喂丝球化处理工艺10优势
喂丝球化工艺在球墨铸铁生产线上的应用
喂丝球化工艺在球墨铸铁生产线上的应用张 军1，解戈奇2，权国英1，薛 挺1，秦 剑1（1. 陕西金鼎铸造有限公司，陕西宝鸡 722405；2. 陕西远大新材料技术有限公司，陕西咸阳 713800）摘要：通过控制原铁液中反球化元素的含量，尤其是S、Ti含量，并辅以优质包芯线，分别采用双线喂丝球化、单线喂丝球化处理及含钡孕育剂，有效防止了球化衰退，而且提高了铸件综合性能，改善了铸造环境，简化了操作流程，节约了生产成本。
关键词：球墨铸铁；双线喂丝工艺；单线球化处理；包芯线；成本控制作者简介：张军（1988-），男，助理工程师，学士，主要从事铸造熔炼工艺制定工作。
E-mail: zhangjun@ 中图分类号：TG 255文献标识码：A文章编号：1001-4977 （2019）02-0128-04收稿日期：2018-09-13收到初稿，2018-12-29收到修订稿。
近年来，随着球墨铸铁件在制造业中越来越广泛的应用，球墨铸铁的生产技术也在不断提高，以满足国内外用户对球墨铸铁件提出的高标准高要求。
在球墨铸铁的生产过程中，球化处理是生产球墨铸铁的关键。
国内外部分大型企业都在进行喂丝法处理球墨铸铁的技术研究、开发和应用，喂丝法生产球墨铸铁的技术也日渐成熟，并取得了不错的成绩，其经济性与球化品质的可靠性及可控性已为愈来愈多的企业所重视。
1 喂丝法处理球墨铸铁的工艺及质量控制要点喂丝法的原理：将一定成分、一定粒度的球化剂，经卷线设备包裹在一定厚度、宽度的钢皮内，形成适当强度、填充率的电缆状包芯线卷，利用自动化喂丝装置，以一定速度喂入带有包盖的处理包中，实现球化处理的工艺。
其实质是以喂丝的方式，以钢带作为载体将球化剂以一定的速度送入处理包底，实现球化剂的加入过程[1]。
喂丝球化处理流程见图1。
根据镁在包芯线中的不同形态，市场上有两种包芯线。
一种是物理混合法配制，就是将经过特殊处理的纯镁颗粒和其他合金材料机械混合而成，其优点是成本低，氧化镁含量低，球化反应迅速，镁吸收率能够保证；缺点是成分均匀性难控制，镁是以单质形式进入铁液中，爆发剧烈。
用喂线技术进行球化-
已建成投产的处理站
用20吨包 20吨包 进行球化 处理时
用20吨包 20吨包 进行孕育 处理时
建于一汽 一铸的球 化处理站
建于浙江亚 太集团公司 的球化孕育 处理站
建于浙江 万向集团 公司的球 化孕育处 理站
建于河南 林州合鑫 铸业公司 的简易球 化处理站
运行实绩
内蒙一机集团公司十分公司的应用结果 浙江亚太的应用结果 深圳震雄的应用结果 一汽一铸的应用结果
用喂线技术进行球化用喂线技术进行球化孕育处理的工艺简介
进行本研究的目的
1. 稳定与提高球铁的生产质量； 2. 降低生产成本； 3. 消除处理作业对环境的污染； 4. 实现处理作业机械化或自动化。
本研究已达到的技术高度
1. 已创立了一套被实践证明是正确的喂线 工艺理论； 2. 已总结出一套可以指导工业生产的经验 公式； 3. 已达到了无需进行任何试验就可直接投 入生产的成熟程度； 4.已树立了几个有代表性的样板。 4.已树立了几个有代表性的样板。
已体现出的工艺优点
1. 处理结果稳定性高，重现性好； 2. 合金收得率高，用量小，资源浪费少； 3. 处理作业对环境无污染； 4. 操作工人没有了繁重的体力劳动； 5. 操作简单，维护方便； 6. 渣少，且易去除； 7. 可大量使用回炉料; 可大量使用回炉料; 8. 球体和灰铁的生产随意转换；
9. 适合各种大小的铁水处理场合； 10. 温降小,节能； 温降小, 11. 无需采用冲入法时的“凉包”； 无需采用冲入法时的“凉包” 12. 可以进行球化衰退挽救； 13. 可以生产大于熔炼炉能力一倍的铸件； 14. 投入产出比为1：10-20。 投入产出比为1 10-20。
新型三明治覆盖法提高球化剂中Mg的吸收率
594F O U N D R V 工艺技术Vol-70 No.5 2021新型三明治覆盖法提高球化剂中M g的吸收率郭振峰，孙公军(中车大连机车车辆有限公司铸锻分公司，辽宁大连116022 )摘要：对冲入法球化处理时，球化剂、孕育剂、覆盖剂的装包方法进行了介绍。
合理称重后，采用分批分层，类似三明治形状的装包顺序，并采取逐层捣实、稍加覆盖的操作方法，可延缓球化反应起爆时间，延长球化反应时间，可使球化剂Mg的吸收率大幅度提高，球铁最终力学性能及金相组织均得到明显改善。
