（材料加工工程专业论文）球化剂中镁含量对盖包法生产球墨铸铁的影响.pdf

摘要 摘要 盖包法球化处理工艺是由英国铸铁协会发明，并于1 9 8 0 年在美国铸造协会第 八十四届年会上推广，现已经在国外普及；该方法在国内的研究起步并不晚，1 9 8 4 年在河南曾做过技术鉴定，但由于当时冲入法生产就能够满足球铁质量的要求， 而且包盖起吊和铁液定量问题未能得到解决，该工艺在国内并未推广应用。如今 工业发展对球铁质量及生产环境的要求越来越高，迫切需要对球化处理工艺进行 改进。鉴于盖包法的诸多优点，该工艺适合我国国情，容易在国内企业间推广。 每种新工艺的推广都需要经过工艺参数的不断优化调整，使之适应性更强， 盖包球化处理法也不例外。为推广这种工艺，需要对部分工艺参数进行优化选择， 其中球化剂中镁含量是一个重要的参数。本文根据球化处理过程中镁和稀土球化 机理，研究球化剂中镁含量对盖包法生产球墨铸铁的影响，从而得出盖包法球化 处理时球化剂与不同铁液的最佳配比。 试验研究利用协作厂的生产设备及学校的检测仪器，根据盖包法球化处理的 特点，在一定球化温度范围内，调整球化剂中镁含量，达到在保证铁液中镁的残 留量的前提下，降低球化剂以及球化剂中稀土加入量的目的，找出不同球化处理 温度下盖包法球化处理工艺最合理的球化剂含镁量。 试验结果表明：利用盖包法球化处理工艺，在1 4 5 0 - 1 5 0 0 的温度范围内，低 镁球化剂f e s i m 9 6 r e 2 ( m g 6 9 4 7 1 3 ，s i 4 0 7 6 _ 4 1 4 3 ，r e 1 6 4 2 4 5 ， c a 1 8 5 2 2 5 ) 球化处理，反应稳定，在同等生产条件下相对常规球化剂，镁的吸 收率可以提高1 3 。采用此工艺稳定的生产出高综合性能的球墨铸铁，如 q t 4 5 0 1 0 ，在保证4 5 0 m p a 的抗拉强度时，将延伸率稳定在1 8 以上。 在协作厂的应用表明：采用低镁球化剂( f e s i m 譬6 r e 2 ) ，盖包法球化处理工 艺对球化温度适应范围更宽，对生产的适应性更强，在国内具有推广价值。 关键词：低镁球化剂，盖包法，球墨铸铁 a b s t r a c t a b s t r a c t t l m d i s h _ c o v e rs p h e m i d i z i n gp r o c e s sw a si n v e n t i v e db yu kc a s ti r o ni n s t i t u t e ， a n dw a sg e n e r a l i z e da t8 4 t l la n n u a lc o n f c r e n c co f u s ac a s t i r o ni n s t i t i l t ci n1 9 8 0 t h e p m c e s sh a sb e e np o p l l l 撕z e da b r o a da l r e a d yt h ec o m m e n c e m e n to ft l l ep r o c e s si n c h i n ai sn o tl a t ey e t ，t e c l l i l i q u e 印p f a i s a lw a si m p l e m e n t e di nh e n a l lp m v i n c ei n1 9 8 4 ， h o w e v c r ，f o rt l l er e a s o nt h a tt h eq u a l 时d 啪a n df o r “c m ei r o nc o u l db eo b t a i n e db y t h ep o l 肛o v e rp r o c e s sa tt h a tt i m e ，t h ep r o b l e m 埘t l ll a d l ec o v e rw a sn o ts o l w 徂a i l d 也a tm eq u a i l t i t yo fi r o nl i q u i dw a sd i 街c u l tt om e a s i l r e ，s ot h ep m c e s sw a sn o t p o