如何提高鐵液處理水平？

　　自21世紀以來，我國的鑄造業(yè)得到了長足發(fā)展，已經(jīng)連續(xù)多年鑄件總量位居世界第一。如何將鑄造大國變成鑄造強國是我們這一代人為之努力的事情。目前人們對球墨鑄鐵件的質量要求越來越高，如何提高鐵液處理水平，來保證滿足生產(chǎn)球墨鑄鐵件質量要求，是行業(yè)工作者共同追求的目標。

　　各鑄造廠家都非常重視鐵液化學成分要求，爐料嚴格檢斤入爐，并且爐前安裝了熱分析儀和光譜，C成分按熱分析儀讀數(shù)，其他元素按光譜成分。成分不合格，嚴禁鐵液出爐(現(xiàn)有熱分析儀設備有的是球墨鑄鐵、灰鑄鐵兩條曲線，有的只有一條曲線，生產(chǎn)時容易搞亂)。為保證鐵液的純凈度，將鐵液升到較高溫度保溫10min精煉，然后出爐不可取，這樣會使有些元素燒損，增加鐵液冶金核心燒損數(shù)量，增加過冷度，減少球化反應石墨球數(shù)量，增加鑄件縮松傾向。正確的方法為：將鐵液升到較高溫度(1490～1520℃，根據(jù)出爐溫度調整)，停電凈化至出爐溫度，扒渣、快速出爐，這樣會減少元素燒損，使大量異質核心得到保持，增加球化反應后石墨球數(shù)量，減少過冷度和縮松傾向。過冷度大小反應了鐵液熔煉質量，對于球墨鑄鐵生產(chǎn)來說，鐵液過冷度越小越好，要做到鐵液過冷度小就應快速熔化、快速出爐。若生產(chǎn)不能保證以上條件，鐵液應采取預處理或重新加料調整。國外鑄造廠家生產(chǎn)時已對鐵液過冷度進行控制，熱分析儀檢測C含量時，同時檢測過冷度，并對鐵液過冷度范圍值有要求;國內鑄造廠家很少對鐵液過冷度進行控制。因此，建議對鐵液過冷度做進一步研究，設備制造廠家制造出更完善的檢測過冷度設備供鑄造廠家生產(chǎn)時使用。

　　鐵液熔化出爐是保證鑄件質量的基礎，鐵液球化處理水平是保證鑄件質量的關鍵。要想獲得優(yōu)質球化鐵液，就要保證球化反應平穩(wěn)，反應速度合適，Mg吸收率高。

　　20世紀八九十年代，由于多為沖天爐熔煉鐵液，S含量較高，人們熱衷于高鎂球化劑(wMg達7%～10%)，球化反應異常激烈，球化不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)球化不良現(xiàn)象。到了21世紀，鑄造生產(chǎn)球墨鑄鐵，鐵液要么直接電爐熔化(不存在焦炭增S問題)，要么沖天爐熔煉，電爐提溫脫S。球化處理方法多采用沖入法和喂絲球化法，鑄造廠家普遍使用沖入法球化，喂絲球化法多用在球化包使用頻次多、溫度較高的造型線，與沖入法相比其優(yōu)點為機械化程度提高，反應煙塵可抽走，有利于環(huán)保;其缺點是球化反應脫S效果差(相差0.002%～0.003%)，這樣喂絲球化法生產(chǎn)時要增加殘余Mg含量才能保證球化等級。但殘鎂量高會使鐵液易產(chǎn)生二次氧化，出現(xiàn)夾雜、縮松鑄造缺陷幾率提高，生產(chǎn)要求質量高的鑄件及厚大鑄件不適合采用喂絲球化法。

　　為保證球化反應穩(wěn)定，提高Mg的吸收率，球化包高度與直徑比≥1.8(考慮修包因素取2.0為宜)，凹壩深度230～260mm，根據(jù)使用球化包直徑大小確定覆蓋球化劑硅鋼片(或干凈球墨鑄鐵沫)重量，且不應以出鐵重量確定覆蓋硅鋼片量，對不同大小球化包的最低出鐵量要有控制。近些年來，人們?yōu)楸ＷC球化反應穩(wěn)定，開始逐步降低球化劑中鎂和稀土元素含量，現(xiàn)在球化劑中鎂含量已降至4.5%～7.5%，鐵液出爐溫度低時鎂取下限，鐵液出爐溫度高時鎂取上限。

　　球化反應后殘余鎂含量控制范圍反應了球化處理水平，殘余鎂量根據(jù)鑄件的薄厚、大小及凝固時冷卻速度確定，冷卻速度快的鐵模覆砂工藝，殘余鎂控制范圍0.01%～0.03%，粘土砂(潮砂)造型，殘余鎂控制范圍0.03%～0.05%。殘余鎂高易產(chǎn)生氧化夾雜鑄造缺陷，鎂過高會惡化石墨球形態(tài);殘余鎂低易產(chǎn)生球化不良缺陷。厚大鑄件殘余鎂應取上限，現(xiàn)在很多鑄件要求本體取樣，殘余鎂首先要滿足壁厚部位的要求，現(xiàn)有生產(chǎn)殘余鎂的控制范圍為0.035%～0.055%。國內許多鑄造廠家使用埃肯生產(chǎn)的球化劑，我公司使用揚中球化劑廠生產(chǎn)的QR-6A型號球化劑，球化反應穩(wěn)定，效果較好。

　　孕育處理是鐵液處理的收官之戰(zhàn)，提高孕育劑抗衰退性，盡量縮短孕育至凝固時間，保證一定孕育劑加入量是孕育處理的關鍵。

　　20世紀80年代，人們主要使用硅鐵做孕育劑，孕育機理為濃度起伏理論，到了90年代，開始往硅鐵里加入少量Ba、Ca、Sr等合金，以提高孕育劑的抗衰退能力。為保證孕育效果，又發(fā)展了隨流孕育。孕育處理水平的提高，改善了鑄件的力學性能，提高鑄件的可加工性，對鑄造來說是一次質的飛越。

　　考慮成本，現(xiàn)在多數(shù)鑄造廠使用低硅鋇孕育劑，鋇含量為4%左右，鋇含量只能靠客戶提供或外委檢驗，工廠只能檢驗硅成分，無法檢驗Ba、Ca、Sr等元素，建議檢驗設備廠家在這方面加以改進。另外，鑄造工作者對隨流孕育越來越重視，隨流孕育劑加入量由原來0.1%左右增至0.15%左右。隨流孕育劑粒度0.2～0.8mm，必須在鐵液澆注時加到包嘴液面上，防止隨流孕育劑未徹底熔化。

　　綜上所述，鑄件質量要求越來越高，決定了要逐步提高鐵液處理水平。只要采取控制鐵液的過冷度;保證球化反應穩(wěn)定，反應速度合適，鎂吸收率高，殘余鎂量在控制范圍內;使用高效抗衰退孕育劑，保證隨流孕育劑加入量等措施，就能滿足球墨鑄鐵件的質量要求。