铸态球墨铸铁QT450-10的熔炼过程控制

1、生产条件及化学成分设计
铁液采用冲天炉—感应电炉双联熔炼，其中冲天炉为3 t／h多排小风口热风酸性炉，感应电炉为2 t中频感应电炉。球化、孕育处理前，铁液在感应电炉中进行进一步的脱硫处理，以获得高温、低氧化、低硫的原铁液。
生产中对铸态QT450-10的化学成分提出的要求为：3.4％～3.9％ C，2.5％～3.0％ Si，≤0.4％ Mn，＜0.050％ P，＜0.025％ S，0.04％～0.10％ Mg残，0.015％～0.04％ RE残。

2 、熔炼过程控制要点
(1)准备和检查工作时要使用的相关物品，如：FeSi75A115—B孕育剂、FeSiMg8RE5球化剂、增碳剂、铁液搅拌工具等。
(2)新包或4 h未使用的铁液包(0.5 t)使用前必须烫包，使用地上衡称量空包和装满铁液的包，计算一包铁液的重量(用以计算合金加入量)。
(3)孕育剂、球化剂合金预热温度应大于150℃，上限越高越好，但最高不超过400℃，并且预热时不能接触明火；孕育剂粒度3～20 mm，球化剂粒度10～25 mm。
(4)计算孕育剂、球化剂的加入量，孕育剂含硅按75％计算，加入量按1.0％～1.4％计算，球化剂含硅按44％计算，加入量按1.5％～1.8％计算。
(5)放置合金，合金放在凹坑式包底的凹坑内，由下至上的放置顺序为：球化剂一孕育剂一珍珠岩砂，并尽量塞实，如必要还应加压一块小于5 kg的生铁或钢板。其中孕育剂只能加入计算量的70％，剩余的在处理时加入。
(6)铁液出炉前应制白口化试样，送做光谱成分分析。确定C：3.7％～3.9％，Si：1.6％～1.8％。成分分析达不到要求，应再对铁液进行调整，并观察原铁液浇注的三角试样的断面是否正常。
(7)调整铁液的处理温度为1480～1500℃。使用测温仪测温并记录。
(8)球化和孕育处理
①铁液倒人的落点应在包内无合金的一侧，以避免球化剂过早反应：②铁液倒人1／3～1／2时再从出铁槽加入孕育剂计算量的20％；③铁液加入预定值的约2／3时进行反应，反应基本完毕进行初次搅拌，然后加足铁液进行搅拌，搅拌深度必须超过铁液深度的一半。充分搅拌后，加入l kg除渣脱硫剂——食盐，扒净渣，在铁液表面覆盖孕育剂计算量的10％、粒度为20～25mm(或稻草灰)。铁液处理时应使用电子吊钩秤，确保当铁液达到出铁预定值时停止加入。
(9)铁液炉前检测
球化和孕育处理完成后，用铁勺在离铁液面深100mm左右处，取铁液浇三角试样，试样冷至暗红色后浸入水中激冷，用铁锤击打出断口，进行断口分析。①断口呈银灰色，尖端有1～3mm的白口，组织较细，中心有缩松，顶部和两侧有缩凹，试样有大圆角，敲击时有钢声，淬水后砸开有电石气味，则表示球化良好；②若银灰色断口中央有分散状小黑点，则表示球化不良；③断口呈暗灰色或成黑麻断面，则表示不球化；④若断口是麻口或白色断口，晶粒呈放射状，则表示有球化而孕育不足。铁液浇注时要随时浇注三角试样进行检测，至少两次(浇注进行到一半时和浇注结束时)。为了避免球化和孕育处理后铁液停留时间过长，引起“返硫”现象，而造成球化衰退，铁液应在处理完后20 min内完成浇注。对球化和孕育处理后不合格或已经球化衰退的铁水应立即采取挽救措施。

3 、理化检测结果
阀体产品要求其力学性能符合GBl348-2009标准。金相组织要求球化分级1～4级，球化率≥85％，石墨大小5～8级，渗碳体+磷共晶<2％。

4 、结论
(1)选择合适的化学成分是生产铸态铁素体球墨铸铁所必须的。
(2)控制好原铁液化学成分和球化温度是保证球化、孕育处理成功的关键。
(3)采用包坑孕育、出铁槽孕育、浮硅孕育的复合孕育工艺，能进一步提高孕育处理效果，细化墨球，增加石墨的数量，球化率和球化分级得到提高。
(4)尽量缩短球化、孕育处理到浇注结束的时间，以防止“返硫”，避免球化衰退。