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。
如何選擇鑄鐵平板球化劑
球化(hua)(hua)劑和(he)孕(yun)育劑是(shi)球化(hua)(hua)處理過程中重要的材料，除(chu)了質量穩(wen)定外，選擇(ze)合適的球化(hua)(hua)劑還需要考(kao)慮(lv)以下幾(ji)種因素。
球化(hua)(hua)處理溫(wen)(wen)(wen)度：如果球化(hua)(hua)處理溫(wen)(wen)(wen)度>1480℃，球化(hua)(hua)反(fan)應(ying)會比較(jiao)劇烈，進而造成較(jiao)低的鎂(mei)吸收率。為了使球化(hua)(hua)反(fan)應(ying)平穩，則(ze)可選擇鈣含量(liang)相對(dui)較(jiao)高的球化(hua)(hua)劑。如果球化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度<1480℃，則(ze)可以使用鈣含量(liang)相對(dui)低一點的球化(hua)(hua)劑。
處(chu)理包(bao)(bao)(bao)尺寸(cun)：如果處(chu)理包(bao)(bao)(bao)的高(gao)徑比(bi)為(wei)1:1，則由于鎂(mei)蒸汽(qi)的散失會導致(zhi)鎂(mei)吸收率的降低，建議使用(yong)鈣含量較高(gao)的球化劑。如果處(chu)理包(bao)(bao)(bao)的高(gao)徑比(bi)為(wei)2:1，則球化反應(ying)會比(bi)較平穩(wen)，鎂(mei)蒸氣會擴散到鐵液中，鎂(mei)吸收率得(de)到提(ti)高(gao)。
球(qiu)(qiu)化處(chu)理工(gong)藝：如(ru)果(guo)不(bu)使(shi)用(yong)蓋(gai)包法(fa)，那么球(qiu)(qiu)化反(fan)應產(chan)生(sheng)的煙霧 會(hui)進(jin)入(ru)(ru)到大氣中，并且會(hui)產(chan)生(sheng)刺眼的白光(guang)。為了使(shi)球(qiu)(qiu)化反(fan)應平穩，可以采(cai)用(yong)低鎂高(gao)鈣(gai)的球(qiu)(qiu)化劑(ji)。如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)蓋(gai)包法(fa)工(gong)藝，鐵液不(bu)會(hui)飛濺(jian)，并且產(chan)生(sheng)的煙霧較少，可使(shi)用(yong)高(gao)鎂低鈣(gai)的球(qiu)(qiu)化劑(ji)，以減少加入(ru)(ru)量，降低球(qiu)(qiu)化成本。
處(chu)(chu)理(li)重(zhong)量：如(ru)果處(chu)(chu)理(li)鐵(tie)液的(de)重(zhong)量小于(yu)500kg，那(nei)么可(ke)(ke)使(shi)用(yong)粒度(du)(du)較(jiao)小的(de)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，推薦(jian)使(shi)用(yong)粒度(du)(du)12mm以下的(de)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。如(ru)果處(chu)(chu)理(li)鐵(tie)液的(de)重(zhong)量在500~1000kg，可(ke)(ke)使(shi)用(yong)粒度(du)(du)較(jiao)大的(de)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，如(ru)粒度(du)(du)為3~25mm的(de)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。如(ru)果處(chu)(chu)理(li)鐵(tie)液的(de)重(zhong)量大于(yu)1000kg，則可(ke)(ke)以使(shi)用(yong)4~32mm的(de)球化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
硅含量：如果鑄造產品的工藝出品率較低或者(zhe)廢品率較高(gao)，想(xiang)通(tong)過多加(jia)回(hui)爐料和(he)廢鋼(gang)的方式進(jin)(jin)行熔煉，而終鑄件對鐵水的硅含量有嚴格(ge)要(yao)求(qiu)。在孕育(yu)量沒法進(jin)(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低的前提下(xia)，可使(shi)用(yong)低硅球化(hua)劑進(jin)(jin)行處(chu)理，這樣可使(shi)回(hui)爐料多加(jia)8~15，可降(jiang)低鑄造廠的生產費用(yong)。
鑄鐵(tie)(tie)(tie)平(ping)板原(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)液硫含(han)量(liang)：如(ru)果原(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)液硫含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，如(ru)果不(bu)進行(xing)脫硫處理，則需要高(gao)(gao)鎂高(gao)(gao)稀土的(de)球(qiu)(qiu)化劑，并且加(jia)入量(liang)會(hui)(hui)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，如(ru)果原(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)液的(de)硫含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)低(di)，則可以(yi)使(shi)用低(di)鎂低(di)稀土的(de)球(qiu)(qiu)化劑，且加(jia)入量(liang)會(hui)(hui)較(jiao)(jiao)低(di)，低(di)鎂低(di)稀土的(de)球(qiu)(qiu)化劑成(cheng)本(ben)也會(hui)(hui)比較(jiao)(jiao)便宜。
不同的球化方式
