大型铸造企业每年可产生数万吨的铸铁屑，回收利用铸铁屑，不仅关系到我国金属资源的节约利用，而且与能源消耗和环境保护紧密相关，因面高效率和高质量的回收利用铸铁屑，意义重大。
铸铁屑是铸铁毛坯切削过程中的粉末状下角料，约占铸铁毛坯重量的10%～30%，仅山东时风集团每年约有5万t铸铁屑下角料，均以废料低价处理，造成极大的浪费。目前铸铁屑的重复利用一般采用简易压块成型后再熔化成铁液，不仅铸铁屑利用率低，耗费焦煤，而且排放污染较大。国内用大容量感应电炉进行铸铁熔炼的企业还比较少，特别是大容量直接熔化铸铁屑的研究和应用就更少，虽然大容量感应电炉虽然效率很高，但存在熔化过程中的安全监控差，炉衬浸蚀加快，感应电炉内低温磁导率降低影响熔化效率等技术瓶颈，研制一个完整的铸铁屑绿色回收及高效熔炼技术方案，实现清洁化生产，变废为宝，全面提升资源利用率显得尤为迫切和重要。
一、技术难点和关键技术
1.技术难点
（1）铁液的氧化，铁屑在熔化时与空气中氧发生化学反应形成稳定的氧化物，将严重危害铁液的质量，包括元素烧损、气孔夹渣、白口倾向等。
（2）由于铸铁屑为碎末状，外表含有氧化铁薄层，散装密度仅为2g/cm3，氧化铁含量较高，易使酸性炉衬侵蚀加快，不能显示炉衬厚度，炉衬过薄易产生漏炉事故，熔化过程中的安全监控技术显得尤为关键。
（3）各种牌号铸铁件需精确的炉前配料，确保所需炉料的各组份的配比合理。
2.关键技术
（1）研制专用的屑饼机，将散装密度仅为2g/cm3的铸铁屑压成饼块，以提高熔化效率，即降低氧化面积和提高炉内导磁性。
（2）由于铸铁屑熔化温度比普通面包铁高100℃左右，为了保证安全熔化，利用电炉中频电流和电压的相对变化关系，采用计算机技术来计算显示炉衬厚度，以防炉衬过薄产生漏炉事故。
（3）优化设计电源配置和炉体结构，提高电能利用率，提高熔化效率和质量，严格按铸造线的要求有节奏地供给铁液。
（4）为提高铸铁屑、废钢屑的抗氧化率，研究电炉熔炼气体保护方式及控制方法。
二、主要研究内容
１．铸锻件加工废屑及废料前期预处理工艺
（1）预处理 铁屑或切屑在回收之前可能含有加工时所带进的水分和油脂，如果未经处理，在装炉和熔炼初期烟雾弥漫，铁液吸收大量气体，就会导致铁液中的气体含量增高，不仅影响铸件质量，而且熔炼过程中气体还会向炉衬内扩散，有可能导致感应线圈损坏。因此，铁屑绿色回收首先应进行预处理。一般情况下，预处理工艺首先通过脱油机，脱除加工时所带进的油脂；对于带有切削液的铁屑，也可直接采用焙烧处理，脱除加工时切削液所带进的水分和油脂。后经离心脱湿工艺和快速烘干工艺，使水分含量降至1%以内。
（2）压制团块 铸铁屑为铸铁件切削加工的下脚料，其碎末状外表含有氧化铁薄层，自然堆积密度为2g/cm3左右，相对磁导率为1.6左右，与空气的磁导率接近。块状铸铁的相对磁导率约600～1000，为了提高入炉料的磁导率，需要提高铸铁屑的整体密度。经过反复试验，对比数据，屑饼块的密度可达到5.2g/cm3左右，屑饼块的相对磁导率提高到300以上，入炉后坩埚内冷态（＜700℃）整体导磁率明显增大，与直接填装铸铁屑相比冷态电磁加热效率明显提高，基于相应的分析计算，采用3000kN液压机和配套模具自主开发了专用屑饼机，将散状的铸铁屑通过压力成型为屑饼团块。
2.将工控机配料与光谱仪联网，精确调整配料
为提高了回收废铁屑、钢屑的熔炼铁液质量，通过工控机的硬件二次开发及软件的系统集成，我们研发了微机配料系统，包括起重电磁铁、无线遥控微机配铁仪、无线吊钩传感器、整流控制柜及配料操作器等。金属炉料按事先输入的配方自动配运，自动累计称量，数字化调校。同时采用工控机与光谱分析仪联网，数据即时交换，电炉成分控制模块，负责与光谱仪分析成分进行自动调整系统。工控机配料系统根据联网得到的分析的成分，反馈到自动上料设备上进行调整所需炉料的各组份，加料快速准确。配料数据可存储三个月，具备USB接口，读取数据并可传输到办公室电脑上管理、打印，也可与计算机联机将配料数据上传计算机并通过局域网发送到企业ERP，接受计算机发来的新配方。这样实现了电炉配料微机化，误差自动补偿、自动打印加料数据记录，降低了配料环节的盲目性。
3.电炉铸铁屑熔化在线监测系统，实现炉衬厚度在线监控
我们可以用干应电炉系统运行阻抗的变化曲线来描述炉衬厚度的变化。在电炉内铁液熔化条件下，运行阻抗随炉衬厚度减少而减小。通过在线检测运算出运行阻抗，就可在线检测炉衬厚度变化情况。分析炉衬厚监测的现状，通过建立感应电炉的数学模型，从理论上分析电炉的内部磁场分布，炉料阻抗、炉料感应电流与磁场强度及炉衬厚度的关系，炉料的感应电流与输入电流的关系及运行阻抗与炉衬厚度的关系等。