关键词：三明治覆盖法；球墨铸铁；球化剂Mg的吸收率冲入法球化处理由于其操作简单易行、设备投资少等特点至今仍然是铸造企业普遍使用的球化处理方法，但是采用冲入法球化处理工艺的缺点也很明显：一是镁的吸收率低，造成原材料的浪费和成本的增加；二是产品的质量不稳定，经常会出现球化不良情况；三是温度损失大，铁液含渣多，铸件废品率高等m。
为了解决这些问题，笔者根据二十多年的工作经验，结合相关资料，制定出了球化剂、孕育剂、覆盖剂等的精确定量装包方法。
作者简介：郭振峰（1975-)，男，回族，技师，从事电炉冶炼研究工作。
E-m a il: daliangzf@ 163 .com中图分类号：TG143.5文献标识码：A文章编号：1001 -4977 (2021) 05-0594-04收稿曰期：2020-11-25收到初稿, 2020-12-31收到修订稿。
1工艺量化及球化剂装包方案的制定与实施1.1问题的提出冲入法球化处理球化剂中Mg的吸收率不高是一个普遍问题，其影响因素也非常 多：原铁液的含硫量、球化剂中Mg的含量、球化剂的粒度、球化剂与高温铁液接触 时间、球化反应温度、球化反应起爆时间、球化反应剧烈程度、球化反应时长、反 应后铁液残留Mg含量等，实际操作过程中每家企业都会根据自己操作习惯摸索改善 提升，以获取球化剂中最优的Mg吸收率121。
根据Mg的吸收率的相关计算公式：n= [0.75x (原铁液含S量-反应后铁液含S量）+残留Mg量](LxMg的加入量）（1 )式中：n.为Mg的吸收率；L为球化处理操作水平系数，一般取0.75〜0.95,操作水平越 高取值越大；Mg的加入量代表纯Mg的加入量，需要由球化剂加入量换算获取；反应 后铁液含S量一般控制在0.06%~0.1%以下，铁液残留Mg量一般控制在0.04%〜0.06%。
喂丝球化处理法在低温球墨铸铁件生产的应用
Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ － ｗｅ ｉ ， ＺＨＵ Ｈａ ｏ －ｙ ｕ， ＺＨＡＮＧ Ｓ ｈｅ ｎ ｇ， ＨＵＡＮＧ Ｗｅ ｉ ， ＹＩ Ｎ Ｚｕｏ — ｈｕ
（ Ｗｕ ｘ ｉ Ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｗｕ ｘ ｉ ２ １ ４ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
喂丝球化处理 法在低温球墨铸铁件 生产 的应用
王小伟 ， 朱浩宇 ， 张 胜， 黄 伟， 殷作虎
无锡 ２ １ ４ ０ ０ ０ ） （ 无锡永新特种金属有限公司 ， 江苏
摘要 ： 介绍了喂丝法生产低温球铁的主要优点 、 喂丝设备和处理站的设计 。叙述风 电铸件 Ｗｉ ｋ ｏ ｖ 箱体和 １ ． ５ ＭＷ 轮毂 的 力学性能要求 、 成分控制 以及用喂丝法生产的结果 ， 说明喂丝法是 一种值得推广 的球化处理新工艺。 关键词 ： 球 墨铸铁 ； 低温冲击性能 ； 喂丝法 ； 风 电铸件
风力发 电设备 的主要构件包括安装 叶片 的 轮毂 、 底座 、 齿轮箱 、 主框架 等 ， １ ～ ２ Ｍ Ｗ 机组 的 铸件 质量 为 ２ ５ ～ ３ ５ ｔ ， ４ ． ５ ＭＷ 风 力发 电机组 的铸
件约 为 ５ ０ ～ ７ ０ ｔ 。 由于风 力发 电机组 多 建 于海 边
Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｒ ｅ ｄ － Ｗｉ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｎ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｌ ｏ ｗ－ Ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
球墨铸铁的一关键环节--球化处理工艺(热加工行业论坛)
损严重、吸收率、低球化剂消耗量大劳动 环境差等缺点.多年来人们一直在利用盖包 法的优点进行球铁生产,同时也在不断地努 力克服工艺在使用中的不足之处: (1)包盖起吊困难,操作难度大;(2)在使用冲 天炉连续出铁时,铁液重量难以精确量化.
