球墨鑄鐵熔煉鑄鐵平板/平臺處理工藝及其注意事項
2018年03月20日
新聞詳情
鑄鐵的合金化處理可以追溯到20世紀三四十年代，鑄鐵平板合金化處理使得鑄鐵性能有了質的飛躍，同時也誕生了一些 殊用途的鑄鐵如耐磨、耐蝕和耐熱性能。采用孕育的方式來生產鑄鐵平板也是在這個時期內產生的，在20世紀40年代末，孕育后具有球形石墨的鑄鐵替代了通常的片狀石墨鑄鐵，我們稱這類鑄鐵為球墨鑄鐵。
如何(he)選擇鑄鐵(tie)平板球化(hua)劑
球化(hua)劑和孕育劑是球化(hua)處理過程(cheng)中(zhong)重要(yao)的材料，除了質量穩定外，選擇合(he)適的球化(hua)劑還(huan)需(xu)要(yao)考慮以(yi)下幾種因素。
球(qiu)化(hua)處理溫(wen)度(du)(du)：如果球(qiu)化(hua)處理溫(wen)度(du)(du)>1480℃，球(qiu)化(hua)反應會比較(jiao)劇烈，進(jin)而造成較(jiao)低的鎂吸收(shou)率。為了使球(qiu)化(hua)反應平穩(wen)，則可選擇鈣(gai)含(han)量(liang)相對較(jiao)高的球(qiu)化(hua)劑。如果球(qiu)化(hua)溫(wen)度(du)(du)<1480℃，則可以使用鈣(gai)含(han)量(liang)相對低一(yi)點的球(qiu)化(hua)劑。
處(chu)理包(bao)(bao)尺寸：如果(guo)處(chu)理包(bao)(bao)的(de)高(gao)徑比(bi)(bi)為1:1，則(ze)(ze)由(you)于鎂蒸(zheng)汽的(de)散(san)失會導(dao)致鎂吸收率(lv)的(de)降低，建議使用鈣含量(liang)較(jiao)高(gao)的(de)球化劑。如果(guo)處(chu)理包(bao)(bao)的(de)高(gao)徑比(bi)(bi)為2:1，則(ze)(ze)球化反(fan)應會比(bi)(bi)較(jiao)平穩，鎂蒸(zheng)氣會擴散(san)到鐵液中，鎂吸收率(lv)得到提高(gao)。
球(qiu)化(hua)(hua)處理工藝(yi)：如(ru)果(guo)不使(shi)用(yong)(yong)蓋(gai)包(bao)法，那么球(qiu)化(hua)(hua)反應(ying)產生的(de)煙(yan)霧(wu) 會進入到大氣中，并(bing)且會產生刺(ci)眼的(de)白光。為(wei)了使(shi)球(qiu)化(hua)(hua)反應(ying)平穩，可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)低鎂(mei)高鈣的(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑。如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)(yong)蓋(gai)包(bao)法工藝(yi)，鐵液不會飛濺，并(bing)且產生的(de)煙(yan)霧(wu)較少(shao)，可(ke)使(shi)用(yong)(yong)高鎂(mei)低鈣的(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑，以(yi)減少(shao)加入量(liang)，降低球(qiu)化(hua)(hua)成(cheng)本。
處理重量(liang)：如(ru)(ru)(ru)果(guo)(guo)處理鐵液的(de)重量(liang)小(xiao)于(yu)500kg，那么可使(shi)用(yong)(yong)粒(li)度較小(xiao)的(de)球(qiu)(qiu)化劑，推薦使(shi)用(yong)(yong)粒(li)度12mm以下(xia)的(de)球(qiu)(qiu)化劑。如(ru)(ru)(ru)果(guo)(guo)處理鐵液的(de)重量(liang)在500~1000kg，可使(shi)用(yong)(yong)粒(li)度較大的(de)球(qiu)(qiu)化劑，如(ru)(ru)(ru)粒(li)度為3~25mm的(de)球(qiu)(qiu)化劑。如(ru)(ru)(ru)果(guo)(guo)處理鐵液的(de)重量(liang)大于(yu)1000kg，則可以使(shi)用(yong)(yong)4~32mm的(de)球(qiu)(qiu)化劑。
