生产球铁铸管的球化处理工艺改进

改进球化法显著减少球墨铸铁气孔缺陷改进球化法显著减少球墨铸铁气孔缺陷球墨铸铁是一种具有优异性能和广泛应用领域的材料，然而在生产过程中常常会出现气孔缺陷，严重影响其品质和可靠性。

为了解决这一问题，改进球化法被引入，以显著减少球墨铸铁气孔缺陷，提高其质量和性能。

本文将深入探讨改进球化法的原理和技术，以及其在球墨铸铁生产中的应用和效果。

1. 改进球化法的原理改进球化法主要通过优化球化剂的配方和球化时间，加强球墨铸铁的球化反应，从而减少气孔的生成。

首先，合理选择球化剂的种类和含量，提高球化效率。

其次，在球化过程中控制合适的球化时间，使球化反应完全进行，从而确保生成充分的球墨体。

2. 改进球化法的技术（1）优化球化剂配方：合理选择球化剂的成分和比例，确保其在球墨铸铁中的作用效果。

常用的球化剂有铁合金、纯镁和硅等，它们能够提供足够的球化元素，促进球墨体的生成。

（2）控制球化时间：通过合理控制球化时间，使球化反应达到最佳状态。

球化时间过短会导致球墨体生成不充分，气孔问题仍然存在；球化时间过长则可能造成过球化和过大的球墨体，同样会影响材料的性能。

3. 改进球化法在球墨铸铁生产中的应用改进球化法已在工业领域广泛应用，并取得显著的成效。

它不仅能够减少气孔缺陷，提高球墨铸铁的密实性和韧性，还能降低后续加工和使用中的风险。

此外，改进球化法还有助于提高球墨铸铁的机械性能和耐蚀性，满足多样化的应用需求。

4. 改进球化法的效果评估改进球化法对于降低球墨铸铁气孔缺陷具有显著效果。

采用该方法生产的球墨铸铁经过检测，气孔率明显降低，铸件的组织致密性和强度得到提高。

此外，改进球化法还有助于提高球墨体的均匀性和稳定性，减少材料的异质性。

改进球化法通过优化球化剂配方和控制球化时间，显著减少球墨铸铁的气孔缺陷。

它在球墨铸铁生产中得到广泛应用，通过改善材料的密实性、机械性能和耐蚀性，提高了其可靠性和使用寿命。

未来，随着材料科学和工艺技术的进一步发展，相信改进球化法将不断完善和优化，为球墨铸铁的生产带来更大的突破和提升。

1/球化处理工艺
对球墨铸铁曲轴其球化处理工艺非常重要，曲轴的力学性能主要依靠球化质量来保证，我们选用低镁球化剂，球化反应比较平缓，铁水一次出完，球化效果比较好。

具体球化、覆盖等工艺改进如下。

球化剂（5%-7%Mg）→铁屑覆盖（1.5-2kg）→加铁水（400 g）一球化反应（50-70s）。

2/孕育处理工艺
加硅铁（一次孕育）→浇包加硅铁粉（二次孕育）→浇注随铁水流孕育（三次孕育）。

3 曲轴的清理
曲轴浇注后，大约在50～60min，可以翻箱倒铁丸取件，铸件冷却到50℃以下，可以去除冒口和浇注系统，曲轴用悬挂式抛丸机进行表面抛丸，每组20件，大约抛丸15min左右，曲轴表面要达到无粘砂，光亮为好。

采用电动角磨机和风动工具清理飞边毛刺。

4.1铁水的检验
要铸造优质的曲轴，必须保证铁水质量，特别是铁水的化学成分，其次是铁水的出炉温度（球化处理时铁水温度）和浇注温度。

铁水化学成分检验元素及检验频次见表4。

在重要铸件生产中，对材质要求高，如球墨铸铁要求P≯0.04%、S≯0.02%，铸钢要求P、S均≯0.025%，采用热分析技术及时准确控制C、Si含量，。

球墨铸铁的球化与孕育处理工艺摘要：中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上，与美国相比，同一球墨铸铁件的抗拉强度相差不大，但延伸率和冲击值较低，力学性能达不到要求，已成为生产高强度、高韧性球墨铸铁的瓶颈。

本文通过严格控制材料化学成分、优化冶炼工艺和孕育工艺等措施，生产出了满足qt600-10性能要求的铸造状态铸件。

关键词：球墨铸铁；球化处理工艺；孕育处理工艺1前言中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上。

