球化剂使用
影响球化处理若干因素及应对措施
影响球化处理的若干因素及对策方法。
球墨铸铁定义：球墨铸铁是指铁液在凝固过程中碳以球形石墨析出的铸铁。
影响球化不良、球化衰退的因素有：一．操作原因：1.球化剂未扒平捣实，未按压包要求操作。
对策：将球化剂倒入包坑内，用铁棍扒平捣实，倒入孕育剂后再次扒平捣实，（覆盖1-1.5kg除渣剂）用硅钢片10-15kg覆盖。
2.球化剂未按额定要求称量准确。
对策：保证基本加入量，其重量为20kg/包，并准确称量。
3.出铁时浇包未注意压包方向，铁液直接冲在球化剂上。
对策：必须保证埋包方向靠电炉。
4.出铁速度太慢。
对策：出铁时，前期尽可能快，后期速度开始放缓，以保证铁液的飞溅和铁重的准确性。
5.出铁包残留铁液未倾倒干净。
对策：必须保证每次压包时无铁液残留在包内。
6.出铁量过多。
对策：允许上下波动范围在±50kg，超过该范围必须采取浇注一半后回炉或直接回炉。
7.未及时更换出铁包。
8.对策：要求每炉次更换一次出铁包。
9.未掌握好生产节拍，压球化剂过早或停留时间过长。
对策：需时刻观察造型节拍，不能压包停留时间过长或出铁后等浇注。
10.浇注包内残留铁液过多。
对策：原则上不允许有铁液残留在浇注包内，鉴于各产品重量差异，允许包内残余铁液＜30kg。
11.出铁包内渣过多未及时清理。
对策：要求每更换一次球化包就要对包进行一次除渣处理。
12.炉前出铁温度过高。
对策：1）、产品要求浇注温度在1410-1430℃时需增加覆盖用硅钢片18-20kg 或加盖一块钢板。
2）、在压包未知的情况下，如出炉温度过高，反应过快，应减少出铁量或直接回炉处理。
3）、炉前已测得出炉温度过高时应采取打开炉盖，降温到要求温度（依据各产品浇注温度）才可出炉。
二．球化包、浇注原因：1.出铁包、浇包未烘透烘干。
对策：应按照筑包烘包要求进行操作，初次使用的浇包应烫包后才可使用，发现球化时有大量浓烟，浇注包外有大量水蒸汽冒出时，应回炉处理。
2.球化包堤坝太矮或包坑太小。
球墨铸铁球化处理方法
2.1 炉料选择
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。
为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，
S≤0.04％。
2.2 球化剂的选择
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。
我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。
同时也能因增硅而有些孕育作用。
电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。
表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
项目
出铁温度
/℃S %
球化剂成分/%
Mg Re Si
电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.0
3 炉前控制
3.1 化学成分选择
球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。
控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。
几种牌号的球铁的化学成分见表2。
3.2 球化和孕育处理
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。
一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较。
球墨铸铁球化处理方法
2.1 炉料选择
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。
为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，
S≤0.04％。
2.2 球化剂的选择
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。
我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。
同时也能因增硅而有些孕育作用。
电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。
表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
项目
出铁温度
/℃S %
球化剂成分/%
Mg Re Si
