通过合理配料降低铁液成本实践

苏建勇，欧阳代云，罗雪峰，林 新

（广东省韶铸集团有限公司，广东韶关 512031）

我厂主要生产设备为四套一拖二8 t 中频感应炉对应五条自动垂直无箱射压造型DISA 线，专业生产各类小型薄壁铸铁件，年生产能力5 万t。目前产品以空调压缩机主、副轴承及汽缸为主，材质采用FC250 系列高强度孕育铸铁。自2011 年国家宏观调控房地产业以来，冷机行业，特别是空调、冰箱行业，受到较大冲击，直接导致下游压缩机铸件毛坯生产厂家销售价格竞争白热化，各铸造厂家在稳定提高产品质量的同时，如何降低制造成本，就成为企业在残酷市场竞争中赖以生存的关键所在。

1 生产工艺技术条件

空调压缩机主副轴承、汽缸系列产品主要工艺技术条件：

①铸件材质采用日本标准FC250，A 型石墨为主，其它石墨形态（B+C+D+E+F）＜10%；②珠光体含量≥95%；③HRB 85～100；④轴径缩松≤0.5 mm×0.5 mm。

2 配料工艺方案

2.1 难点分析

空调压缩机主副轴承、汽缸加工均采用数控精密机床大批量生产方式，质量要求特别严格，尤其对金相组织、石墨形态、铸件致密性、切屑加工性以及重金属等残余元素含量，均有严格要求。由于当前炉料要求干净、少锈、无油污的碳素钢，但在生产实际中，随着产能的扩大，工艺需要的废钢根本无法保证，为满足客户基本发货要求，我厂尝试利用华南地区汽车制造业优势，使用汽车薄板压块，硅钢片压块替代普碳钢。由于汽车薄板是一种高纯净的优质钢，其中C、Mn、Si 含量极低，其他合金元素Cr、Cu 等含量几乎为零，使用一段时间后，导致整个炉料变得越来越纯净，按原熔炼工艺生产，产品金相组织不稳定，具体表现为珠光体含量不够，石墨形态波动较大。为满足客户基本技术要求，熔炼工艺上被动采取合金化方式，通过补加高碳锰铁，提高Mn 含量来保持珠光体的稳定。2012 年11 月至2013 年2 月，锰铁的加入量已接近客户技术规范上限。Mn 含量达到1.20%。每吨铁液增加高碳锰铁约6 kg。目前，锰铁市场价格6 500 元/t，即每吨铁液因合金化处理需增加成本约39 元，折合成铸件，每吨铸件增加成本约70元。另外，由于Mn 含量增加，产品在浇注过程中产生内径缩松的可能性增加，从而影响到产品的机械加工性能。

2.2 对策分析

针对汽车薄板是一种高纯净度低合金元素含量的特点，具体采取以下措施：

（1）在保证产品质量前提下，充分利用当前大宗原材料生铁、废钢的市场价格机制，因地制宜，利用华南地区锰矿企业冶炼锰铁的副产品——高锰生铁，匹配汽车薄板配料工艺，以3%～5%高锰生铁替代高碳锰铁，利用高锰生铁与高碳锰铁的价差，最大限度降低合金加入成本。

（2）加入10%的硅钢片压块，增加原铁液硅含量，降低硅铁加入量。

经实验室光谱检测分析，高锰生铁化学成份中Mn 含量4.0%～8.0%，重金属元素Cr、Cu、Ni、Ti、As含量均＜0.010%，∑重金属＜0.20%，见表1，对产品质量不会产生影响，理论上以高锰生铁替代高锰碳铁是可行的。

表1 高锰生铁化学成份

3 熔炼配料方案确定

汽车薄板3 200 元/t，高碳锰铁6 500 元/t，高锰生铁3 500 元/t，目前回炉料中Mn 含量1.2%，高锰生铁中Mn 含量6%～8%（取7%），工艺出品率55%，废品率5%左右，采用3%高锰生铁，则熔清后，原铁液中Mn 含量：1.2%×50%＋7%×3%＋47%×0.60%=1.1%。

根据当前炉料、合金市场价格，结合工艺出品率、废品率等综合因素，按照稳定产品质量、保持物流平衡、降低熔炼成本原则，最终确定炉料配比工艺：

3%高锰生铁＋50%回炉铁＋10%硅钢片压块＋37%汽车薄板压块。

4 效果验证

2013 年3 月23—26 日，我厂在8 t 中频炉连续8 炉试验，金相全部合格。石墨形态以A 型为主，珠光体＞98%，HRB:92～95（见图1、图2）。

图1 腐蚀前金相图

图2 腐蚀后金相图

上述8 炉铁液，平均每炉少加高碳锰铁51 kg，8 炉共节约高碳锰铁408 kg，节约0.408 t×6 500 元/t=2 652 元，共68 t 铁液，平均每吨铁液降低39 元，2013 年4 月份开始，全部使用高锰生铁替代高碳锰铁。

5 结论

我厂每月熔炼铁液约4 000 t，以3%的高锰生铁替代高碳锰铁，平均每吨铁液降低成本39 元，则每月降低成本：39×4 000＝15.6（万元），年均降低成本15.6×12＝186（万元）。实践证明：

（1）通过合理配料，降低电炉熔炼成本对提高产品竞争力至关重要。

（2）采用高锰生铁匹配质量稳定的汽车薄板压块工艺，可以稳定产品质量，避免因废钢杂乱产生的其他工艺缺陷。