6.1万吨铸造件项目可行性研究报告.doc

目 录第一章 XX铸造件项目总论第二章 XX铸造件项目背景和建设的必要性第三章 铸造件市场分析第四章 铸造件项目选址第五章 铸造工艺第六章 铸铁熔炼方法及特点第七章 铸铁熔炼的熔炉设备第八章 XX铸造件项目工厂技术方案第九章 项目能源消耗种类及数量计算第十章 节能措施第十一章 XX铸造件项目设计依据第十二章 工业安全与卫生第十三章 劳动定员与组织第十四章 投资估算与资金筹措第十五章 财务分析第十六章 结论 XX铸造件项目可行性研究报告第一章 XX铸造件项目总论1.1 XX铸铁件项目背景：我国历史上曾创造过铸造业的灿烂辉煌。夏商周三代青铜器的精美绝伦至今令世人惊叹。铸造行业是机械制造业的重要组成部分，对国民经济的发展及国防力量的增强起着重要的作用。但目前我国铸造行业的技术装备水平与国外相比有很大的差距，它严重制约着国民经济的发展。铸造是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、机械制造等支柱产业的基础，而先进的铸造技术则是先进制造技术的重要内容。有关统计数据表明，2002年以来，我国铸件产量已连续6年位居世界第一。虽然我国铸件产量已经跃居铸造大国，但从综合质量、材质结构、成本、能耗、效益和清洁生产等方面来看远非铸造强国。我国的铸造企业约有24000家，与发达国家相比企业多，专业化程度低，集约化程度低，劳动生产率也较低。我国平均每年每人产出10吨，个别劳动生产率高的为30吨，而美国、德国则为46吨到60吨，日本为60吨到85吨，差距是明显的。我国平均每厂年产铸件500多吨，而日本则为4700吨，德国为4300吨，美国为4280吨。并且国内有80%厂家以生产中、低档普通铸件为主，产品尺寸精度差，外表质量粗糙，生产效率低，劳动强度大，环境污染严重。这与国内、外愈来愈高的铸件质量要求有较大的差距，而且严重影响了铸件的大批量出口，即使勉强出口也会因其铸件内部各种缺陷给中国铸件产品带来名誉上的损害。 为了保证铸件尺寸精度和内部组织的一致性、致密性，同时提高生产效率，国内有相当一部分专业铸造厂家纷纷采用了先进的生产设备和技术，其中包括引进先进的造型生产线，以缩小在生产工艺手段上与国际同行之间的差距。为提高我国以及安徽省铸造业整体水平，扩大出口和满足市场发展的需要，引进先进生产设备对传统产业进行技术革命，其龙头带动作用也是不可低估的；不仅能带动安徽铸造工业从传统产业向现代化铸造的根本转变，带动安徽铸造工艺技术在总体上向高新技术领域迈进，带动安徽铸造产业与国际市场接轨，并且能促进国际市场竞争由国内化、省内化向国际化竞争转变，从而带动安徽煤、焦、铁资源优势向XX优势转化，自身优势向行业优势辐射，向集约化合作的市场优势转化，最终形成上下一体的产业链，并带动相关产业共同繁荣。 随着新技术发展进步，为了企业长远发展，改变单一产品、小作坊局面，为了在市场占有一席之地，必须把企业做强、做大，上规模、上档次，向高科技企业转型，这已成为公司上下的共识。为使生铁产品逐步就近转化，变资源优势为XX优势，根据市场分析，公司决定扩大的消失模铸造生产规模，生产机械配重件、机床件、矿用磨介等产品。几年来公司在利用高炉铁水炉前连铸取得了很大的成果，积累了丰富的经验，但随着高炉的关闭，铸造就成为无米之炊。为确保公司内部产品规模和环保产业的匹配平衡，为了贯彻国家经贸委关于控制总量、优化结构、提高冶金工业发展和效益的精神和实现国家冶金工业局淘汰落后工艺技术装备的决定，在综合分析研究了国内外需求状况，国家产业政策，环保政策等有关走向的基础上，结合公司现状，决定上年产6.1万吨铸造件项目。这不仅符合国家环保产业政策，取得增产不增污，增产要减污的效果，同时也是公司深化产业结构，确保企业内部产品规模和环保产业的匹配平衡的需要，对完善公司资源综合利用，发展规模经济和环保经济，为公司实现装备的现代化、大型化、自动化，整体推进企业的技术进步，创造坚实的基础。 该项目投产后，产品拟出口美澳大利亚、日本、韩国等地。