铸造熔炼用原材料的生产基本上都是高耗能、高污染行业，随着对环境保护的日益重视，许多不符合排放标准的高炉炼铁、炼钢企业被相继淘汰或限定产能，直接导致生铁价格的上涨，炼钢企业对装备制造业产生的大量废钢收购量降低，也导致废钢的价格相对降低，但铸造原材料的整体价格还在不断的攀升，同时铸件价格很难同步上涨，即使有上涨的可能也是小幅度的、滞后的上涨，因此很多铸造企业不仅面临着巨大的环保投入，而且还面临着成本不断上涨的双重压力，卡森铸造材料公司作为集生产、销售及技术服务为一体的专业铸造原材料供应商，在全国各地的服务过程中深感铸造企业面临的困境，本着双赢的理念，与国内几家大型铸造企业（浙江、江苏、河北）一起进行铸铁全废钢熔炼试生产，从终的金相、性能测试结果看都达到甚至超过原来高生铁比例的传统熔炼方式，由于预处理剂的使用，降低了铁水的收缩倾向，全面地改善了铁水的质量，同时也提高了铸件的加工性能，目前该几家企业已经全部实现了全废钢熔炼的生产，由于废钢的大量使用，取消了生铁，从而大大的降低了成本，经济效益可观。
一：成本分析
1.目前原材料价格（元/吨）
| 生铁Q10（Z14） |
废钢 |
回炉铁 |
增碳剂 |
预处理剂 |
75%硅铁 |
65%锰铁 |
| 3300(3250) |
2000 |
2000 |
5000 |
6500 |
6200 |
6200 |
案例一：QT400-12（浙江衢州某企业）
1.QT400—12目标成分(%)
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Mg |
Re |
| 原铁水 |
3.6-3.8 |
1.45 |
1.25 |
＜0.04 |
＜0.02 |
|
|
| 终铁水 |
|
2.4-2.6 |
0.2-0.4 |
＜0.04 |
＜0.012 |
0.03-0.05 |
＜0.01 |
2.生铁Q10主要成分(%)
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
| 含量 |
4.2 |
1.0 |
0.2 |
＜0.04 |
＜0.02 |
3.卡森公司增碳剂、预处理剂主要成分（％）
| 元素 |
C |
Si |
|
|
|
|
S |
| 增碳剂 |
＞98 |
―― |
―― |
―― |
―― |
―― |
＜0.0５ |
| 预处理剂 |
23－25 |
63－65 |
―― |
―― |
―― |
―― |
极微量 |
4.废钢参考成分（％）
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
|
|
| 含量 |
0.1 |
0.25 |
0.4 |
＜0.04 |
＜0.02 |
|
|
5.配料依据说明：本案例以一吨铁水计算
（1）卡森球化剂加入量为1.3%，其中Si含量为42%。（2）卡森孕育剂加入量为0.7%，其中Si含量为70-72%，包括球化剂覆盖、随流冲入及瞬时孕育量。（3）增碳剂加入量为2.8%，吸收率为90-92%，计算时取90%。（4）预处理剂加入量为1%，上述表中的含量计算时取中间值即C:24%,Si:64%，实践中按此数值计算可忽略吸收率问题。（5）75%Si-Fe加入量为0。（6）65%Mn-Fe加入量为0。（7）P和S在此成本计算时忽略。（8）特别说明：铸造企业出品率+废品率一般会产生20—30%的回炉料，所谓全废钢熔炼，应该是限度使用废钢，但必须考虑回炉铁的自循环，因此废钢回炉铁配比各占75%及25%，企业可以根据自身产品特点决定回炉铁的占比。（8）熔炼过程其它元素烧损暂忽略，以原铁水光谱（或碳硅仪）取样后进行调节。
6.全废钢（含少量回炉铁）配比如下（一吨）：
| 原材料 |
废钢 |
回炉铁 |
增碳剂 |
预处理剂 |
75%Si-Fe |
65%Mn-Fe |
球化剂 |
孕育剂 |
| 比例% |
75 |
25 |
2.8 |
1 |
0 |
0 |
1.3 |
0.7 |
| 重量Kg |
750 |
250 |
28 |
10 |
0 |
0 |
13 |
7 |
| 价格元 |
1500 |
500 |
140 |
65 |
0 |
0 |
|
|
前六项总金额合计：2205元
附:成分验证如下：
（1）C%=废钢C+回炉铁C+增碳剂C+预处理剂C=0.1%*75%+3.7%*25%+98%*90%*2.8%+24%*1%=3.71%
（2）Si%=废钢Si +回炉铁Si+预处理剂Si+球化剂Si+孕育剂Si=0.25%*75%+2.5%*25%+64%*1%+42%*1.3%+70%*0.7%=2.5%
（3）Mn%=废钢Mn +回炉铁Mn=0.4%*75%+0.3%*25%=0.375%
7.该公司传统配料比例如下（一吨）：
| 原材料 |
生铁 |
回炉铁 |
废钢 |
增碳剂 |
75%Si-Fe |
65%Mn-Fe |
球化剂 |
孕育剂 |
| 比例% |
65 |
20 |
15 |
0.25 |
0.4 |
0 |
1.3 |
0.7 |
| 重量Kg |
650 |
200 |
150 |