与美国相比，同一牌号球墨铸铁的抗拉强度相差不大，但伸长率和冲击值均较低，说明我国球墨铸铁生产原液态铁的冶金质量还有待提高。

技术水平有待提高。

高强度、高韧性球墨铸铁已成为qt600-10、qt700-5等高性能球墨铸铁生产的瓶颈。

qt600-10铸态生铁具有成本优势大，抗拉强度和伸长率高，但不易控制，需要发展相对稳定的球化工艺和合金，以保证高强度和高伸长率。

2化学成分的选择Qt600-10具有高强度、高伸长率的特点。

考虑到最大的经济性，铸造工艺可以满足技术条件，但必须严格控制化学成分。

化学成分选择如下：1)碳当量选择碳当量主要是为了提高铸件性能，消除铸件缺陷，获得良好的铸件，提高力学性能。

一般来说，碳当量的选择接近共晶点。

2)球墨铸铁中的锰、硫和氧在球化过程中可以中和镁和铈，少量的锰可以起到合金化元素的作用。

为了保证高伸长率，欧姆(Mn)的控制范围为：0.4%~0.6%。

3)磷和磷不影响石墨的球化，但可溶于铁溶液中，降低了铁溶液的共晶温度和凝固起始温度。

容易发生偏析，(P)一般控制在0.05%以下。

4)硫硫是抗石墨球化元素，在稀土和镁中加入铁和硫化物部分，其余的球化，属于有害杂质，(S)一般控制在0.02%以下。

5)加入少量铜可以改善铸件截面结构的均匀性，对基体有固溶强化和沉淀硬化的作用。

铜的质量分数一般控制在0.3%~0.5%之间。

6）加入微量元素锡和质量分数0.04%~0.08%，基体中珠光体含量显著增加。

生产球墨铸铁，6包次球化都不合格！用了这种方法，缺陷率直降10%！两个月前，老铁收到了一个老板的紧急求助。

车间夜班班组采用喂丝球化工艺生产铸件，结果同一炉次，6包次球化都不合格，铸件断口处总出现小黑点，一直以为是包芯线的问题，但由于其它炉次，用的都是同样参数，都没问题，所以也不敢贸然下定论。

问老铁有没有什么可靠的方法，检测一下包芯线中Mg含量、MgO含量，重新调整一下参数。

经过近1个小时沟通，老铁了解到，该工厂并非偶尔一次出现这样的情况，平日生产过程中，球化不良、球化衰退的现象经常出现，甚至跟生产同类型铸件、同规模的铸造厂比，该工厂铸件缺陷率高出约10%。

让老板更着急的是，每一次出了缺陷后，都得各种检测，超声波、金相、球化剂......但每次问题都不一样，每一次缺陷，都要周而复始折腾一遍。

铸件成本高了不说，光是耽误的时间和工期够让人上火的。

不知道喝了多少酒、陪了多少笑脸才接下的订单，结果总是因为不知道哪块的小差错，结果厂子也没挣上钱，工人也没挣上钱。

听了老板描述的具体操作方法，老铁一时间也找不出问题所在。

于是赠予了老板一份关于球化操作方法与细节的资料一份，结果就在20多天前，老板找到我说：缺陷率降了很多，现在已经可以达到常规水准，还给老铁发了红包表示感谢。

跟老板一起做了次复盘，发现之前球化做不好的问题，主要有这2点。

1、基础知识不扎实。

铸造厂原辅材料使用多元，成分复杂，工人对其原理基础薄弱，再加上检测不到位，原料与球化剂中的成分常常发生反应，造成铸件缺陷。

2、操作参数不懂应变。

如何根据壁件薄厚选用相应球化剂，不同材质铸件怎么选球化方法，以及具体的球化方法中温度、时间、镁含量等怎么控制，不会差异化操作。

而这份资料，不但从金相上解释了球铁中基体组织、检测图谱等相关的基础知识，还把目前市面上常见的三明治球化法、三明治加盖球化法及喂丝球化法的应用范围、优劣势及详细操作方法及参数均做了详细说明，对于工人基础薄弱的铸造厂，具有非常明确的指导意义。

如何改善球墨铸铁生产工艺？这7个条件控制是关键！由球墨铸铁的凝固特点认为球铁件易于出现缩孔缩松缺陷，因而其实现无冒口铸造较为困难。

阐述了实现球铁件无冒口铸造工艺所应具备的铁液成份、浇注温度、冷铁工艺、铸型强度和刚度、孕育处理、铁液过滤和铸件模数等条件，用大模数铸件和小模数铸件铸造工艺实例佐证了自己的观点。