同时积极开辟新的国内市场，努力占领及扩大市场份额，逐步提高产品档次，积极适应新的国际环境变化，努力壮大企业规模和竞争实力，扩大出口创汇的能力，是公司不懈追求的长远目标。项目工程投产后，使资源和能源得到很好利用，可有效减轻环境污染，具有良好的环境效益。同时项目实施后可以解决当地部分人员就业问题，对增加当地农民收入，带动当地经济的发展，具有良好的经济效益、社会效益。本项目立足于国内外市场，发展经济增长点，有非常有利的条件和发展前景，既适时又十分必要。1.1.1 XX铸造件项目名称：年产6.1万吨铸造件项目1.1.2 项目承办单位：安徽XX汽车有限公司1.1.3 项目拟建地点：安徽XX县工业园1.1.4 项目建设内容：拟建6.1万吨铸造件（车床机械底座、部分外贸订单、汽车制动器配件、桥壳）。1.1.5可行性研究报告编制依据 （1）中华人民共和国水污染防治法（1996） （2）中华人民共和国节约能源法（1997） （3）中华人民共和国固体废弃物污染防治法（2004） （4）中华人民共和国清洁生产促进法（2002） （5）国家计委发布的建设项目经济评价方法与参数（第三版）及现行财税制度 （6）国民经济和社会发展第十二个五年发展规划1.2 可行性研究结论 1.2.1 原材料、燃料和动力供应： 铸造使用的材料石灰石、萤石、球铁、灰铁、铸造砂等，安徽资源十分丰富，供应不存在任何问题。1.2.2 厂址 ：某某工业园内1.2.3 项目工程技术方案：采用先进、可靠、适用、经济、成熟的新设备、新技术以及精料、高温、高压等先进的冶炼工艺，在国内同类规模企业是领先水平，为实现高品质、高产、低耗、长XX提供保证。1.2.4 环境保护 ：重视环境保护、节能降耗，加强劳动安全措施，关心职工的安全和工业卫生防护，认真贯彻“三同时”原则，使工程“三废”达标排放，保护人类赖以生存的环境。1.2.5 工厂组织及劳动定员:解决就业500人。1.2.6 项目建设进度 :2011年3月1日开工，预计2012年5月建成投产。1.2.7项目综合评价结论 （1）符合国家节能政策本项目产品符合国家节能政策（2）工艺技术国内领先项目采用国内先进生产技术，采用节能设备，污染少，能耗低，而且产品质量达到国内先进水平，可以满足下游市场对产品的质量要求。产品市场空间广阔，产业发展前景良好，企业具有很大的发展空间。（3）本项目所在地拥有丰富的资源、稳定的电力资源和劳动力资源，项目所在地环境保护较好，是建设项目的较好地点。（4）本项目财务评价分析主要指标均超过行业相同规模企业，项目财务经济效益较好，并具有一定的抗风险能力。本项目能保持企业的平稳发展，对地方经济发展将起到积极的推动作用。项目建设符合国家的相关政策，项目建设可行。综上所述，本项目符合国家的产业政策，是国家鼓励发展的项目。产品市场前景广阔，经济效益和社会效益显著，符合国家质量标准，所以建设本项目是切实可行的。1.3 主要技术经济指标表 项目 数值 单位 备注 1项目总投资 22198万元 货币单位均为人民币，下同 1.1固定资产投资 12880万元 1.2铺底流动资金 9318万元 2资金来源 2.1自筹资金 15198万元 2.2银行贷款 7000万元 3销售收入 37500万元 达产年 4总成本费用 31560万元 达产年 5销售税金及附加 1600万元 达产年 6利润总额 4340万元 达产年 7所得税 1200万元 达产年 8税后利润 3140万元 达产年 9投资利润率 19.55%达产年 10销售利润率 11.57% 达产年 11投资利税率 26.76% 达产年 12全部投资财务内部收益率 12.1所得税后 23% 12.2所得税前 26.7% 13全部投资回收期 8.57 静态 13.1所得税后 8.57年 含建设期（1.5年） 13.2所得税前 7.07年 含建设期（1.5年） 14盈亏平衡点 28.3% 第二章 XX铸造件项目背景和建设的必要性2.1 XX铸造件项目提出的背景： 近年来，安徽省经济结构调整风起云涌，传统产业新型化、新型产业规模化在结构调整中被率先提了出来，并成为发展方向。