大型球铁喂线球化孕育处理站的建造方案
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺
（ ）。 ５ Ｓ
ｃ 强烈促进形成碳化物， ｒ 稳定珠光体 。 ｒ ｃ 的 加 入能提 高强 度 和硬 度 ， 加 入量 以不 出现 游离 但
碳 化物 为 限 ， 于高 韧性铁 素 体球 墨铸 铁要 严 格 对
限 制 （ ｒ 量 。对 于珠 光 体 球 墨 铸 铁 ， Ｃ） 当加 入 （ ｒ量 ０２ ０３ Ｃ ） ．％～ ． ％时 ， 即可起 到 显 著 的稳 定 珠
１０ ２ ） １０ ２
摘要 ： 综述 了球墨铸铁各种化学元素的作 用和成分 的控制范 围， 细介绍 了球墨铸铁 的球化与孕育处理工艺 。 详 分析 了单 加 纯 Ｍｇ Ｒ 或 Ｅ合金作为球化剂的缺点 ， 明球化剂应 以 Ｍｇ为主 、 Ｒ 说 以 Ｅ为辅 的原 因 ； 对冲入法 、 盖包法 、 喂丝法等球化 处理工 艺的优缺点进行 了比较 。 出了孕育处理对球墨铸铁生产的重要性 ， 指 列举 了球墨铸铁 常用孕育剂的成分范围， 并 介绍 了炉前一次孕育和多次孕育 、 瞬时孕育 、 随流孕育的特点 。 关键词 ： 球墨铸铁 ； 球化处理工艺 ； 孕育处理工艺 中图分类号 ：Ｇ ５ Ｔ ２５ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ３ ８４ （０ ２ ０ — ０ ７ ０ １０ — ３ ５ ２ １ ）４ ０ ３ — ６
往需要 进行脱 Ｓ处理 ；感 应 电炉熔 炼 由于不用焦 炭， 原铁液 州 Ｓ量一般在 ０ １％￣ ． ％。 （） ． ５ ０ ３ 不需要进 ０ ０
Ｒ Ｅ元 素 中和 ， 则会 引起球 化不 良。 Ｅ与 ｓ 否 Ｒ ｂ并
用 还可 以改 善大 断面件 的球 化 。
（ １微量 干扰 元素 。 １） 球 墨铸 铁 中常存 在 一 些 非 特 意加 入 的微 量
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。
较大型球铁件铁液的喂线孕育及球化处理工艺
较大型球铁件铁液的喂线孕育及球化处理工艺董立王亚明万飞高军谭伟陈丽孟文玲许庭国边蒙【摘要】摘要：介绍了球铁件孕育及球化处理情况，提出采用喂线法孕育及球化处理较大型球铁件铁液，以防止球化衰退。
【期刊名称】大型铸锻件【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2【关键词】球铁件；喂线孕育；球化处理目前我厂球铁件铁液的孕育及球化处理采用包底筑坑放球化剂和覆盖一层孕育剂+出铁时冲入孕育剂+出铁后包内加浮硅的工艺方法，孕育、球化处理12 min后就会出现球化衰退现象。
而新建10 t中频感应炉生产的较大型的球铁件，球化处理后到浇注完成的时间为13 min～20 min，不可避免的出现球化衰退现象，降低球化级别，造成球铁件性能指标不合格，达不到产品要求。
我们针对较大型球铁件球化衰退和质量问题，摸索出一套成熟的生产经验。
1 球化剂及孕育剂的选用我厂生产球铁件选用的球化剂是稀土镁合金(QRMg8Re3)。
稀土镁合金是由镁、钙和以铈、镧、钇为主的稀土元素组成的复合球化剂，镁、钙、铈、镧、钇元素具有促进石墨球化，使铁液中的石墨结晶成为球状，提高石墨圆整度，以及脱氧、脱硫的重要用途。
稀土镁合金密度大，熔点与铁液温度相近，球化反应平稳，因此被广泛用于球铁件的生产。
孕育剂选用孕育效果好、吸收率高和稳定性好的75SiFe孕育剂。
Si是促进石墨化元素，我厂生产33-07大汽车轴承盖、小齿轮架、驱动轮用球墨铸铁件时发现，随着含硅量的增加，球墨铸铁基体中珠光体组织降低，铁素体组织增加。
在高牌号EEMS11007-Ⅱ铸态铁素体球墨铸铁的生产中，Si含量为2.4%～2.8%，需要加入大量的75SiFe孕育剂，并使用稀土镁合金对铁水进行球化处理，因此采取的孕育和球化处理工艺方法成为球铁件质量控制的主要环节。
下面介绍在配料(选用S、P含量低的优质生铁、废钢)、温度不变的情况下，随着处理方法的不同，各生产炉次平均性能指标的变化情况。