1、球墨铸铁的凝固特点球墨铸铁与灰铸铁的凝固方式不同是由球墨与片墨生长方式不同而造成的。

在亚共晶灰铁中石墨在初生奥氏体的边缘开始析出后，石墨片的两侧处在奥氏体的包围下从奥氏体中吸收石墨而变厚，石墨片的先端在液体中吸收石墨而生长。

在球墨铸铁中，由于石墨呈球状，石墨球析出后就开始向周围吸收石墨，周围的液体因为w（C）量降低而变为固态的奥氏体并且将石墨球包围；由于石墨球处在奥氏体的包围中，从奥氏体中只能吸收的碳较为有限，而液体中的碳通过固体向石墨球扩散的速度很慢，被奥氏体包围又限制了它的长大；所以，即使球墨铸铁的碳当量比灰铸铁高很多，球铁的石墨化却比较困难，因而也就没有足够的石墨化膨胀来抵消凝固收缩；因此，球墨铸铁容易产生缩孔。

另外，包裹石墨球的奥氏体层厚度一般是石墨球径的1.4倍，也就是说石墨球越大奥氏体层越厚，液体中的碳通过奥氏体转移至石墨球的难度也越大。

低硅球墨铸铁容易产生白口的根本原因也在于球墨铸铁的凝固方式。

如上所述，由于球墨铸铁石墨化困难，没有足够的由石墨化产生的结晶潜热向铸型内释放而增大了过冷度，石墨来不及析出就形成了渗碳体。

此外，球墨铸铁孕育衰退快，也是极易发生过冷的因素之一。

22222.球墨 2.球墨铸铁无冒口铸造的条件1、球墨铸铁无冒口铸造的条件从球墨铸铁的凝固特点不难看出，球墨铸铁件要实现无冒口铸造的难度较大。

笔者根据自己多年的生产实践经验，对球墨铸铁实现无冒口铸造工艺所需具备的条件作了一些归纳总结，在此与同行分享。

2.1铁液成分的选择（1）碳当量（CE）在同等条件下，微小的石墨在铁液中容易溶解并且不容易生长；随着石墨长大，石墨的生长速度也变快，所以使铁液在共晶前就产生初生石墨对促进共晶凝固石墨化是非常有利的。

铸件球化率不良，最典型的3种解决方法1)原铁水含硫量高硫是反球化率元素，它与镁有很强的亲和力，反应生成MgS，而消耗了有效镁，因而导致球化不良，此时需要多加球化剂才能保证球化，生产高品质的球铁，其原始铁液的含硫量，国外一般都控制在0.02%高于此量都必须进行脱硫处理，这样既保证了充分的球化也减少了产生渣孔的危险，同时球化剂的加入量才得以稳定，也确保了残余镁量波动不大，我国的现实情况是，冲天炉的原铁水含硫量一般为0.05-0.06%或以上，中频炉铁水的含硫量一般为0.02-0.035%，但大多数厂家不做脱硫处理，而靠变动球化剂的量来保证球化，其加入量国内各厂差别很大，在0.8-1.8%大范围内波动，而残镁量的范围介于0.03-0.08%常常出现球化不良或过球化现象，含镁量过高造成了铸件渣孔，缩松，反白口缺陷，含镁过高，石墨也会变坏，很多厂为了确保球化良好往往在晶间出现水草状石墨。

要得到好的球化效果，还要注意Mg残/S残的比例合适，壁厚少于15mm的小铸件，范围在2.7-4.0之间，易产生收缩的铸件（特别是热节处无补缩能力时）应控制在2.4-3.0%之间，壁厚在15-30mm 之间的铸件，范围在3.0-4.5%之间，易缩件在2.7-3.5%之间，壁厚大于30mm的厚铸件，范围在3.5-5之间就是说薄铸件镁要低点以免产生白口，热节易生缩松的铸件，镁应低为好，厚铸件镁要高，以弥补镁蒸气逃逸损失，不至于使镁量降低而导致不球化。

原始含硫量过低（＜0.005%）也是不所希望的，因这样的原铁液会孕育不良，容易生成碳化物，去年河南某厂采用喂丝工艺生产球铁，原铁水含硫量已低于0.006%，加入的球化剂没减少，因而铸件产生了30%以上的渗碳体，实践证明，球铁原铁液中的硫对球铁铸件的石墨球数和石墨尺寸分布有很大影响，由于石墨球数随硫含量的增加而增加，所以在生产白口倾向较大的薄壁铸件时，采用较高的含硫量，是防止碳化物形成的有效措施。

