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(ze)鑄鐵平板(ban)球(qiu)化劑(ji)
球化劑和孕育劑是(shi)球化處理(li)過程中重(zhong)要(yao)的(de)材料，除了質量穩(wen)定(ding)外，選(xuan)擇合適(shi)的(de)球化劑還需要(yao)考慮以下幾(ji)種因素(su)。
球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理(li)溫(wen)度(du)(du)：如果球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理(li)溫(wen)度(du)(du)>1480℃，球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)反(fan)應會比較劇烈，進而造成較低的鎂吸收(shou)率。為了使球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)反(fan)應平穩(wen)，則(ze)可選擇鈣(gai)含量相(xiang)對較高的球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。如果球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)<1480℃，則(ze)可以使用鈣(gai)含量相(xiang)對低一點的球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。
處理(li)包(bao)(bao)(bao)尺寸：如(ru)果處理(li)包(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)徑比(bi)為1:1，則由(you)于鎂蒸汽的(de)(de)(de)(de)散失會導致(zhi)鎂吸收(shou)率(lv)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低，建議(yi)使用鈣含量(liang)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)球化(hua)劑。如(ru)果處理(li)包(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)徑比(bi)為2:1，則球化(hua)反(fan)應會比(bi)較平穩，鎂蒸氣會擴散到(dao)鐵液中，鎂吸收(shou)率(lv)得到(dao)提高(gao)。
球化(hua)處理工(gong)藝：如(ru)果不(bu)使用(yong)蓋包(bao)法(fa)，那么(me)球化(hua)反應產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)煙霧 會(hui)進入到大氣中，并(bing)且會(hui)產生(sheng)(sheng)刺眼的(de)(de)(de)(de)白光(guang)。為了使球化(hua)反應平(ping)穩，可(ke)以采用(yong)低(di)鎂(mei)高(gao)鈣的(de)(de)(de)(de)球化(hua)劑。如(ru)果使用(yong)蓋包(bao)法(fa)工(gong)藝，鐵液不(bu)會(hui)飛濺，并(bing)且產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)煙霧較少，可(ke)使用(yong)高(gao)鎂(mei)低(di)鈣的(de)(de)(de)(de)球化(hua)劑，以減(jian)少加(jia)入量，降(jiang)低(di)球化(hua)成本。
處理(li)(li)重(zhong)(zhong)量(liang)：如(ru)(ru)果(guo)處理(li)(li)鐵液的(de)重(zhong)(zhong)量(liang)小(xiao)于500kg，那么(me)可(ke)使(shi)用(yong)粒度(du)較(jiao)小(xiao)的(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，推薦(jian)使(shi)用(yong)粒度(du)12mm以(yi)(yi)下的(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。如(ru)(ru)果(guo)處理(li)(li)鐵液的(de)重(zhong)(zhong)量(liang)在(zai)500~1000kg，可(ke)使(shi)用(yong)粒度(du)較(jiao)大的(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，如(ru)(ru)粒度(du)為3~25mm的(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。如(ru)(ru)果(guo)處理(li)(li)鐵液的(de)重(zhong)(zhong)量(liang)大于1000kg，則(ze)可(ke)以(yi)(yi)使(shi)用(yong)4~32mm的(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
硅含量：如果鑄造產品(pin)的工藝出(chu)品(pin)率較低或(huo)者廢品(pin)率較高，想通(tong)過多加(jia)回爐料和廢鋼的方(fang)式(shi)進行熔煉，而終鑄件(jian)對鐵水的硅含量有嚴格(ge)要求(qiu)。在孕育量沒法進一(yi)步降低的前提下，可(ke)使用低硅球(qiu)化劑(ji)進行處理，這樣可(ke)使回爐料多加(jia)8~15，可(ke)降低鑄造廠的生產費(fei)用。
鑄鐵平板原(yuan)鐵液(ye)(ye)硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)：如果(guo)(guo)原(yuan)鐵液(ye)(ye)硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)較(jiao)高，如果(guo)(guo)不進行脫硫(liu)(liu)處理，則需要高鎂(mei)高稀土的球化(hua)劑，并且加入(ru)量(liang)會(hui)(hui)較(jiao)高，如果(guo)(guo)原(yuan)鐵液(ye)(ye)的硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)較(jiao)低(di)，則可以使用(yong)低(di)鎂(mei)低(di)稀土的球化(hua)劑，且加入(ru)量(liang)會(hui)(hui)較(jiao)低(di)，低(di)鎂(mei)低(di)稀土的球化(hua)劑成本也會(hui)(hui)比較(jiao)便宜。
