球墨鑄鐵生產時爐前控制方法

一、化學成分的選擇
 *，球鐵的組織和性能與化學成分組成有著密切的關系。所謂球鐵的成分設計主要就是碳和硅，其他如錳、磷、硫是靠原材料加以控制。  
 1、 碳、硅：  生產鑄態鐵素體球鐵是采用高碳、低硅，大孕育量的方法。碳、硅元素對球鐵性能有較大影響。通常是以碳當量來綜合考慮。碳當量的選擇主要著眼于改善鑄造性能、消除鑄造缺陷，獲得健全鑄件和高的機械性能。當鑄態鐵素體球鐵要求鐵素體基體組織含量大于80%，且不允許有滲碳體存在。因此在設計碳當量時應以鑄件不出現石墨飄浮，不出白口，保證球化為準則，碳當量控制在4.3-4.8%，其中碳為3.3-3.9%，原鐵水硅量為1.2-1.6%，終硅量為2.6-3.0%。但硅量不宜過高，因為硅強化鐵素體基體，使之變脆，塑性韌性下降。  
  2、 錳：  錳是促進珠光體生成的元素，它固溶鐵素體中提高強度降低韌性，對生產鑄態鐵素體球鐵是不利的，因此要求錳盡可能的低，控制含錳量低于0.4%，薄小件低于0.2%。  
3、 磷、硫
      磷、硫都是有害元素，磷高易在基體晶界上形成磷共晶，使材質的伸長率下降，脆性增加。硫高會造成球化元素殘留量少而導致球化不良，以及鑄件產生皮下氣孔，夾渣等鑄造缺陷。我們控制磷含量0.06%以下，球化處理前原鐵水含硫量0.04%以下，處理后小于0.02%.  
 4、  鎂、稀土殘留量   鑄鐵中應有一定的鎂和稀土元素的殘留量才能保證石墨成球。鎂在鐵水中主要起球化作用，稀土主要是除氣，脫硫和中和干擾元素，起到凈化鐵水的作用。鎂和稀土又是強烈形成碳化物元素，如果殘留量過高，惡化石墨形態，增大鑄件白口傾向和夾渣、縮孔、皮下氣孔等鑄造缺陷。因此，在生產鑄態鐵素體球鐵件時，在保證球化良好的情況下，應盡可能降低鎂和稀土的殘留量，這一點對于薄小件尤為重要。通常殘留鎂量控制在0.03-0.05%，殘留稀土量控制在0.02-0.03%。  
   二、 球化及孕育處理  
   為保證球化處理成功，須注意以下幾點：  
      1）鐵水包的結構要適應工藝要求，一般鐵水包的內腔高度與內徑之比值為1.0-1.2，有利于鎂和稀土元素的吸收。包底應搪成凹坑或堤壩式。  
      2）球化劑破碎成適當大小的粒度。粒度過小，容易浮起，氧化；過大，則溶解速度過慢，延長反應時間，鐵水降溫大。粒度的大小視每次處理的鐵水量而言。球化劑當天破碎、當天使用，不要久放或受潮。  
     3）球化劑的加入量要根據熔煉工藝、出鐵溫度和原鐵水的含硫量來決定。
     4）電爐熔煉時，出鐵前要將渣扒凈。  
     5）球化處理方法要合理。我們采用沖入法，球化劑放入包坑內，應搗緊，上面覆蓋孕育硅鐵、鑄鐵屑。不要在鐵水包紅熱時放入球化劑，以免氧化，失去球化能力，出鐵時，鐵水流不能直接沖入球化劑。鐵水流不能太大太小，不能斷流。出鐵量要盡量準確，上下不能有5%的誤差。球化反應結束后，要盡快放入集渣劑，攪拌扒渣，進行后續孕育處理。
三、孕育處理
  孕育處理的作用主要是消除球化元素造成的白口傾向，促進石墨析出，提高球化率、細化石墨球，使之分布均勻。不同的孕育劑，不同的加入量，不同的孕育處理方法和不同的孕育處理時間對球鐵機械性能都有較大影響。目前國內外企業采用孕育劑和孕育方法不盡相同，但都強調要采有瞬時孕育工藝，強化孕育效果，保證鐵水在較長時間直至澆注完畢處在良好的孕育狀態。采用包內孕育（一次）+鐵水包浮硅孕育（二次）+轉包孕育（三次），實踐表明是可行的，孕育效果良好。  

四、爐前檢驗  
爐前球化情況判斷可用爐前三角試塊法、爐前快速金相法、光譜分析等智能化儀器測定。1）三角試塊法；普遍采用的一種方法，立澆或臥澆。待試樣表面呈暗紅色時取出，底部向下淬入水中，打斷觀察斷口。如斷口及兩側有縮凹，中心有縮松，斷口崎嶇不平、呈鋸齒狀、銀灰色（銀白色）、致密、晶粒細小，尖部無白口或＜1-2mm白口，敲擊有鋼聲，嗅有電石味，表明球化孕育良好。如斷口有小黑點，球化不太好。如斷口烏黑、晶粒粗大或有許多黑點，呈麻臉狀，敲擊悶聲，則為不球化。  
 2）爐前快速金相法；試樣為φ20×30mm（視鑄件大小、厚薄定）。金相觀察，球化級別要在2級以上，表明球化良好。低于2級表明球化不太好。  
 3）光譜分析儀；光譜分析儀能夠在2分鐘以內測定化學成分，及時、準確，分析誤差小。（本文系網絡轉載，版權歸原作者所有。）

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                                         南京諾金高速分析儀器廠

                                            2020年08月17日