1 旋涡铁特征

生铁表面有旋涡状痕迹，表面极不光洁，与“渣子”铁相似，但表面的粗糙并不是由渣子造成，而是多伴有析出性气孔。

旋涡铁产生的原因，主要是由于浇注时模具尚未烘干，当铁液浇入模具后，模具内腔上附着的水分短时间内急剧沸腾、蒸发，形成气泡，从铁液中向外溢出，使铁液在模具内不断翻滚，随着铁液的逐渐冷却凝固，便会在铁块表面形成漩涡状痕迹。

造成模具不干燥的因素：

①冷却喷淋水提前开启或喷淋水量过大；

②喷浆量过大，模具不易干燥。

2 解决的方法

由于在通常的小高炉生产的工艺中，生铁锭的冷却是依靠喷淋水，所以，当浇注后的第一块模具到达最后一道喷淋水处时，必须要准时打开喷淋水。如果铸铁机操作人员提前开启冷却喷淋水，将使一些没有被生铁锭预热的铸铁模内沉积冷却水，而当没有达到预热温度的模具经喷浆后，水分难以干燥，最终导致浇注后产生旋涡铁。因此，必须要准确控制喷淋水开启时间，保证每一块模具都是达到预热温度后再喷浆。

另一种方法是分段喷淋。比如分为两段喷淋，刚开始浇注时仅用前一段（半）喷淋水进行喷淋冷却，等第1块模具到达最后1道喷淋水处时，再打开后一段（半）喷淋水。

喷淋水水量的调节也应分阶段进行。现场观察发现，浇注后的前一段时间（10 min左右）内，铁液流量较大，使铸铁机转速较快。这时需要把冷却水开到最大，才能使落入铁仓的铁块达到冷却温度的要求。

但等堵上铁口后，铁液缓冲包内的铁液逐渐减少，铁液流速相应下降，此时如果保持前面的冷却水量，就会使部分模具积水，不易干燥。故喷淋水的调节至少应分为两个阶段，以堵铁口时刻为粗略的分界线。鉴于本厂之前喷淋水的调节阀门调节精度不高，且调节不便，尤其是冬季，水汽严重，不仅阻碍工人的操作视线，同时带来安全隐患。在技术改造过程中，将喷淋水调节阀门全部布置到铸铁机控制室内，并要求调节阀门有足够的调节精度，喷淋水水量相应变化处在一个稳定值。这样，工人不用频繁观察水量大小，而是通过调节阀门角度来粗略控制水量的大小，实现喷淋水的分段控制。之后拟通过在铸铁机机尾部安装摄像头，以观察模具干燥程度，从而进行适当调整。

（1） 空心铁特征

空心铁也是我厂经常出现的一种生铁锭的铸造缺陷，并常常不被铸件生产企业所接受。空心铁主要分两种情况，一种表现为较大的缩孔或疏松，另一种表现为存在大量的皮下气孔。

缩松缩孔产生的原因通常可以认为是生铁锭凝固过程造成的，是因为生铁锭在冷却过程中，由于外层先凝固，而内部最后凝固得不到补缩而形成缩孔和缩松。但是对空心缺陷部位的化学成分分析表明，其含碳量均大于10%，而且在空心处还经常存在大量的鳞片状石墨，由此说明，过共晶含量的生铁，含有较高的碳量，而凝固过程中产生的石墨漂浮，也促进了生铁锭中的缩孔和缩松。

（2） 减少生铁锭中缩孔和缩松的产生

对于生铁锭中缩孔和缩松可以采用降低浇注速度，控制喷淋冷却时间，使铁块表面结壳推迟的方法。同时尽可能的避免生产过共晶程度较大的生铁，将生铁中的含碳量控制在3.8%~4.4%附近。

（3） 皮下气孔缺陷

生铁锭中的皮下气孔是由于在上表皮凝固时，铁锭中的气体没有被排除造成， 而气体的来源主要有以下几个方面，一是铁模中的水分被铁液分解为氢原子和氧原子并进入到铁锭中， 在铁锭凝固时溶解度下降而析出，但由于铁锭表面已凝固而不能排除而造成；二是生铁中含碳量过高，在高温下氧化形成CO，但又不能充分排除造成；第3种情况是由于生铁在浇注时旋流嘴使铁液加速旋转，铁液运动状态不定，将空气卷入，在铁液凝固前气体未能及时析出，最终以气孔的形式存在于铁块表皮下。

