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)鑄鐵平板球(qiu)化劑(ji)
球(qiu)化劑(ji)和孕育劑(ji)是(shi)球(qiu)化處理過程中重要的材料(liao)，除了質(zhi)量(liang)穩定外，選擇合適的球(qiu)化劑(ji)還需要考(kao)慮以下幾種因素(su)。
球(qiu)化(hua)(hua)處理(li)溫度：如(ru)果(guo)(guo)球(qiu)化(hua)(hua)處理(li)溫度>1480℃，球(qiu)化(hua)(hua)反應(ying)會(hui)比較劇烈，進而造成較低的(de)鎂吸收率。為了使球(qiu)化(hua)(hua)反應(ying)平穩，則可選擇(ze)鈣(gai)含量相(xiang)對(dui)較高的(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。如(ru)果(guo)(guo)球(qiu)化(hua)(hua)溫度<1480℃，則可以使用鈣(gai)含量相(xiang)對(dui)低一點的(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。
處(chu)理包(bao)尺(chi)寸：如(ru)果(guo)處(chu)理包(bao)的(de)(de)高徑比(bi)為1:1，則由于鎂(mei)蒸汽的(de)(de)散(san)失(shi)會導致鎂(mei)吸(xi)收率(lv)的(de)(de)降(jiang)低，建(jian)議(yi)使用鈣含量較(jiao)高的(de)(de)球(qiu)化劑。如(ru)果(guo)處(chu)理包(bao)的(de)(de)高徑比(bi)為2:1，則球(qiu)化反應會比(bi)較(jiao)平穩，鎂(mei)蒸氣會擴散(san)到(dao)鐵(tie)液中，鎂(mei)吸(xi)收率(lv)得到(dao)提高。
球(qiu)(qiu)化處理工(gong)藝(yi)：如果不使用蓋包(bao)(bao)法，那么球(qiu)(qiu)化反應產(chan)生的(de)(de)煙(yan)霧 會(hui)進入到大氣(qi)中，并且(qie)會(hui)產(chan)生刺(ci)眼的(de)(de)白(bai)光。為了使球(qiu)(qiu)化反應平穩，可(ke)以采用低鎂高鈣的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)。如果使用蓋包(bao)(bao)法工(gong)藝(yi)，鐵(tie)液不會(hui)飛濺，并且(qie)產(chan)生的(de)(de)煙(yan)霧較(jiao)少，可(ke)使用高鎂低鈣的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)，以減少加入量，降低球(qiu)(qiu)化成本。
處(chu)理(li)(li)重(zhong)量(liang)：如果(guo)處(chu)理(li)(li)鐵液的(de)(de)重(zhong)量(liang)小于(yu)500kg，那么可(ke)使用(yong)粒度(du)較(jiao)小的(de)(de)球(qiu)化(hua)劑(ji)，推(tui)薦使用(yong)粒度(du)12mm以下的(de)(de)球(qiu)化(hua)劑(ji)。如果(guo)處(chu)理(li)(li)鐵液的(de)(de)重(zhong)量(liang)在(zai)500~1000kg，可(ke)使用(yong)粒度(du)較(jiao)大(da)的(de)(de)球(qiu)化(hua)劑(ji)，如粒度(du)為3~25mm的(de)(de)球(qiu)化(hua)劑(ji)。如果(guo)處(chu)理(li)(li)鐵液的(de)(de)重(zhong)量(liang)大(da)于(yu)1000kg，則(ze)可(ke)以使用(yong)4~32mm的(de)(de)球(qiu)化(hua)劑(ji)。