p u l 撕z e di nc l l i n a n o w a d a y s ，砸mm ei n d l l s t r yd e v e l o p m e n t l ed 锄a i l d 向r d u c t i l ei m nq u a l i t ya n dm ec n v i 】0 n m 蚰tp r o t c c t i o ni ss 锄咖m o r e 觚dr r 肼，t l l e 锄e l i o r a t i o no fs p h e m i d i s a l i o np f o c 鼯ss h o m db ec a 耐c do u te x i g 曲t l y w 珧廿l e m e r i t so ft t l n d i s h c o v e rs p h e r o i d i z i n gp r o c 髂s ，i ep m c c s sc a i lb ep o p m a r i z e di n d e m a s t i ce 嬲i l y f o re v e r yn e wt e c h i c s ，p r o c e s s 血gp 啪m e t e rs h o u l db eo p t i m i z e di nt l l ec o u r s e o fg e n 盯a l i z a t i o nc 0 撕硼o u s l yi no r d e rt om a k ei t s 印p l i c a b i l i t ym o r el a r g e - s c a l e ， i l l d u d i n gt u i l d i s h c o v e rs p l e r o i d i z i n gp m c e s sc e n a i l l l y 1 1 lo r d e rt o 脬l e r a l i z em en e w t e c h n i c s ，c 酬亦p a m m e t e f ss h o i l l db eo p 虹m i z e d t 1 l e r c i n t o ，m gc o m ti n n d d u l a r 主z 茁i so n eo ft h el i l o r ei m p o m n a n tp 舢e t e r s o nt 圭l eb a s i so f m e c h a l l i s mo f m g a n dr ei nt h es p h e f o i d i z a t i o n ，m ee & c to f m gi nt l l en o d u l a r i 缎o nt h e p m d u c t i o n o fd u c m ew i t l lt 讥d i s h c o v e rs p l l e f o i d i z i n gp r o c e s si ss t u d i e di nt 1 1 i sp 印s o 也e b e s tp f o p o n i o no f n o d u l a r i z c rw i md i 腩r 饥ti r o nl i q u i di nt u n d i s h - c o v e rs p h e r o i d i z i n g p r o c e s si so b t a i n e d m a n u f a c t l l r i n gf 酗l i t yo fc o o p e r a f i o nf a c t o 可a 1 1 dt e s t i n gi n s 咖e n ta r eu t i l i z e d m l e 瓴咖i n a d o n o nt h eb a s i so f p o u r - o v e rs p h e r o i d i z i n g p r o c c s si n 缸n s i c ，r e g u d a t e t l l em gc o n t c l l ti nn o d u l 撕z e rw i t l l i n 百v e ns p h e r o i d i z i n g t c i i l p e r a t l l r e t h es t u d ya i m s a tf h ei n t e n t i o n 也a tr 。