传统的煤、焦、铁产业在一个新的平台上迅速扩张，清洁生产和产业延伸的需求让铸造这个在安徽具有悠久历史的行业在经济结构调整中蓬勃发展。一批起点高、规模大、水平高的民营企业脱颖而出，成为这个行业的生力军，也成就了铸造这个老行业一道全新的风景线。 铸造业是安徽的传统产业。随着各大跨国公司的经营规模和市场份额不断扩大，生产高水平零部件和重工业配套产品的“中场产业”快速发展，产品生产大规模向低劳动力成本转移。安徽作为长三角产业集群地，在发展铸造业上有着明显的优势，一方面是劳动力成本优势；另一方面是煤焦、电力、铝钒土、生铁等储量丰富的资源优势；三是研发力量的优势，一些技术在国内相关领域都处于领先地位。在这种情况下，地处内陆的安徽成了这种产业转移的最好接收地带。2.1.1 国家或行业发展规划：中国铸造协会已完成铸造行业准入制度课题研究并在积极着手试行，同时已经开始考虑铸造产业集群发展规划和铸造行业“十二五”发展规划。结合我国铸造产业结构与市场需求及区域经济特色，有计划、有重点地培育、支持特色产业集群，探索出一条我国铸造业实现由大变强的新途径。2.1.2 企业基本情况:安徽XXXX控股集团是由世界华人协会于2004年10月在大陆投资组建，是大陆投资的重要外资企业之一。 世界华人协会是由著名爱国人士、世界篮联终生名誉主席程万琦先生在走遍了全球160多个国家，于1992年8月发动了全球600多万华人华侨部分人士组建的，该协会以“和平、友爱、发展”为宗旨，多年来在推动华人华侨所在国之经济文化发展服务、促进中国与国外的交流合作等方面，做出了卓越的贡献。目前，世界华人协会作为世界上最大的华人、华商组织，投资遍布160多个国家和地区。安徽XXXX控股集团是作为世界华人协会在大陆投资的载体和经营管理公司。安徽XXXX控股集团投资项目有：汽车制造、专用车生产、汽车零部件生产、汽车研发与销售、二手车交易、车解，白酒的研发、生产、销售，旅游地产，专业市场，房地产开发，餐饮、宾馆、休闲沐浴业等。在世界华人协会强大的后盾支持下，XXXX控股集团在江西投资了约44亿元旅游休闲文化工业为一体的世界华人协会永久会址项目。专用汽车和汽车零部件集团在皖北地区投资的专用汽车和零部件生产制造项目，拉动了沿淮和皖北地区的经济发展，项目分别位于六安XX县、亳州蒙城县、涡阳县，世界华人永久会址工业项目的即将启动，标志着XXXX控股集团第四大汽车工业园诞生在即。四大汽车工业园总投资15亿元人民币，我们的长期合作伙伴有：一汽、重汽、柳汽、江淮、华菱、福田安凯、北京福田等知名企业。我们相信在党和当地政府的提携和大力支持下，安徽XXXX控股集团力争成为全国最大的专用汽车及汽车零部件生产的龙头企业。 集团秉承“回报社会、服务大众、创先科技、以人为本、安全环保、健康发展”的宗旨，奉行“登山极顶我为峰“的精神和“为社会奉献XX、为企业创造效益、为员工提供发展平台”的核心价值观。在集团董事长张家玉的带领下，努力投资培育出更多、更强、更大、更优的企业，实现“打造XX品牌，建设长XX企业”的战略奋斗目标。2.1.3 研发团队：公司现有从事几十年专业铸造、专业机加工人才，有完善的产品质量保证体系，先进的理化检测手段，经过专业培训的熟练工人，并与西安理工大、哈工大等高等院校建立了长期人员培训、产品研制开发、技术合作等一系列产学研保证体系。2.1.4 研发成果： 中锰钢钻头（日本） 飞轮 高锰钢圆盘（澳大利亚） 管件 减震器支架 离合器压盘 汽配 油缸座（福田配套） 制动蹄铁 制动钳体第三章 XX铸造件市场分析3.1.XX铸铁件产品应用简介 ：铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。 铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。本公司的铸件供应，生建机械厂、北京福田、柳汽、华菱、巨力机械厂等30余个厂家并销往日本、韩国、澳大利亚等。