控制球化的球铁消失模铸造变质处理技术目前我国大多数消失模铸造球墨铸铁生产企业球化处理工艺都采用冲入法，采用冲入法镁吸收率低，球化级别偏低，石墨球数量少，石墨球不够圆整，为了提高球铁消失模铸造工艺，有专家从改进冲入法入手研究完善了整套的控制球化的球铁消失模铸造变质处理技术。

（1）铁水预处理在出铁前，利用SiC、增碳剂等添加剂对铁液进行预处理，其目的是改善铁液的性能，增加单位面积的形核核心，提高Mg的吸收率，大幅度增加单位面积石墨球数，细化石墨球，提高石墨球圆整度和球化率。

应用实践证明，在同样的工艺情况下，无论是薄壁球铁件，还是厚大球铁件，采用预处理的单位面积石墨球数比未采用预处理的高20%-80%，同时石墨球径更为细小，并可大幅度提高铁液流动性和抗衰退能力。

（2）控制球化的球铁消失模铸造球化处理工艺消失模铸造需要较高的出铁温度，带来的是球化剂起爆剧烈，镁光、烟尘大，稀土镁烧损严重，球化时间短，球化率低。

为此，要改进球化工艺，控制球化剂的起爆时间和强度。

加高球化包的堤坝高度，将球化剂、孕育剂分成两份，放入堤坝两侧，用铁板和除渣剂盖实，根据铁水温度调整铁板和除渣剂厚度，使堤坝两侧球化剂先后起爆。

调整后的最佳状态是一侧球化剂球化反应完毕后，另一侧球化剂开始球化反应。

控制球化的结果是，球化反应平稳，镁光、烟尘强度低，铁水呈平稳翻滚装、无飞溅情况发生，球化时间由原来的一分钟左右延长至三分钟左右。

（3）加强孕育球化反应结束，扒渣完毕，采用FeSi、复合孕育剂覆盖在铁水表面强化孕育，然后加覆盖剂，开始浇注。

通过铁水预处理、控制球化、加强孕育的控制球化的球铁消失模变质处理技术后，解决了传统冲入法高温球化的不足，使得球化反应平稳，镁光、烟尘强度低，球化率明显提高可达一级，石墨球细小圆整。

