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球墨鑄鐵的球化處理工藝常用的也有十幾種之多。沖入法是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種球化處理方法。 但是這種方法缺點(diǎn)較多：鎂的吸收率低、球化效果不穩(wěn)定、鎂光煙塵非常濃烈、工作環(huán)境惡劣等。隨著人們對球墨鑄鐵綜合性能以及環(huán)保要求的不斷提高，各個(gè)工廠都在努力改進(jìn)沖入法或者換用其它球化處理工藝。喂線工藝就是一項(xiàng)很有發(fā)展前景的新技術(shù)。

喂線處理站：采用立式喂線機(jī)。此喂線機(jī)是由輸線機(jī)構(gòu)、夾持力調(diào)整機(jī)構(gòu)、測量計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)與調(diào)速機(jī)構(gòu)、以及數(shù)據(jù)顯示與控制裝置組成。其主要性能如下：

a）喂線速度范圍：0~80米／分；

b) 隨機(jī)顯示瞬間喂線速度和已喂入的包芯線長度；

c) 具有喂線長度、喂線速度及自動(dòng)退線長度預(yù)置及自動(dòng)停機(jī)等功能。

鐵水澆注：

澆注溫度：1350-1400 C°。喂線處理后至澆注完畢的時(shí)間要控制在8分鐘內(nèi)。

4 喂線處理技術(shù)在鐵水處理應(yīng)用的限制環(huán)節(jié)

70 年代末，喂線技術(shù)在煉鋼工業(yè)中的應(yīng)用已是非常普遍，它的應(yīng)用解決了將易起反應(yīng)或易氧化的物料加入金屬液中的問題。在鑄鐵中的應(yīng)用則始于八十年代末，主要是應(yīng)用于鐵水的球化與孕育環(huán)節(jié)。經(jīng)過各國鑄造工作者的不懈努力，喂線技術(shù)在鐵水的球化與孕育處理的應(yīng)用已日趨成熟，在質(zhì)量穩(wěn)定性及生產(chǎn)控制方面發(fā)揮的優(yōu)勢已逐步為廣大鑄造工作者所接受。但是也受到一些環(huán)節(jié)的影響，從而制約其推廣應(yīng)用。

1）成本的投入

喂線技術(shù)的應(yīng)用會(huì)造成直接處理成本略有提高和相關(guān)設(shè)備的投入，需要人們在產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的投入方面進(jìn)行有效的權(quán)衡，這是目前喂線技術(shù)在鐵水處理中應(yīng)用的限制環(huán)節(jié)之一。

 因此，當(dāng)前及以后相當(dāng)一段時(shí)期的主要問題是如何降低喂線工藝的處理費(fèi)用（也即如何減少包芯線的消耗量），所以研究課題也主要集中在對高鎂合金包芯線，以及與其相關(guān)的喂線工藝的研究和應(yīng)用上。鎂含量高達(dá)30%以上的合金包芯線的普遍應(yīng)用，應(yīng)該說處理成本問題得到了較好的解決。同時(shí)，隨著環(huán)境治理的加強(qiáng)，各國在繼續(xù)努力地減少喂線法在鐵液球化處理時(shí)產(chǎn)生的煙塵和鎂光。

    在保證理想的處理效果前提下，如何實(shí)現(xiàn)最低的喂線處理成本，是一個(gè)重要問題。目前各種包芯線技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)滿足質(zhì)量降低成本。要想保證實(shí)現(xiàn)理想的處理效果，就必須保證合理的處理時(shí)間以及合適的包芯線長度以保證合適的終硫量，同時(shí)獲得穩(wěn)定的殘鎂量和殘余稀土量。顯然，在此條件下，要想獲得最低的處理成本實(shí)際就是包芯線參數(shù)的選擇問題。在同時(shí)滿足下述兩個(gè)條件時(shí)， a） 喂入鐵水中的有效鎂與喂入鐵水中的鋼帶重量的比值較大，也就是要提高鎂的吸收率；b） 包芯線單位長度的含鎂量與鋼帶重量的比值較大，處理成本應(yīng)為最優(yōu)值。

2）喂線設(shè)備的可靠性操作的方便性

喂線處理站設(shè)備的可靠性以及操作的方便性也是影響喂線球化工藝應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)之一。

喂線設(shè)備的可靠性，會(huì)直接影響喂線工藝的使用，如果喂線設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障，就會(huì)耽誤生產(chǎn)，影響很大。另一方面喂線設(shè)備不穩(wěn)定，包芯線加入量穩(wěn)定性難以保證，就會(huì)直接影響球化效果。喂線處理站某些環(huán)節(jié)操作是否方便也會(huì)影響操作者的體驗(yàn)性。