2 传统孕育及球化生产工艺原工艺孕育及球化处理工艺是在包底一侧筑凹坑，面积占包底的2/5～1/2，用来堆放球化剂，在包底凹坑堆放好球化剂后，把占总用量0.5%～0.8%的硅铁孕育剂均匀覆盖在包底凹坑里的球化剂上面，加钢板压盖压好，由于压铁熔化会导致铁水降温，所以需要在300℃下烘烤铁水包，在出铁时铁液冲向未放置球化剂的一侧，应尽量减少镁烧损，延缓球化反应处理衰退的时间。
球铁球化处理及孕育处理
3.3.4二次孕育：顺着大包口流出铁水均匀加入，包内剩余约75kg铁水时停止孕育。
SG
球墨铸铁球化处理及孕育处理
文件编号
QZ-GY-052-2011
页次
2/2
3.4球化情况的初步判断：
QZ
临海东和机械制造有限公司
文件编号
QZ-GY-052-2011
发布日期
2011年11月29日
球墨铸铁球化处理及孕育处理
修改号
A/0
页次
1/2
编制：审核：批准：
1、目的：规范球墨铸铁球化处理操作，防止操作不当生产不合格。
2、范围：适用于本厂球墨铸铁球化处理及孕育处理操作作业。
3、规程：
3.1球化剂及孕育的准备：
3.1.1球化剂粒度要求5~25mm，允许每炉次有少量小颗粒及粉末。
3.1.2孕育剂：①大包孕育用硅铁粒度要求30～50mm，允许每炉次有少量小颗粒。
顺流孕育用硅铁粒度要求3～15mm，允许每炉次有少量粉末。
②一次硅钡孕育剂颗粒要求3～8mm。二次孕育硅钡孕育剂颗粒要求：0.5～2mm。
3.1.3球化剂和孕育剂必须保持干燥。
3.1.4受潮或表面氧化的球化剂和孕育剂须经特别许可方可使用。
3.2铁水包的准备。
3.2.1球化采用冲入法，放球化剂的前隔仓内面积为包底面积的40~50%（原则：在保证球化剂容量的前提下，隔仓窄而深，有利于球化剂逐层爆发充分吸收）。
3.2.2球铁包使用须木柴或其它方法烘烤至水分完全蒸发方能使用（最好先浇注一炉灰铁）。
3.2.3球铁包使用前耐火材料不得有裂纹和剥落，否则应不预使用，重新修补再烘烤。
大型球铁件的生产技术
大型球铁铸件的熔炼技术天乾重工铸铁厂年生产能力铸件3万吨，以大中型铸件生产为主。
自2008年投产以来主要生产风电铸件、大型机床件、注塑机模板、核电机壳、各种缸体等等。
在大断面球铁铸件的生产中也积累了雄厚的技术基础，在同行业和客户中获得了良好的口碑。
今年我分公司发展再上台阶，与国内一些著名企业结成了战略合作伙伴关系。
有三一集团、陕鼓集团、杭州创研、海天集团、沈阳机床、中国一重、中国二重、上海迎风等核心客户。
形成了单件铸件超过了120吨的生产能力。
中捷横梁长度13米，铸件毛重87吨，最大壁厚300mm。
技术要求导轨面硬度不低于175HB，球化等级大于3级。
是标准的大型球铁件。
牌号：QT500-7 属厚大断面铁素体+珠光体球墨铸铁熔炼设备：20T+40T中频电炉浇注设备：25T+40T铁水包球化处理浇注造型工艺：呋喃树脂砂砂箱造型补缩工艺：外冷铁+自补缩容易产生的问题：球化衰退，石墨漂浮，碎块状石墨，反白口，缩松缩孔，中心部位石墨球数减少。
关键词：球墨铸铁，大断面，吨位大，球化等级，硬度，预处理一：原辅材料选用1 选用优质高纯生铁，生铁应属共晶成分，避免过共晶成分以避免生成过共晶的粗大石墨。
微量元素总量≤0.1%，Ti≤0.04%，微量反球化干扰元素的总量＜0.1%。
干扰元素分为两大类，一类是消耗球化元素型干扰元素，例如硫；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡，锑，砷，铜，钛，铝等等。
在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨。
P含量要求≤0.03%，避免产生磷共晶。
P 既显著升高塑-脆转变温度，又强烈降低球墨铸铁的上限冲击功，P对球铁的脆化危害作用主要是形成磷共晶（三元磷共晶，二元磷共晶）。
所以成为裂纹的发源地，同时加剧球墨铸铁的缩松倾向。
S含量要求≤0.015% 国内产自本溪和林州的生铁干扰元素少纯净度高，故适合生产大型球铁铸件。
2废钢选用纯净低锰低磷低硫无铁锈无涂层的碳素钢。
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
-
-
11
14
-
-
-
-
-
-
-
-
6
9
成本(6% Mg) (元/吨铁水)
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺
