熔炼球墨铸铁的配料计算实例

例5-2 公司订货需要熔炼球墨铸铁铁液1000kg，浇注曲轴铸件，采用中频感应炉熔炼，应用本厂回炉料和废钢。球墨铸铁的化学成分见表5-9。

表5-9 球墨铸铁化学成分（质量分数） （%）

（1）炉料的选择 选用本溪生铁，含P、S低，质量好，回炉料选用本厂回炉料，废钢选用本厂铆焊车间型钢边角余料，含P低的废钢。

（2）初步确定炉料配比 用本厂回炉料配入量20%，废钢30%，其余配新生铁，炉料组成及化学成分见表5-10。

表5-10 炉料组成及化学成分（质量分数） （%）

（续）

（3）计算炉料中应配入的元素含量，按铸铁配料计算公式计算

（4）计算配入量 先设定某种炉料代号，并假定加（配）入量，建立数学方程式，再解方程计算两种生铁配入量。

设本溪生铁P10为（P），配入量为x；铸造生铁Z14为（Z）；回炉料为（回），配入量为20%；废钢为（废），配入量为30%。

列方程式： x+（Z）+20%+30%=100%

则 （Z）=100%-x-20%-30%=50%-x

（5）计算两种生铁、回炉料，废钢配入的C量

C_炉料（P）=4.0%×x

C_炉料（Z）=3.9%×（50%-x）

C_{炉料（回）}=3.6%×20%=0.72%

C_{炉料（废）}=0.25%×30%=0.075%

各种炉料配入C量合计为

C_炉料=C_炉料（P）+C_炉料（Z）+C_{炉料（回）}+C_{炉料（废）}

代入各种炉料计算数量

4.0%=4.0%×x+3.9%×（50%-x）+0.72%+0.075%

解一元一次方程式，得x=12.55%

即得出本溪生铁P10配入量为12.55%

则铸造生铁Z14配入量=50%-12.55%=37.45%

（6）计算各种炉料中配入的Si、Mn含量，并核算Si、Mn配入量，确定是

否需补加SiFe和MnFe，再计算补加量。

1）Si量计算： Si_炉料=1.36%

Si_{炉料（P）}=1.2%×12.55%=0.15%

Si_{炉料（Z）}=1.4%×37.45%=0.52%

Si_{炉料（回）}=2.2%×20%=0.44%

Si_{炉料（废）}=0.36%×30%=0.10%

配入Si_合计=1.21%＜Si_炉料=1.36%。炉料配入Si少0.15%，应补加SiFe。

计算补加SiFe量：

2）Mn量计算： Mn_炉料=0.706%

Mn_{炉料（P）}=0.5%×12.55%=0.063%

Mn_{炉料（Z）}=0.3%×37.45%=0.11%

Mn_{炉料（回）}=0.6%×20%=0.12%

Mn_{炉料（废）}=0.65%×30%=0.19%

炉料配入Mn_合计=0.483%＜Mn_炉料=0.706%，炉料配入Mn少0.223%，应补加MnFe。

计算补加MnFe量：

.取0.33%’

（7）核算P、S含量 计算配入的各种炉料中带入的P、S含量，并核算计算的P、S含量是否在允许范围内。

1）P量计算： P_炉料=0.07%

P_{炉料（P）}=0.07%×12.55%=0.009%

P_{炉料（Z）}=0.1%×37.45%=0.037%

P_{炉料（回）}=0.07%×20%=0.014%

P_{炉料（废）}=0.07%×30%=0.021%

炉料配入P_合计=0.081%＞P_炉料=0.07%，炉料配入P多0.011%。炉料配入P＞控制成分（0.07%），但＜规定成分（0.10%之内），在球化处理时加球化剂有脱P作用，所以在规定范围内，即应作脱P处理为宜。

2）S量计算： S_炉料=0.06%

S_{炉料（P）}=0.03%×12.55%=0.0037%

S_{炉料（Z）}=0.04%×37.45%=0.015%

S_{炉料（回）}=0.03%×20%=0.006%(www.xing528.com)

S_{炉料（废）}=0.03%×30%=0.009%

炉料配入S_合计=0.033%＜S_炉料=0.06%，在球化处理时球化剂有强脱S作用，所以炉料配入的含S量在允许范围内。

（8）填写配料比和配料计算记录卡（或配料单） 由上述配料计算和核算结果说明，炉料配入数量合理。

炉料配比如下：本溪生铁P10配入量为12.55%；铸造生铁Z14配入量为37.45%；本厂回炉料配入量为20%；废钢配入量为30%；SiFe（含Si75%）配入量为0.2%；MnFe（含Mn68%）配入量为0.32%。