该技术为高强高韧球墨铸铁的稳定生产，尤其是为需要高温球化的小件、薄壁件等产品的生产提供了一种简单易行的处理方案。

球墨铸铁提高球化率的工艺实用方案球墨铸铁，也称为球铁、球墨铸造铁，是铸铁中的一种。

它是一种高强度、高韧性的铸铁，具有优异的塑性和韧性，同时还拥有优良的机械性能和加工性能。

在诸多应用场景中，球墨铸铁属于高性价比的铸造材料，广泛应用于机械工程、汽车工业、风电机组、建筑领域、水利工程等众多行业。

球墨铸铁的球化率是指在生产过程中球化处理后的球墨铸铁含有球化率的百分比。

球化率越高，球铁的强度、韧性等性能也会随之提升，因此球化率是衡量球墨铸铁质量优劣的重要指标之一。

那么，如何提高球墨铸铁的球化率呢？下面将详细介绍球墨铸铁提高球化率的工艺实用方案。

一、球化剂的选择提高球墨铸铁球化率的第一步是选择合适的球化剂。

目前常用的球化剂包括稀土系球化剂、铝系球化剂、钡系球化剂、锆系球化剂和镉系球化剂等。

稀土系球化剂是一种较为常用的球化剂，其具有容易溶解和分散、效果十分显著等优点。

铝系球化剂能够促进碳化物的析出，降低流动马口的温度，提高球化率。

钡系球化剂具有吸收气孔的作用，能够防止铸件表面气孔的产生，从而提高球化率。

锆系球化剂能够提高液态铁的表面张力，促进球化过程的进行。

镉系球化剂是一种新型的球化剂，能够大幅度提高球化率，降低晶化温度，但是其对环境和人体有一定的危害，因此在使用时需要注意安全。

在选择球化剂时，需要考虑生产工艺、成本等多方面因素，选择最优的球化剂。

同时，为了避免球化剂的混杂和影响，需要注意球化剂的储存和使用。

二、铁液的浇注温度和冷却速率铁液的浇注温度和冷却速率对球墨铸铁的球化率有着明显影响。

在浇注时，铁液的温度太低会导致球化剂未能完全分解，球化率低；而温度太高则会使球化剂的反应速度变慢，同样影响球化率。

因此，在生产过程中需要合理选择铁液的浇注温度，通常情况下铁液的温度控制在1450-1550℃之间。

除了温度，冷却速率也会影响球墨铸铁的球化率。

快速冷却能够降低球化剂的化学反应速率，从而影响球化率。

因此，在铸造过程中需要控制冷却速率，确保铁液冷却均匀。

球墨铸铁提高球化率的工艺方案球墨铸铁提高球化率的工艺实用方案国内普通球墨铸铁铸件的球化级别要求达到4级以上,(即球化率70%,)一般铸造厂达到的球化率为85%左右.近年来,随着球墨铸铁生产的发展,尤其是在风电铸件生产和铸件质量要求较高的行业,要求球化级别达到2级,即球化率达到90%以上.笔者公司通过对QT4_-_原采用的球化.孕育处理工艺以及球化剂.孕育剂进行分析.改进,使球墨铸铁的球化率达到了90%以上.1.原生产工艺原生产工艺:熔炼设备采用2.0T中频炉和1.5T工频炉;QT4_-_原铁液成分为(C)=3.75%_3.95%.. (Si)=1.4%_1.7%. (Mn) 0.40%. (P) 0._%. (S) 0._5%;球化处理所用球化剂为 1.3%_l.5%的RE3Mg8SiFe合金;孕育处理所用孕育剂为0.7%_0.9%的75SiFe-C合金.球化处理采用两次出铁冲入法:先出铁55%_60%,进行球化处理,然后加入孕育剂,再补加其余铁液.由于球化.孕育采用传统的方式,用25 mm厚的单铸楔形试块检测得到的球化率一般在80%左右,即球化级别3级.2.提高球化率的试验方案为提高球化率,对原来的球化和孕育处理工艺进行了改进,主要措施是:增大球化剂和孕育剂加入量.净化铁液.脱硫处理等.球化率仍然采用25 mm的单铸楔形试块进行检测,具体方案如下:(1)分析原工艺球化率偏低的原因,曾认为是球化剂用量较少,故将球化剂加入量由1.3%_1.4%增加到1.7%,但球化率并未达到要求.(2)另一种猜测是认为球化率偏低可能是由于孕育不良或孕育衰退引起,因而试验加大孕育剂量,由0.7%_0.9%增加到1.1%,球化率亦未达到要求.(3)继续分析认为铁液夹杂较多.球化干扰元素偏高等可能是造成球化率偏低的原因,因而对铁液进行高温净化,高温净化温度一般控制在1 5_ _℃,但其球化率仍未突破90%.(4) (S)量高严重消耗球化剂量并加速球化衰退,因此增加脱硫处理,将原铁液(S)量从原来的0._5%降低到0._0%以下,但球化率也只达到86%.以上4种方案的试验结果如表1所示,楔形试块的组织和力学性能均未达到要求.3.最后采用的改进方案3.1具体改进措施原材料采用生铁.