“铁神一号”都江堰市金星钢铁助剂研究所

铁水净化专栏

研编者按：比起2004年，铁水净化这个观点，已经成为铸造界更加关注的热门话题，现代铁水净化技术同样成为铸造界关注的焦点。为了使铸造同仁能够正确掌握和使用现代铁水净化技术，结合五年多来现代铁水净化剂在铸造实践中的应用，笔者对原稿进行了一些必要的修正，使其对铸造实践更具指导性。希望修正后的现代铁水净化技术能在提高国产铸件的质量中，起到推动的作用。
现代铁水净化技术

蒋祖滨

(都江堰市金星钢铁助剂研究所，四川都江堰 611833)

摘要：铁水的质量是影响铸件产品质量的主要矛盾，其中铁水纯净度是影响铁水质量的薄弱环节。介绍了采用铁神一号净化剂对灰铁、球铁和铸钢进行净化处理的效果、操作方法和注意事项。

关键词：铁水质量，铁水净化，铁水净化剂

Modern Purifying Technologies on Molten Iron

JIANG Zu-bin

(Jinxing Steel Auxiliary Institute at Dujiangyan city, Dujiangyan 611833, Sichuan)

Abstract: The quality of molten iron is a main contradiction influencing the quality of castings, in which the pureness of molten iron is a weakest link to the quality of molten iron. The effect, methods and precautions purified the molten gray iron, ductile iron and cast steel was introduced, using “iron god 1” purifying agent.

Key words: Quality of molten iron；Purifying to molten iron；Purifying agent for molten iron

1 铁水净化是生产优质铸件的主攻方向

常识告诉我们：铁水的质量是影响铸件产品质量的主要矛盾。铁水的质量由铁水温度、化学成份和铁水纯净度三大指标构成。三大指标中，哪一个是薄弱环节呢？由于冲

作者简介：蒋祖滨（1944— ），四川省都江堰人，都江堰市金星钢铁助剂研究所所长，研究方向：钢（铁）水净化。

天炉技术的发展，感应电炉以及双联熔炼技术的应用，可以轻易地获得1500度左右的高温铁水^[1]；现代炉料配制技术和现代炉前快速检测技术的发展及广泛应用，可以对铁水的化学成份实施在线调控，从而获得化学成份准确和稳定的铁水^[2]。由于大多数铸造企业对铁水重熔轻炼，甚至只熔不炼，使铁水纯净度极差，因而铁水纯净度成为三大指标中的薄弱环节。在铸造过程中，铁水中的各种夹杂物随着铸件的凝固而留在铸件产品内部，形成各种铸造缺陷，成为影响铸件产品质量的主要矛盾。因此，如何清除铁水中的有害气体和各种夹杂物,从而获得纯净铁水，成为生产优质铸件的主攻方向。

2 现代铁水净化技术

长时间以来，为了减少铁水中的夹杂物从而获得纯净铁水一般使用三种方法：高温熔炼、过滤网、聚渣剂。

高温熔炼能清除铁水中的夹杂物吗？否。在炼钢生产中，钢水温度高达1700度左右，钢水中的夹杂物尚需使用“炉外精炼技术”才可以去除^[3,4]，而铁水最高温度无非1500度左右^[5]，怎么可能清除铁水中的夹杂物呢？

过滤网能清除铁水中的夹杂物吗?否。过滤网受孔洞大小限制，只能过滤颗粒较大的宏观类浮渣，假若其孔洞小到可以过滤以微米计算的微观夹杂物，铁水如何顺畅通过而进入铸型？因此我们认为：过滤网只能过滤扒渣未尽的铁水表面浮渣。

聚渣剂只能聚集铁水表面浮渣而方便扒出，是一种常识，无须多议。

因此，使用“高温熔炼”、“过滤网”、“聚渣剂”等传统手段，只能解决铁水表面浮渣，对于混熔或悬浮在铁水中的各种非金属夹杂物，事实上是处于束手无策的状态。

基于上述认识，我们根据“铁水净化理论”^[6]，结合在铸造生产中，使用铁神一号净化剂的实际经验，总结出现代铁水净化技术，全力在铸造界宣传和推广，希望达到三个目的：

