炉双联工艺相比，电炉增碳工艺已 呈现多方面的比较优势，在铁液工艺性能上并不处
至于铁液的纯净度问题，即有害微量元素总量 以及氧化夹渣的控制，笔者认为关键还是在于熔炼 工艺。好的熔炼工艺应大量使用碳素废钢，有害微 量元素自然会控制得很低。大量使用废钢要比大量 使用所谓的高纯生铁更先进，因为大量使用高纯生 铁只是控制了有害微量元素（主要是Ｐ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、 Ｓ），但其形核能力不足，必然会在石墨形态上有所 体现．比如同最尖端的水平相比，总是在石墨形态、 石墨数量包括石墨的分布上有差距。
ＨＴ３００以上牌号灰铸铁的原因。
期也持续了１０年左右。 如果说前一个１０年主要是学习和模仿期，那 么这一个１０年是真正的成长期，因为正是在这一 时期，对灰铸铁的研究取得了突破性的进展。电炉
增碳工艺开始进人正式应用阶段；对灰铸铁中的硫
增碳工艺是解决铁液收缩的关键措施。 关于铁液的收缩倾向和白口大小，笔者曾经做 过一个对比试验。对比对象是用热风冲天炉双联熔
炼生产灰铸铁效果不如冲天炉。这个问题的根源实
际上在于铁液的自发形核能力。冲天炉自发形核能
度发展，材料从ＨＴ２００到ＨＴ２５０。近几年更是要求
ＨＴ３００。更高牌号的灰铸铁材料被多数人认为并不
力好，这主要是因为熔炼过程中有渗碳，其熔炼温 度越高，渗碳能力越强，碳的活性越好，形核能力大 大增强，结果是石墨形态得到改善，石墨分布均匀， 性能提高而收缩倾向反而变小。因此，提高熔炼过 程中石墨的形核能力，引入晶核的措施，是提高熔 炼技术的重要途径。 以这个思路推下来，冲天炉就必须高温熔炼， 以达到更好的渗碳效果，促进形核。其中还有一项 在欧美国家普遍应用的重要工艺措施长期被我们 忽略了，为了获得长效晶核在冲天炉中加入碳化硅
解决Байду номын сангаас国产化的铸件已经全面代替了进口。这一时
２高强度ＨＴ３５０的最新研究成果
制约ＨＴ３５０材料在缸体、缸盖上应用的技术瓶
颈在于铁液的收缩问题。
先前的生产技术局限在用合金化方法提高性 能，比如加钼合金化，已被证明会极大地增加铁液 的收缩倾向，还会使加工性能恶化；另外，降碳措施 也会使收缩倾向增加。收缩的问题不解决，高强度 灰铸铁就没有出路。这是人们选择蠕墨铸铁代替
炼工艺熔炼的与用电炉熔炼的Ｈ１２５０铁液。热风冲 天炉熔化率为２０ ｔ，ＩＩ，熔化温度ｌ
５００
元素的作用也有了更深入的认识；灰铸铁的材料性 能不断提高，ＨＴ３００材料已成功用于生产高强度缸 体、缸盖，而随着对ＨＴ３５０材料不断深人的研究，更 高性能的灰铸铁也已具备产业化应用的能力…… 所谓的禁区正在不断被打破。 可以预测，今后的１０年，随着中国汽车工业的
所以，在灰铸铁的性能能够满足使用要求的时
进人新世纪，灰铸铁的研究进入了一个新的活
跃期。许多新技术、新工艺的开发应用为灰铸铁材
候，灰铸铁仍是缸体、缸盖的首选材料。不过，不远 的将来，蠕墨铸铁将挤占灰铸铁的这一应用领域， 如果灰铸铁材料的性能没有重大突破，挤占的这一 部分份额将继续扩大。
料的研究注入了新的活力，这一契机来源于中国合 资的汽车工业关键零部件的国产化进程。由于国产 化的关键铸件需要达到和国外进口铸件相同的技 术标准，这无疑会碰到很多技术难题，如高速切削 性能差的难题、微观组织中石墨形态差的问题以及 在同样的珠光体含量下性能却比进口件低等。经过 全行业一段时间的共同努力，这些难题已逐步得到
（上接第１８页）
表５ ＨＴ４００试样力学性能・
５结束语
能源与环境是当今世界面临的两个重大课题。
节约能源、保护环境是目前各国铸造工作者的追求
目标和义不容辞的社会责任。 铸造生产中产生的烟尘、烟气，不仅污染环境， 而且危害人们的身体健康，但铸造烟尘治理工艺在 我国铸造企业的普及情况并不令人乐观，其技术也
面实现超越，中国的铸件质量会迈上新的台阶。达 到国际先进水平。
从发展趋势来说，高强度灰铸铁是否会被蠕墨
