如何稳定球铁的生产

  （1）正确的球化处理工艺。其中包括选用处理方法、设计处理包、球化剂的放置、铁水冲入处理包的方式等。

    球化处理方法现在有冲入法、包盖法、喂丝法、压力加镁法、型内球化等10多种，但作为稀土镁类球化剂常用冲入法进行球化处理，但铁水不能直接冲向合 金。处理包的高度一般为其直径的1.5—2倍，不能采用粗矮状包，包的底部应设有堤坝，堤坝一边空间能够放置所有紧实后的球化剂和覆盖材料，

  （2）确立适宜的球化剂加入量和球化元素残余量。球化剂加多少为宜，反应后到底该保证残余的球化元 素含量多少为好，也常常成为求铁件生产时的一个老大难。现在的企业对车间生产成本都进行控制和考核，总是希望球化剂加入量越小越好，否则就埋怨球化剂不好 使用。

    事实上，球化剂的加入量要依照预期设计的残余球化元素的含量来控制，而残余球化元素则要根据具体的铸件结构、球化等级和性能要求等来确立，一般球化 元素残余量在Mg0.04—0.06%、Re0.02—0.03%时，可以获得无碳化物、球化良好的铸件，中等厚度（50—100mm）铸件比薄壁的残余 Mg可增加0.01%，厚壁铸件可以提高到0.050—0.08%。厚断面铸件铈基轻稀土超过0.006%，其心部出现碎块状始末，应限制其加入量而最好 代之以钇基稀土球化剂，残余钇含量应小于0.018%。

　(３)选择合理的原铁水化学成分。球铁件化学成分选择的出发点是应充分考虑铸件的基体组织、性能要求、壁厚结构以及是否铸态使用等。推荐成分如下：

 

铁素体球铁推荐成分

 

 珠光体球铁推荐成分

 

    上述成分是炉前球化处理后符合铸件要求的成分，原铁水的成分与这些含量会有变化，具体是：C要高些，一般情况是球化处理后的减碳量为原铁水的5-8%，残 余镁越高，则减碳量越多，这是由于球化处理过程中，铁水温度快速降低，部分初生石墨漂浮并与铁水中的硫化镁、硅酸镁等结合而转入熔渣；Si在原铁水中的含 量一般远低于球铁件终硅量，这是由于球化剂、孕育剂带进Si（处理过程中损失转入熔渣一部分后，带进它们总含量的70-80%），原铁水中的Si实际含量 与预期值一般波动0.10-0.15%；Mn在处理后的减少量约为原铁水中含量的3-8%；P含量在处理前后基本不变化；S属于有害元素，原铁水中应该是 越低越好。

     原铁水中反球化元素的允许含量如下：锑0.002%,铋0.002%,铅0.002%,硒0.03%,钛0.07%,碲0.02%。

     Al容易使铸件产生气孔；生产高韧性球铁时，促进珠光体和碳化物形成的元素应尽量少，如铜、锑、镍、锡等。

    

  （４）保持适宜的铁水处理温度和浇注温度。球化处理过程中，熔化合金、镁气化、二次孕育、锑水翻腾辐射传导、镁在铁水表面燃烧、脱硫反应和硅氧化反应等，约将地铁水温度85-95度，因此铁水炉前处理温度要高于浇注温度110-130度，处理温度过高会加剧镁的烧损，回收率不稳定，造成球化不良。

    浇注温度要根据铸件壁、复杂程度、补缩要求、同一包铁水要浇注的砂型数量、铸件重量、是否需要二次孕育等因素来定，厚大件不宜超过1320度，薄壁件在1320-1350度就可以，低温浇注可能使铸件产生诸如夹渣、冷隔、锁孔等缺陷。

出炉温度壁炉前处理高出20-30度就可以。温度过高时，可以在包中稍作停留。

（5）脱硫 。球化处理虽然能使硫脱到预期含量，但高硫贴水处理后易 产生较多的硅酸镁夹渣、“黑渣”缺陷、“回硫”现象等，降低球铁的球化率。含硫超过0.1%的原铁水虽然也能生产出合格的球铁件，但代价是球化剂、去渣剂 加入量高，球化等级低，因此，用脱硫剂对冲天炉高硫铁水进行脱硫预处理是稳定生产球铁的有效措施之一，至于是否采用预脱硫，每个厂要结合实际从经济上、技 术上进行全面地衡量比较。

（6）保证孕育不衰退。球化后的铁水在较高过冷度下辖凝固时，易产生白口组织，因此需要进行孕育处理。 

    ——孕育剂，常用孕育剂主要是硅铁，但要保证Si的含量在70%以上，通常国标75就可以，因为低牌号硅铁杂质和Al等有害元素多。目前，又出 现一些含Ca,Ba,Sr,Bi和Re等元素的复合孕育剂。山东华晨有限公司生产的铸态铁素体和铸态珠光体专用孕育剂就是一种强墨化、反白口、抗衰退、脱 硫脱氧能力强的复合长效孕育剂。（见下标）

    ——孕育工艺，孕育剂好，更需要准确地加入量、正确的处理工艺。孕育剂加入量与铁水成分、出炉和浇注温度、处理后停留时间、铸件厚薄、浇注时间等有关；孕育方法常用的就是覆盖在球化剂上面，另外还有二次孕育、浮硅孕育、型内孕育和喂丝孕育等。

    ——孕育衰退，这是孕育处理中相伴相生的问题。为了避免这个问题，措施有：保证孕育剂成分并且没有夹杂，粒度适宜，选择长效孕育剂，处理方法得当等。

（7）炉前快速分析。比如购置光谱分析仪，能够及时快捷的指导铁水成分调整、炉前处理以及组织性能的跟踪监控。

（8）计算机集成技术应用。铸造生产是一种材料通过“固态-液态-固态”的转变，一次性成型来完成 产品生产的工艺过程。利用计算机模拟球铁铸造工艺过程，即铸造工艺CAD，来模拟凝固过程、充型过程和铸件热应力、微观组织数值，实现铸造工艺的最优化设 计，提高设计的质量和科学性、缩短设计的周期、保证铸件质量和提高经济效益。同时，推行计算机集成制造系统（CMIS）,综合运用现代管理技术、制造技 术、网络技术、电子商务、系统工程技术，将球铁生产过程中的采购、设备、技术、质量、人员和其他生产经营管理要素编入数据库，使物流、人流、信息流有机集 成，达到铸件生产整体优化，从而实现铸造行业的优质、低耗运行。