【热坛学习】中频炉熔炼合金灰铸铁中钼铁吸收率的研究
在合金灰铸铁的生产中，钼作为一种常用的合金元素具有不可替代的作用，钼能细化珠光体、增强基体，有效地提高铸铁强度和硬度，钼还能提高铸铁的淬透性，改善断面的均匀性。钼属于稀有金属，为了充分利用资源，本文研究了灰铸铁熔炼中不同的生产条件下钼铁吸收率的变化。
一、在炉前加入钼铁粉
在炉前1t的浇包内使用目数为30-50（0.600~0.300 mm）的钼铁粉来调整钼含量，钼铁粉钼含量为58%，出铁温度控制在1450-1490℃以上，使用GS1000光谱仪测定化学成分。钼铁粉采用出铁随流加入和包内加入两种不同的加入方式。
将包内铁液除渣后取样，钼含量见表。钼铁吸收率以公式计算。
x=w（q-p）/t×r
式中：x为钼铁吸收率、w为铁液总量（kg）、q为加入钼铁后铁液中钼含量、p为加入钼铁前铁液中钼含量、t为钼铁加入量（kg）、r为钼铁钼含量。
由表可见，钼铁粉不同的加入方式导致钼的吸收率出现明显差异，在出铁随流加入时，钼的吸收率平均值为71.56%，而包内加入时钼的吸收率平均值达到了81.94%。
当钼含量不高于1%时，采用炉前加钼的方式钼的吸收率为95%~100%， 表1的数据显示钼粉在包内放置时最高吸收率也达不到95%，显然以目前试验中的生产条件无法达到这一标准。
根据钼铁二元相图可知，钼铁的熔点随含钼量的增加而升高，当钼含量超过55%不大于60%时，钼铁熔点为1670~1750 ℃。
当出铁温度在1450~1490℃，钼粉在炉前加入无法充分熔化，影响钼的吸收率。采用包内加入钼铁粉的方式，在不同的出铁温度下吸收率的变化如图。当出铁温度升高时，钼铁粉吸收率呈上升趋势。对使用钼铁粉后挑出的铁液渣进行了化学分析，采用比色法检测铁液渣中的钼含量，发现铁液渣中钼含量明显高于铁液中的钼含量，钼铁粉采用不同的方式加入时，铁液渣中钼含量差异不明显，约为2%。
二、在炉前加入钼铁块
中频电炉进行灰铸铁熔炼时，在8t的电炉内随炉料加入块状钼铁，钼铁块尺寸约为20~50mm，钼铁块的钼含量为58%，待炉料完全化清后取样，炉内温度为1450~1490℃。钼铁块采用随炉料一起加入炉内和待原铁液完全化清后再加入两种加入方式。
当钼铁块采用随炉料一起加入炉内熔化时，钼的吸收率平均值为91.33%，而采用化清后的原铁液加入方式钼的吸收率平均值为86.88%，有资料介绍，中频电炉中加入钼铁，其吸收率为80%~100%，表中数据可证实这一观点。
当钼铁块加入时机不同时， 钼的吸收率有显著区别。钼铁随炉料一起加入进行熔炼的方式有利于提高钼的吸收率。
随炉料一起加入钼铁熔炼的平均时间为45 min，此时钼铁吸收率平均值为92.35%；而待炉料化清后再加入钼铁时其平均熔炼时间为11.75 min，此时钼铁吸收率平均值为87.05%。钼铁在炉内熔化时间的增加，是显著提高钼铁吸收率的因素。
当采用中频感应电炉时钼铁吸收率明显高于保温电炉熔炼时钼铁的吸收率。由于中频感应电炉比保温电炉中频电源功率高，电磁搅拌力更强，使得钼铁在铁液中加入后得以充分吸收，并对成分均匀化有积极的影响。钼铁未吸收部分的存在形式
对于钼铁在中频电炉熔炼中未吸收的部分，可能存在如下形式的烧损：
① P含量0.4%、钼含量5.8%时，钼易与磷形成复合四元共晶，而在本文中讨论的生产条件中钼含量约为0.2%，P含量约为0.1%，不存在复合四元共晶形成的条件。
② 本文中对各种生产条件下的铁液渣进行了化学分析，其钼含量均超过了铁液中的钼含量，可以确定部分钼铁存在于铁液渣中。
结论
① 钼铁粉在炉前加入时，出铁温度为1450~1490 ℃，钼铁吸收率为81.94%。
② 钼铁粉在炉前加入时， 提高出铁温度有利于钼铁吸收率的提高。
③ 在出铁温度以及熔炼材料相同的情况下，随炉料加入钼铁块的钼铁吸收率平均值为92.35%，而炉前浇注包内加入钼铁粉的钼铁吸收率平均值为79.66%，随炉料加入钼铁块钼铁的吸收效果最佳。
④ 钼铁块在中频电炉熔炼时，增加钼铁的熔炼时间可提高钼铁的吸收率。
⑤ 对于钼铁未吸收部分的存在形式，可以确定有少量随着铁液渣消耗了，对于其他的存在形式亟待进一步的研究。
参考文献：
［1］ 刘幼华. 冲天炉手册［M］. 北京：机械工业出版社，1990.
［2］ 李传栻. 铸造工程师手册［M］. 北京：机械工业出版社，1997.
［3］ 李 莉，沈保罗，岳昌林，等. 中频炉熔炼合金灰铸铁中合金元素的烧损规律［J］. 铸造技术，2010，31（5）：670-671
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