3）包芯線質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性

包芯線質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性更是影響喂線球化工藝應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)之一。

包芯線質(zhì)量也是很關(guān)鍵。包芯線如果空心、斷裂，就會(huì)影響球化過程。包芯線中Mg含量的波動(dòng)，一致性差，就會(huì)造成球化質(zhì)量不穩(wěn)定，就會(huì)影響喂線工藝的使用效果。

5 采用喂線處理與沖入法處理的區(qū)別

沖入法是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種球化處理方法。但是這種方法缺點(diǎn)較多：鎂的吸收率低；球化效果不穩(wěn)定；鎂光煙塵非常濃烈；工作環(huán)境惡劣等。包芯線喂線處理的優(yōu)點(diǎn)是：脫硫脫氧效果好，降溫少，放寬了對原鐵液的要求；鎂的吸收率高并且比較穩(wěn)定，殘鎂量波動(dòng)范圍窄；渣量少，渣的堿度高；減少了處理過程的煙塵和鎂光；可以實(shí)現(xiàn)合金添加量的精確和自動(dòng)化作業(yè)。因此，喂線工藝是一項(xiàng)很有發(fā)展前景的新技術(shù)。主要地，從質(zhì)量上及處理成本上兩者具有如下差異：

5.1 質(zhì)量上的差異

我國的球鐵生產(chǎn)目前大部分采用沖入法，盡管已經(jīng)經(jīng)過了幾代人的努力改進(jìn)，使該球化處理工藝在許多方面都有了很大的改觀，但仍然存在著許多（有的甚至是難以克服的）缺點(diǎn)：

1） 球化效果不穩(wěn)定；

2)  球化劑消耗量大，鎂的收得率低。

與沖入法處理相比，普遍意義上講，采用喂線處理的終硫量要明顯低于沖入法的終硫量。采用喂線球化處理后，與沖入法相比，鐵水在下述方面有所改善：

1） 采用喂線法處理工藝生產(chǎn)的球墨鑄鐵件殘S量低；

2） 殘Mg量的波動(dòng)亦�。�

3） 鑄件球化效果好，石墨球數(shù)量多、尺寸小、圓整度高、球化率高；

4） 鑄件力學(xué)性能良好，且性能穩(wěn)定。

  圖1 兩種工藝生產(chǎn)的鑄件本體金相組織 100x

5.2 處理成本上的差異

由于包芯線芯劑中的Mg／Si 值是沖入法合金的3 倍左右，因此，在取得相同殘鎂量的條件下，補(bǔ)硅量僅為沖入法的1／3 左右。

在單獨(dú)計(jì)算喂線成本的條件下、即不計(jì)補(bǔ)硅成本的條件下，在大多數(shù)包芯線參數(shù)、喂線參數(shù)和處理鐵水條件參數(shù)相匹配時(shí)，采用高鎂合金包芯線的喂線球化成本是低于沖入法球化成本的。

如果在補(bǔ)硅量與沖入法處理相同的條件下進(jìn)行比較，則采用喂線處理的直接成本要高于沖入法15～30 元／噸。

采用孕育包芯線進(jìn)行孕育處理時(shí)，則必須承受鋼帶所帶來的成本的提高。

喂線孕育是將孕育劑包裹至包芯線中，并以喂線機(jī)喂入鐵水，待鋼帶失效后與鐵水進(jìn)行孕育反應(yīng)。很顯然，喂線孕育是一種鐵水的后孕育處理技術(shù)，不受鐵水位置的制約，可根據(jù)需要，在盡可能靠近澆注的區(qū)域?qū)嵤┪咕�孕育。

喂線孕育與沖入法孕育的成本比較，在孕育劑的加入量完全一致的前提下，二者在下述方面進(jìn)行比較：

1） 孕育包芯線的鋼帶對孕育成本呈負(fù)面影響；

 2） 孕育包芯線中孕育元素在鐵水中的收率較高，對孕育成本呈正面影響；

 3）孕育劑粉有包芯線鋼帶的保護(hù)，氧化極少，利于獲得好的溶解性；

 4） 孕育劑加入量準(zhǔn)確，會(huì)減少浪費(fèi)，對成本呈正面影響。

通過上述比較喂線孕育與沖入法孕育在成本上的區(qū)別，一般來說：喂線孕育較沖入法孕育的成本高20～40 元／噸鐵水。要想降低鋼帶對孕育成本的負(fù)面影響，方法有二： 一是在高效孕育上想辦法，通過降低孕育劑的加入總量來降低鋼帶的加入比例；二是加大孕育線的芯鐵比，相對降低鋼帶的加入比例。

