如何提高鐵液處理水平？

　　自21世紀以來，我國的鑄造業得到了長足發展，已經連續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，來保證滿足生產球墨鑄鐵件質量要求，是行業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，其他元素按光譜成分。成分不合格，嚴禁鐵液出爐(現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量，增加過冷度，減少球化反應石墨球數量，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。要想獲得優質球化鐵液，就要保證球化反應平穩，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，球化不穩定，經常出現球化不良現象。到了21世紀，鑄造生產球墨鑄鐵，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，與沖入法相比其優點為機械化程度提高，反應煙塵可抽走，有利于環保;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生二次氧化，出現夾雜、縮松鑄造缺陷幾率提高，生產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，人們為保證球化反應穩定，開始逐步降低球化劑中鎂和稀土元素含量，現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%。殘余鎂高易產生氧化夾雜鑄造缺陷，鎂過高會惡化石墨球形態;殘余鎂低易產生球化不良缺陷。厚大鑄件殘余鎂應取上限，現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，現有生產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的球化劑，我公司使用揚中球化劑廠生產的QR-6A型號球化劑，球化反應穩定，效果較好。

　　孕育處理是鐵液處理的收官之戰，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，現在多數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。