目(mu)前常用的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)方(fang)式有以下幾種(zhong)：包(bao)(bao)(bao)內(nei)處理(li)法(fa)(fa)（包(bao)(bao)(bao)括直沖法(fa)(fa)，三明治法(fa)(fa)和蓋包(bao)(bao)(bao)法(fa)(fa)）、型(xing)內(nei)球(qiu)(qiu)化(hua)法(fa)(fa)、流淌法(fa)(fa)、純鎂處理(li)工藝（包(bao)(bao)(bao)括轉包(bao)(bao)(bao)法(fa)(fa)和包(bao)(bao)(bao)芯線法(fa)(fa)）。現 這幾種(zhong)球(qiu)(qiu)化(hua)方(fang)式的(de)優缺點(dian)簡單介紹(shao)以下。
包(bao)內(nei)處理法：這是(shi)常(chang)見的(de)球化(hua)工藝，應用(yong)范(fan)圍廣，小(xiao)到幾(ji)公斤(jin)的(de)汽車件(jian)，大到幾(ji)十噸的(de)風電件(jian)都可以(yi)使用(yong)這種工藝。以(yi)蓋(gai)包(bao)法的(de)鎂吸收率高，其次是(shi)三(san)明治法。缺點(dian)是(shi)目前自動(dong)化(hua)程(cheng)度不(bu)高，國內(nei)已有一些設備廠(chang)在(zai)研發(fa)自動(dong)加料系統。
型內(nei)球(qiu)化(hua)法：現在使(shi)用這種(zhong)工藝的鑄造(zao)廠(chang)不是很多，因為這種(zhong)工藝的缺點比較明顯，球(qiu)化(hua)處理(li)產生(sheng)的渣子有時會進入型腔，造(zao)成(cheng)夾渣缺陷而產生(sheng)廢品。另外，這種(zhong)球(qiu)化(hua)工藝對鐵(tie)液(ye)(ye)溫度及鐵(tie)液(ye)(ye)流(liu)速要求較高，否則會球(qiu)化(hua)不均(jun)勻。
流(liu)淌法：顧(gu)名思義，流(liu)淌法是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)液(ye)流(liu)過(guo)裝有球(qiu)(qiu)化劑的(de)球(qiu)(qiu)化室而進行球(qiu)(qiu)化，目前這種工藝用(yong)的(de)并不是(shi)(shi)太多。優點(dian)是(shi)(shi)自動化程(cheng)度相對(dui)高一些；缺點(dian)是(shi)(shi)對(dui)鐵(tie)(tie)液(ye)溫(wen)度和鐵(tie)(tie)液(ye)流(liu)速要求較嚴(yan)。
純鎂球(qiu)化工藝(yi)：有時也叫高鎂球(qiu)化工藝(yi)，目前主要有兩種形式(shi)，轉(zhuan)包(bao)(bao)法(fa)和(he)包(bao)(bao)芯線法(fa)。這種方法(fa)的優點是自動化程度較高，也有利于環保；缺點是鎂吸收率(lv)偏(pian)低，產生的煙霧和(he)渣子較多。
生(sheng)產球墨鑄鐵平板的注意事項(xiang)
現在簡要總結一下生產球(qiu)鐵的注意事項(xiang)。
（1）原鐵液(ye)的(de)硫含量(liang)(liang)及其(qi)他微量(liang)(liang)元素不要太高(gao)。如果(guo)原鐵液(ye)硫含量(liang)(liang)和其(qi)他微量(liang)(liang)元素含量(liang)(liang)太高(gao)，則(ze)需要較多(duo)的(de)球(qiu)化(hua)劑加入量(liang)(liang)或(huo)者(zhe)稀土含量(liang)(liang)較高(gao)的(de)球(qiu)化(hua)劑，這樣(yang)球(qiu)化(hua)劑的(de)成(cheng)本 會(hui)增加，另外過多(duo)的(de)球(qiu)化(hua)劑會(hui)造成(cheng) 多(duo)的(de)渣子，不利于鑄件質量(liang)(liang)的(de)穩定。稀土含量(liang)(liang)太多(duo)，則(ze)會(hui)在大斷(duan)面的(de)鑄件上易產生碎塊狀石墨。
（2）球(qiu)(qiu)化處(chu)理的(de)穩(wen)定性。球(qiu)(qiu)化處(chu)理工序(xu)是球(qiu)(qiu)墨鑄(zhu)鐵生產(chan)過程中的(de)關(guan)鍵工序(xu)，只有球(qiu)(qiu)化處(chu)理工序(xu)穩(wen)定了，鑄(zhu)件的(de)質量才能穩(wen)定。針對(dui)不同(tong)(tong)的(de)產(chan)品(pin)，不同(tong)(tong)的(de)原鐵液硫含量，該加入多少球(qiu)(qiu)化劑、孕(yun)育劑等(deng)，都要寫入作業指(zhi)導書并(bing)且嚴格執行。
（3）避免較長(chang)的等待(dai)時(shi)間。球化孕育(yu)處(chu)理后，應(ying)立即(ji)進(jin)行澆注。因為隨著(zhu)時(shi)間的延(yan)長(chang)，殘留鎂(mei)會燒損并且孕育(yu)效果會衰退。
（4）避免(mian)過(guo)高的(de)殘留鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)。較高的(de)殘留鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)會zengda鑄(zhu)件的(de)縮松(song)傾向(xiang)，對于一般球墨(mo)鑄(zhu)鐵，殘留鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)（質量(liang)分數(shu)）應控制在(zai)0.035~0.045，對于高鎳球墨(mo)鑄(zhu)鐵，殘留鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)應控制在(zai)0.06~0.07。
（5）對(dui)要(yao)求較(jiao)高的鑄件(jian)使用較(jiao)好(hao)的孕育劑。對(dui)要(yao)求較(jiao)高的風電件(jian)、高鐵件(jian)等(deng)，則應選擇孕育效(xiao)果較(jiao)強的隨(sui)流孕育劑（如具有zhuanli的Ultraseed/Ce）。其 點是能 增加石墨球(qiu)數，且石墨球(qiu)形圓(yuan)整(zheng)。