硅含(han)量：如果鑄造產品(pin)的工藝出品(pin)率較(jiao)低(di)(di)(di)或(huo)者廢品(pin)率較(jiao)高，想通過多加回爐料和廢鋼的方式進(jin)行熔煉，而終鑄件對(dui)鐵水(shui)的硅含(han)量有嚴格要求(qiu)。在(zai)孕(yun)育量沒法進(jin)一步(bu)降低(di)(di)(di)的前提下，可使用低(di)(di)(di)硅球化劑進(jin)行處理，這樣(yang)可使回爐料多加8~15，可降低(di)(di)(di)鑄造廠的生產費用。
鑄鐵平板原(yuan)鐵液硫含量(liang)(liang)：如(ru)果(guo)(guo)原(yuan)鐵液硫含量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)，如(ru)果(guo)(guo)不進行脫(tuo)硫處理，則(ze)需要(yao)高(gao)鎂高(gao)稀(xi)土的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑，并且(qie)加(jia)入量(liang)(liang)會較(jiao)高(gao)，如(ru)果(guo)(guo)原(yuan)鐵液的(de)(de)硫含量(liang)(liang)較(jiao)低(di)(di)，則(ze)可以(yi)使用低(di)(di)鎂低(di)(di)稀(xi)土的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑，且(qie)加(jia)入量(liang)(liang)會較(jiao)低(di)(di)，低(di)(di)鎂低(di)(di)稀(xi)土的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑成本(ben)也會比較(jiao)便宜(yi)。
不同(tong)的球化方式
目前常用的球(qiu)化方式有以下幾種(zhong)：包(bao)內處(chu)理法(fa)(fa)(fa)（包(bao)括(kuo)直沖法(fa)(fa)(fa)，三明治(zhi)法(fa)(fa)(fa)和蓋(gai)包(bao)法(fa)(fa)(fa)）、型內球(qiu)化法(fa)(fa)(fa)、流淌法(fa)(fa)(fa)、純鎂(mei)處(chu)理工藝（包(bao)括(kuo)轉包(bao)法(fa)(fa)(fa)和包(bao)芯(xin)線法(fa)(fa)(fa)）。現 這幾種(zhong)球(qiu)化方式的優缺(que)點簡單介紹(shao)以下。
包(bao)內處理法：這是(shi)常見的(de)球(qiu)化工藝，應用范圍(wei)廣，小到幾公斤的(de)汽(qi)車件，大到幾十噸的(de)風電件都可(ke)以使用這種工藝。以蓋包(bao)法的(de)鎂吸收(shou)率高，其次是(shi)三明治法。缺點是(shi)目前(qian)自動(dong)化程(cheng)度不高，國(guo)內已有一些設(she)備廠(chang)在(zai)研發(fa)自動(dong)加料系統。
型內球化法：現在(zai)使用這(zhe)種(zhong)工藝(yi)的(de)鑄造(zao)廠不是(shi)很多，因為這(zhe)種(zhong)工藝(yi)的(de)缺點(dian)比(bi)較明顯，球化處(chu)理產生的(de)渣子有時會進入型腔，造(zao)成夾渣缺陷(xian)而(er)產生廢品(pin)。另外，這(zhe)種(zhong)球化工藝(yi)對鐵液溫度及鐵液流(liu)速要求(qiu)較高，否則會球化不均勻。