d u c i n gt h ea d d i t i o no fn o d u l a r i z e ra n dr ei ni ti nt h ep r e i i l i s e s o fa s s u r i n gt l l er e s i d u a lm g a tl a s t ，r e a s o n a b l em gc o n t e n ti nn o d l l l a r 主z c r i n i i a b s t r a c t s p h e r o i d i z i n g a td i f | 请e n tt e i n p e r 曲r e e x 锄i n a t i o nr e s l l l tp m v e s ：i ns p h e m i d i z a t i o nw i t hm en o d u l 撕z e ro f1 0 wm g f e s i m 酌r e 2 ( m g 6 9 4 7 ，1 3 ，s i 4 0 7 6 4 1 4 3 ，r e 1 6 4 _ 2 4 5 ，c a 1 8 5 2 2 5 ) i n s t e a do fg e n 啪in o d u l 撕z e rf e s i m 9 8 r e 3a tt h et 锄p c r a t u r eo f1 4 5 0 一1 5 0 0 ，t h er e a c t i o ng o e so nc a l m l y c o m p a r i n gw i t hg c n e r a ln o d u l 撕z e r ，m g a b s o r p t i “t yi si m p m v e dm o r ct h a n13 i nm es 锄ep r o d u d i o nc o n t i o n d u c t i l ei m n c a s tw i t hh i 曲m e c h a n i c a lp c r f o r m a n c ec a i lb eo b t a i n e dw i i ht h ep r o c e s s q t 4 5 0 1 0 f o re x 猢p l e ，i t se x t e n s i b i l i t yc a nb es t a b i l i z e da b o v e1 8 w h i l ep r o m i s m g t h et e n s iles t r e n g t ha t4 5 0 m p a a p p l i c a t i o ni nt h ec o o p 啪o nf a c t o r yi n d i c a t e st h a w i mr i o d u i a r i z e ro fl o wm s p h 啪i d i z i n gt 锄p e r a t u r ea c c o m m o d a t i o no ft u n d i s h c o v e rs p h e f o i d i z i n gp r o c e s si s w i d e ra n di t sa d 印t a b i l i 锣f o ra p p l i 柚c ei sb e 慨s oi ti sw o “h yt og c n e r a l i z et l l e p m c e s si nd o m 髓拄c 衄yw o 如s ：n o d l n 此e ro fl o wm t l l i l d i s h - c o v e rs p h e f o i m z i n g p r o c e s s ， ( 1 u c t i l ei r o n i i i 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 盖包法是针对冲入法存在的缺点进行改进而设计出的一种球化处理方法。它 的主要优点是大量减少处理时产生的m g o 烟雾，并使镁的回收率稳定、提高“1 。 