不同(tong)的球化方式
目前常用的球化(hua)(hua)方(fang)式有以(yi)下幾種(zhong)：包(bao)內(nei)處理法(fa)(fa)（包(bao)括直(zhi)沖法(fa)(fa)，三明治法(fa)(fa)和蓋包(bao)法(fa)(fa)）、型(xing)內(nei)球化(hua)(hua)法(fa)(fa)、流淌(tang)法(fa)(fa)、純鎂處理工藝（包(bao)括轉(zhuan)包(bao)法(fa)(fa)和包(bao)芯(xin)線(xian)法(fa)(fa)）。現(xian) 這幾種(zhong)球化(hua)(hua)方(fang)式的優缺點簡單介紹以(yi)下。
包內(nei)處理法：這是(shi)常見(jian)的球化(hua)工(gong)藝，應用(yong)范圍廣(guang)，小到幾公斤(jin)的汽(qi)車(che)件，大到幾十噸的風電件都可(ke)以使用(yong)這種工(gong)藝。以蓋包法的鎂吸收率高，其次是(shi)三明治法。缺點是(shi)目前(qian)自(zi)動(dong)化(hua)程度不高，國內(nei)已(yi)有一些設備廠(chang)在研(yan)發自(zi)動(dong)加料系統。
型內球(qiu)化法：現(xian)在(zai)使(shi)用(yong)這(zhe)種工藝的(de)鑄造廠不是很(hen)多，因為(wei)這(zhe)種工藝的(de)缺點(dian)比較(jiao)明顯(xian)，球(qiu)化處(chu)理產生(sheng)的(de)渣子有(you)時會進入型腔(qiang)，造成夾渣缺陷而產生(sheng)廢(fei)品。另外(wai)，這(zhe)種球(qiu)化工藝對(dui)鐵液(ye)溫度及鐵液(ye)流速要(yao)求較(jiao)高，否則會球(qiu)化不均(jun)勻(yun)。
流(liu)淌(tang)法：顧名思義，流(liu)淌(tang)法是(shi)鐵液(ye)流(liu)過裝(zhuang)有球化(hua)劑的球化(hua)室而進行球化(hua)，目前這種工(gong)藝用的并不是(shi)太多。優(you)點(dian)是(shi)自(zi)動化(hua)程度相(xiang)對高(gao)一些；缺點(dian)是(shi)對鐵液(ye)溫度和鐵液(ye)流(liu)速要(yao)求較嚴。
純鎂球化(hua)工藝：有(you)時也叫高(gao)鎂球化(hua)工藝，目前主要有(you)兩種形(xing)式，轉包法和包芯線法。這種方法的(de)優點(dian)是自動化(hua)程度較高(gao)，也有(you)利于環保；缺點(dian)是鎂吸收率偏低，產生的(de)煙霧(wu)和渣子較多(duo)。
生產球墨鑄鐵平板的注(zhu)意事項
現(xian)在簡要總結一下生產球鐵的注(zhu)意事項。
（1）原鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)含量(liang)及其(qi)他微(wei)量(liang)元(yuan)素不要(yao)太高(gao)。如果原鐵(tie)液(ye)硫(liu)含量(liang)和其(qi)他微(wei)量(liang)元(yuan)素含量(liang)太高(gao)，則需(xu)要(yao)較多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)化劑(ji)(ji)(ji)加入量(liang)或者稀土(tu)含量(liang)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)化劑(ji)(ji)(ji)，這樣(yang)球(qiu)化劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本 會增加，另外過多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)化劑(ji)(ji)(ji)會造成(cheng) 多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)渣子，不利(li)于鑄(zhu)件(jian)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)。稀土(tu)含量(liang)太多(duo)，則會在(zai)大斷面的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)上易產生碎塊狀(zhuang)石墨(mo)。
（2）球化處理的穩定性。球化處理工(gong)(gong)序是球墨鑄(zhu)鐵生產過(guo)程中的關鍵(jian)工(gong)(gong)序，只(zhi)有球化處理工(gong)(gong)序穩定了，鑄(zhu)件的質量才能穩定。針(zhen)對(dui)不同(tong)(tong)的產品，不同(tong)(tong)的原鐵液硫(liu)含量，該加入多少(shao)球化劑(ji)、孕育劑(ji)等，都要寫入作業指導(dao)書(shu)并且嚴格(ge)執行。
（3）避免較長的等待時間(jian)。球化孕(yun)育處理后，應立即進行澆注(zhu)。因(yin)為隨著時間(jian)的延長，殘(can)留鎂會燒(shao)損并且(qie)孕(yun)育效(xiao)果(guo)會衰退。
（4）避免過高的殘留鎂含(han)量(liang)。較高的殘留鎂含(han)量(liang)會zengda鑄(zhu)(zhu)件的縮松傾(qing)向(xiang)，對于(yu)一(yi)般球(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵，殘留鎂含(han)量(liang)（質量(liang)分數(shu)）應(ying)控(kong)制在0.035~0.045，對于(yu)高鎳球(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵，殘留鎂含(han)量(liang)應(ying)控(kong)制在0.06~0.07。
（5）對(dui)要(yao)(yao)求較(jiao)高的鑄(zhu)件使用較(jiao)好的孕育(yu)(yu)劑。對(dui)要(yao)(yao)求較(jiao)高的風電件、高鐵件等，則(ze)應選擇(ze)孕育(yu)(yu)效果較(jiao)強的隨流(liu)孕育(yu)(yu)劑（如具有zhuanli的Ultraseed/Ce）。其 點(dian)是(shi)能 增加石墨球數，且石墨球形圓整。