流淌(tang)法(fa)：顧名思義，流淌(tang)法(fa)是(shi)鐵液(ye)流過(guo)裝有球化(hua)劑的球化(hua)室而進行(xing)球化(hua)，目前這種(zhong)工藝用的并不是(shi)太多。優點(dian)是(shi)自(zi)動化(hua)程度相對高一(yi)些(xie)；缺點(dian)是(shi)對鐵液(ye)溫度和鐵液(ye)流速(su)要(yao)求較嚴。
純(chun)鎂球化(hua)工藝(yi)(yi)：有(you)時也(ye)叫(jiao)高(gao)鎂球化(hua)工藝(yi)(yi)，目前主要有(you)兩種(zhong)形式，轉包(bao)法(fa)和(he)包(bao)芯(xin)線法(fa)。這種(zhong)方法(fa)的優點是(shi)自動化(hua)程度較高(gao)，也(ye)有(you)利于環保；缺(que)點是(shi)鎂吸收(shou)率偏低，產生(sheng)的煙霧和(he)渣子較多。
生產球墨鑄(zhu)鐵平板(ban)的注意事(shi)項
現在簡要(yao)總結一下(xia)生產球鐵的(de)注意事項(xiang)。
（1）原(yuan)鐵液(ye)的硫含(han)(han)量(liang)(liang)及其他微(wei)量(liang)(liang)元(yuan)素不要(yao)(yao)太高。如(ru)果原(yuan)鐵液(ye)硫含(han)(han)量(liang)(liang)和其他微(wei)量(liang)(liang)元(yuan)素含(han)(han)量(liang)(liang)太高，則(ze)需要(yao)(yao)較多的球化(hua)(hua)劑加入量(liang)(liang)或者稀土含(han)(han)量(liang)(liang)較高的球化(hua)(hua)劑，這樣球化(hua)(hua)劑的成(cheng)本 會增加，另外(wai)過多的球化(hua)(hua)劑會造成(cheng) 多的渣子，不利于(yu)鑄件質量(liang)(liang)的穩定(ding)。稀土含(han)(han)量(liang)(liang)太多，則(ze)會在(zai)大斷面的鑄件上易產生(sheng)碎塊狀(zhuang)石墨。
（2）球(qiu)(qiu)化處(chu)理(li)的(de)(de)穩定(ding)性。球(qiu)(qiu)化處(chu)理(li)工序(xu)是球(qiu)(qiu)墨鑄(zhu)鐵生產過程中的(de)(de)關鍵工序(xu)，只有球(qiu)(qiu)化處(chu)理(li)工序(xu)穩定(ding)了，鑄(zhu)件的(de)(de)質量才(cai)能(neng)穩定(ding)。針(zhen)對不同(tong)的(de)(de)產品，不同(tong)的(de)(de)原鐵液硫含量，該加入多(duo)少球(qiu)(qiu)化劑、孕育劑等，都要寫入作業(ye)指導(dao)書并且嚴格執行。
（3）避免較長的等待時(shi)間(jian)(jian)。球化孕育(yu)處理后，應立即(ji)進行(xing)澆注。因為(wei)隨(sui)著時(shi)間(jian)(jian)的延長，殘(can)留鎂會燒損并(bing)且孕育(yu)效果會衰退。
（4）避免(mian)過高的殘(can)留(liu)(liu)鎂(mei)含量(liang)。較高的殘(can)留(liu)(liu)鎂(mei)含量(liang)會zengda鑄件的縮松傾向，對于(yu)(yu)一般球墨鑄鐵(tie)，殘(can)留(liu)(liu)鎂(mei)含量(liang)（質量(liang)分(fen)數(shu)）應控制在0.035~0.045，對于(yu)(yu)高鎳球墨鑄鐵(tie)，殘(can)留(liu)(liu)鎂(mei)含量(liang)應控制在0.06~0.07。
（5）對要求較(jiao)高的(de)(de)鑄件(jian)使用較(jiao)好的(de)(de)孕育劑(ji)。對要求較(jiao)高的(de)(de)風電件(jian)、高鐵件(jian)等，則應選(xuan)擇(ze)孕育效果較(jiao)強的(de)(de)隨流孕育劑(ji)（如具有zhuanli的(de)(de)Ultraseed/Ce）。其 點是能 增(zeng)加石墨(mo)球數，且石墨(mo)球形圓(yuan)整。