盖包法是由英国铸铁协会发明的，并于1 9 8 0 年在美国铸造协会上第八十四 届年会上推广。该技术在国外发展应用较快，在欧美一些工业发达国家如：英国、 瑞士、意大利、美国等工业发达国家都普遍用盖包法进行球化处理。美国铸造协 会熔炼委员会予1 9 8 9 年的统计：7 7 个铸造厂约有一半工厂使用盖包法”1 。1 9 9 7 年5 月由中国兵器总公司赴美国考察团，对美国七家生产汽车球铁件为主的铸造 厂进行了以球铁生产的工艺和设备为重点内容的考察，这些工厂都具有生产技术 与设备先进、生产量大、生产率高、质量好的共同特点。在球化处理工艺方面， 考察团发现除g r e d ec o 公司同时采用盖包法和转包法外，其余w 久u p t c a c o 等六家公司均采用盖包法进行球化处理”1 。 该工艺在国内的研究起步并不晚，但由于当时冲入法就能够满足球铁质量的 要求，而且包盖起吊和铁液定量问题未能得到解决，该工艺在国内并未推广应用。 目前虽然有部分企业已经开始使用该工艺，却难以保证稳定生产。随着社会的发 展，人们对材料的要求愈来愈高，铸件要向“精、强、秀、特”的方向发展。随 着改革开放的深入，铸造生产进入市场经济，人们愈来愈追求低成本的生产和对 环境的保护。至此，国内常用的冲入法球化工艺暴露了不足之处：冲入法球化的 稳定性或者说达到良好的球化效果还不尽如人意，对生产车间来说，球化反应产 生的镁光烟尘造成的恶劣条件都需要进行改善。有些铸造工厂进行大规模的技术 改造，对生产的稳定性、生产效率的要求越来越高，球化处理工序也需要提高效 率，减少浪费，改善工人的工作环境。介于盖包法的诸多优点，如可以减少镁的 氧化烧损，提高球化元素的吸收率，强化球化效果；减少球化剂的使用量，降低 成本；减少铁液沸腾，减少温度损失；提高生产稳定性；减少球化时的闪光和烟 雾，改善劳动环境；改造时只需在原来的堤坝包的上面添加一个简单的包盖，原 塑二童堑丝 一 来的生产结构及原材料都基本不做任何调整，成本低廉。对于国内球铁生产商极 具吸引力。 但每种新工艺的推广过程中，都需要对工艺参数进行不断的优化选择，使其 适应性更强，盖包球化处理法也不例外。为在国内推广盖包球化处理工艺，需要 根据我国的生产现状对该工艺进一步进行实验研究，如适合我国生产的球化剂的 含镁量、球化温度的确定，找出最佳工艺参数，使盖包法的适应性更强，该工艺 的生产稳定性更好，获得更好的球化效果。 1 2 盖包法球化处理方法的应用现状与改进 1 2 1 盖包球化处理工艺的应用现状和发展趋势 盖包球化处理工艺对于我国球铁的处理，是一项极其发展潜力的新技术，但 在国内发展较慢。虽然在国内的研究并不晚，1 9 8 4 年6 月2 1 日，在河南对盖 包法漏斗球化处理新工艺进行了技术鉴定，但由于当时冲入法生产就能够满足 球铁质量的要求，而且包盖起吊和铁液定量问题未能得到解决，该工艺在国内并 未推广应用。近年来由于对球铁性能要求的提高以及人们环保意识的增强，冲入 法作为最常用的球化处理手段，越来越显示出其不足之处。国内一些企业在近期 已开始对盖包法的应用予以关注。 盖包法是利用加盖后包内铁液在一定气体压力和相对缺氧气氛下进行球化 处理的一种工艺方法。可以减少铁液沸腾，降低铁液热量损失，减少球化时的闪 光和烟尘，改善劳动条件，减少环境污染，提高镁的吸收率，降低球化成本，基 本克服了冲入法存在的缺点；同时保留了冲入法设备简单，容易操作的优点；并 且由应用广泛的冲入法改为盖包法时，只须在冲入法使用的堤坝式球化包上添加 一个包盖，原来的其它生产结构和原材料基本不用做任何调整。另外，就处理球 铁成本来讲，盖包法要比冲入法低。资料显示：和冲入法相比，仅球化剂一项 e m m e n b r u e k e 铸造公司年处理8 7 0 0 吨原铁液约可节约1 4 0 0 0 0 瑞士法郎“3 。以上 费用的比较还没有考虑到降低废品率、提高回收率和减少工序间及最终检查的额 外节约。这些效益是难于计算的，因为在研究改进包的过程中，铸造生产范围转 向了更高质量的铸件。因此，对些生产批量较大的球铁生产企业有很强的吸引 2 第一章绪论 力，在行业有推广使用的价值。比如，汽车行业的铸造厂、农机工程行业的球铁 生产企业都对盖包法予以了极高的兴趣。 