3.2国内外.市场供需情况的预测；近几年来，全球铸造业持续增长，2004年铸件产量比上一年度增长8.4%，中国生产铸件2242万吨，全球排名第一，比上一年增长23.6%。全球十大铸件生产国的产量与增长率见表1。从表1可见，2004年中国的铸件产量约占全球铸件产量的1/4。巴西铸件产量增长最快，达到25.8%。增长率超过2位数的国家有巴西、中国、墨西哥、印度，都是发展中国家。而发达国家的铸件增长率普遍较低。美国铸件产量自2000年以来，已经退居到第2位。2004年美国铸件总产量为1231万吨，其中灰铁件占35%、球铁件占33%、铸钢件占8.4%、铝合金件占16%。从需求上看，球铁铸件和铝铸件的需求在增长。2003年进口铸件占总需求的1 5%，进口铸件的价格比美国国内低20%50%。近年来因铸造环保要求高、能源消耗大、劳动力昂贵等原因，美国大型汽车公司生产普通汽车铸件的铸造厂纷纷关闭，逐步将铸件的生产转向中国、印度、墨西哥、巴西等发展中国家。日本的铸造业不景气，其从业人员在减少。2004年日本铸件总产量为639万吨，其中灰铁件占42%、球铁件占30%、铸钢件占4%、铝合金件占21%。从需求上看，球铁铸件和铝铸件的需求在增长。日本铸造界在技术创新方面作了大量工作，开发了球型低膨胀铸造砂、高减振铸铁材料、中硅耐热球铁等材料。其真空压铸的铸件能焊接和热处理，半固态铸造生产用于汽车铝轮毂，提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展，并取代重力铸造，其性能提高，成本降低。3.2.1.行业产能和产量分析：进入二十一世纪以来，受国际国内两个市场的拉动，铸造行业异常活跃，铸件市场发展强劲。近几年来，国民经济迅猛发展，拉动机械工业连续六年以超过15%的增长率高速增长，据中国机械工业联合会统计，2003年我国机械工业投资增长65.8%，规模以上机械工业企业完成工业增加值5563亿元，比2002年同期增长25.89%，其中发电设备增长72.5%，数控机床增长46.2%，汽车增长33%，（轿车增长81.4%）。在这些重点行业的拉动下，铸件产量急剧增加，1998年以来连续八年以15%以上的速度增长。2003年以来，虽然铸造行业遭到历史上原材料涨价风暴的打击，但铸件产量和铸件出口量基本上仍能保持平稳高速增长的态势。纵观国际市场，每年全世界铸件总需求量在8000万吨左右，各国生产的铸件绝大部分为自产自用，只有2000万吨铸件在世界铸件市场流通。铸件的流通是双向的，一方面发达国家每年要从发展中国家采购大量低附加值铸件，同时发达国家又向发展中国家出口部分高附加值复杂铸件。但发达国家进口铸件占到世界铸件流通量的80%以上。铸造业总的发展趋势是发达国家由于劳动力、原材料、能源、环境保护成本的提高，逐年在削减铸件产量，相当部分铸件开始向发展中国家转移。 日本每年铸件产量缺口在200万吨以上，除在马来西亚、越南、印度尼西亚等国建立独资、合资企业生产部分铸件外，每年仍有100多万吨铸件缺口需从国际市场采购，而采购的地域主要是中国、印度、韩国和中国台湾。近几年来台湾、韩国也在削减铸件产量，大批铸件到中国采购，甚至一批台湾企业为采购铸件方便，进一步降低成本，把公司搬到了大陆。其它发达国家铸件需求量也在扩大，如美国、英国、澳大利亚、加拿大、荷兰、西班牙等国客商也纷纷来我国采购铸件。我国铸件产量在满足国内市场的同时，铸件出口市场也越来越大。 1999年美国威斯康星大学的一项市场市场调查表明，在未来的6到10年中，铸造工艺的前景一片光明。预计到2007年，将会有29%的铝合金铸件使用该工艺。从1997年起，灰铸铁和球铁方面也有较大增长，目前约有2%的灰铸铁件是由消失模工艺生产的，预计到2009年将达到15%。 3.2.2XX铸铁件技术特点：砂型铸造在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。3.3. 产品的市场竞争能力分析： 我国铸件出口量每年在以21%的速度增长，而且近年增幅越来越大。