我国铸造用高纯生铁的现状与期待【转帖】

老翻砂匠

十一届全国人大四次会议提到，要真正使我国经济转到主要依靠科技进步和提高劳动者素质上来，着重提升经济的增长质量和效益。虽然我国铸件产量已多年稳居世界之首，要真正强大起来，还必须把数量优势转变为质量优势才是。对此，高层专家和管理者有不少论述和建言。笔者以为，生铁是铸铁件的基础炉料，优质铸造生铁，特别是高纯生铁的生产和应用，事关铸件品质的提高。基础件、基础零部件和关键件的水平提高了，必然促进我国装备制造业的产业升级和国产化率的提高，亦必将大大提升我国装备制造业的国际竞争力。

本文简述我国铸造用高纯生铁的现状，并就所存在的问题表达一点不成熟的期待。

1、高纯生铁“纯”在哪里

加拿大、南非、日本、美国、瑞典、挪威、德国、俄罗斯和巴西等国都有高纯生铁。由于各国所用矿源不同、生产工艺不同，高纯生铁中元素含量的指标亦不同。因此，没有统一的口径，不存在以哪个为标杆，向它看齐的问题。

铸铁与钢，本身亦有个纯的问题。钢的牌号甚多，许多元素被广泛用作合金元素，纯净钢（洁净钢）通常是在主炉冶炼之后，再经精炼炉精炼，严格限制O、H、N、S和P等的含量（如S+O+P+N之和低于100ppm）。此外，钢中成分元素含量要稳定地控制在精确的范围之内。当然，不同钢种还会有各自的特殊要求，如某些轴承钢要脱Ti，某些不锈钢要超低C等等。铸铁则不然，它是Fe-C-Si系材料，多数铸铁组织中有石墨，结晶时常常要考虑石墨化因素。多数铸铁又不热处理或不作复杂的热处理。高端铸铁件，重要的是要关注晶内和晶界的杂质和有害相。铸铁的熔炼，不像钢以废钢为炉料又有氧化和还原过程，所以要提防留存微量元素对铸铁组织的影响。因此，高端铸铁对生铁炉料，主要着眼于其中S、P、（Mn）和有害的微量元素的含量。

笔者在分析了低温用高韧性球墨铸铁件、等温淬火球墨铸铁件、大型球墨铸铁件、特殊性能球墨铸铁件和薄壁高强度灰铸铁件等对铸铁化学成分的要求后，提出了《铸造用高纯生铁》[1]的牌号，规定了Ti、Mn 、P、S的“特”、“1”两个层面的含量，以及Cr、V、Mo、Sn、Sb、Pb、Bi、Te、As、B、Al等各自含量的最大值，且规定了Ti和上述11个微量元素总和的含量不应大于0.1%。

2、铸造用高纯生铁的三种生产方法

（1）方法1，以钒钛磁铁矿精粉为原料，由高炉炼出的铁液含有较低的Si，一定量的V、Ti、Cr和较多的P。再将该高炉铁液在另一炉或专用包内用分步氧化法调节Si、V、Ti、S、P等，生产出Ti﹤0.01%，P和Mn约为0.02%,Si≈0的生铁，其中微量元素很少。V渣还可供提取V2O5和TiO2之用。

（2）方法2,以低P、低Ti的优质铁矿精粉为原料，通过高炉低温冶炼和炉前的精细化辅助手段，可生产出Ti﹤0.03%,P﹤0.025%,Mn﹤0.1%，而Si在0.4%～1.2%内可调，微量元素很低的生铁。

（3）方法3，以海绵铁或普通杂废钢和增碳剂为炉料，在电孤炉内调控化学成分，得到高纯生铁。与废钢相比，海绵铁的化学成分纯而稳定，但海绵铁中铁的含量在73%～84%，炉料中Fe的收得率低。此外，海绵铁中由脉石带来了杂质，电孤炉冶炼要多加石灰，多耗电，加之增碳量大的缘故，方法3的生产成本高。用固体料间断生产，生产率低，产量不大。

综上可见，方法3没有价格优势，产量低，很难实现规模化生产。上世纪八十年代，我国有单位已掌握了方法1，但未予实施。前几年，有工厂用方法1生产出了高纯生铁，并于2007年11月取得了专利。该厂高炉容积小，铁液大部分由本企业消化生产铸件，外供量不多。因此，我国当前生产高纯生铁的主流方法是方法2。现有两家企业生产铸造用高纯生铁，并有企业标准。2010年的产销量约12万吨。此外，尚有几家企业的产品接近于铸造用高纯生铁的水平。

3、对铸造用高纯生铁的期待

（1）对由方法2生产铸造用高纯生铁的企业来说，2010年是拓疆之年，稳定的市场已初步形成。但面对某些高端铸件的更高要求，需进一步降低Ti、P含量，作到特级P≤0.02%，特档Ti≤0.02%。为此，应按规模化生产要求进行技术改造，重组工艺流程。通过不断的技术进步，逐步摆脱依赖好矿才能出好生铁的局面。

（2）目前由方法1生产出的铸造用高纯生铁，产量太少，无法承接较大的订单。根据国家政策，小高炉无法扩容或新建。如何解决生产瓶颈？攀西地区和承德地区有丰富的VTi磁铁矿，承钢和攀钢以钢铁、V产品和Ti产品为主业，还有VTi资源开发的公司。近日（4月12日）又闻国家《钒钛资源综合利用》文即将出台。如果能通过工信部的协调，从中分流出一些高炉铁液生产铸造用高纯生铁，乃是一条举手之劳的捷径。对相关钢铁企业来说只不过是分出生铁量的百分之几份额，却弥补了铸造业的一个不小的缺口。

（3）国外某品牌高纯生铁，其Ti量和其它二十余个元素的含量极低，这是由其冶炼工艺所决定的。这里牵涉到这些微量元素是否个个作用都是负面的？个个含量都要这么低吗？Cu、Ni、Co、Nb、Mo、Ce、Ba、Sr等有正面形象的元素，低到百分之点双零、点三零、点四零这样的数量级就变坏了？强调绝对化的“纯”就像叫人喝太空水一样怪诞。所以，还是应该回到铸铁件所能接受的“纯”字上来。迄今，有关微量元素的影响及其在不同情况下的限量，大多是重复引用，未作考证。笔者建议以高炉企业为主体，联络用户，借助于院校的帮助，通过积累，能逐渐搞出个所以然来。

（4）铸造用高纯生铁的市场有个培育过程。管理层对近期和中长期铸造用高纯生铁的需求量要作出预测，因势利导，防止一哄而起，盲目铺摊。造成了产能过剩，到头来吃亏的是高炉企业本身。

铸造小猫

前辈，这是几年前的文章了吧。有个疑问，纯度过高的生铁并不适合做高牌号球铁，不知道这个观点是否正确。