为此，我们可以采用以下一些措施来减少以至消除这些缺陷，例如，减缓铁液流的速度，改善铁液流动状态，避免空气卷入，控制生铁锭的凝固时间，以及控制含碳量等措施。但最重要的还是要合理控制喷浆的时间、数量，确保铁模能够在铁液浇注前彻底干燥，避免水分进入到铁液中 。

生铁一般指含碳量在2~4.3%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗拉强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造各种机床床座、铁管等。

生铁是铸造最基础的原料，长期以来对于铸造生铁的质量控制往往还停留在化学成分的层次上。

随着我国机械制造业的不断进步，大规模机械化生产的大型铸造生产企业越来越多， 对生铁的质量要求也越来越高，我们不仅要求生铁的化学成分要合适，而且对生铁的外观质量、含渣量、致密程度等都有了高的要求。

铸造生铁一部分是由小型高炉生产，与此同时，因为在生产中使用的铸铁机，没有统一的标准，使用过程中也没有规范的制度， 使得影响生铁质量的因素很多。一些铸造生铁的外观质量差，含渣量大，以及一些生铁内存在大量空洞等缺陷，这些缺陷的存在，给铸件生产会带来一些不利的影响，也给生铁生产企业造成一定的经济损失。铸造生铁的质量直接影响到企业的生存。为此，我们以新疆阜康金鑫铸造有限公司的铸造生铁为例，探讨铸铁生产过程中一些缺陷的产生原因 。

当生铁锭渣滓含量过高时，就会出现“渣子铁”现象。在生铁锭表面漂浮的渣滓，不仅严重影响表面质量， 在熔炼过程中带来大量的一次性渣，而且使得浇注的铸件中容易产生夹渣缺陷。

“渣子铁”产生的原因是出铁时渣铁分离效果差，使得铁液中带渣过高。这主要是因为高炉炉温控制不当，出铁时温度较低，使渣铁物理热较差，渣铁难分离；再就是出铁过程中出铁槽斜度过大，铁液流动紊乱，冲击力大，破坏了渣铁的静置分离；浇注后期在简易撇渣器中剩余的铁液和杂质无法分离；铁液缓冲包中的焦粉被冲入流道；铁液含碳量过高时，铁液中析出大量石墨碳，使铁液粘度增加，渣子不易上浮；工人在浇注过程中的人为扰动（疏导流道或流嘴）使流入模具的杂质增多等。

解决生铁锭含渣量过高的途径可以采取以下措施。

1 提高渣铁分离效果

高炉熔炼过程中产生的渣是生铁锭含渣量的主要来源。要想减少生铁锭中的含渣量，首先要稳定高炉的炉况，保持合适的出铁温度，确保渣铁分离。

与此同时，应加强在主铁沟的渣铁分离效果。可采用Γ型主铁沟。其区别于传统主铁沟的特点是将下渣沟的排渣口加宽， 并使溢流渣坝远离主沟中心线，排渣口底部是5°到30°的斜坡。渣流在主沟内成90°改变方向，渣中铁粒受惯性影响，很快沉降，极有利于渣铁分离。

确定主出铁沟的截面尺寸，降低铁液流速，依据相关资料，要使渣中带铁率小于0.1%，主铁沟中铁液流速应低于1.7 m/min。可利用给出的主沟截面参考公式，确定主铁沟截面的尺寸。

在主铁沟中段再增加一个挡渣板。主要用于减少后续渣铁流对渣铁静置分离效果的影响，同时可以调整挡渣板与主沟长度方向的夹角，引导渣铁流的流向，减少对撇渣器横梁的冲击。挡渣板的宽度应为主沟宽度的1/2左右，可利用材质轻的耐火材料，直接漂浮在主沟中，实现该功能。采用以上工艺措施，渣滓铁出现量减少了80%。

2 改善铁液的流动状态

出铁温度不但影响渣铁分离效果，而且影响铁液的流动性。当出铁温度控制不当时，铁液流动性极差， 炉前工人需不断疏导铁液， 生铁锭表面质量极差。适当增加铁液的过热度， 可以改善铁液的流动性，但过热度过高容易发生缩孔缩松等缺陷。