在上述處理成本的條件下進(jìn)行成本比較時(shí)，采用含鎂包芯線進(jìn)行喂線處理時(shí)在下列情況下可取得優(yōu)勢：

⑴ 鑄造廠具有回爐料問題或處理后鐵水的終硅量偏高時(shí)；

⑵ 由于喂線處理所獲得的球化質(zhì)量提高，可以得到更好的鑄件質(zhì)量時(shí)；

⑶ 由于喂線處理提高了鑄件成品率，可以彌補(bǔ)喂線法造成的補(bǔ)硅成本；

⑷  采用喂線技術(shù)來解決環(huán)保問題的廠家。

6 鐵水喂線處理技術(shù)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的常見問題

1)實(shí)際喂線長度波動(dòng)較大

喂線球化處理時(shí)最常見的問題就是在得到同樣殘鎂量的情況下，實(shí)際喂線長度波動(dòng)較大。

2)包芯線質(zhì)量問題

在包芯線芯劑重量波動(dòng)、芯劑含鎂量波動(dòng)和芯劑氧化鎂含量波動(dòng)影響處理結(jié)果。

3）設(shè)備問題：

設(shè)定的喂線速度和喂線長度沒有實(shí)現(xiàn)。

4)包芯線斷線、空心故障

質(zhì)量好的含鎂包芯線對于整個(gè)喂線工藝很重要。

從保證喂線成功的必要條件上講，首先是在喂線過程中不能發(fā)生斷線。這取決于所選用鋼帶質(zhì)量和包芯線芯劑與鋼帶的比值是否合適。鋼帶的延伸率、強(qiáng)度偏低、夾雜物含量偏高，都是造成包芯線斷線幾率增加的原因。包芯線的芯劑與鋼帶的比值過大，造成包芯線抵抗彎曲變形的能力變差，容易發(fā)生斷線現(xiàn)象。

5）包芯線加入量不穩(wěn)定

包芯線加入量不穩(wěn)定主要受以下方面影響：（a） 包芯線芯劑重量的穩(wěn)定性：包芯線單位長度芯劑含量及含鎂量的穩(wěn)定性；包芯線顆粒充填程度的穩(wěn)定性和均勻性。（b） 芯劑質(zhì)量的穩(wěn)定性：硅基高鎂合金的冶煉質(zhì)量，都會(huì)影響鎂在鐵水中反應(yīng)過程和吸收過程的穩(wěn)定性；鎂的合金化程度及鎂相的分布； 鎂在硅基合金中的偏析程度；鎂的偏析造成鎂在包芯線中分布的不均勻性。

6)喂線過程不平穩(wěn)

從保證喂線效果的條件上講，喂線過程的穩(wěn)定性是評價(jià)包芯線質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。主要受以下方面影響：

包芯線線卷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、排線質(zhì)量的影響：從喂線阻力的角度考慮，包芯線線卷的內(nèi)徑設(shè)計(jì)將會(huì)對整卷包芯線在喂線過程的阻力分布的均勻性帶來影響，線卷的內(nèi)徑過小或錯(cuò)層排線現(xiàn)象都會(huì)造成喂線阻力的增加，影響最佳喂線速度的實(shí)現(xiàn)，影響設(shè)定條件下鎂與鐵水反應(yīng)強(qiáng)度及吸收的穩(wěn)定性。

喂線站結(jié)構(gòu)也會(huì)影響包芯線喂線過程的順利程度。

7 結(jié)束語

⑴  喂線球化工藝作為一種較為環(huán)保、能夠?qū)崿F(xiàn)智能的球化處理工藝越來越多地得到推廣應(yīng)用。也要不斷提升喂線工藝的技術(shù)含量，使其具有更強(qiáng)的生命力。

⑵   喂線球化處理工藝綜合成本并不比沖入法高許多。同時(shí)，包芯線也在不斷創(chuàng)新，以不斷滿足質(zhì)量降低成本。

⑶   喂線處理站設(shè)備的可靠性以及包芯線質(zhì)量的穩(wěn)定性是影響喂線球化工藝應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。這將是今后重要的改進(jìn)方向。

• [責(zé)任編輯：張德眾]