球墨铸铁的球化与孕育处理工艺发表时间：2019-05-31T16:43:49.137Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：樊永辉刘俊生[导读] 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。
安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司河南安阳 455133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。
喂线工艺的基本理论与应用实践(球铁)
九. 增硅少，可大量使用回炉料； 十. 适合各种规模的铸造厂与处理包； 十一. 可在一次操作中完成脱硫、球化和孕育； 十二. 不用凉包； 十三. 灰铁和球铁的生产可随意进行转换； 十四. 可进行球化衰退挽救; 十五. 可大大提高用冲天炉生产大断面球铁的质量和 经济效益; 十六. 可生产重量为熔炼能力一倍的铸件。
五.喂线机在最佳速度条件下的有效工作时间越 长, 镁的有效率与回收率越高；
六. 包芯线的入射角与高度对喂线处理结果具有不 可忽视的作用；
七.处理包应有一合适的高径比。高径比太小不好， 太大也不行，最好是能使铁水的高度是钢包有效 直径的1.2-1.5倍
在我国球铁生产中 的应用实践
1.铁水的球化处理
用电弧炉 生产铸钢 件和球铁 件的球化 孕育处理 站
典型的应用结果
铁水脱硫、球化与孕育
河北某厂 用冲天炉 高硫铁水 生产大断 面球铁的 球化孕育 பைடு நூலகம்理站
建于内蒙 某厂的球 化孕育处 理站
典型的应用结果
已在生产中显现出的一些特点
一. 投资少, 见效快； 二. 结果稳定，重现性好； 三. 合金收得率高，消耗量少； 四. 操作简单，维护方便； 五. 处理作业温降小； 六. 可对作业产生的烟气进行管理，消除 其对环境的污染； 七. 能实现处理作业机械化和自动化； 八. 渣少，且是干渣，容易去除；
结论
一.喂线技术是一种用途广泛、操作简单的高性价的球 铁生产工艺； 二.所提出的基本理论正确反映了喂线过程的客观规 律，对用喂线法进行钢水和铁水处理具有很直接的 指导意义； 三.在我国，用喂线法进行铁水脱硫、球化和孕育处理 的工艺已经达到 “ 在现场不用试验可直接投产的” 成熟高度。
谢谢大家
建于某厂 灰熔车间 的球化处 理站
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
喂线机主动轮与从动轮间隙/mm 喂线速度/(m - min 1) 调速方式
可用包芯线尺寸（直径）/mm 预置喂线长度/m 预置退线长度/m
喂线最大计算误差/mm 气源压力/MPa
参数值
50 1600"D"2500 2450"D"3500
4台（2台球化+ 2台孕育） 2-20
20-100（阈值） 变频调速 5-13 0-9999.9 0-10
理站腔壁。
计数单元实时反馈信号至控制单元％
表3球化包芯线主要参数
w(Mg)/% w(Re)/% w(Si)/% w(Ca)/% w(Al)/% "(MgO)/%
33. 1
2.1
45
2.3
0.6
0. 7
规格/ mm ①13
芯剂平均重量/ （g • mC1）
258
芯线平均重量/ （g • mC1）
420
表4孕育包芯线主要参数
"(Re)/% 2. 2
"(Si)/% 44. 5
"(Ba)/% 6.1
规格/mm !13
芯剂平均重量/（g • mC 1） 338
1处理站设计建造相关要求
1. 1设计技术参数
处理站设计技术参数如表1所示。
1.2 工艺制度
（1） 铁水处理后化学成分要求如表2所示％ （2） 球化孕育处理温度范围：1380-1450 @，喂
线过程温降：20-30 @ %
表1设计技术参数
参数 处理站设计处理能力/t 处理包外径范围/mm 处理包口高度范围/mm
w(C) 2.9-3.0
w(Si) 2.7-2.9
w(Mn) 0.3-0.4
w(P) "0.04
w(S) "0.015
w(Cr) "0.15
w(Mg) 0.04-0.06
收稿日期=2019-03-01
62
现代冶金
第Hale Waihona Puke 7卷!3处理站的设计功能(1) 显示功能：实时显示预置的和实测的喂线速 度、喂线长度、退线长度及通道号、炉号、线号等。
