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(yīng)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(duì)于球墨鑄鐵鑄件的質(zhì)量愈加關(guān)注。球墨鑄鐵在熔煉過程中需要進(jìn)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(duì)于控制球墨鑄鐵鑄件質(zhì)量有重要意義。

對(duì)孕育處理工藝和金屬熔體凝固過程進(jìn)行深入研究。以熱分析法為實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，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(guān)的重要合金參數(shù)，結(jié)合測控技術(shù)設(shè)計(jì)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(jī)交互界面的，能實(shí)時(shí)檢測鐵水狀態(tài)并且對(duì)鐵水狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控的智能化板塊。該板塊由三部分組成，分別是計(jì)算機(jī)，測控單元和喂絲設(shè)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(guān)硬件部分以及具有人機(jī)交互界面的軟件部分。人機(jī)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(píng)價(jià)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(guān)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(bào)告生成功能以及手動(dòng)控制喂絲設(shè)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(duì)不同牌號(hào)的球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)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(jìn)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(xì)化，鑄件力學(xué)性能提高，廢品率降低。

[二]、低溫用球墨鑄鐵工藝處理

A、熔煉工藝及爐前處理

1、配料及熔煉

使用的是5t/h“倒大雙”沖天爐。爐料配比是：生鐵85%，廢鋼15%。為含硅低，故不用舊鐵(舊鐵含硅高)。鐵液溫度控制在1420~1470℃，以滿足球化處理和澆注的要求。

2、球化處理工藝

球化處理工藝采取沖入法，出鐵槽孕育。在3t球化處理包堤壩的一側(cè)放置球化劑，上面覆蓋0.4%孕育劑，然后再覆蓋珍珠巖集渣劑、鐵板，鐵液沖向未放置球化劑的一側(cè)，先加入2/3的鐵液，待反應(yīng)平穩(wěn)后，再補(bǔ)加余下的1/3鐵液。孕育處理在補(bǔ)加鐵液時(shí)進(jìn)行，孕育劑隨出鐵槽鐵液加入，加入量為0.4%。處理后應(yīng)在7min內(nèi)澆完，以防出現(xiàn)衰退。

B、熱處理工藝

球墨鑄件鑄態(tài)組織中存在著滲碳體及磷共晶，為基體中的鐵素體含量，采用高溫石墨化二段退火工藝。生產(chǎn)低溫用鐵素體球墨鑄鐵時(shí)，可用低稀土鎂含量型球化劑進(jìn)行球化處理。球化率應(yīng)不低于，基體中鐵素體含量應(yīng)不低于。低溫沖擊韌性(αK)隨著鐵液含硅量(在控制范圍內(nèi))的降低而增加。