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（５）西３０标准试棒和西６０试棒的性能。 为使对比结果真实可靠，铁液的化学成分基本
‘＊２＊十目料＃产ｍ净越——鹄＊＊质ｔ目抵＊＆济”☆ｉ集，技术发展与综台管理 相同（见表Ｉ），浇挂试样时温度都控雠在Ｉ
的措施。
适合生产缸体缸盖这类复杂铸件，如有需求可能会 被蠕墨铸铁所替代。然而，许多研究表明，如能采取
先进的熔炼工艺以及先进的铁液处理技术，灰铸铁
的强度性能仍有大幅提高的潜力，而铁液的收缩倾
向并没有因此增加。
１灰铸铁熔炼技术简要回顾及发展趋 势预测
上世纪８０年代，国内对灰铸铁孕育技术，尤其
是对孕育剂种类的研究非常热门，各大院校及知名
也是既达到了净化铁液的作用，又提高了形核能
技术也已具备了产业化应用的能力。因而，究竟是 选择蠕墨铸铁还是高强度ＨＴ３５０材料。还要看二者
在将来的比较优势。 蠕墨铸铁应用的难点主要集中在两方面，一是
力，如果工艺中再加入碳化硅会有更好的效果。 综上所述，熔炼水平的提高应当是熔化设备和
熔炼工艺的双重提高。大量使用生铁的工艺已经被
—１７一
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乏｝一≥一为拿魂
看，由于试捧冷却速度快，冲天炉铁液浇铸的试棒 有轻微的局部石墨过冷；从５ｍｍ薄壁石墨形态看． 由于冷却速度更快．冲天炉铁灌挠铸的试样石墨过 玲颅向大干电炉增碳工艺。
２．５
０３０标准试棒和毋６０试棒的性能对比 对比结果见表３。由表３可见．无论哪种尺寸的
碳工艺熔炼的铁渡收缩倾向较小。
２
３阶梯试样不同断面的硬度对比 阶梯试样形状见圉７．硬度检洲对比结果见寝
目６
２。由表２数据可见．电炉废钢增碳工艺熔炼的铁液 浇注的试样断面敏感性软小。
２．４石墨形态对比
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图ｓ—１３为冲天炉双联铁液和电炉增碳铁液浇
袁ｌ时ｍ＃‰＊样的化学最分
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母１２冲￡ｐｎ联轶ｔ阶棒＊样５姗再壁＆ｌＯ啦
目１３
试棒，电炉废钢增碳工艺材料的抗拉强度和硬度都
更高。 归纳上述试验数据．可姒得出如下结论：
采用电炉增碳工艺可雌有效在减轻铁液的收 缩和白口倾向，减少灰铸铁的断面敏感性，改善石
墨形态．提高挝料性能。在相同化学成分条件下．电
炉增碳工艺灰铸铁材料比冲天炉双联熔炼工艺灰 铸铁材料的性能提高ｌ≈个牌号．而铁踱收缩倾向 却大幅降低。 正是由于电炉增碳工艺可使藏铸铁铁液的收 缩倾向大幅降低．给了进一步提高灰铸铁材料性能 的余地。因而．通过适当降慨”（ｃ）量可获得更高的 性能，同时铁液收缩倾向仍能控制在较小的范围 内。当＂（ｃ）量降低到３．２０％一３ ３０％时，灰铸铁的性 能可达到ＨＴ３５０以上，试验结果见表４；当ｗ（Ｃ）置
敷的石墨形核能力；电炉熔炼晟关键的措施就是加 ＾高质量的增碳剂．促进石墨化．改善石墨形态．有 效提高材料性能，同时还丈大减少了铁液的收缩和
袁４ ＨＴ３５０试样＾学＆＆・
＾３扪０＃准斌牛和￥６ｆ＇试棒的性能对＾
＃＾ｔ＃＆§＆胁髓（Ｈ”
洼的士６０、曲３０和阶梯试样上的石墨形态．可见电 炉废钢增碳工艺试样的石墨形态更好。从ｄ６０试
铁的断面敏感性，改善石墨形态，提高材料性能。指出随着熔炼工艺水平的提高和铁液炉前处理技术的创新，ＨＴ３００材料已产 业化应用，ＨＴ３５０及更高牌号的灰铸铁材料也已经能够达到。 关键词：灰铸铁；高强度；冲天炉双联；电炉增碳
随着重型卡车功率的不断提高和节能减排指
标的更加严格，柴油发动机缸体缸盖正在向更高强
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层的保护，铁液的氧化倾向小，这既达到了净化铁
液的作用，又提高了形核能力。冲天炉大量使用废 钢，也必须有强力渗碳，这需要高温熔炼和好的焦