1 2 2 盖包球化处理的特点 盖包法是在堤坝式铁液包的上面附加一个带有浇口盆并砌有耐火材料内衬 的包盖n 1 ，这样可使外界的气体与包内完全隔离，防止镁蒸发溢出烧损，同时增 加包内的压力，使镁的沸点得到一定的提高，减少铁液沸腾，结构如图卜l 所示： 图卜l 加盖铁液包示意图 f i g 1 一ls k e t c hm a po f t u n d i s h _ c o v e r eh a l e 3 1 图1 - 2 冲入法球化处理情形图 1 3 盖包法球化处理情形 f i g 1 - 2c a s eo f p o u r 主n gs p h e m i d i s a t i o n f 培l 一3c a 8 eo f t u n n d i s h - c o v c rs p h e r o i d i s a 6 0 n 由于包盖的存在，当铁液与球化剂接触反应时，镁迅速气化，漂浮于液面上 的球化剂可在液面和包盖形成的压力和相对缺氧的气氛下进行球化反应，从而促 第一章绪论 进镁的吸收并可减少球化时的闪光和烟雾，图1 2 和图1 3 为球化处理时冲入法 和盖包法的对比情形。 盖包法球化处理时，球化合金的加入与冲入法相同，然后将包盖安放在铁液 包上，并使其周边密封好。出铁时，将铁液以较大液流注入包盖浇口盆内( 保证 铁液在盆内的高度在5 1 5m m ) ，铁液会通过包盖一侧的注孔( 注孔不得直接对 准合金堆放处) 流入包内，球化反应结束后，去除包盖。 1 2 3 盖包球化处理工艺的改进 多年来人们一直在利用盖包法的优点进行球铁生产，同时也不断的努力克服 该工艺存在的不足之处，以下几点为针对盖包法的不足对工艺结构进行的改进： 1 ) 包盖起吊问题。采用如图卜1 所示的加盖包进行球化处理时，向包底添 加球化剂、覆盖剂和倒出铁液时，均要将包盖卸下，操作麻烦费时。经过改进， 后来曾出现过绞接式加盖包，仍不能在实际生产中应用。为方便包盖的装卸，将 包盖改造成可升降的双粱包盖0 1 ，如图卜4 、图卜5 所示。其操作过程如下：处 理前将包盖吊起，向包内加球化剂、孕育剂等物料，加料完毕，将包盖放下，向 包内冲入铁液，处理完再次将包盖吊起，扒渣并浇注，过程如图卜6 所示。整个 操作过程结合车间吊运设备，方便简单，节省操作时间。 | | | 丌l r l 7 m 堡| 挺 m 广 1 目 l m r l h 一也 ( a ) 可升降加盖包 ( b ) 球化处理( c ) 扒渣浇注 图卜4 可升降球化处理包示意图 图1 5 包盖结构简图 f i g 1 - 4 s k e t c h m 印o f e l e v a d o n 删b s i d e c e i a b l es p h e r o i d s a 廿o nb a l e f i g 1 5s k e t c h m a p o f b a l ec o v e r 第一章绪论 图l 一6 盖包法球化处理过程 f i g 1 - 6c a 8 eo f t i l 蛐d i s h - c o v 盯s p i e r o i d i s a 虹o n ( a ) a d d i n gn o “撕z 盱 嘞s p h e r o i d j z i n g ( c ) d r o s s i n g 订叩( d ) p o u r i n g 2 ) 在使用冲天炉工艺连续出铁时，铁液重量难以精确量化。冲入法球化处 理时，出铁量一般由球化包内铁液面的位置决定。铁液包加盖以后，球化处理时， 无法用肉眼观察球化包内铁液液面，出铁量难以确定。为解决此问题，在包盖上 配置一耐高温电子计量称，解决定量问题，如图卜6 ( b ) 。 3 ) 包盖注孔直径的确定。在使用盖包法球化效果与盖包注孔直径的选择正 确与否有很大关系。正确的选择注孔直径可达到两个目的：a ) 浇盆中保持有一定 的铁液高度；b ) 铁液全部流入盖包的时间与球化反应时间相同。 第一章绪论 根据公式： 肚z 小厮 一注孔直径( c m ) ； w 处理铁液重量( k g ) ； h 包盖上浇盆内铁液的高度( c m ) 。 文献“1 介绍，处理铁液量w 为1 2 0 0k g ，球化反应时间t 为7 2s ，h 取l oc m ， 将数据代入公式( 1 ) 得d = 5 0 嗍。 由于各厂具体情况差异很大，最好是通过几次实验，找出合适的孔径。 