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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。沖入法是目前國內應用最廣泛的一種球化處理方法。 但是這種方法缺點較多：鎂的吸收率低、球化效果不穩定、鎂光煙塵非常濃烈、工作環境惡劣等。隨著人們對球墨鑄鐵綜合性能以及環保要求的不斷提高，各個工廠都在努力改進沖入法或者換用其它球化處理工藝。喂線工藝就是一項很有發展前景的新技術。

喂線處理站：采用立式喂線機。此喂線機是由輸線機構、夾持力調整機構、測量計數機構、驅動與調速機構、以及數據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、喂線速度及自動退線長度預置及自動停機等功能。

鐵水澆注：

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

4 喂線處理技術在鐵水處理應用的限制環節

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

1）成本的投入

喂線技術的應用會造成直接處理成本略有提高和相關設備的投入，需要人們在產品質量的提高和成本的投入方面進行有效的權衡，這是目前喂線技術在鐵水處理中應用的限制環節之一。

 因此，當前及以后相當一段時期的主要問題是如何降低喂線工藝的處理費用（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，以及與其相關的喂線工藝的研究和應用上。鎂含量高達30%以上的合金包芯線的普遍應用，應該說處理成本問題得到了較好的解決。同時，隨著環境治理的加強，各國在繼續努力地減少喂線法在鐵液球化處理時產生的煙塵和鎂光。

    在保證理想的處理效果前提下，如何實現最低的喂線處理成本，是一個重要問題。目前各種包芯線技術也在不斷創新，以實現滿足質量降低成本。要想保證實現理想的處理效果，就必須保證合理的處理時間以及合適的包芯線長度以保證合適的終硫量，同時獲得穩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際就是包芯線參數的選擇問題。在同時滿足下述兩個條件時， 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，處理成本應為最優值。

2）喂線設備的可靠性操作的方便性

喂線處理站設備的可靠性以及操作的方便性也是影響喂線球化工藝應用的重要環節之一。

喂線設備的可靠性，會直接影響喂線工藝的使用，如果喂線設備經常出現故障，就會耽誤生產，影響很大。另一方面喂線設備不穩定，包芯線加入量穩定性難以保證，就會直接影響球化效果。喂線處理站某些環節操作是否方便也會影響操作者的體驗性。

3）包芯線質量的穩定性和一致性

包芯線質量的穩定性和一致性更是影響喂線球化工藝應用的重要環節之一。

包芯線質量也是很關鍵。包芯線如果空心、斷裂，就會影響球化過程。包芯線中Mg含量的波動，一致性差，就會造成球化質量不穩定，就會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別

沖入法是目前國內應用最廣泛的一種球化處理方法。但是這種方法缺點較多：鎂的吸收率低；球化效果不穩定；鎂光煙塵非常濃烈；工作環境惡劣等。包芯線喂線處理的優點是：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定，殘鎂量波動范圍窄；渣量少，渣的堿度高；減少了處理過程的煙塵和鎂光；可以實現合金添加量的精確和自動化作業。因此，喂線工藝是一項很有發展前景的新技術。主要地，從質量上及處理成本上兩者具有如下差異：

5.1 質量上的差異

我國的球鐵生產目前大部分采用沖入法，盡管已經經過了幾代人的努力改進，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：

1） 球化效果不穩定；

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的球墨鑄鐵件殘S量低；

2） 殘Mg量的波動亦小；

3） 鑄件球化效果好，石墨球數量多、尺寸小、圓整度高、球化率高；

4） 鑄件力學性能良好，且性能穩定。

  圖1 兩種工藝生產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，補硅量僅為沖入法的1／3 左右。

在單獨計算喂線成本的條件下、即不計補硅成本的條件下，在大多數包芯線參數、喂線參數和處理鐵水條件參數相匹配時，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。

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

采用孕育包芯線進行孕育處理時，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，并以喂線機喂入鐵水，待鋼帶失效后與鐵水進行孕育反應。很顯然，喂線孕育是一種鐵水的后孕育處理技術，不受鐵水位置的制約，可根據需要，在盡可能靠近澆注的區域實施喂線孕育。

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，二者在下述方面進行比較：

1） 孕育包芯線的鋼帶對孕育成本呈負面影響；

 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，氧化極少，利于獲得好的溶解性；

 4） 孕育劑加入量準確，會減少浪費，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行成本比較時，采用含鎂包芯線進行喂線處理時在下列情況下可取得優勢：

⑴ 鑄造廠具有回爐料問題或處理后鐵水的終硅量偏高時；

⑵ 由于喂線處理所獲得的球化質量提高，可以得到更好的鑄件質量時；

⑶ 由于喂線處理提高了鑄件成品率，可以彌補喂線法造成的補硅成本；

⑷  采用喂線技術來解決環保問題的廠家。

6 鐵水喂線處理技術應用時出現的常見問題

1)實際喂線長度波動較大

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

2)包芯線質量問題

在包芯線芯劑重量波動、芯劑含鎂量波動和芯劑氧化鎂含量波動影響處理結果。

3）設備問題：

設定的喂線速度和喂線長度沒有實現。

4)包芯線斷線、空心故障

質量好的含鎂包芯線對于整個喂線工藝很重要。

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生斷線。這取決于所選用鋼帶質量和包芯線芯劑與鋼帶的比值是否合適。鋼帶的延伸率、強度偏低、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，容易發生斷線現象。

5）包芯線加入量不穩定

包芯線加入量不穩定主要受以下方面影響：（a） 包芯線芯劑重量的穩定性：包芯線單位長度芯劑含量及含鎂量的穩定性；包芯線顆粒充填程度的穩定性和均勻性。（b） 芯劑質量的穩定性：硅基高鎂合金的冶煉質量，都會影響鎂在鐵水中反應過程和吸收過程的穩定性；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

從保證喂線效果的條件上講，喂線過程的穩定性是評價包芯線質量的重要標準。主要受以下方面影響：

包芯線線卷的結構設計、排線質量的影響：從喂線阻力的角度考慮，包芯線線卷的內徑設計將會對整卷包芯線在喂線過程的阻力分布的均勻性帶來影響，線卷的內徑過小或錯層排線現象都會造成喂線阻力的增加，影響最佳喂線速度的實現，影響設定條件下鎂與鐵水反應強度及吸收的穩定性。

喂線站結構也會影響包芯線喂線過程的順利程度。

7 結束語

⑴  喂線球化工藝作為一種較為環保、能夠實現智能的球化處理工藝越來越多地得到推廣應用。也要不斷提升喂線工藝的技術含量，使其具有更強的生命力。

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

⑶   喂線處理站設備的可靠性以及包芯線質量的穩定性是影響喂線球化工藝應用的重要環節。這將是今后重要的改進方向。

• [責任編輯：張德眾]