硅含量(liang)：如果(guo)鑄(zhu)(zhu)造(zao)產品(pin)的(de)工藝出(chu)品(pin)率(lv)較(jiao)低或者廢品(pin)率(lv)較(jiao)高，想通過多(duo)加(jia)回爐(lu)料(liao)和廢鋼(gang)的(de)方式(shi)進行(xing)熔煉，而終鑄(zhu)(zhu)件對鐵水的(de)硅含量(liang)有嚴格(ge)要求。在孕育量(liang)沒法進一步(bu)降(jiang)低的(de)前(qian)提下(xia)，可(ke)使用(yong)(yong)低硅球化(hua)劑進行(xing)處理，這(zhe)樣可(ke)使回爐(lu)料(liao)多(duo)加(jia)8~15，可(ke)降(jiang)低鑄(zhu)(zhu)造(zao)廠的(de)生(sheng)產費用(yong)(yong)。
鑄鐵平板原(yuan)鐵液硫(liu)(liu)含(han)量：如(ru)(ru)果(guo)(guo)原(yuan)鐵液硫(liu)(liu)含(han)量較(jiao)高(gao)(gao)，如(ru)(ru)果(guo)(guo)不進行脫硫(liu)(liu)處理，則需要高(gao)(gao)鎂高(gao)(gao)稀土(tu)的(de)球化劑，并且(qie)加入(ru)量會(hui)較(jiao)高(gao)(gao)，如(ru)(ru)果(guo)(guo)原(yuan)鐵液的(de)硫(liu)(liu)含(han)量較(jiao)低(di)，則可以使用低(di)鎂低(di)稀土(tu)的(de)球化劑，且(qie)加入(ru)量會(hui)較(jiao)低(di)，低(di)鎂低(di)稀土(tu)的(de)球化劑成本也會(hui)比較(jiao)便宜。
不同的球化方(fang)式
目前常用的球化方(fang)式有(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong)：包(bao)內(nei)處(chu)理法(fa)(fa)（包(bao)括直沖法(fa)(fa)，三明(ming)治法(fa)(fa)和蓋包(bao)法(fa)(fa)）、型內(nei)球化法(fa)(fa)、流(liu)淌法(fa)(fa)、純鎂處(chu)理工藝（包(bao)括轉包(bao)法(fa)(fa)和包(bao)芯線法(fa)(fa)）。現 這幾種(zhong)球化方(fang)式的優缺點(dian)簡單介紹以(yi)下(xia)。
包(bao)內處理(li)法(fa)：這是(shi)常見(jian)的(de)(de)球化工藝，應用范圍廣(guang)，小到幾公斤的(de)(de)汽車件，大到幾十噸的(de)(de)風電件都可以(yi)使用這種(zhong)工藝。以(yi)蓋包(bao)法(fa)的(de)(de)鎂(mei)吸收率高(gao)，其(qi)次是(shi)三明治法(fa)。缺點(dian)是(shi)目前自動(dong)化程度(du)不高(gao)，國內已有一些(xie)設備廠在(zai)研(yan)發自動(dong)加料系統(tong)。
型內(nei)球(qiu)化(hua)法：現在使用這種工藝(yi)的(de)(de)鑄造(zao)廠不是很多(duo)，因為這種工藝(yi)的(de)(de)缺(que)(que)點(dian)比(bi)較(jiao)明顯，球(qiu)化(hua)處理產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)渣子有時會進入型腔(qiang)，造(zao)成夾渣缺(que)(que)陷(xian)而產(chan)(chan)生(sheng)廢品。另外(wai)，這種球(qiu)化(hua)工藝(yi)對鐵液(ye)溫度及鐵液(ye)流速要求較(jiao)高，否則會球(qiu)化(hua)不均勻(yun)。
流(liu)(liu)淌(tang)(tang)法(fa)：顧名思義，流(liu)(liu)淌(tang)(tang)法(fa)是(shi)鐵(tie)液流(liu)(liu)過裝有球化劑的(de)球化室而進行(xing)球化，目前這種工藝用的(de)并不是(shi)太多。優點是(shi)自動化程度相對(dui)(dui)高一些；缺點是(shi)對(dui)(dui)鐵(tie)液溫度和鐵(tie)液流(liu)(liu)速要求較(jiao)嚴(yan)。
純鎂(mei)球化工藝(yi)：有(you)時也(ye)叫高鎂(mei)球化工藝(yi)，目(mu)前(qian)主要有(you)兩種(zhong)形式(shi)，轉包法(fa)和包芯線法(fa)。這種(zhong)方法(fa)的(de)(de)優(you)點是(shi)自(zi)動化程(cheng)度較(jiao)高，也(ye)有(you)利于環保；缺點是(shi)鎂(mei)吸收(shou)率偏(pian)低(di)，產生的(de)(de)煙霧和渣子(zi)較(jiao)多(duo)。