这样敞口包加盖以后存在的问题均得到有效的解决，工人操作方便，工厂试 验及生产顺利。 1 3 其它几种球化处理工艺在国内外的应用现状与研究 自球墨铸铁进入工业领域应用以来，对球化处理方法的改进一直伴随着球铁 的发展。作为球铁生产中的关键工艺，始终受到人们的关注。球铁发展至今，已 经出现了若干种球化处理方法：压力加镁法、转包法、喂丝法、冲入法和盖包法。 虽然经历了多次的改进，每种工艺仍存在自身的不足及生产适应性，需要进一步 完善。现将其简要介绍如下。 1 3 1 压力加镁法 压力加镁法是五十年代就已经开始采用的一种球化处理方法。它的基本原理 是，当物体周围介质的压力增加时，该物质的沸腾温度相应提高。例如，当铁液 表面的压力达到0 9 m p a 时，镁的沸腾温度提高到1 4 0 0 左右，若使球化处理 温度略高于该温度，则镁在铁液中刚剐气化，产生一定的翻腾，有利于镁的吸收， 同时减少了镁的气化烧损，因而可以有效提高镁的吸收率“1 。采用纯镁作球化剂 的主要问题是，如何控制沸点远低于处理温度的镁在球化处理时剧烈气化和燃 烧。这种剧烈反应，使镁的吸收率很低，并且使铁液的温度过度降低。 对加镁处理环境施加压力有两种方法：外压式和自建压力式。早期使用的外 6 第一章绪论 压式压力加镁法，是将盛满铁液的铁液包放置在具有活动密闭盖的处理室中，压 紧密封盖，然后通入压缩空气或氮气，当处理室内的压力达到预定压力时，将装 在密封盖上部的气缸带动着加镁的钟罩向下运动，迅速下沉到铁液的下半部，镁 开始在压力下与铁液反应，反应约1 5 2 o m i n ，然后提起钟罩，以适当的速度降 低处理室内的压力，打开密封盖，吊出铁液“1 。另一种是利用镁蒸气在铁液包中 自建压力的方法。球化处理时，通过钟罩把纯镁加入密封铁液包下部，镁在包内 立即气化，迅速产生大量的镁蒸气。此蒸气通过铁液时，一部分被铁液吸收，另 一部分逸出并迅速在包内上部问隙建立起与铁液温度相应的饱和蒸气压( 一般 o 6 0 8 m p a ) ，这时，镁就不再因沸腾气化而损失“1 。 压力加镁法的优点是，可以使用纯镁进行球化处理，镁的吸收率高，可达 7 0 8 慨”1 ；处理过程中的劳动环境较好。但是，该工艺球化处理时压力大，容 易发生工伤事故；须用特制的球化处理包和设备，费用比较高；操作复杂、严格； 处理时间长，铁液温度降低比较大，因此需要较高的出炉温度。该工艺上世纪五 十年代曾经被采用，但目前在工业生产中应用较少。 1 3 2 转包法 转包法( g f 法) 是近年来受到广泛注意的一种球化处理方法。该工艺使用纯 镁或镁焦作球化剂，适于处理含硫量高( o 1 5 ) 的铁液，能使镁的硫化物、硅 酸镁等杂质与铁液很好地分离；在大气压力下，镁与铁液反应并不十分剧烈；球 化处理时铁液温度降低比较少，使用安全，镁的吸收率可达6 0 。8 0 嘲。 球化处理前，将转包横卧，注入定量铁液，然后在包体上部将球化剂通过反 应室小孔加入，锁紧小孔上的密闭装置 图1 7 ( a ) 所示。球化处理时，盖上包盖， 这时铁液不会与反应室内的镁作用，如 转动铁液包，将其立放，包体进入球化 处理状态如图1 7 ( b ) 所示，这时铁液通过由耐火材料制成的反应室上的许多小孔 进入反应室，引起贮存在反应室中的镁气化，铁液的流速与小孔的面积和铁液包 内的静压力有关。镁的气化会在反应室内形成镁蒸气压，当镁蒸气压力超过铁液 静压力时，铁液暂停进入；镁的气化潜热使反应室内温度下降，镁蒸气压力也随 之下降，直到铁液静压力超过镁蒸气压力，铁液再次进入反应室，这种自动调节 的作用，能使镁比较平稳地与铁液进行反应。球化处理结束后，将铁液倒出，如 第一章绪论 图1 7 ( c ) 所示。 图卜7 转包法球化处理过程”1 f i g 1 。6 c a s e o f r e v e r s a l - b a l e8 p h e m i d i s a t i 彻川 ( a ) a d d i n gi r o nl i q u i d s p h e f o i d i z i n g ( c ) t a p h o l o 在铁液温度受控的情况下，反应室内的压力主要由反应室的体积决定。铁液 静压力则由包腔的几何尺寸决定。