电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.0
3 炉前控制
3.1 化学成分选择
球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。
控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。
几种牌号的球铁的化学成分见表2。
3.2 球化和孕育处理
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。
一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较。
六种典型球化处理方法
六种典型球化处理方法压力加镁法由于镁的沸点(1107℃)较低且难溶于铁液，而球化处理时铁液温度可达1500℃，这样一来镁容易在铁液中发生剧烈的反应，导致其较低的吸收率。
而当镁周围介质的压力增加时，镁的沸腾温度相应提高，镁的烧损减少，镁的吸收率提高。
基于此原理，开发出压力加镁法。
根据建压方式的不同，可分为外加压式和自建压力式两种压力加镁法。
早期使用的外压式是将盛满铁液的处理包放在密闭的压力罐内，通过压缩空气或氮气来建立所需的压力。
另一种是利用镁蒸气在铁液包内自建压力，后者是把纯镁加入密封的铁液包内，镁在铁液包内迅速产生大量镁蒸气，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空间建立起与铁液温度相应的饱和蒸气压，这时镁就不再沸腾汽化而损失了。
压力加镁法的优点是，使用纯镁进行球化处理，镁的吸收率高，可达70%～80%，且处理过程中无烟尘，劳动环境好。
缺点是处理设备要求及费用较高;操作复杂、严格;处理时间长，铁液降温较多;球化处理过程中压力大，容易发生工伤事故。
冲入法冲入法是目前在国内外应用最广泛的球化处理方法。
所使用的处理包通常是堤坝式球化处理包。
为了降低铁液和镁之间反应的激烈程度以及镁蒸气的挥发速率，冲入法通常使用含镁量较低的合金球化剂。
球化处理时，首先将球化剂装入堤坝一侧，上面覆盖硅铁合金，稍加紧实，然后再覆盖无锈铁屑、钢板或其他覆盖剂。
球化处理时，应尽可能地将铁液一次冲入铁液包的另一侧。
冲入法镁的吸收率一般为30%～50%。
为了提高球化效果，可提高处理包高度与直径的比值;采用低镁合金球化剂;合理的铁液温度和覆盖剂量。
冲入法的优点是处理方式和设备简单，容易操作，在生产中有较大的灵活性，所需的技术含量也较低，但不足之处是球化处理过程中镁光、烟尘污染较严重;镁的吸收率较低。
转包法转包法是George Fischer公司开发并申请专利的一种球化处理方法。
该方法用纯镁作球化剂，适用于处理含硫量高的铁液，能使镁的硫化物、硅酸镁等杂质与铁液较好地分离，镁与铁液反应不很剧烈，铁液降温较少，使用安全，镁的吸收率可达60%～80%。
镧系球化剂在球墨铸铁件生产中的应用
镧系球化剂在球墨铸铁件生产中的应用
镧系球化剂在球墨铸铁件生产中广泛应用。
球墨铸铁是一种强度高、韧性好、耐磨、耐腐蚀的铸造材料，其主要成分为铁、碳和硅。
为了提高球墨铸铁的机械性能，需要在生产过程中将铸铁中的石墨化为球状，这就需要使用球化剂。
镧系球化剂是一种非常有效的球化剂，主要成分是镧和其他合金元素。
将镧系球化剂添加到熔融的铸铁中，可以促使石墨球化为球状，从而提高铸铁的塑性和韧性。
与其他球化剂相比，镧系球化剂具有以下优点：
1. 高效性：镧系球化剂可以在相对较低的添加量下实现良好的球化效果，能够在短时间内将大部分石墨球化。
2. 稳定性：镧系球化剂在高温下稳定性较好，不易氧化和蒸发，可以保持较长时间的球化效果。
3. 均匀性：镧系球化剂的分散均匀，可以保证铸铁中石墨球化的均匀性，避免出现孤立的石墨片。
4. 经济性：镧系球化剂是价格相对较低的球化剂之一，能够在铸铁生产过程中实现节约成本。
因此，镧系球化剂在球墨铸铁件生产中得到了广泛的应用，提
高了球墨铸铁的机械性能和工艺性能，推动了球墨铸铁行业的发展。
熔炼球化的操作流程
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准备好所需的原材料，包括球化剂、孕育剂、铁水等。
球化剂中氧化镁的控制!
现在铸造中使用的球化剂，一般只考虑镁稀土的含量，不住中氧化镁的含量。
但是球化剂中的氧化镁对球化剂球化效果的影响也是很大的，因为，氧化镁铁水中属无效镁，直接减少了有效镁的含量，对使用球化剂的量不好控制，并且会影响球化剂的爆发。
所以，控制氧化镁的含量也是球化剂生产的一项重要指标。
控制氧化镁含量的措施：一、使用较纯净的球化剂生产原材料。
二、避免炉料受潮，炉料中的水分能导致氧化镁的升高。
三、熔炼中的功率控制，因该是先低功率化镁，后高功率熔炼化料。
尽可能缩短熔炼时间，减少镁的烧损。