盖包法可以大大减少球化剂与空气中 氧的接触几率,从而可以减少镁的氧化烧 损,提高镁元素的吸收率,能有效提高和稳 定球化效果及球铁性能;减少球化剂的加 入量,降低生成本;减少球化时的闪光和烟 尘,降低对环境的污染.由冲入法改为加盖 法时,只需在冲入法球化包上添加一个包 盖,其它和产结构和原料基本不用做任何 调整,符合我国国情,容易在工厂推广.
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 速在包内上部间隙建立起 与铁液温度相应的饱和蒸 气压(一般0.6~0.8MPa).这 时镁就不再因沸腾汽化而 损失了.
提高时，含镁合金的熔点就会降低，这样包芯线 粉料层的“过程汽化层” 产生镁蒸汽的时间提 前，形成使钢带失效的镁蒸汽量的时间就会提前， 从而导致钢带失效的时间提前，因此，当包芯线 含镁合金的百分比提高时，包芯线喂入包底的喂 线速度就需要相应提高。 （4）包芯线芯剂中镁所处形态的影响：当其 它条件不变时，如果包芯线中的含镁材料由硅镁 合金颗粒变成纯镁颗粒与硅基合金颗粒的混合物， 虽然，包芯线在铁水中各层物料的温度分布没有 发生改变，但由于纯镁颗粒的熔点仅为650℃左 右，包芯线粉料层的“过程汽化层”达到纯镁颗 粒熔点的时间就会大幅度提前，一旦纯镁颗粒熔 化变为镁液，就会迅速向其周围的合金颗粒间隙 中渗透，合金颗粒层的导热能力就会迅速
喂丝球化的应用
关于二线喂丝法生产球铁的情况报告2012年4月26日早6：45-9：33，在二线运用喂丝法生产球铁件3104011-A02A1后轮毂28箱，共计84件，以及伊顿件EDB-39013共8箱40件、EDB-39014共8箱40件、EDB-39454共3箱18件，实际情况汇总如下：1.中频炉原始成分：C%:3.87; Si%:1.8（工艺调整要求）;Mn%:0.31 ;S%:0.026;出炉温度：1533度2.孕育方式：炉前及倒包同时应用,并采用瞬时孕育10.7克/秒3.球化方法：喂丝法（处理的铁水量是以改造后的浇注包内月牙线为标准，实际称量为730公斤；），丝线加入量20.4米/包，相当于加入0.71%（铁水量），喂丝线成分：Mg%:25.1 Si%:42 Re%:1.67 Ca%：1.8，喂丝线物理指标：合金：255克/米、毛重：400克/米、线重：600-603公斤/卷；球化反应时间平均为1分，从扒渣到将铁水倒入浇注包计2分钟；伊顿件（混合基体）球化后光谱取样分析：Si%:2.39 ;Mg%:0.053; Re%:0.019;Cu%:0.41;Mn%:0.30; Si%:2.48 ;Mg%:0.059; Re%:0.024;Cu%:0.42;Mn%:0.30;4.每包浇注后轮毂8箱，从球化反应后到浇注完为9.5分钟；每包浇注伊顿件9-10箱，从球化反应后到浇注完为8.5分钟；5.炉前快速金相样品共计7块，全部为2级；无异常；6.下午15：35分灰清车间开始上件：技术部工艺员逐件进行了断口、声音检测，质保部对每箱的附块进行了检测，3104011-A02A1后轮毂28个，伊顿件EDB-39013共8个，EDB-39014共8个，EDB-39454共3个，结论为：球化2级、球径6级，全部正常；7.本体检测结论：（每个品种2件进行解剖，共计8件由铸造研究所出具报告）结论：喂丝法球化的工艺完全适合我厂，只要上马处理包称量系统（运作中）以及使用质量较好的芯线，并与车间一道细化完善其工艺，就可以进行批量的流水作业使用。
喂丝球化在离心球墨铸铁管生产中的应用
取样做化学成分分析， 球化处理后取样做化学成分分析，
退 火 处 理 后 取 样 进 行 金 相 、性 能 分 析 、水 压 试 验 。球 化 前 、
后 的 化 学 成 分 均 用 德 国 ＧＳ１０００ 型 直 读 光 谱 仪 测 定 ； 抗 拉
强 度 用 ＷＥ－ １００ 液 压 式 万 能 试 验 机 测 定 ； 硬 度 用 ＨＢ—