生產(chan)球墨鑄鐵平(ping)板的注(zhu)意事(shi)項
現在簡(jian)要(yao)總結一下生產球(qiu)鐵(tie)的(de)注(zhu)意事項。
（1）原鐵液的(de)(de)硫含(han)量(liang)(liang)(liang)及(ji)其他(ta)微量(liang)(liang)(liang)元素不(bu)要(yao)太高。如果原鐵液硫含(han)量(liang)(liang)(liang)和其他(ta)微量(liang)(liang)(liang)元素含(han)量(liang)(liang)(liang)太高，則需要(yao)較多(duo)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)加入量(liang)(liang)(liang)或(huo)者稀土含(han)量(liang)(liang)(liang)較高的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)，這(zhe)樣球(qiu)(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)成本(ben) 會(hui)(hui)增加，另外過(guo)多(duo)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)會(hui)(hui)造成 多(duo)的(de)(de)渣子，不(bu)利(li)于鑄件質量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)穩定(ding)。稀土含(han)量(liang)(liang)(liang)太多(duo)，則會(hui)(hui)在大斷面的(de)(de)鑄件上易(yi)產生碎塊狀石墨。
（2）球化(hua)處理(li)的(de)穩(wen)(wen)定性。球化(hua)處理(li)工序是球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)生產(chan)過(guo)程中的(de)關鍵工序，只(zhi)有球化(hua)處理(li)工序穩(wen)(wen)定了，鑄(zhu)件的(de)質量(liang)才能穩(wen)(wen)定。針對(dui)不(bu)同的(de)產(chan)品，不(bu)同的(de)原鐵(tie)液硫含量(liang)，該加入(ru)多少球化(hua)劑(ji)、孕育劑(ji)等，都(dou)要(yao)寫入(ru)作業(ye)指導書并且嚴格執行(xing)。
（3）避免較(jiao)長(chang)(chang)的等待(dai)時間。球(qiu)化孕育處(chu)理(li)后，應立即進(jin)行澆(jiao)注。因為隨(sui)著時間的延長(chang)(chang)，殘留鎂(mei)會(hui)燒(shao)損并且(qie)孕育效果(guo)會(hui)衰退。
（4）避免(mian)過高的殘留鎂(mei)含(han)(han)量(liang)。較高的殘留鎂(mei)含(han)(han)量(liang)會zengda鑄(zhu)件的縮松傾向，對(dui)于(yu)一般球(qiu)墨鑄(zhu)鐵，殘留鎂(mei)含(han)(han)量(liang)（質量(liang)分數）應控制(zhi)在0.035~0.045，對(dui)于(yu)高鎳球(qiu)墨鑄(zhu)鐵，殘留鎂(mei)含(han)(han)量(liang)應控制(zhi)在0.06~0.07。
（5）對(dui)要求較高(gao)的(de)鑄件(jian)使用(yong)較好的(de)孕(yun)(yun)育劑。對(dui)要求較高(gao)的(de)風電件(jian)、高(gao)鐵件(jian)等，則(ze)應選(xuan)擇(ze)孕(yun)(yun)育效(xiao)果(guo)較強的(de)隨流孕(yun)(yun)育劑（如具有(you)zhuanli的(de)Ultraseed/Ce）。其 點是能(neng) 增(zeng)加石(shi)墨球數，且石(shi)墨球形(xing)圓整。