四、可以使用惰性气体保护出炉。
化剂的原材料：硅铁、镁、稀土硅、硅钙、（硅钡）、废钢。
利用电炉熔炼。
下料顺序：硅铁（少量）-镁-硅铁-硅钙硅钡-稀土硅-废钢。
球化剂中的氧化镁含量我们用的是化学分析的方法测定的，光谱仪实测不出球化剂中氧化镁含量的。
球化剂中的镁含量是有效镁+氧化镁含量，如果氧化镁含量高就意味着有效镁含量低。
至于低多少就要看球化剂生产厂家的水平了，最低的我见过氧化镁含量在0.3以下，高的有2.5以上。
国家标准好像现在有限制吧。
氧化镁含量/镁含量应小于等于0.1.学习了，我们这里就遇到过因为氧化镁高而导致球化不良的。
王版主，化学分析法测氧化镁含量的过程繁琐，对于铸造生产厂一般没有检测能力，用什么方法了解球化剂的镁含量高低？氧化镁含量低的操作，应该是镁在液态下，以钟罩压入，这样氧化镁较少。
而目前国内多数是在电炉里加入，放在其他炉料中间，防止氧化铸冶艺人前辈说的对，我们国内的条件，和老板们对利益的苛刻，决定了我们只能用中频电炉熔炼稀土镁合金。
在电路中熔炼稀土镁合金，为减少镁的烧损，首先应该让镁与硅结合成稳定的镁硅相，在有硅钙中的钙能提高镁的熔点。
这样基本解决镁得烧损，至于谁家的氧化镁低，就要看各自的操作能力了。
另外，赵工问的问题，我也不知道如何更简单的判断有效镁的高低，一般情况下如果是粒度大的球化剂表面能看出的白色多的话，氧化镁含量就高，小粒度的话由于破碎机的强烈摩擦，一般就看不到白色，不好判断。
球墨铸铁用稀土球化剂
球墨铸铁用稀土球化剂
球墨铸铁用稀土球化剂是一种用于球墨铸铁生产中的添加剂。
稀土球化剂可以促进球墨铸铁中的碳素球化，从而提高铁件的力学性能和耐磨性能。
稀土球化剂通常由氧化物或氯化物制成，其中包括氧化镧、氧化钕、氧化铈等稀土元素。
稀土球化剂的加入量通常为球墨铸铁总重量的0.05-0.1%，具体的加入量要根据生产工艺和铸件性能要求而定。
加入稀土球化剂后，球墨铸铁的微观组织结构将得到改善，碳素球的数量和尺寸将得到控制，从而提高铁件的力学性能和耐磨性能。
稀土球化剂的使用具有以下优点：一是球化效果好，可以在较短时间内完成碳素球化过程；二是球化均匀性好，可以得到均匀细小的碳素球；三是稀土元素可以与铁中的硫化物结合形成稳定的硫化物，从而减少了铁水中的硫含量，有利于减少铁件的缺陷率。
总之，稀土球化剂是球墨铸铁生产中必不可少的一种添加剂，可以提高铁件的性能和质量，推动球墨铸铁生产技术的发展和进步。
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球化剂的使用
为了叙述方便，本文按以下类型划分。
4、1熔炼条件
冲天炉熔制球铁，在我国约有80%比例的企业采用，因为冲天炉铁水温度低、含硫及其他杂质高，需要球化剂较强的脱硫和去渣能力，因此宜选用高牌号的球化剂，如FeSiMg10Re7,FeSiMg8Re7,FeSiMg8Re5；而对于电炉或者“双联”铁水熔制球铁，较常用低稀土低镁含量的球化剂，如含Mg1-6、Re4-8的球化剂。
4、2铸件厚薄大小
不同壁厚、不同重量的铸件因为其凝固冷却条件不一致，那么对球化剂的选择也不能一样。
对于薄壁小件，凝固快、过冷度大，适宜球状石墨生长，同时也很容易出现碳化物，增加白口倾向，当残余镁超过0.07%时，更易产生碳化物，因此宜选用低稀土、低镁球化剂；而对于厚大断面球铁件(壁厚在100mm以上)，由于中心部位凝固速率小，存在球化衰退现象，易选用高牌号球化剂或者提高球化剂加入量(比一般球铁的残余镁含量高0.01—0.02%)。
但是残留稀土过高也会引起爆裂装石墨和反白口现象，因此又有研究在铁水中加入少量反球化元素(如0.005%的锑，或者铋、锡)来中和过量的稀土元素。
还有就是选择钇基重稀土球化剂，它比铈系球化剂抗衰退能力强，白口倾向也小。
4、3珠光体和铁素体铸件
影响球铁组织中珠光体含量的主要因素有凝固组织特点、通过共析区冷却速率、碳硅含量、合金元素种类和含量等。
凝固组织中石墨球少、尺寸大，不利于碳的充分扩散，有利于增加珠光体，减少铁素体；奥氏体含炭量高、铸件冷却速率大都有增加珠光体的倾向。
选用含有铜、锑或镍的球化剂或在铁水中加入铜、锑、镍、锡等元素，都可以稳定珠光体组织。
而对于铁素体球铁一定要控制这些元素的含量，另外，由于稀土元素增加铁水的过冷倾向，生产铁素体铸件时，适宜选用稀土含量低的球化剂(Re含量不宜高于5%)。
5、球化剂应用不当造成的常见缺陷
铸件缺陷诸如夹杂、孔洞、裂纹(指气孔、锁孔、裂纹、冷隔等)常常影响着铸件的力学性能、物理和化学性能、加工性能，决定了铸件的质量高低。
球铁件几乎可能产生所有的铸造缺陷，但由于其生产方式、结晶规律、铸造性能和其他铸造合金不同，导致球铁常出现一些特有的缺陷。
那么与球化剂有关的球铁件缺陷，或者说由于球化剂的因素引起球铁件缺陷有哪些?
