通過合理配料降低鐵液成本實踐

蘇建勇，歐陽代云，羅雪峰，林 新

（廣東省韶鑄集團有限公司，廣東韶關 512031）

我廠主要生產設備為四套一拖二8 t 中頻感應爐對應五條自動垂直無箱射壓造型DISA 線，專業生產各類小型薄壁鑄鐵件，年生產能力5 萬t。目前產品以空調壓縮機主、副軸承及汽缸為主，材質采用FC250 系列高強度孕育鑄鐵。自2011 年國家宏觀調控房地產業以來，冷機行業，特別是空調、冰箱行業，受到較大沖擊，直接導致下游壓縮機鑄件毛坯生產廠家銷售價格競爭白熱化，各鑄造廠家在穩定提高產品質量的同時，如何降低制造成本，就成為企業在殘酷市場競爭中賴以生存的關鍵所在。

1 生產工藝技術條件

空調壓縮機主副軸承、汽缸系列產品主要工藝技術條件：

①鑄件材質采用日本標準FC250，A 型石墨為主，其它石墨形態（B+C+D+E+F）＜10%；②珠光體含量≥95%；③HRB 85～100；④軸徑縮松≤0.5 mm×0.5 mm。

2 配料工藝方案

2.1 難點分析

空調壓縮機主副軸承、汽缸加工均采用數控精密機床大批量生產方式，質量要求特別嚴格，尤其對金相組織、石墨形態、鑄件致密性、切屑加工性以及重金屬等殘余元素含量，均有嚴格要求。由于當前爐料要求干凈、少銹、無油污的碳素鋼，但在生產實際中，隨著產能的擴大，工藝需要的廢鋼根本無法保證，為滿足客戶基本發貨要求，我廠嘗試利用華南地區汽車制造業優勢，使用汽車薄板壓塊，硅鋼片壓塊替代普碳鋼。由于汽車薄板是一種高純凈的優質鋼，其中C、Mn、Si 含量極低，其他合金元素Cr、Cu 等含量幾乎為零，使用一段時間后，導致整個爐料變得越來越純凈，按原熔煉工藝生產，產品金相組織不穩定，具體表現為珠光體含量不夠，石墨形態波動較大。為滿足客戶基本技術要求，熔煉工藝上被動采取合金化方式，通過補加高碳錳鐵，提高Mn 含量來保持珠光體的穩定。2012 年11 月至2013 年2 月，錳鐵的加入量已接近客戶技術規范上限。Mn 含量達到1.20%。每噸鐵液增加高碳錳鐵約6 kg。目前，錳鐵市場價格6 500 元/t，即每噸鐵液因合金化處理需增加成本約39 元，折合成鑄件，每噸鑄件增加成本約70元。另外，由于Mn 含量增加，產品在澆注過程中產生內徑縮松的可能性增加，從而影響到產品的機械加工性能。

2.2 對策分析

針對汽車薄板是一種高純凈度低合金元素含量的特點，具體采取以下措施：

（1）在保證產品質量前提下，充分利用當前大宗原材料生鐵、廢鋼的市場價格機制，因地制宜，利用華南地區錳礦企業冶煉錳鐵的副產品——高錳生鐵，匹配汽車薄板配料工藝，以3%～5%高錳生鐵替代高碳錳鐵，利用高錳生鐵與高碳錳鐵的價差，最大限度降低合金加入成本。

（2）加入10%的硅鋼片壓塊，增加原鐵液硅含量，降低硅鐵加入量。

經實驗室光譜檢測分析，高錳生鐵化學成份中Mn 含量4.0%～8.0%，重金屬元素Cr、Cu、Ni、Ti、As含量均＜0.010%，∑重金屬＜0.20%，見表1，對產品質量不會產生影響，理論上以高錳生鐵替代高錳碳鐵是可行的。

表1 高錳生鐵化學成份

3 熔煉配料方案確定

汽車薄板3 200 元/t，高碳錳鐵6 500 元/t，高錳生鐵3 500 元/t，目前回爐料中Mn 含量1.2%，高錳生鐵中Mn 含量6%～8%（取7%），工藝出品率55%，廢品率5%左右，采用3%高錳生鐵，則熔清后，原鐵液中Mn 含量：1.2%×50%＋7%×3%＋47%×0.60%=1.1%。

根據當前爐料、合金市場價格，結合工藝出品率、廢品率等綜合因素，按照穩定產品質量、保持物流平衡、降低熔煉成本原則，最終確定爐料配比工藝：

3%高錳生鐵＋50%回爐鐵＋10%硅鋼片壓塊＋37%汽車薄板壓塊。

4 效果驗證

2013 年3 月23—26 日，我廠在8 t 中頻爐連續8 爐試驗，金相全部合格。石墨形態以A 型為主，珠光體＞98%，HRB:92～95（見圖1、圖2）。

圖1 腐蝕前金相圖

圖2 腐蝕后金相圖

上述8 爐鐵液，平均每爐少加高碳錳鐵51 kg，8 爐共節約高碳錳鐵408 kg，節約0.408 t×6 500 元/t=2 652 元，共68 t 鐵液，平均每噸鐵液降低39 元，2013 年4 月份開始，全部使用高錳生鐵替代高碳錳鐵。

5 結論

我廠每月熔煉鐵液約4 000 t，以3%的高錳生鐵替代高碳錳鐵，平均每噸鐵液降低成本39 元，則每月降低成本：39×4 000＝15.6（萬元），年均降低成本15.6×12＝186（萬元）。實踐證明：

（1）通過合理配料，降低電爐熔煉成本對提高產品競爭力至關重要。

（2）采用高錳生鐵匹配質量穩定的汽車薄板壓塊工藝，可以穩定產品質量，避免因廢鋼雜亂產生的其他工藝缺陷。