无锈或少锈的废钢和回炉料;对原铁液进行炉外加纯碱(Na2CO3)脱硫;采用福士科390预处理剂在包内进行预脱氧处理;采用福士科球化剂进行球化处理;采用碳化硅和硅铁联合孕育.新工艺原铁液成分控制: (C)=(3.70%_3.90%. (Si)=0.80%_1._%[铸件 (Si 终)=2.60%_3._%]. (Mn) 0.30%. (P) 0._%. (S) 0._%.当原铁液 (S)量超过0._%时,采用工业用纯碱进行炉前脱硫处理,因脱硫反应是吸热反应,要求脱硫温度控制在__℃左右,纯碱加入量根据炉前熔清时的 (S)量高低控制在 1.5 % _2.5 %.同时,球化处理包采用普通的堤坝式处理包,首先把福士科NODALLOY7RE牌号球化剂1.7%加入包底堤坝一侧,扒平压实,用0.2%的粉末状碳化硅和0.3%的小块状75SiFe先后覆盖一层,捣实后用压铁盖上,在铁液包的另一侧加入0.3%的福士科390孕育剂.出铁时首先冲入总铁液量的55%_60%,待球化反应完毕后,加入1.2%的75SiFe-C孕育剂后冲入剩余铁液,扒渣浇注.3.2试验结果原铁液脱硫前后的的成分见表2.表3,25mm单铸楔形试块对应的力学性能和金相组织见表4,金相组织中球化率的评定方法采用金相图像分析系统自动检测.4.结果分析4.1主要元素对球化率的影响C.Si:C能促进石墨化,减少白口倾向,但 (C)量高会使CE过高而容易产生石墨漂浮,一般控制在3.7%_3.9%.Si能加强石墨化能力,消除渗碳体.Si以孕育剂的方式加入时,可大大降低铁液的过冷能力.为了提高孕育效果,原铁液的 (Si)量从原来的1.3% _1.5%降到0.8%_1.2% , (Si终)量控制在2.60%_3._% .Mn:在结晶过程中,Mn增加铸铁的过冷倾向,促进形成碳化物(FeMn) 3C.在共析转变过程中,Mn降低共析转变温度,稳定并细化珠光体.Mn对球化率没有太大的影响.因受原材料的影响,一般控制 (Mn) 0.30%.P:当 (P) 0._%时固溶于Fe,难以形成磷共晶,对球铁的球化率影响不是很大.S:S是反球化元素,S在球化反应时消耗球化剂中的Mg和RE,阻碍石墨化,降低球化率.硫化物夹渣还会在铁液凝固之前回硫,再次消耗球化元素,加快球化衰退,进一步影响球化率.为了达到高的球化率,应该使原铁液的 (S)量降低到0._%以下.4.2脱硫处理当炉料熔清后,取样分析化学成分,当 (S)量高于0._%时要进行脱硫处理.纯碱脱硫的原理为:将一定量的纯碱置于浇包内,利用铁液流冲入而搅拌,纯碱在高温下分解,反应式为Na2CO3=Na2O+CO2 :生成的Na2O又与铁液中硫化合生成Na2S,(Na2O)+[FeS]=(Na2S) +(FeO).Na2CO3分解析出CO2引起铁液剧烈搅动,促进脱硫过程进行.纯碱渣极易流动.很快上浮,脱硫反应时间很短,脱硫后应及时扒渣,否则会回硫.4.3预脱氧处理.球化处理及孕育处理福士科390预处理剂在包内起到预脱氧处理的作用,同时增加石墨形核核心.增加单位面积石墨球数,还可以提高Mg的吸收率,大幅度提高抗衰退能力,提高球化率.福士科孕育剂含 (Si) =60%_70%. (Ca)=0.4%_2.0%. (Ba)=7%__%,其中Ba 可以延长有效孕育时间.选用福士科球化剂牌号为NODALLOY7RE,其 (Si)=40%_50%. (Mg)=7.0% _ 8.0%. (RE)=0.3%_1.0%. (Ca)=1.5%_2.5%. (Al) 1.0%.由于铁液经过了脱硫和预脱氧处理,铁液中消耗球化剂的元素大量减少,因此选用了 (RE)量低的球化剂,以减少RE对球状石墨形态的恶化;起球化作用的元素主要是Mg;Ca和Al可以起到加强孕育的作用.采用碳化硅和硅铁联合孕育处理,碳化硅的熔点在__℃左右,并在凝固时增加石墨结晶晶核,采用大剂量的硅铁孕育,可以防止球化衰退.5.结论生产铁素体球墨铸铁,要求球化率达到90%以上时,可以采用以下措施:(1)选用优质炉料,减少炉料中的反球化元素.(2)选用 (RE)量低的球化剂,减少RE对球状石墨形态的恶化影响.(3)原铁液的 (S)量应小于0._0%,这样可以减少球化剂的消耗量,特别是硫化渣二次回硫所消耗的球化元素.(4)对铁液进行预脱氧处理,增加单位面积石墨球数,提高球化率,大幅度提高抗衰退能力,延长有效孕育时间.(5)降低原铁液中 (Si)量,增加球化剂.孕育剂和各种预处理剂的加入量,强化孕育处理.。