本文研究表明，几乎所有的球铁件缺陷都与球化剂有关。
这主要有以下几方面：
(1)石墨球异化：石墨球异化出现不规则石墨，如团块状、蝌蚪状、蠕虫状、角状或其他非圆球状。
这是由于球状石墨沿辐射方向生长时，局部晶体生长模式和生长速率偏离正常生长规律所致。
铸件中残余球化元素量超出应有范围时，如残余镁太高，超过了保持石墨球
化所需的最低量时，也会影响石墨结晶条件，就容易产生蝌蚪壮石墨。
而残余稀土较多时，高碳当量铁水易产生碎块石墨，碎块石墨的集中区域一般称做“灰斑”。
而蠕虫状石墨的出现则是由于球化元素残余量不足或者含有超限的钛和铝。
(2)石墨漂浮：过共晶成分的厚壁球铁件中，在浇注位置顶部，常常出现一个石墨密集区域，即“始末漂浮”现象，这是由于石墨与铁水密度不同，过共晶铁水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。
石墨漂浮程度与碳当量、球化元素的种类及残留量、铸件凝固时间、浇注温度等因素有关系。
镁能使球铁的共晶含碳量提高，碳当量相同的铁水，提高其残余镁量就能减少石墨漂浮，残留稀土量过高，有助于爆裂状石墨的升成。
(3)反白口：一般铸铁件的白口组织容易出现在冷却较快的表层、尖角、披缝等处，反白口缺陷则相反，碳化物相出现在铸件中等断面心部、热节等部位。
球化元素残余量过多时，有促进反白口缺陷产生的作用，稀土元素强于镁，它们一般都能增加球铁组织形成时的过冷度。
(4)皮下针孔：皮下针孔内主要含有氢，也有少量一氧化碳和氮。
残余镁量过高时，也同时加强了从湿型中吸收氢的倾向，因而产生皮下针孔的几率增加。
另外，球化铁水停留时间长也能增加针孔的数量。
(5)缩孔缩松：缩孔常出现在铸件最后凝固部位(热节处、冒口颈与铸件连接处、内角或内浇口与铸件连接处)，是隐蔽于铸件内部或与外表连通的孔洞。
缩松，宏观的出现在热节处，细微的收缩孔洞，
大多是孔洞内部互相连通。
与球化元素有关的是，要控制残余镁和稀土不能过高，这对减少宏观和微观缩松都有明显效果，缩松倾向几乎与球化元素成正比。
(6)黑渣：它一般发生在铸件的上部(浇注位置)，主要分为块状、绳索状和细碎黑渣。
黑渣的主要成分硅酸镁，是由铁水中MgO和SiO2反应生成的，并受其相对含量的影响。
因此，作为控制黑渣的措施之一就是减少镁的残余量(加镁0.15%时，渣总量约占铁水重量的0.1%)，而残余稀土因与氧有很强的亲和力，在减少黑渣方面有明显的效果。
(7)球化衰退：这是由于球化铁水停留时间较长，残留镁逐渐减少，熔渣没有及时扒除，硫还会回到铁水中，使凝固组织中的石墨减少甚至消失，衰变为不规则状、蠕虫状或片状石墨。
这种球化衰退与球化剂中稀土含量较低、或者球化剂加入量偏低有一定的关系，但紧靠增加其加入量也很不可取，因为镁残余量高了，熔渣量和渗碳体都会增加，在厚大断面中还会使石墨球蜕变为蝌蚪状石墨。
生产实践表明：原铁水含硫量低对防止球化衰退才是最有效的。
包括还有的球铁件缺陷，几乎都与球化剂的成分和加入量有关系，但我们不能指望球化剂解决很多问题，更不能解决所有问题，因为球化元素的作用以及球化剂的加入量都是利弊共存的，球化剂只是球墨铸铁稳定生产控制系统中的一个很重要的因素，只有和其他配套措施结合在一起，才能够稳定的进行球化处理。