反应室的小孔是控制镁反应时间的重要因素， 小孔尺寸大，反应时间短，反应比较剧烈，镁的吸收率低；反之，则能延长反应 时间，提高镁的吸收率，在这种情况下，铁液温度降低也多。一般反应时间控制 在6 0 9 0s 州。 转包法虽然有很多优点，但其设备费用较高；球化过程中与冲入法相似，也 产生较大镁光和烟尘；并且转包内反应室的小孔容易被铁液或熔渣堵塞，清理和 保持小孔的尺寸比较麻烦，难于连续处理铁液。1 ；虽然最终残留镁量的波动范围 比冲入法低，但仍不能令人满意；另外，纯镁的强脱氧作用，使晶核量减少，提 高了铁液的收缩敏感度，需要用更大的冒口嘲。 转包法( g f 法) 在欧洲应用较多， 定，但因为一些相关技术问题没有解决 1 3 3 包j 苎= 线喂线法 在国内虽然进行过研究并进行过技术鉴 在国内没有得到推广应用。 包芯线喂线法最初在上世纪7 0 年代应用于国外的炼钢生产，8 0 年代国内一 些钢厂也开始推j “这种技术，主要用于脱硫和合金化。8 0 年代后期，德国、美 国开始将喂丝技术应用于铸造行业，s k w 公司和t e c p r o 公司开发应用喂丝法 合金包芯线生产球铁和孕育灰铁 1 0 】。目前世界工业发达国家对在铸件生产中应 用喂丝技术普遍予以重视，在国内铸管行业已得到了成功的应用，但对其他铸造 行业，即一一次处理铁液量较少时，仍有部分相关问题未得到解决，该工艺的推广 第一章绪论 受到了限制。 包芯线喂丝法是将冶炼处理所需的合金或添加剂，用钢或其它材料做外皮卷 制成一定规格的芯线，然后借助于专用喂丝机构以适当的速度将芯线输入到钢液 或铁液中，通过其中粉剂熔化和反应达到变质处理目的。“。 喂丝机可以预置喂丝速度、喂丝时间、喂丝长度等参数，整个球化处理过程 可以完全自动化”“。进行球化处理时，用喂丝机将高镁合金包芯线连续不断地插 入到加盖包内铁液的中下部，由于铁液高度的压力作用和包盖隔断空气的有效流 动，加之合金包芯线是以一定的速度连续少量加入，这样，既可避免镁蒸气的瞬 间大量爆发，保证高镁合金的安全加入，又可避免镁元素的大量逸出和烧损，提 高镁在铁液中的吸收率“。 一般来说，喂丝球化处理成功的关键有两条：1 ) 合金包芯线的性能和质量； 2 ) 喂丝速度和喂丝量。其它影响因素如铁液包形状，铁液温度和含硫量的波动性， 包盖的严密性等也影响处理效果，但前述两条则相对更为重要“4 。 用包芯线喂线法处理球铁的优点是：脱硫脱氧效果好，镁的吸收率高；渣量 少，渣的碱度高；减少了处理过程的烟尘和镁光；可以实现自动化作业，因此， 喂丝工艺是很有发展前景的，目前在铸管行业得了到很好的应用。但是该工艺受 原铁液质量、包芯线质量、喂丝机质量、喂线工艺参数等因素的影响较大；由冲 入法改为包芯线喂线法进行球化处理时，技术改造量大。在用中、小球化包进行 球化处理过程中，使用该工艺还有些相关的技术问题需要解决。 1 3 4 冲入法 冲入法是目前应用最为广泛的球化处理方法。冲入法使用的球化处理包有平 底式、凹坑式和堤坝式三种。 用平底包处理铁液时，对铁液包没有特殊的要求，方法最为简单。但球化处 理时，球化剂最容易上浮，镁元素气化烧损严重，镁的吸收率最低，约为 2 0 一3 0 “。堤坝式和凹坑式是最为常用的球化处理包，堤坝( 凹坑) 内的面积 和坝高( 凹坑深) 由处理满包铁液时所需要的球化剂及覆盖材料的量而定。由于球 化剂能够得到一定的紧实，球化剂起爆时间和反应速度得到适当控制，因而镁的 吸收率显著高于平底包法，镁的吸收率一般为3 0 。5 0 。 第一章绪论 为了提高球化效果，可以从以下几个方面进行改进：1 ) 提高铁液包高度和直 径的比值，建议达到1 8 2 o ；2 ) 降低球化剂中的含镁量，采用低镁合金球化剂， 合金主要用来减缓铁液和镁之间反应的激烈程度以及减少镁蒸气的挥发速率；3 ) 选择合理的铁液温度和覆盖剂量。 冲入法只能采用合金球化剂，而不能采用纯镁球化剂，这是因为合金球化剂 比纯镁球化剂的沸点有明显提高，不会发生危险的爆炸和铁液飞溅现象。该工艺 要保证铁液中残留适当含量的镁和稀土元素，并且使二者有合适的比例，这是保 证球化的必要条件。 冲入法球化处理前，应将球化处理包预热至暗红色，预热的目的是减少铁液 热量损失，并且防止覆盖剂下桩实较紧的合金粘结在包底。球化处理时，将球化 合金堆放在预热至暗红色的包底一侧( 凹坑或者堤坝内) ，上面覆盖硅铁合金，稍 加紧实，然后再覆盖