要确保高炉铁液的出炉温度，当某炉的铁液较少时，铁液的温度低、流动性差，生铁表面质量相应很差。这主要是由于工人不按要求提早开包眼造成的。所以必须要求当铁液达到指定高度时才能开包眼。

可以采用模具化流嘴设计，改善流嘴处的铁液流动状态。由于大多数流嘴是由炉前工人手工制作，散水面的高度、宽度，散水面侧壁的斜度、捣实程度等都因人而异，普遍存在的问题是流嘴偏心。

在这种情况下，铁液旋转时其速度不断变化，流动状态不稳定。为此可采用类似于铸件造型时的工艺，以标准的模型来制备流嘴，也可以用耐火材料预先制成标准件使用。

在高炉生产铸造生铁的过程中，除了确保化学成分稳定之外，铸造生铁锭还存在一些常见的铸造缺陷。其中包括渣滓铁、旋涡铁、空心铁等。渣滓铁中的渣滓主要来源于铁液中未能分离的渣和流道中卷入的渣。故应采取稳定铁液出炉温度、保障铁液流动平稳、增强铁渣分离和档渣等措施；旋涡铁主要是由模具内腔上附着的水分没有干燥，遇铁液后急剧沸腾、使铁液在模具内不断翻滚，随着铁液的逐渐冷却凝固而形成。所以应采用严格控制喷淋工艺，确保铁模预热温度的方法来解决；空心铁是由于凝固时缩孔、石墨的漂浮，以及生铁锭中析出的气体和卷入的空气不能充分排除而造成。应采用减缓铁液流的速度，改善铁液流动状态，避免空气卷入，控制生铁锭的凝固时间和含碳量等措施来解决 。

工信厅原〔2010〕66号各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团工业主管部门：

加快淘汰落后钢铁产能，是转变经济发展方式，推进经济结构调整，提高经济发展质量和效益的突破口，是推进节能减排的重大举措。为贯彻落实国务院颁布的《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》（国发〔2010〕7号）精神，按期完成淘汰落后钢铁产能任务，我部于2010年3月31日在北京召开了原材料行业淘汰落后产能座谈会，预下达了各地区淘汰落后产能2010-2011年目标任务，要求各地抓紧工作，摸清家底，将年度任务分解落实到各市县并将分解落实的年度指标尽快反馈，我部将根据各地实际情况最终下达2010年淘汰落后产能目标任务。

但是，在一些地方开展工作过程中，出现了将国家明令淘汰的小高炉以炼铸造铁为名躲避淘汰的情况，严重干扰了淘汰落后钢铁产能工作，与国家宏观调控政策相悖，不利于产业结构调整和升级，影响节能减排目标的实现。因此，各地要高度重视，采取坚决措施加以制止，严格执行国家相关法律法规和产业政策。现紧急通知如下：

一、根据《国务院关于加强淘汰落后产能工作的通知》的部署，工业和信息化部牵头负责、统筹协调淘汰落后产能工作，研究解决淘汰落后产能工作中的重大问题。有关淘汰落后产能的方针、政策、标准、指标均要以国务院及国务院各部门正式发布文件为准，中国铸造协会下发的《关于推进优质铸造生铁基地建设试点工作的函》（中铸协字〔2009〕88号）不能作为各地免于淘汰落后生铁产能的依据。

二、各地要抓紧落实工业和信息化部预下达的今明两年淘汰落后产能指标。根据《国务院关于进一步淘汰落后产能工作的通知》确定的目标，2011年底前，淘汰400立方米及以下炼铁高炉、淘汰30吨及以下炼钢转炉、电炉。其中，2010年年底前，淘汰300立方米及以下高炉，20吨及以下转炉、电炉。各地要对本地区的落后钢铁产能进行全面摸底调查，搞清现有落后炼铁、炼钢产能基本情况，其中包含生产铸造铁的小高炉，在此基础上核定我部下达的淘汰落后的年度进度计划，我部将根据各地反馈情况，统筹研究后尽快正式下达淘汰落后钢铁产能的年度指标。

三、有关生产铸造生铁问题，我们将在淘汰落后产能指标下达后，结合炼铁、铸造行业的实际情况，统筹研究解决生产铸造铁问题。在此期间，任何协会和组织不得擅自确定落后小高炉免予淘汰的标准和名单。

二〇一〇年四月二十日