根据炉前快速分析结果决定球化剂和孕育剂的加入量：稀土镁加入量为0.5%；SiFe加入量为0.6%。

计算熔炼1000kg球墨铸铁配入各种炉料质量：

本溪生铁P10=1000kg×12.55%=125.5kg；铸造生铁Z14=1000kg×37.45%=374.5kg；本厂回炉料=1000kg×20%=200kg；废钢=1000kg×30%=300kg；SiFe=1000kg×0.2%=2kg；MnFe=1000kg×0.32%=3.2kg；稀土镁球化剂=1000kg×0.5%=5kg；SiFe孕育剂=1000kg×0.6%=6kg；炉料合计=1016.2kg。

例5-3 订货要求熔炼球墨铸铁相当于牌号QT600-3球墨铸铁3000kg，浇注轴类铸件。采用本厂回炉料、废钢，外购铸造生铁，采用3t/h中频感应炉熔炼，球墨铸铁化学成分见表5-11。

表5-11 球墨铸铁化学成分（质量分数） （%）

（1）炉料组成 以球墨铸铁C含量特点选配炉料，根据生产经验一般回炉料配入量为15%～25%，选为20%配入，其余配入新生铁，有利节省新生铁和防止P含量高，S含量在球化和孕育处理后可明显降低，但注意增加Si含量。废钢一般配入20%～30%，确定配入30%。炉料组成及化学成分见表5-12。

表5-12 炉料组成及化学成分（质量分数） （%）

（2）按铸铁配料计算公式计算炉料中应配入元素含量

（3）计算新生铁配入比例（用Z14和Z18两种铸造生铁分别计算）

设铸造生铁Z14为（Z14）加入比例为x；铸造生铁Z18为（Z18）；回炉料为（回）；废钢为（废）。

建立方程式：Z18生铁加入比例=总炉料-回炉料-废钢-Z14

=100%-20%-30%-x

=50%-x

则 C_{炉料（Z14）}=（Z14）%×x

C_{炉料（Z18）}=（Z18）%×（50%-x）

将生铁Z14和Z18的C含量代入后得

C_{炉料（Z14）}=4.1%×x

C_{炉料（Z18）}=3.9%×（50%-x）

C_{炉料（回）}=3.6%×20%=0.72%

C_{炉料（废）}=0.2%×30%=0.06%

则 C_炉料=C_炉料（Z14）+C_炉料（Z18）+C_炉料（回）+C_炉料（废）

即 4.0%=4.1%×x+3.9%×（50%-x）+0.72%+0.06%

整理方程式 0.1%x=1.27%

解方程式 x=12.7%

即 Z14=12.7%

Z18=50%-x=50%-12.7%=37.3%

（4）计算炉料中应配入Si比例

Si_炉料=Si_{炉料（Z14）}+Si_{炉料（Z18）}+Si_{炉料（回）}+Si_{炉料（废）}

代入数字得出 Si_炉料=1.2%×12.7%+1.6%×37.3%+2%×20%+0.3%×30%=1.23%

计算成分Si_{炉料（计）}=1.26%，炉料配入Si_炉料=1.23%少于计算Si量，计算补Si量，采用SiFe（75%Si）补Si，即

（5）计算炉料中应配入Mn量

Mn_炉料=Mn_{炉料（Z14）}+Mn_{炉料（Z18）}+Mn_{炉料（回）}+Mn_{炉料（废）}

代入数字得出 Mn_炉料=0.3%×12.7%+0.5%×37.3%+0.6%×20%+0.6%×30%=0.52%

计算成分Mn_{炉料（计）}=0.82%，Mn_炉料=0.52%少于计算Mn量，计算补Mn量，采用MnFe（Mn68.2%）补Mn，即

，取0.44%

（6）计算炉料中P含量并核算P含量

P_炉料=0.08%×12.7%+0.08%×37.3%+0.05%×20%+0.07%×30%

=0.07%

计算成分P_{炉料（计）}=0.07%，与炉料中P_炉料=0.07%相等，在含P范围内。

（7）计算炉料中S含量并核算S含量

S_炉料=0.03%×12.7%+0.03%×37.3%+0.03%×20%+0.03%×30%

=0.03%

计算成分S_{炉料（计）}=0.06%，炉料中S_炉料=0.03%小于计算成分说明炉料中S含量，没问题。在孕育处理时可适当少加SiFe量。

（8）配料计算结果见表5-13

表5-13 配料计算结果