碳钢铸造技术好（绿色铸造的首选途径）

高炉-中频感应电炉双联短流程熔炼工艺是将炼铁和铸造结合起来，直接将高炉铁液（代替生铁锭）加入感应电炉与废钢、回炉料和铁合金等一起熔制，经成分调整和过热保温处理后出炉浇注铸件。此工艺称为：短流程双联熔炼工艺。

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高炉-中频炉双联短流程熔炼工艺

1.1 双联短流程熔炼工艺节能减排效果明显

实现绿色铸造的途径大致有3个方面：①铸件设计高精度、高强度、薄壁化、轻量化及铸件修补再生。②生产过程节能减排降耗。③企业“三废”治理。其中：生产过程节能降耗和减少排放应是重点。

双联短流程熔炼，直接将高炉铁液用于铸件生产能充分利用其潜热，节约能源。与生铁锭等原料经冲天炉二次加热用于铸件生产相比，可节约焦炭100%， 减少炉渣95%以上， 减少烟气、粉尘、CO、SO2、HF 排放（熔化每t 铸件约需排放烟气：800 m3/t,粉尘：2.8-12 kg/t，CO：8.0-96kg/t，SO2：0.08-0.48 kg/t，HF：0.16-0.4 kg/t。Si、Mn 元素烧损降低10%-20%，Fe 的损耗降低15%以上。

高炉-中频炉双联短流程熔炼工艺技术，省去了高炉铁液铸锭和生铁重熔环节，有效缩短了工艺流程，降低了能源消耗，减少了废物排放，节能环保。是一种节能、高效、降成本的铸造生产方法。

1.2 我国十分重视双联短流程熔炼工艺的应用

国家发改委发布自2011 年6 月1 日起执行的新版《产业结构调整指导目录（2011 年本）》把直接利用高炉铁液生产铸铁件的短流程熔化工艺与装备等列入鼓励类项目。据相关报道称，“短流程”工艺是工业和信息化部和中国铸造协会重点推广的优化技术之一，山西省及相关省份都把铸造高炉保留必须延伸产业链配套短流程铸造作为一项严格的要求。高平、泽州、侯马、临汾、阳城等市县应用高炉-中频炉双联短流程熔炼工艺进行铸造生产，且部分铸造企业针对某种产品生产工艺成熟，技术先进。使企业获得到了可观的能源、经济和环境效益。

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双联短流程熔炼工艺节能减排效益分析

2.1 能源效益

采用冲天炉熔炼铸造，冲天炉熔化1t生铁需要消耗焦炭0.125 t（焦铁比：1∶8），折标煤0.12143t，消耗电力14 kWh，折标煤0.0056 t，冲天炉熔化1 t 生铁综合能耗为0.12703t 标准。考虑到冲天炉熔炼铁损一般为3%， 则生产1t铸造铁液需要熔化生铁1.03t，需消耗焦炭0.12875t，折标煤0.12507t；消耗电力14.42 度，折标煤0.00577t。即冲天炉熔炼1t铁液综合能耗为0.13084t 标煤。

采用高炉-中频感应电炉双联短流程后， 用中频炉将高炉铁液和废钢、回炉料等（废钢、回炉料按25%计）升温达到1480 ℃进行调质铸造，每生产1t铁液需要消耗电量225 kWh，折标煤0.09t。

因此， 采用高炉-中频感应电炉双联短流程铸造能耗将大量降低，每t 可节省标煤0.04084 t。（见表1）。

2.2 经济效益

实施高炉-中频感应电炉双联短流程熔炼工艺能够节约多种成本， 提高生产率，显著提高经济效益。

（1） 节约能源成本

焦炭按目前单价2230元/t，工业用电按每度0.52 元计算，冲天炉工艺熔炼1t铸造铁液需要消耗焦炭0.1287t，电14.42度，则：

焦炭：0.1287 t×2230 元/t=287元；

电力：14.42度×0.52元/ 度=7.50元，

冲天炉工艺t 铁液综合能源成本为294.5元。

而采用高炉-中频感应电炉双联短流程工艺，高炉铁夜通过升温、调质，每生产1 t 铁液需要消耗电量225度，成本为：225度×0.52 元/度=117.00 元。

则高炉-中频感应电炉双联短流程工艺与冲天炉工艺相比，每生产1t铁液，可节约成本177.5元。

（2） 冶金质量好，合格率高

高炉-中频电炉熔炼省去了冲天炉熔炼，无增碳增硫问题，成分稳定，能够保证稳定获得高质量的铁液，提高产品合格率。据研究统计，铸件合格率每提高1个百分点，成本降低约30 元/t。试验表明，高炉-中频炉双联熔炼与冲天炉熔炼相比， 铸件合格率能稳定提高3%（冲天炉熔炼合格率平均为95%，双联短流程熔炼合格率平均为98%）， 则由于合格率提高每年可节约成本：3万t×90元/t=270万元。

（3） 降低铁模的消耗

铁厂每生产生铁1万t，需要消耗铁模约150~160只，每只重约97kg。铁模目前市场价格6500 元/t，则生产生铁1t铁模费用约为10元。

（4） 生产链布局紧凑，节约生铁运输成本和人工费用

采用短流程熔炼工艺， 用保温包直接将高炉铁液加入到中频炉中，生产链空间布局压缩，可节约生铁的运输和装卸费用。

（5） 其他成本节约

①由于原铁液含硫量低，质量可控，可节约脱硫费用（年熔化4万t铁液约需2000 t石灰石）。②首批加入炉料为高炉铁液，对炉衬的冲击损坏小，可减少筑炉频次60%以上，最大限度地延长炉衬寿命（可使用500炉次以上），降低费用，同时减少停工时间，扩大熔炼能力。③中频电炉可空炉冷料启动，依据任务需要可随时改变熔炼规范，方便生产组织，运行成本低；④铁液在炉中保持时间可塑性大，适应连续工作状况的能力强，不至于造成铁液的浪费。⑤由于污染源排放减少，不需要特意购置污染处理设备等等。各种成本节约预计至少60万元/ 年。

经上述粗略估算，按年产3万t机床铸件计，每年可增加经济效益约1093.55万元（相等于每t铸件降低成本约365元/t；如与没有使用高炉铁液的铸造厂相比，加上外购生铁运杂费及流动资金利息等，成本降低将得到约500元/t）。

2.3 环境效益

采用高炉-中频电炉双联工艺后， 利用清洁的电能做能源，污染物排放很少，不要任何处理也不会对环境造成大的影响。因此，与冲天炉熔炼相比，该项工艺的环境负荷大大减小。

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结论

高炉-中频炉双联短流程熔炼进行铸造生产，工艺成熟、技术先进；能源效益、经济效益、环境效益明显；有利于低碳技术在铸造产业的应用；而且高炉-中频电炉双联短流程熔炼工艺的研究实施可以形成以生产优质铸造生铁的高炉企业为中心的铸造产业集聚区， 非常有利于铸造产业的优势互补和集群效能的发挥，可最大限度地促进铸造产业绿色发展。政府部门十分重视。据此认为：高炉-中频炉双联短流程熔炼工艺是实现绿色铸造的首选途径。