专家一致预测我国铸造业今后几年还仍保持快速发展期，促进我国铸造业快速发展的原因是：一方面由于国内机械工业的快速发展，铸件内需量增大；另一方面国际铸件市场日趋活跃，铸件出口量逐年增加，去年和今年上半年铸造材料价格虽然暴涨，但铸件价格仍低于国际市场。3.4. 产品市场风险分析：目前国内外汽车工业、机床行业、采矿业和机械制造业正处在蓬勃发展的时期，特别是炉前连铸新工艺，为降低铸件成本开辟了广阔的空间。尤其为配重件的竞争能力插上了翅膀，带来了新的发展机遇和潜在商机。近年来，我国铸造件年需求量突破200万吨，机械配重件突破800万吨。最近公司又与日本、韩国等国达成产品出口意向。且集团一直从事汽车配件的研发和销售，集团下属涡阳、蒙城、XX县三个汽车零部件厂就每年可消化近3.5万吨。3.5. 产品的基本营销模式：出口30%，集团下属汽车零部件厂消化70%。 第四章 XX铸造件项目选址4.1项目所在地的自然经济社会状况分析； 4.1.1 地理环境 ：地处江淮丘陵与淮北平原之间，地势南高北低。淠河流经XX县、霍邱两县之间，在正阳并入淮河，东淝河经瓦埠湖至八公山入淮河；还有淠东、瓦西、瓦东等干渠、支渠构成的灌溉网。湖泊水库有瓦埠湖、安丰塘等。属季风亚热带半湿润气候，年均温15，年降水量886毫米。国家商品粮基地。特产有XX霍黑猪、皖西白鹅、淮王鱼、银鱼、瓦虾，八公山豆腐、酥梨、水蜜桃、廷龙瓜子、XX州香草等。203、310省道纵贯境内，高速公路、102省道经过县境最北端。4.1.2 气象条件 ：XX县位于安徽中腹地，淮河中游南岸，东面与省会合肥市相连，北面临近能源城市淮南，与阜阳市隔河相望。XX县自然资源丰富，属北亚热带半湿润季风气候，四季分明，气候温和，雨量适中，光照充足，无霜期长。常年平均气温15，年降水量900毫米左右。4.1.3 交通条件：XX县是六安市下辖的一个县，位于安徽省中部，淮河中游南岸，东邻长丰县，北与淮南市、凤台县毗邻，西靠霍邱县，南与六安市、肥西县相连，是国家历史文化名城。地处江淮丘陵与淮北平原之间，地势南高北低。淠河流经XX县、霍邱两县之间，在正阳并入淮河，东淝河经瓦埠湖至八公山入淮河。合淮阜高速公路穿境而过，距铁路淮南站约25公里，正在兴建的合肥新桥国际机场位于县界。4.1.4 经济发展：经过建国五十多年的开发建设，特别是改革开发后，不断调整产业结构，宏观经济调控的各项措施逐步完善，经济事业有了突飞发展。全县GDP达到6.84亿元，增幅达到19.6%，全社会固定资产累计达到16.49亿元。农民人均纯收入达到1382元，比十五初增加了390元。工业形成了医药、建材、汽车零部件、水电、果汁等五大骨干产业，工业产值可达2.8亿元。4.3工厂设计：厂区内从原辅料场开始至铁水运往铸铁车间铸造成合格铸件为止的工艺、总图运输、采暖通风除尘、给排水、电气、通信、仪表自动化、土建、机修化验、供热及节能、消防、环保、劳动安全与工业卫生。办公和生活辅助设施不包括在本次可研范围。设计以节约投资为准则，在保证工艺需要的前提下，尽量减少固定资产投入，工程造价不高于国内同类型厂，能减则减，能省则省。第五章 铸造工艺5.1关于铸铁铸铁是含量大于具有共晶组织的铁碳合金。工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁一碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁的成分范围大致为：C2.4-4.4%；Sio.6-3.0%;Mn0.2-1.2%;P0.1-1.2%;S0.08-0.15%.有时还加入各种合金元素，以便获得具有各种性能的合金铸铁。根据碳在铸铁中存在的形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁和马口铸铁。而灰铸铁中又可根据石墨的形态不同而分为普通灰铸铁、蠕虫状石墨铁，球黑墨铁以及可锻造铸铁。