第4期
徐 进，等：大型球铁喂线球化孕育处理站的建造方案
63
2. 1. 1 提升机构
2.1.2 喂线系统
采用普通双电机拖动，通过两根钢丝绳和绕线
球化包芯线、孕育包芯线主要参数如表3、表4
机构用于升降包盖（亦为除尘罩）。设置有上限位和 所示%喂线机选用DGN-DLA喂线机共4台（球
下行位置传感器，根据铁水包高度的差异使包盖罩 化、孕育各2台），电机功率4 kW，喂线速度最高可
过热、过压、欠压等故障时能自动切断供电电源并 报警％
2处理站的建造
2.1主要设备配置 设计的处理站外形结构如图1所示，单线立式
喂线机结构图如图2所示％
1.钢结构；2.包盖'.包盖提升机构；4.喂线系统；5.送丝 架6.除尘系统
图1喂线球化孕育处理站外形结构图
1,3,4,8,9,10.链轮；2.从动轮支座；5.主动驱动轮；6.从动夹持轮；7.安装用地脚；11.限位螺钉；12.弹簧套筒 13.夹持力调整螺母；14.电动机；15.喂线管固定用套管；16,17.机内导向管；18.计数装置；19.进口导向管 图2单线立式喂线机简图
(5) 自动停车功能:在包芯线输入量达到预置数 或变频器故障时，喂线机自动停车。
(6) 防止“计假数”功能：喂线机出现“打滑”或 “断线”时，计数装置停止计数，避免“计假数”现象发 生。
(7) 自动退线功能：在达到预置喂线线长时，喂 线机停止运行并自动开始退线(最大10 m) %
(')通讯功能：可通过上位机进行远程操作％ (9) 错误提示功能：对于打滑和断线(速度偏差 过大)、变频器出错等显示屏能及时报错％ (10) 自动保护功能：对于系统出现过载、过流、
第47卷第4期 2019年8月
现代冶金
Modern Metallurgy
Vol. 47 No. 4 Aug. 2019
大型球铁喂线球化孕育处理站的建造方案
徐 进，陈先锋，蒋 超，王主伟
（江苏共昌轧辊股份有限公司,江苏宜兴214253）
摘要：通过对喂线球化孕育处理站的结构和功能性描述，以及相关的工艺技术的探讨，提供了一套可以用于大吨位 球铁铁水的球化孕育处理站建造方案# 关键词：球墨铸铁；喂线球化；孕育处理；变频调速 中图分类号：TG143. 5
(2) 记忆功能：记忆设定的参数和数据、存储实 际操作数据，停电复机数据参数可再现。
(3) 自动调速功能：根据控制指令自动进行设定 喂线速度并稳定运行。
(4) 易于操作功能：触摸屏上设置有“软按钮+, 用于*手动”穿线和使喂线机按预定设置进行“自动 (运行)''工作。且当无需改变喂线参数连续生产同 规格球铁时，只需按“运行”键即可让喂线机按照上 炉预置数据进行工作。
30 0.4-0.7
（3） 喂线速度控制要求：球化进线速度=包内铁 液深度（m）F40；孕育进线速度=球化进线速度X （90% - 95 %之间取值）（同时结束）
（4） 处理铁水金相组织要求：球化级别为3级 （球化率#90% ）；碳化物"2% ；石墨球大小为6-7 级；球数#150个/mm2 %
表2铁水处理后化学成分要求/%
引言
对于！1200 mm以上的宽厚板工作辐，其工作 层要求为高硬度的高Cr钢、高速钢等材质，而心部 则一般为球墨铸铁材质％长期以来，由于心部铁水 吨位较大，生产过程时间短（工作层浇注结束界面冷 却等待结合层浇注时间一般为1824 min）,通常采 取简易的包底冲入法进行铁水球化，带来的问题有: 铁水残镁量高，球铁适量差；合金收得率低；带入铁 水的硅含量高，渣量多且难以扒除；热损失大、温降 高,球化成本高;危险系数大;环境污染；工人劳动强 度大等％为解决这些问题，江苏共昌轧辐股份有限 公司与哈尔滨某冶金设备制造公司共同研发出一套 适合于大吨位宽厚板轧辐心部球墨铸铁的喂线球化 孕育设备,并开发出了相关的制造工艺，心部铁水一 次性球化，避免了分包球化来不及的问题，保证了组 织的统一 ％
在铁水包顶部，此设计方案在铁水和包盖处球化处 达100m/min。包芯线置于处理站背部平台的喂线
理产生的气压可以阻止镁蒸汽的散失，将镁的吸收 架上，输线通道采用拱形设计，出线口位于包盖内，
率提高5%以上。包盖设计为异四边形，内置耐火 方形分布,4根球化、孕育线对顶配置％作为执行机
材料，另设计有檐边，防止喂线处理时铁水飞溅至处 构，喂线机接受控制单元的指令进行动作，其自身的