一是统一思想。使广大铸造工作者认识到：要生产优质铸件，必须获得纯净铁水；二是使尽可能多的铸造企业掌握和使用现代铁水净化技术，提高国产铸件产品的质量。三是使尽可能多的铸造企业通过生产优质铸件产品，尤其是生产质量好，成本低的优质铸件产品，提高盈利能力，从而增加铸造企业的市场竞争力。

下面分三点介绍现代铁水净化技术。

2.1 现代铁水净化技术的实施方法

现代铁水净化技术是通过使用铁神一号净化剂处理铁水，在对铁水实施长效孕育的同时，去除铁水中的各种有害气体，清除混熔或悬浮在铁水中的各种非金属夹杂物，从而获得洁净的、流动性好的纯净铁水。

铁神一号净化剂是一种什么样的产品呢？首先要认识到，铁神一号净化剂是一种长效孕育剂。铁神一号净化剂是一种不含硅的新型长效孕育剂，具有长效孕育功能而不增硅，其孕育效果超过锶硅^[6]和硅钡^[7]。铁神一号净化剂在具有长效孕育功能的同时，还具有多种复合功能：一是净化铁水功能。铁神一号净化剂是目前唯一可以去除铁水中的各种有害气体，清除混熔或悬浮在铁水中的各种非金属夹杂物的产品。二是细化晶粒。它可以使晶粒更细，片状石墨更薄，石墨球更小更圆整^[8]，既增加了密度，提高了防透漏性能，又因实现了均质化而利于克服偏析，减小了断面敏感性^[7]。三是具有长效孕育功能。使用铁神一号净化剂对铁水进行长效孕育，既可以延缓孕育衰退，又可以延缓球化衰退，孕育时间可以长达30分钟之久^[9]。

2.2 铁神一号净化剂的加入量及使用方法

2.2.1 加入量：根据原铁水的具体情况和孕育、净化目的，用量范围在0.5%～1%之间浮动，一般建议用量0.5%。

2.2.2 铁神一号净化剂在灰铁和铸钢中的使用方法

先将计算并称好的铁神一号净化剂装入小编织袋内备用。在钢（铁）水出至1/3左右时，将备用的铁神一号净化剂，连同编织袋投入钢（铁）水中，出完钢（铁）水后，使用“扒渣棍”在钢（铁）水表层内来回推挡,将形成的灰包推破,同时反复压入钢（铁）水100mm—200mm。约2min～3min后，浮渣发红变软并逐渐形成凝聚状覆盖物，钢（铁）水变得清澈时停止搅拌。凝聚状浮渣覆盖钢（铁）水，既保温又避免钢（铁）水二次氧化，不需扒出，只需挡渣即可浇注；浇注完毕后，倒渣即可。

特别提示：搅拌十分重要，一定要认真搅拌到浮渣发红变软为止。铁神一号净化剂是粉状物料，切勿放入出铁槽或作随流孕育。采用包底冲入法时，切勿放入干包，以防浇损，必须在钢（铁）水出至1/3左右时，连同装有铁神一号净化剂的编织袋一起投入钢（铁）水中，切勿倒入钢（铁）水中，以防粉状成份随热气流飞逸而影响使用效果。

2.2.3 铁神一号净化剂在球（蠕）墨铸铁中的使用方法

(1) 放置顺序

先将计算并称好的铁神一号净化剂装入小编织袋内备用。使用时，在球（蠕）化包内依次放入：球化剂（蠕化剂）、装有铁神一号净化剂的小编织袋、硅铁、铁屑、覆盖剂。之后按原工艺进行球（蠕）化处理。