5.1.1灰铸铁 灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁，这种铸铁具有一定的机械性能、良好的。铸造性能以及其他多方面的优良性能，因而在机械制造中获得最广泛的应用。表1为灰铸铁的新的国家标准。该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的。由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80Mpa）。表1 灰铸铁分级牌号抗拉强度Mpa（KG/mm）HT100100(10.2)HT150150(15.3)HT200200(20.4)HT250250(25.5)HT300300(30.6)HT350350(35.7)5.1.2球墨铸铁及蠕墨铸铁球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土镁合金对铁进行处理，以改善石墨形态，从而得到比灰铸铁有更高机械性能的铸铁。球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种：即铁素体（高韧性）球墨铸铁、贝氏体（耐磨）球墨铸铁，奥氏体一贝氏体（耐磨）球墨铸铁，马氏体一奥氏体（抗磨）球墨铸铁及奥氏体（耐热、耐磨）球墨铸铁。蠕墨铸铁具有不同bilder珠光体-铁素体基体组织。铸铁性能与其石墨的蠕化程度（蠕化率）及基体有关。在石墨蠕化良好的条件下，珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高，耐磨性较强。适于制造耐磨零件，如汽车刹车鼓等。而铁素体蠕墨铸铁的导热性好，在高温作用下，不存在珠光体分解问题，组织较稳定，适用于制造在高温下工作。需有良好的抗热疲劳能力、导热性的零件，如内热机气缸座、进排气岐管等。5.1.3 可锻铸铁可锻铸铁是将白口铸铁通过固态石墨化热处理（包括有或无脱碳过程）得到具有团絮状石墨的铁碳合金。采用不同的热处理方法，可以得到具有不同组织和性能的可锻铸铁，即黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。当将白口铸铁毛坯件在密封的退火炉中进行处理，即在中性炉气条件下退火时，得到的铸铁组织中有呈团絮状的石墨（退火碳）存在。这种石墨虽不很圆整和紧密，但它对基体的割裂作用则比灰铸铁中的片状石墨小的多，因此它能使铸铁得到较高的强度和良好的韧性。铸铁的基体可以通过热处理来加以控制。使之成为铁素体或珠光体。用这种方法得到的铁素体基体可锻铸铁因组织中有石墨存在，因而铸铁的断面呈灰暗色，而在表层经常有薄的脱碳层呈浅灰色，故通称为黑心可锻铸铁。而珠光体可锻铸铁则是以其基体命名的。当将白口铸铁毛坯件在氧化性质的炉气条件下进行退火时，铸件断面上从外层到心部，发生强烈的氧化和脱碳。在完全脱碳层中无石墨存在，铸铁的组织为铸素体。实际上，在小断面尺寸条件下，铸铁的组织基本上为单一的铁素体和退火碳。而在大断面尺寸条件下，表层为铁素体，中间区域为珠光体和铁素体及退火碳，而心部区域则为珠光体及退火碳（间或有少量铁素体）。这种铸铁断面由于其心部区域有发光的亮泽，故通称为白心可锻铸铁。5.1.4特种铸铁特种铸铁是指具有特殊使用性能的铸铁材料，主要包括抗磨铸铁、耐热铸铁和耐腐蚀铸铁。为了使铸铁具有这些特殊使用性能，需要时铸铁有一定的组织。特种铸铁中既有非合金铸铁（例如普通白口抗磨铸铁），也有低合金铸铁、中合金铸铁和高合金铸铁（如中猛抗磨用球墨铸铁及高络抗磨用白口铸铁等）。对任何一种特种铸铁而言，首先是要求具备一定的使用性能，如抗磨、耐磨、耐热等。但由于是用来制造机器零件，就需要保证有一定的机械性能，主要是强度和塑性。为此需要在铸铁的化学成分设计上，考虑同时满足特定的使用性能和一定的机械性能这两方面的需求。由于特种铸铁中含有大量合计元素，使得其在熔炼和铸造性能方面，与非合金化的铸铁有显著的差别。