球铁及其球化不良问题探讨分析岗铁的应用使人类文明进入了铁器时代。

球墨铸铁的诞生，是继人类发明炼钢技术之后，在黑色金属应用技术方面又一次大的技术创新，是20世纪材料科学最重大的技术进展之一。

我国古代工匠早在2000年前就已制造出具有球状石墨的铸铁，分析表明上述铸铁件不含镁或稀土元素，是采用高纯木炭生铁熔剂，在金属型中浇注，经热处理后制成。

但由于这种工艺难于大量生产，因而这种古代球铁的独特技艺没有流传至今。

现代球墨铸铁采用向铁液中添加球化剂的方法使其在铸态下析出球状石墨，使得球墨铸铁真正登上了工业应用的舞台。

世界铸铁件的生产状况和趋势是，灰铸铁件的比例明显下降，但仍占优势。

球墨铸铁件的产量持续增长，蠕墨铸铁和特种铸铁也有了较大的发展。

我国球墨铸铁件在质量和生产稳定性方面的差距也较大。

我国球墨铸铁生产较突出的问题是材质强韧性上、缺陷多，其原因除炉料、球化处理方法和球化剂等因素外，主要是球化处理前对铁液含硫量要求过松。

因此，为使我国球墨铸铁生产能有大幅度的增长，必须大力实施能稳定提供质量可靠的优质球墨铸铁件的配套技术。

现在就球铁常见的缺陷球化不良结合我们单位的实际系统地进行论述一下。

球化剂的合理选用和稀土（RE）元素的加入是实现高强度薄壁球墨铸铁铸造的关键。

⑴该技术的核心是在铸造（熔炼）工艺中要保证RE/S=2～2.5。

球化剂要选用Fe-Si-Mg-RE-Ca 系材料，其中稀土元素（Ce、La、Pr）的加入并使之与硫保持一定比例是球化技术的关键。

试验证实，当RE/S＜2时，出现球化不良；RE/S＞2.5、Mg/S＞5时，易出现白口，同时严格控Wp＜0.04%、WBi=0.003%～0.007%。

灰铸铁铸件所产生的各种铸造缺陷（如缩孔、气孔、渣孔、夹砂、冷隔、浇不足等）都会在生产稀土镁球墨铸铁时产生。

球墨铸铁常见缺陷有球化不良（球铁处理不成）、球化衰退、缩松、皮下气孔等缺陷。

球化不良是稀土镁球墨铸铁经常遇到的问题之一。

球墨铸铁喷吹球化工艺及优化实验研究作者：未永斌靳杰刘俊锋耿国锋来源：《河北工业科技》2022年第04期摘要：為进一步优化喷吹球化工艺，提高镁的吸收率，对球墨铸铁管的应用效果以及铁液温度、球化深度与镁球化剂吸收率之间的关系进行了研究。

结果表明：球化后的残余硫含量能够稳定降低至0.01%（质量分数）以下，且残余镁含量大于0.05%（质量分数）不会发生球化衰退现象;球化时铁液温度越低、球化深度越大，铁液对镁的吸收率越大;当喷吹球化铁液温度为1 460 ℃、球化深度为1.32 m时，可保证镁吸收率在50%以上。

喷吹球化工艺兼顾了设备简单可靠、易维护，球化剂量调整灵活等特点，将其应用于快节奏、大批量的球墨铸铁管生产领域，降低了喷吹球化工艺成本，可为喷吹球化工艺在球墨铸铁行业的推广应用提供一定的参考。

关键词：黑色金属及其合金;球墨铸铁;喷吹球化;镁处理;球墨铸铁管中图分类号：TG255 文献标识码：ADOI： 10.7535/hbgykj.2022yx04001Experimental research on spray-spheroidization process of ductile iron and its optimizationWEI Yongbin1，2，3，JIN Jie1，2，3，LIU Junfeng1，2，3，GENG Guofeng4，5（1.Xinxing Hebei Engineering Technology Company Limited，Handan，Hebei 056107，China;2.High Strength and High Plasticity Ductile Iron Pipe Engineering Research Center （Preparation），Handan，Hebei 056107，China;3.Hebei Ductile Iron Pipe Manufacturing Innovation Center（Preparation），Handan，Hebei 056107，China;4.School of Materials Science and Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei 050018，China;5.Hebei Key Laboratory of Material Near-Net Forming Technology，Shijiazhuang，Hebei 050018，China）Abstract：In order to further optimize the spray spheroidization process and improve the availability of Mg，the application effect of ductile iron pile and the relationship between molten iron temperature，spheroidization depth and the availability of Mg spheroidizing agent were studied.The results show that the residual S content after spheroidization can be steadily reduced to less than0.01%（mass fraction），and spheroidization degeneration doesn′t occur when the residual Mg content is greater than 0.05%（mass fraction）.During spheroidization，the lower the temperature of molten iron and the greater the spheroidization depth are，the greater the availability of Mg by molten iron is.When the molten iron temperature is 1 460 ℃ and spheroidization depth is 1.32 m，the Mg availability can be over 50%.The spray spheroidization process takes into account the characteristics of simple and reliable equipment，easy maintenance and flexible adjustment of spheroidization dose.It is applied to the production field of fast-paced and large-scale ductile iron pipes to reduce the cost of spray spheroidization process，which provides a certain reference for the popularization and application of spray spheroidization process in the ductile iron industry.Keywords：ferrous metal and its alloy;ductile iron;spray spheroidization;Mg treatment;ductile iron pipe球墨铸铁以优异的性能、低廉的价格在铸铁件领域得到广泛应用。