2.5 |
4 |
0 |
13 |
7 |
| 价格元 |
2145 |
400 |
300 |
12.5 |
24.8 |
0 |
|
|
前六项总金额合计：2882.3元
附:成分验证略。
8．总结：
节约成本677元/吨,我公司工程技术人员与该公司技术中心一起先后在0.5吨、3吨及5吨中频电炉上进行多次试制，都取得满意的结果，目前该公司已全面推行全废钢熔炼球铁（包括灰铸铁）技术，附图一为0.5吨电炉试验金相及性能报告（试样取自浇注完成后的剩余铁水），从上述配料对比可以看出成本会大幅度降低。
●案例二：HT250（江苏扬州某企业）
1.HT250目标成分(%)
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
| 铁水 |
3.1-3.3 |
1.7-1.9 |
0.7-0.9 |
＜0.04 |
0.06-0.09 |
2.生铁Z14主要成分(%)
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
| 含量 |
4.2 |
1.35 |
0.5 |
＜0.04 |
＜0.02 |
3.全废钢（含少量回炉铁）配比如下（一吨）：
| 原材料 |
废钢 |
回炉铁 |
增碳剂 |
预处理剂 |
75%Si-Fe |
65%Mn-Fe |
孕育剂 |
| 比例% |
75 |
25 |
2.4 |
1 |
0.35 |
0.7 |
0.4 |
| 重量Kg |
750 |
250 |
24 |
10 |
3.5 |
7 |
4 |
| 价格元 |
1500 |
500 |
120 |
65 |
21.7 |
43.4 |
|
前六项总金额合计：2250.1元
附:成分验证如下：
（1）C%=废钢C+回炉铁C+增碳剂C+预处理剂C=0.1%*75%+3.2%*25%+98%*90%*2.4%+24%*1%=3.23%
（2）Si%=废钢Si +回炉铁Si+预处理剂Si+75%Si-Fe Si+孕育剂Si=0.25%*75%+1.8%*25%+64%*1%+70%*0.35%+70%*0.4%=1.8%
（3）Mn%=废钢Mn +回炉铁+Mn+65%Mn-Fe =0.4%*75%+0.3%*25%+65%*0.7%=0.83%
4.该公司传统配料比例如下（一吨）：
| 原材料 |
生铁 |
回炉铁 |
废钢 |
增碳剂 |
75%Si-Fe |
65%Mn-Fe |
孕育剂 |
| 比例% |
50 |
35 |
15 |
0 |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
| 重量Kg |
500 |
350 |
150 |
0 |
6 |
4 |
4 |
| 价格元 |
1625 |
700 |
300 |
0 |
37.2 |
24.8 |
|
前六项总金额合计：2687元
附:成分验证略。
5.总结：
节约成本437元/吨,该公司共有四台一吨电炉，主要浇注灰铁件，从下午一点一直工作至次日早上八点，从以上对比的成本看，其成本得到大幅下降，而且金相组织中的A型石墨均高出原来传统配比，同样化学成分所对应的抗拉强度也比传统配比高出近10%，目前已该熔炼方式已经全面推广。
二：预处理剂及增碳剂加入方法
关于增碳剂的加入方法，介绍的资料相当多，但都属于纯理论上的指导，忽视了电炉熔化强度、炉料块度及洁净度的因素，因此我们根据不同厂家的具体情况总结出以下规律，供参考：
（1）避免增碳剂直接触碰炉底，加入增碳剂前可先加入一层碎铁或回炉铁屑。
（2）炉能在1.5小时以内熔化结束的，功率配置较为合适，电炉往往具有较强的电磁搅拌力，增碳剂可以分2-3次逐层加入，但必须处于炉体中下部，很多公司由于电炉功率配置问题，有的甚至炉要两个小时或更长时间，此种电炉的电磁搅拌力很弱，建议一次性加入或分两层加入，尽可能靠近炉底。
（3）增碳剂加入时尽可能选用合适块度的炉料压住，炉料越密集越好，以看不见增碳剂为宜。
（4）加入增碳剂时避免使用长条状废钢竖直插入，一旦铁水造渣，部分增碳剂会上浮，降低吸收率。
（5）覆盖增碳剂的炉料尽可能洁净，块度超大、锈蚀及粘砂严重等不合格炉料尽可能熔化后期加入。
（6）增碳剂的吸收率在低硅的情况下较为理想，因此预处理剂的加入选择在增碳剂绝大部分都被铁液包裹后加入，以全部炉料熔化后看不到预处理剂上浮现象为宜，当然预处理剂加入时也必须有意识地加强覆盖，如果炉铁水需要热包，可以预留5-10Kg预处理剂放在包底，这对于细化石墨相当有好处，75%Si-Fe加入。
（7）卡森公司的增碳剂为石墨化增碳剂，实践中其吸收率均稳定在90-95%之间，如果出现吸收率低于90%，可能的因素是加入方式有问题，每个单位情况不同，建议用户自行跟踪加入方式，以稳定吸收率，由于增碳剂品种较多，废钢中S的含量并不高，因此灰铸铁的生产可以选择S含量高一点的增碳剂，经济性会更好。预处理剂成分也较为稳定，加入量以0.5-1%铁水重量为宜，配料时推荐值为：Si含量：63-65% C含量：23-25%，可以取中间值，无需考虑烧损。附图二为预处理剂功能介绍
附图一
附图二