大多数合金元素降低铸铁的铸造性能，而含有大量合金元素的特种铸铁的铸造性能通常是很差的，在铸造过程中容易产生多种铸造缺陷，因此需要针对各种铸铁在熔炼和铸造方面的特性，采取适当的工艺措施，防止缺陷的发生，以保证铸件的质量。第六章 铸铁熔炼方法及特点6.1 铸铁的熔炼6.1.1熔炼对保证铸件质量的重要性熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节。铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等，这些都与铁液方面因素有直接的关系。如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响，而熔炼的铁液化学成分是否符合要求，则对铸件的机械性能有直接的影响。铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度，而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。随着机械制造科学的发展，对铸铁提出薄壁、高强度要求，铸件的最小壁厚由过去的46减小至23，这要求相应提高铁液浇注温度。铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响，如灰铸铁件的质量指标（GZ），即与铁液温度有明显的关系。在球墨铸铁生产方面，熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件。6.2 对铁液质量的基本要求6.2.1 出炉温度不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330-1440C。在一般情况下，铁液的出炉温度至少比浇注温度提高50C,故根据铸铁牌号（自HT100-HT350）和铸件结构条件的具体情况，铁液出炉温度应不低于1380-14600C。但需要浇注特薄（2-4）铸件时，出炉温度还应提高20-300C，为了满足浇注铸件的需要，不同牌号可锻铸铁的出炉温度应不低于1460-14800C，对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁，在其球化孕育过程中铁液的温度会有显著的下降，为了补充铁液的温度损失，需相应提高铁液的出炉温度。6.2.2化学成分熔炼得到的铁液化学成分需要满足铸件的规格要求。用冲天炉熔炼时，配料计算式保证铁水化学成分合乎要求的首要环节。即根据铁水化学成分的要求，考虑冲天炉在熔炼过程中元素的变化和炉料的实际情况，计算出各种金属炉料的配合比例。各种牌号铸铁要求的化学成分随铸件壁厚和铸造方法而异。例如,HT20-40铸铁的化学成分范围为：C3.3-3.5%、Si1.5-2.0%、Mn0.5-0.8%、S 0.12%、 P 0.25%。用于配置HT20-40的金属料平均成分如表2。表2 配置HT20-40的金属料平均成分炉料名称化学成分CSiMnPSZ15生铁4.191.560.760.040.036回炉料3.281.880.660.070.098废钢0.150.350.500.050.05所用铁合金为含硅45%硅铁，含锰75%的锰铁。熔炼过程中元素的变化为：Si-15%、Mn -20%、S+50%。其他配料计算如下：（1） 计算炉料中个元素的变化a) 炉料含碳量：C铁水%=1.8%+0.5C炉料% 已知铁水所需的平均含碳量为3.4%，按上公式所得C炉料%=3.2%；b) 炉料含硅量：已知铁水所需的平均含硅量1.75%，硅的熔炼烧损为15%，则Si炉料=1.75/（1-0.15）=2.06%；c) 炉料含锰量： 已知Mn铁水=0.65%，熔炼烧损20%，故Mn炉料=0.65/（1-0.20）=0.81%；d) 炉料含硫量：已知S铁水=0.12%，增硫50%，则S炉料=0.12/(1+0.5)=0.08%；e) 炉料含磷量：磷在熔炼过程中变化不大，P炉料=P铁水 0.25%。