提高球化效果的实用技术一.影响球化效果的因素：1.球化等级划分：球状石墨:国标ISO规定按石墨的面积率划分，面积率≥0.81为球状石墨。

石墨面积率计算方法:国标球化分级和评定：例如：某公司生产的QT450材质铸件金相检验中，根据金相视野中的球状和团状石墨个数所占石墨总数的百分比作为球化率，将球化率分为六级，具体如下：球化率计算时，视场直径为70mm，被视场周界切割的石墨不计数，放大100倍时，少量小于2mm的石墨不计数，若石墨大多数小于 2mm或大于12mm时，则可适当放大或缩小倍数，视场内的石墨数一般不少于20颗。

在抛光后检验石墨的球化分级，首先观察整个受检面，选三个球化差的视场对照评级图目视判定，放大倍数为100倍。

不同球化率的金相图像图号1 球化率：95% 图号2 球化率：90%图号3 球化率：80% 图号4 球化率：70%图号5 球化率：60% 图号6 球化率：50%2.球化可能会出现的问题及解决方案:（1）球化不良:此不良主要体现在炉后成品的残镁分析值低于0.030%（一般标准残镁规格值按照小于0.030%为下限规格值），金相石墨型态一般体现在球状石墨和蠕虫状石墨共存在，或球状石墨、蠕虫状石墨和片状石墨共存在，或蠕虫状石墨和片状石墨共存在，或全部为片状石墨。

控制球化不良的发生，特别注意以下几点：A.添加球化剂重量的核对或喂丝球化线的喂丝长度核对，确保实际加入量与标准规定的相符。

B.三明治球化温度或喂丝温度一般在1480-1530℃。

C.三明治球化反应时间一般控制大于55秒，喂丝球化速度一般控制19-22米/分钟。

D.三明治球化出炉过程确保电炉的先期铁水冲入到球化包的缓冲室，等缓冲室铁水满后，铁水再漫过球化室。

（有很多出炉铁水冲入不当，造成铁水直接冲到球化室的，造成球化反应提前进行，总的球化反应时间短，导致球化不良。

）E.三明治球化需要在球化包之球化室中的球化剂上侧放置覆盖剂，覆盖剂一般为矽钢片，厚度一般控制在0.3-1.0mm,直径或单边长度为10-30mm，要求无油无锈无杂质。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald77DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.35.077热模离心球铁管喷镁球化工艺的改进张建强1 申发田2(1.石家庄科技工程职业学院 河北石家庄 050000;2.新兴铸管股份有限公司 河北邯郸 056000)摘 要：新兴铸管热模离心球墨铸铁管始建于2005年，自开始生产，球化方式经冲入法、转包处理法，目前正在使用喷吹处理法。

但由于热模球铁管冷却慢、处理后铁水停留时间长、铁水温度不稳定、浇注系统导致的铁水浇注散流、飞溅等因素影响，导致使用喷吹法球化质量不稳定，球化衰退现象比较普遍，镁粒消耗也居高不下。

本文介绍了在现有喷镁球化工艺的基础上，通过试验的方式摸索、改进一种新型的球化方式，极大地提高和改善了球化质量，同时也节约了球化成本。

关键词：球墨铸铁管 球化工艺 改进中图分类号：TU991.36 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2017)12(b)-0077-02新兴铸管目前采用喷吹处理法进行球化处理，但存在质量不稳定、球化衰退现象比较普遍等问题。

本文通过试验的方式尝试多种方法，改进目前球化方式，改善球化质量，并降低球化成本。

1 目前球化方式的状况喷吹法是将喷枪插入球化包铁水底部，利用氮气作为载体，在0.4～0.5MPa压力下，把0.2mm粒度以下镁粒喷入铁水深部，使之在强烈的搅拌条件下与铁水反应，从而完成球化处理的方法。

细粒状镁粒以较高速度在铁水中运动，大大改善反应的扩散条件，提高反应速度,使硫、氧充分消除，效果较好[1]。

喷吹法也有一定弊端，喷镁球化时必须确保喷吹罐能够稳定均匀连续并且可调流量地喷吹颗粒镁，否则会带来一系列的后果。

如果供镁不均匀呈脉冲状，会造成镁短时间剧烈反应形成铁水大量喷溅，铁损增高。

没有反应完的镁上浮到表面燃烧，镁的收得率下降，脱硫率下降，这些往往成为喷镁失败的主要原因，同时过于集中的镁粒还容易造成堵枪，不得不停止喷吹进行处理，延长了处理周期，降低了设备的作业率和完好率。