低硅鐵的熔煉工藝關(guān)鍵在于控制硅元素的含量與熔煉溫度,通常采用電爐或高爐進(jìn)行生產(chǎn)。需要重點(diǎn)關(guān)注原料配比,特別是焦炭與鐵礦石的比例(建議1:0.8-1.2),這直接影響還原反應(yīng)的充分程度。熔煉溫度需保持在1450-1550℃之間,過高會(huì)導(dǎo)致硅元素?fù)]發(fā),過低則影響鐵水流動(dòng)性。
在具體操作中,建議采用分段式加熱策略。初期以中頻電爐(功率密度3-5kW/cm3)快速升溫至1200℃完成礦石分解,隨后轉(zhuǎn)入低頻保溫階段。值得注意的是,還原劑的選擇直接影響硅含量,木炭比焦炭更能有效抑制硅的生成,但會(huì)相應(yīng)提高生產(chǎn)成本。通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量(標(biāo)準(zhǔn)工況下6-8m3/min)可精確控制爐內(nèi)氧化氛圍,這是控制最終硅含量的關(guān)鍵參數(shù)。
熔煉后期需特別注意鐵水取樣分析,當(dāng)硅含量降至0.5-1.2%范圍時(shí)即可出鐵。與常規(guī)鑄鐵相比,低硅鐵水的出爐溫度應(yīng)提高約50℃(建議1520-1550℃),以補(bǔ)償其較低的硅含量帶來的流動(dòng)性下降。經(jīng)驗(yàn)表明,采用鎂碳磚爐襯(MgO含量≥85%)能顯著延長(zhǎng)爐齡,特別是在處理低硅鐵水這種高熔點(diǎn)物料時(shí)效果更為明顯。
對(duì)于需要精確控制成分的場(chǎng)合,可考慮添加微量合金調(diào)節(jié)劑。例如加入0.05-0.1%的金屬鋁能有效脫氧而不增加硅含量,這對(duì)生產(chǎn)超低硅鐵(Si<0.3%)尤為重要。同時(shí)要注意爐前預(yù)處理,采用氮?dú)鈬娚洌▔毫?.3-0.5MPa)能有效去除鐵水中懸浮的氧化物夾雜,這對(duì)后續(xù)澆鑄工序的質(zhì)量控制至關(guān)重要。