特别说明：由于铁神一号净化剂是一种十分优良的长效孕育剂，这时加入的硅铁，只需满足铁水终硅含量即可。

(2) 搅拌扒渣

球（蠕）化完毕后，应使用“扒渣棍”在铁水表层内来回推挡，同时反复将浮渣压入铁水100mm—200mm。搅拌2～3分钟，在不影响浇注温度的前提下，尽可能延长静置时间，经多次扒渣，直至扒净浮渣后浇注。

3 现代铁水净化技术优势

铸造实践证明：现代铁水净化技术可以使铁水的纯净度达到根本的改善，是获得纯洁铁水的有效手段。铁水内部各种有害气体和各种非金属夹杂物数量的减少，晶粒的细化，必然会带来铸铁内部组织优化组合和铸铁综合性能质的飞跃。到底会带来哪些变化，需进行大量的实验论证，现在尚无定论。下面几个显著的变化，希望引起铸造界的高度关注。

(1) 经铁神一号净化剂处理的灰铁试棒，延伸率为0.28%。

(2) 经铁神一号净化剂处理的灰铁件,可以使用低碳钢焊条在常温下进行焊补^[6]。

(3) 经铁神一号净化剂处理的铬铜耐磨铸铁的耐磨性能与铬钼铜耐磨铸铁的耐磨性能相当。

上述变化，主要来自于使用了现代铁水净化技术而获得的纯净铁水。这些变化，对近百年来存在于铸造界中的“铸造用铁水不需要很干净”这个观念是一个挑战；上述变化，使我们认识到，使用纯净铁水，不但能够减少各种铸造缺陷，提高铸件产品质量，还有可能产生意想不到的结果；上述变化，给铸造界提出了一个共同的后续课题：如何进一步用好铁神一号净化剂强烈净化铁水和强烈细化晶粒这两个特点，改善和提高铸件产品质量，增加企业利润；进一步用好铁神一号净化剂上述两个特点后，能否产生新的铸铁材料？仁者见仁，智者见智。这个后续课题，可能蕴藏着新的商机。

4 使用现代铁水净化技术，降低铸造成本，增加企业利润

由于使用现代铁水净化技术，在对铁水进行长效孕育的同时，可以强烈地净化铁水，细化晶粒，从而大幅度提高铁水综合质量，所以在炉料配置中，可以使用较低牌号的新生铁，可以较大量地使用回炉料，尤其可以使用低质量甚至极低质量的废铁炉料，使炉料成本大幅度下降，从而增加企业利润。

使用低牌号新生铁和低级废铁炉料后，是否可以保证铸件产品的质量呢？答案是肯定的。这是充分发挥了铁神一号净化剂长效孕育作用，对铁水强烈的净化作用和明显细化晶粒作用等综合作用的结果。

四川省都江堰市金星钢铁助剂研究所于2004年研究成功、宣传推广铁神一号净化剂，2005年提出铁水净化理论，现在又完整地总结并推广现代铁水净化技术，目的在于使铸造界认识到，只有使用纯净铁水，才能生产出高质量的铸件产品，才能增加铸造企业的利润，才能使铸造企业在残酷的市场竞争中，立于不败之地。

参考文献

1 中国机械工程学会铸造分会．铸造手册(第1章) ．北京：机械工业出版社，2004：5～6

2 中国机械工程学会铸造分会．铸造手册(第4章) ．北京：机械工业出版社，2004：245～246

3 张鉴．炉外精炼的理论与实践．北京.冶金工业出版社，2004(9)第三次印刷，350

4 [日]木尾冈博幸，李宏．炉外精炼—向多品种、高质量钢大生产的挑战.北京.冶金工业出版社，2002(6)，121

5 张武城，李传轼．铸造熔炼技术．北京：机械工业出版社，2004.12，92

6 蒋祖滨．新型孕育剂,为用户创造新增利润．第5届中华铸造技术交流论文集，第5届中国铸造科工贸大会·张家界，2005，106～109

7 蒋祖滨，刘金海，曾大本．铁神一号净化剂对灰铸铁组织和力学性能的影响．铸造技术，2006(3)：234～236