鑄造生產(chǎn)是一個古老而新興的行業(yè)，也是機械行業(yè)重要基礎(chǔ)件行業(yè)。決定著機械設(shè)備的使用壽命和使用可靠性。通過數(shù)千年的生產(chǎn)實踐積累，科學研究，從宏觀認識深入到微觀理論，有了巨大的發(fā)展，不斷揭示鑄件生產(chǎn)過程中、穩(wěn)定完成技術(shù)參數(shù)的控制，就可保證鑄件的使用性能，從而保證機械設(shè)備的使用壽命、使用的可靠性。
要生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件，首先就需要研究影響鑄鐵性能的因素，也就是如何提高熔煉鐵水的純凈度：如何獲得好的石墨形態(tài);化學成分波動范圍的控制等，研究解決上述問題的技術(shù)控制參數(shù);并研究采用什么熔煉方法達到目的。
1.元素燒損及氧化物夾雜
鐵水中的硅、錳元素的氧化燒損，是通過爐氣中的氧和二氧化碳吸附于鐵滴表面后熔入鐵水中。此時熔解氧為原子態(tài)。首先與鐵原子反應生成氧化亞鐵，由于硅、錳與氧的親和力大于鐵原子，硅、錳原子將生鐵原子從氧化七亞鐵中還原出來，自身被氧化形成硅、錳氧化物夾雜。
眾所周知：鐵水的氧化只要產(chǎn)生在熔化帶。由于空氣中的氧在氧化帶已基本燃燒光。形成二氧化碳;故鐵水在熔化帶被氧化的氧原子主要由二氧化碳提供，減少熔化帶的二氧化碳量就能控制鐵水在熔化帶被氧化，由于二氧化碳遇紅熱焦炭被還原，是吸熱反應，故提高還原帶的爐氣溫度可減少爐氣中二氧化碳的含量，減少硅、錳燒損。故熱風沖天爐能有效控制元素氧化燒損。
2.鐵水氧化行氣孔的產(chǎn)生與控制
沖天爐鐵水中的熔解氧，一部分如上所述，與鐵水中硅、錳反應生成氧化物夾雜。
a.一部分溶解氧在石墨表面吸附，氧化石墨生成一氧化碳氣。即：(C)石墨+[O]={CO}↑
b.當生成的氧化亞鐵于鐵水中的碳接觸時，碳還原氧化亞鐵，也是生成一氧化碳氣孔。(FeO)+(C)={CO}↑+(Fe)
高溫鐵水有利于氣泡上浮去除。這種熔煉過程中鐵水氧化生成的氣孔叫熔煉性氣孔，其特點時呈細小均勻的分布于鑄件斷面。
3.鐵水含硫含量的控制
在沖天爐熔煉過程中，焦炭中的硫?qū)⒂?/span>60%進入鐵水中。如何控制硫進入鐵水，是沖天爐熔煉質(zhì)量控制的重要任務(wù)之一。首先了解硫進入鐵水的過程，才能找到控制鐵水增硫的途徑。
焦炭在風口區(qū)燃燒達到高溫時，焦炭中的硫呈氣體狀態(tài)逸出，在風口區(qū)與氧反應生成二氧化硫(SO2)氣體。隨著爐氣上升，與鐵料產(chǎn)生增硫途徑有二：
a.當二氧化硫與尚沒氧化的潔凈金屬爐料表面或鐵滴表面吸附對，產(chǎn)生增硫反應：3[Fe+SO2]=(FeS)+2(FeO)+△F2……(1)
b.對于已氧化的金屬爐料表面，有如下反應：10(FeO)+SO2=(FeS)+3Fe3O4+△F……(2)式中的氧化亞鐵包括上式反應生成的和爐渣中的。
以上兩個放熱反應在沖天爐條件下都可以進行，但反應式(2)順向性比(1)大，故在金屬表面氧化嚴重時，增硫劇烈。試驗表明，金屬爐料的滲硫深度可達1～3mm。當鐵料原始含硫量為0.082%時，增層內(nèi)硫量可達0.45%之多。由此可知，清除金屬爐料的鐵銹，可減少增硫。
在沖天爐熔煉過程中能否創(chuàng)造條件脫硫呢?據(jù)脫硫的三大條件，即高溫、高堿度、低氧化性。這在一般沖天爐中時無法滿足的，只有在先進的熱風水冷沖天爐熔煉條件下，才能滿足上述條件。在熱風水冷沖天爐熔煉過程中，由于高溫、鐵水氧化性低，無爐襯，可造堿性渣，當鐵水在1500～1550℃，平均1530 ℃，爐渣堿度控制在1.7～2.3時，可穩(wěn)定地將鐵水含硫量降到0.04%，在包中輔以脫硫措施或采用爐前連續(xù)脫硫，就可將硫控制在0.02～0.03%，充分滿足球鐵生產(chǎn)和轉(zhuǎn)爐煉鋼的需要。
4.鐵水中磷的控制
一般在沖天爐熔煉過程中磷基本上無大變化。磷量的控制主要是從金屬爐料控制。
5.微量干擾元素，微量干擾元素應控制其含量在作用量以下。在熔煉過程中，高溫有利于低熔點干擾元素的氧化、燒損。其含量相應的減少。但控制主要從金屬爐料的選擇解決之一。
——摘自鑄造雜志