喂丝球化是先将欲加入铁水中的球化剂破碎成一定 的粒度， 然后用薄钢带将其包裹成一条具有任意长度的
“ 包 芯 线 ”， 之 后 ， 借 助 于 喂 线 机 ， 使 其 以 预 定 的 数 量 和 一 定 的速度穿过渣层， 到达盛有铁水的铁水包底部附近， 随着 钢带在该处的不断熔化，其所包裹的球化剂将进入钢水或 铁水中， 通过球化剂其周围铁水的相互作用， 从而达到对 铁水球化处理的目的。喂丝球化球化剂加入量少， 球化时 产生杂质少， 同时喂线球化处理后的渣为碱性渣， 易与铁 液分离。喂丝球化在相对封闭的处理站进行， 球化处理产 生 的 镁 烟 雾 、灰 尘 等 ， 可 在 处 理 点 集 中 由 排 风 机 抽 走 ， 经 布袋除尘后向车间外排放， 大大改进劳动条件和作业环 境。 ３ 铸管公司的喂丝球化工艺实践
喂丝球化孕育介绍
e) 线卷的米数在屏幕上可以显示出来(线卷余量在 500 米以上线卷显示为绿色，500 米到 200 米之间显示为黄色，少于 200 米显示为红色并闪烁)
f) 输入 FeSiMg 包芯线数据如下: 输入处理包内铁水的重量，铁水硫含量，温度，喂丝的速度 (取决于处理包的深度，铁水 的压力)，镁的吸收率以及球化处理后的目标残余镁量。基于这些参数和包芯线内化学成 分进行计算，得出要达到目标残余镁量需要加入的包芯线长度以及喂丝时间(棕色)。
图 3.a、没有密闭处理室的喂丝处理站设计
图 3.b、每次处理三吨铁水的处理站两种不同的设计
图 3.c、每次处理五吨铁水的处理站设计 2、喂丝机 （1）、单线喂丝机
此设备的发动机带动一个喂丝口，由 CPU 控制。包芯线的喂入速度可以通过主控制软件 进行调整。要控制调整包芯线的速度，使包芯线可以达到处理包的底部， 然后才开始从最低层 金属液开始发生反应，以保证 Mg 可以最大程度的被吸收。喂丝机装有一个开关，设定了米数。 在包芯线的米数达到设定米数时，喂丝机自动停止并抽出包盖下方的包芯线。此设备用于小型 包的球化处理，没有孕育处理工艺。
kg/吨铁水 (25% Mg) 最少 最多
13
22
11
18
-
-
12
18
11
14
-
-
18
24
16
20
-
-
13
17
11
15
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-
11
14
-
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-
-
-
-
-
-
6
9
成本(6% Mg) (元/吨铁水)
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喂丝球化处理工艺10优势
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1、效率高。
喂丝工艺出炉温度可降低20-30℃，单炉次可节省时间3-5分钟。
2、温降小。
喂丝工艺包内温度降低60-80℃，冲入法包内温度降低80-120℃。
3、吸收好。
喂丝工艺球化吸收率可达到90%以上，冲入法吸收率约40%-50%。
4、用量少。
喂丝工艺球化剂用量一般在0.5-0.7％，冲入法一般在1.2-1.5％。
5、成本低。
喂丝工艺直接材料成本减少约5％，综合成本降低约10％。
6、铁液净。
喂丝工艺处理后铁液纯度高，渣量少，减少一次拔渣，降低劳动强度，提高工作效率。
7、定量准。
喂丝工艺是根据铁水量计算球化剂用量，可精确定量控制Mg残，冲入法是预估铁水量添加球化剂，Mg 残不可控。
8、效果佳。
喂丝工艺是边喂丝边球化，铁液搅拌均匀，球化质量稳定可靠。
9、性能优。
石墨球数量多、球径小，球化级别明显改善，机械性能显著提高。
10、环境美。
喂丝工艺镁光及烟尘污染大为减轻且易集中处理，改善现场作业环境。