铁神一号净化剂应用于球墨铸铁生产的创新技术
蒋祖滨
(都江堰市金星钢铁助剂研究所，四川都江堰 611833)
摘要：介绍了现代铁水净化技术应用于球墨铸铁生产而形成的几项球墨铸铁生产的创新技术；尤其是“增加回炉料加入法”这一创新技术，突破了在生产厚大断面球墨铸铁件中，“不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁，原铁液硅含量不能超过一定范围”这个禁区，实现了低成本生产优质球铁铸件，可以提高铸造企业市场竞争力。
关键词：铁神一号净化剂，现代铁水净化技术，球墨铸铁，创新技术
Innovation in and Application of No. 1 Shentie Purifying Agent for Nodular Cast Iron
Jiang Zubin
(Jinxing Institute of Metallic Additives, Dujiangyan 611833, China)
Abstract: New techniques for nodular cast iron production were presented, with an emphasis being put on the technique of increasing addition of foundry returns. The technique breaks the limits to foundry returns and to the silicon concentrations of pig iron and molten iron in production of cast iron parts with large cross sections, which can decrease the production cost.
Key Words: No. 1 Shentie Purifying Agent; modern technique for molten iron purification; nodular cast iron; technology innovation
铁神一号净化剂（下称净化剂）是由都江堰市金星钢铁助剂研究所（下称金星钢研所）研究生产，已经获得了中国发明专利授权的不含硅的具有复合功能的新型长效孕育剂（专利号：ZL2004 1 0033193.7）。净化剂从2004年投放市场以来，已经广泛用于灰铁、球铁、合金铸铁和铸钢生产并取得了较好的使用效果。
由于净化剂具有不含硅，用后不增硅的特点，以及净化剂在具有长效孕育作用的同
时，具有强烈的净化铁液的功能和明显的细化晶粒的作用，在应用于球墨铸铁生产的过程中，产生了一些创新技术，不但可以减少球铁铸造缺陷，提高球铁力学性能，提高球
作者简介：蒋祖滨（1944- ），四川省都江堰人，中国发明协会会员，都江堰市金星钢铁助剂研究所所长，研究方向：钢（铁）水净化。手机：13882139065
铁品质，还可以降低生产成本，可以为用户创造价值，是一些值得大力推广的实用技术。
1、现代铁水净化技术
长期以来，我们在球铁生产中，大都重视球铁炉料配制，重视熔炼温度；在制定工艺措施时，大都重视球化工艺、造型工艺和浇注工艺，完全忽视了对熔炼后铁液的净化精炼。尤其是在生铁质量下降，球化剂质量下降，硅铁质量下降的前提下，混熔或悬浮在球铁铁液中的氧化物、硫化物、硅酸盐等非金属夹杂物大量增加，降低了球铁铁液的洁净度。在这种情况下，如果不对球铁铁液进行净化精炼处理，混熔或悬浮在球铁铁液中的各种形态的非金属夹杂物就会随着铁液的凝固而留存在球铁铸件中，形成各种铸造缺陷，降低球铁的力学性能，恶化球铁的加工性能。因此，要清醒地认识到：提高球铁铁液的洁净度是保证球铁铸件品质的主要措施。要降低球铁铸造缺陷，要提高球铁力学性能，要提高球铁产品质量，必须从球铁铁液的净化精炼着手。
净化剂具有强烈的净化铁水的作用，由金星钢研所总结推广的现代铁水净化技术[1]，已经广泛用于各种球铁件的生产，尤其在离心球铁铸管和20吨至30吨大型球铁铸件的生产中，取得了非常好的使用效果。
2、增加回炉料加入量的方法
有研究指出[2]：生产厚大断面球墨铸铁件时，配料、熔炼工艺必须从严控制，不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁，原铁液硅含量不能超过一定范围。这个结论，把“不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁，原铁液硅含量不能超过一定范围”，列为生产厚大断面球墨铸铁件的禁区。
众所周知：稳定生产厚大断面球墨铸铁件的能力是衡量铸造企业生产工艺水平高低和国家铸造技术发达与否的重要标志[3-4]，而能否突破“不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁，原铁液硅含量不能超过一定范围”这个禁区，是直接关系到球铁铸件成本和铸造企业市场竞争力这两个十分重要的核心课题。
为什么生产厚大断面球墨铸铁件不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁呢？为什么对原铁液硅含量要进行恰当控制呢？已有的研究结果认为，孕育过量使厚大断面球墨铸铁件终硅量过高时例如终硅量大于2.0%—2.2%时，不利于控制石墨畸变和提高力学性能[5]。
按照这个结论，如果过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁将会使原铁液含硅量增加。例如当原铁液硅含量超过1.43%时，使用硅铁孕育，硅铁用量少，达不到孕育效果，有球化失败的可能；足量孕育，会导致球铁铁液终硅量增加，导致石墨形态恶化，石墨开花严重，力学性能下降。导致这个结局的重要因素在于硅铁含硅。
净化剂是一种不含硅的长效孕育剂，使用净化剂对球墨铸铁铁液进行孕育，不但可以获得长达20分钟左右的孕育时间，而且由于其不含硅，不会导致原铁液终硅量增加而恶化石墨形态。所以使用净化剂处理球铁铁液，在获得理想的净化精炼效果的同时，获得了长效孕育效果，不会导致原铁液终硅量增加，打破了厚大断面球墨铸铁件“不能过多使用回炉料和硅含量过高的生铁以及原铁液硅含量不能超过一定范围”这个禁区。打破这个禁区的实际意义在于，“是否可以适当提高原铁液硅含量，以充分利用Si固熔强化铁素体的作用，通过提高原铁液Si含量来提高厚大断面球墨铸铁件的力学性能[6]”，这两个日益受到人们关注的课题迎刃而解，达到了降低生产成本和提高球铁铸件质量两个目的。
3、减少电解铜加入量的方法
在生产厚大断面球墨铸铁件和高牌号球墨铸铁件时，往往需要添加较大比例的电解铜来达到细化晶粒，改善铸件内在质量的目的。如某机器公司，生产单件重达20-30吨的大型注塑机球铁件产品，使用净化剂前，每吨铁液加入9公斤电解铜，使用净化剂后，每吨铁液只加入3公斤电解铜，得到了同样的效果，每吨铁液少加入6公斤电解铜，大幅度地降低了生产成本。
4、结论
在球化处理时，使用现代铁水净化技术，对铁液进行净化精炼，可以获得三种使用效果：
4.1 可以有效减少铁液中的有害气体，可以清除混熔或悬浮在铁液中的各种有害非金属夹杂物，获得高洁净度球铁铁水，生产优质球铁铸件产品。
4.2 使用净化剂净化孕育球铁铁液，由于净化剂不含硅，用后不增加原铁液硅含量，因而可以增加回炉料和硅含量较高的生铁的用量，可以适当提高原铁液硅含量，从而降低炉料成本。
4.3 使用净化剂变质处理球铁铁液，可以减少电解铜加入量，大幅度降低电解铜使用成本。
参考文献：
[1] 蒋祖滨，现代铁水净化技术，第十一届全国铸造年会论文集，2006.9：283-285
[2][6]黎振华、李言祥等，原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件石墨形态与力学性能的影响，2007（5）： 513-515
[3] 周继扬，西德的160吨大球铁件[j]，球铁， 1984（4）：52-55
[4] 孙灿、梁维中、刘军等，大型厚壁球铁件生产现状及展望[j]，现代铸铁，1999（3）：5-11
[5] 丁霖溥、丁刃锋、柴树繁等，大型厚壁球墨铸铁件的质量控制[j]，铸造，1997，46（1）：27-30
