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中頻感應爐的發展得益于靜力變頻器的使用,這種變頻器和磁力變頻器比較,其效率高達95%~98%。作為感應爐使用的變頻器額定功率不斷提高,近來,9000kW變頻器已投產,把它聯接在容量為12t的爐子上,熔化鐵液的生產率可達18t/h;將中頻感應爐功率密度每噸熔化能力提高到1000kW,能使熔化期縮短到35min。感應爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化,一般中頻感應爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4~35t/h。例如,使用2t容量的爐子,可得到2~2.38t/h的熔化率,使用12t的爐子則可達到18~21t/h的熔化率;而采用工頻感應爐熔化冷料的熔化率,1.5t爐為0.75t/h、3t爐為1.5t/h、5t爐為2.5t/h,10t爐只有4t/h。可見中頻感應爐的熔化率遠遠超過了工頻感應爐,這就為在選擇鑄鐵生產熔煉設備時可以以小代大,使用較小容量的中頻感應爐代替較大容量的工頻感應爐創造條件,中頻爐取代工頻爐既減少了用地,又降低了投資,也保證了鐵液的連續供應,對于連續作業、生產能力較大的鑄鐵生產均十分有利。將中頻感應爐用于連續鑄造或離心鑄造球墨鑄鐵管生產的鐵液熔煉,用它取代沖天爐,或與高爐、沖天爐進行雙聯,其生產能力將可得到充分發揮。例如,國內有1個離心球墨鑄鐵管生產廠家,就是采用了10t中頻感應爐與高爐雙聯工藝,對鐵液進行升溫和調整成分,將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃,大約需要27min。該爐頻率100~200Hz,功率為2500kW。
耐蝕鑄鐵在工業生產的各部門中,許多零件要求有較好的抗腐蝕破壞的能力。所謂腐蝕,就是金屬表面受周圍介質的化學及電化學作用兩被破壞的過程。金屬材料的腐蝕主要有兩種形式:化學腐蝕和電化學腐蝕。一般說,化學腐蝕危害較小,而電化學腐蝕危害性很大。為了提高鑄鐵的耐腐蝕性,主要是加入合金元素而得到有利的組織和形成良好的保護膜。耐蝕鑄鐵的種類很多,主要有以下幾種:1.高硅耐蝕鑄鐵鑄鐵中加入硅在14.5%以下時,耐蝕性很差,而在14.5%以上時,耐蝕性火大提高,但超過18%以后則耐腐蝕性不再明顯提高,且脆性增加。故高硅耐蝕鑄鐵含硅量一般在14~18%范圍內。高硅耐蝕鑄鐵由于形成了堅固致密的SiO2保護膜,在含氧酸(如硫酸、等)中具有良好的耐蝕性;但在 和堿液(如NaOH)中,由于SiO2膜被破壞,引起腐蝕加劇。所以高硅耐蝕鑄鐵多用于制造化工用的耐酸泵體、管件等。2.含鋁耐蝕鑄鐵鋁加入鑄鐵中也能形成氧化保護膜,因此含鋁耐蝕鑄鐵可在氧化氣氛中工作,也可作為耐堿鑄鐵。其含鍋量為4~6%,其余成分同中鋁耐熱鑄鐵。3.高鉻耐蝕鑄鐵鉻在鑄鐵中可以提高組織的致密性,在鑄鐵的表層形成一層保護膜,能提高鑄鐵的耐蝕性。當鉻含量為12~30%時,可使鑄鐵在酸、堿、鹽等許多介員中具有很高的耐蝕性,但是在中因保護膜破壞而不能耐蝕
目前,常用的耐熱材料主要有耐熱鋼和耐熱鑄鐵。耐熱鋼的耐熱性較好,力學性能較高,但成本較高。耐熱鑄鐵具有一定的力學性能,成本相對較低,但耐熱性不如耐熱鋼。本文以鉻含量為20%的高鉻鑄鐵為研究對象,采用加入稀土、硅的方法,研究對高鉻耐熱鑄鐵的影響。通過光學顯微鏡,研究稀土、硅對高鉻白口鑄鐵組織的影響。對不同成分的高鉻鑄鐵進行高溫氧化實驗,計算其氧化速率,分析氧化膜的組成。并對不同成分的試樣進行耐磨性、熱疲勞、硬度測試。研究結果表明: 稀土含量由0增加到0.60%,高鉻鑄鐵奧氏體由樹枝晶向柱狀晶和等軸晶轉變,碳化物由連續的網狀趨于塊狀和條狀發展;高鉻鑄鐵氧化速率從5.566mg·cm-2·h-1降到3.276mg·cm-2·h-1;磨損量由0.1521g降為0.1485g;高鉻鑄鐵鑄態硬度從45.2HRC增加到49.9HRC;將添加稀土的高鉻耐熱鑄鐵,在1100℃下進行熱疲勞實驗,試樣進行40次反復加熱、冷卻,均未出現裂紋。
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