球墨鑄鐵從誕生以來發(fā)展至今日，已經(jīng)在黑色金屬的應用占有一席之地。在生產(chǎn)，加工和制造球墨鑄鐵件的過程中遇到的技術(shù)問題均取得了多項創(chuàng)新成果。我國古代鐵匠早在兩千以前就已經(jīng)成功制造出了具有球狀石墨的鑄鐵，現(xiàn)代球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中，球化處理和孕育處理工藝的應用使得球墨鑄鐵登上了工業(yè)應用的舞臺。目前，球墨鑄鐵已經(jīng)成為20世紀工業(yè)生產(chǎn)中的金屬材料之一，被廣泛應用于生產(chǎn)與生活中的諸多。球墨鑄鐵是指向鐵水中加入數(shù)量的球化劑和孕育劑，通過球化處理和孕育處理使鐵水中的碳在凝固以球狀石墨的形式析出的鑄鐵。

球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程中，孕育處理工藝非常重要，孕育處理過程中孕育劑加入的種類、加入的時間、加入的方法、加入量、孕育劑的粒度和形態(tài)、保溫時間等工藝條件都會影響鑄件組織和石墨球的形態(tài)與分布，進而影響鑄件質(zhì)量。

優(yōu)化的孕育處理工藝不但能提高鑄件的質(zhì)量和使用性能，降低鑄件的廢品率，還可以節(jié)約原材料，孕育劑和能源。所以，開展對球墨鑄鐵孕育處理工藝優(yōu)化的研究具有重要意義，也對我國今后的鋼鐵工業(yè)發(fā)展有著深遠的影響。

根據(jù)鑄件生產(chǎn)條件，選擇的孕育劑和孕育劑加入方法并采用熱分析法爐前檢測鐵水孕育效果，完成對孕育處理過程的動態(tài)調(diào)控，使球墨鑄鐵熔體達到良好冶金狀態(tài)，石墨球化，增加鑄件組織石墨球數(shù)量，細化晶粒，防止孕育衰退，減少鑄件白口傾向，提高鑄件的質(zhì)量，降低鑄件的廢品率，減少原材料和能源的浪費。

{二}、球墨鑄鐵的質(zhì)量控制

球墨鑄鐵是工業(yè)上常用的重要金屬材料之一，其在生產(chǎn)、生活中的應用也變得越來越廣泛，鑄造和冶金工業(yè)方面的研究人員對于球墨鑄鐵鑄件的質(zhì)量愈加關注。球墨鑄鐵在熔煉過程中需要進行球化處理和孕育處理等工藝流程，其中孕育處理工藝流程是影響球墨鑄鐵件質(zhì)量的重要因素，因此，開展球墨鑄鐵孕育處理過程優(yōu)化控制方法的研究對于控制球墨鑄鐵鑄件質(zhì)量有重要意義。

對孕育處理工藝和金屬熔體凝固過程進行深入研究。以熱分析法為實驗和理論基礎，分析球墨鑄鐵熔體在凝固冷卻過程中與孕育處理效果有關的重要合金參數(shù)，結(jié)合測控技術(shù)設計了一套孕育處理優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三大板塊組成，分別是原鐵水熔煉板塊，孕育處理優(yōu)化控制板塊和隨流孕育板塊。

孕育處理優(yōu)化控制板塊是該系統(tǒng)的核心內(nèi)容，是具有人機交互界面的，能實時檢測鐵水狀態(tài)并且對鐵水狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)控的智能化板塊。該板塊由三部分組成，分別是計算機，測控單元和喂絲設備。測控單元包括恒流源電路、模擬量輸入通道、接口轉(zhuǎn)換器、熱分析樣杯的相關硬件部分以及具有人機交互界面的軟件部分。人機交互界面是利用MicrosoftVisualBasic6.0編寫的可執(zhí)行程序，包括原鐵水冶金狀態(tài)評價單元、孕育處理效果優(yōu)化控制單元和隨流孕育單元，可以顯示鐵水中重要合金元素含量和熱分析冷卻曲線以及相關的特征值溫度。

該系統(tǒng)還具有歷史記錄查看功能、合金參數(shù)添加功能、檢測報告生成功能以及手動控制喂絲設備和隨流孕育裝置的功能。

利用孕育處理優(yōu)化控制系統(tǒng)對不同牌號的球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程進行應用試驗。試驗結(jié)果表明，經(jīng)過本系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控后的鐵水狀態(tài)適宜進行澆鑄，孕育處理效果，組織中石墨球數(shù)量增多，鑄件晶粒細化，鑄件力學性能提高，廢品率降低。