综合上列计算结果，所需配置的炉料平均化学成分为： C炉料%3.2%、Si炉料2.06%、Mn炉料0.81%、S炉料0.08%、P炉料 0.25%。（2） 初步确定炉料配比a)回炉料的配比：主要取决于废品率和成品率，它随具体生产情况而变化。此处取20%。b)新生铁和废钢配比：设新生铁为%，则废钢为80%-%。按炉料所需含碳量为3.2%，新生铁、废钢、回炉料的含碳量各位4.19%、0.15%、3.28%，可列出下式：4.19+0.15（80-）+3.2820=3.2100得出：=60.0%。故铁料配比为：Z15生铁60%、废钢20%、回炉料为20%。（3） 然后按上述配比及各种炉料的成分，计算配合后的炉料成分如表3.表3 炉料成分炉料名称配比%C%Si%Mn%S%P%成分数量成分数量成分数量成分数量成分数量Z15生铁604.192.511.560.940.760.460.0360.0220.040.024回炉料203.280.661.880.380.660.130.0980.0200.070.014废钢200.150.030.350.070.500.100.0500.0100.050.010合计103.201.390.690.0520.048要求成分3.202.060.810.08 0.25%差额0.000.670.12合格合格（4） 计算铁合金加入量a)硅铁加入量：硅量0.67%，亦即每100公斤炉料需加硅0.67公斤。所用硅铁含硅量为45%，故每100公斤炉料需加硅铁量为0.67/0.45=1.5公斤；b)锰铁加入量：同上法计算，每100公斤炉料需加入含锰75%的锰铁为：0.12/0.75=0.16公斤。（5）制定配料单根据配比和层铁量，确定每批炉料中各种炉料的重量，写出配料单。设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成为：生铁：50060%=300公斤 废钢：50020%=100公斤回炉料：50020%=100公斤 45%硅铁：5001.5%=7.5公斤75%锰铁：5000.16%=0.8公斤。6.2.3 有害成分铸铁熔炼工程中，必须将有害元素（磷、硫及其他干扰铸铁正常结晶和组织控制的微量元素等），控制在限量以内。1） 脱硫 冲天炉熔炼中铁液中硫的来源，一是炉料中固有的硫，二是焦炭中吸收的硫。酸性冲天炉不具有脱硫能力，碱性冲天炉能在一定程度上起到脱硫的作用。2） 脱磷 磷对铸铁的机械性能，特别是对球墨铁和可锻铸铁的韧性有害，因此要严格控制铸铁的含磷量。冲天炉熔炼的脱磷能力很弱。因此对铁液的含磷量只能通过配料来控制。应采用一定比例的低磷生铁和废钢进行配料。3） 铁液纯净，含有的渣、气体、夹杂物量少。为了将冲天炉熔炼中形成的夹杂物从铁液中去除，常在熔炼过程中按照炉料重量，加入一定量的石灰石作为溶剂。石灰石在高温下分解，与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物-熔渣。熔渣易于与铁液分离便于去除。当熔渣年度高时，可加入一些萤石，以降低炉渣熔点。第七章 铸铁熔炼的熔炉设备熔炼铸铁的方法依照所用的熔炉设备而分为冲天炉设备，感应电炉设备，电弧炉熔炼，反射炉熔炼，以及由某些方法的组合，如冲天炉电弧炉、冲天炉感应电炉双联法等。但随着科技的进步，现在改用中频炉锻造的企业也在不断增多，XXXX选用先进、环保、节能的中频炉熔炼法。7. 1中频炉构造原理及工作原理： 中频感应加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至20K HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热和熔化也没有产生有害气体、强光污染环境。中频感应加热炉广泛用于有色金属的熔炼主要用在熔炼钢、合金钢、特种钢、铸铁等黑色金属材料以及不锈钢、锌等有色金属材料的熔炼，也可用于铜、铝等有色金属的熔炼和升温，保温，并能和高炉进行双联运行。、锻造加热用于棒料、圆钢，方钢，钢