球墨铸铁的球化处理工艺常用的也有十几种之多。冲入法是目前国内应用最广泛的一种球化处理方法。 但是这种方法缺点较多：镁的吸收率低、球化效果不稳定、镁光烟尘非常浓烈、工作环境恶劣等。随着人们对球墨铸铁综合性能以及环保要求的不断提高，各个工厂都在努力改进冲入法或者换用其它球化处理工艺。喂线工艺就是一项很有发展前景的新技术。

喂线处理站：采用立式喂线机。此喂线机是由输线机构、夹持力调整机构、测量计数机构、驱动与调速机构、以及数据显示与控制装置组成。其主要性能如下：

a）喂线速度范围：0~80米／分；

b) 随机显示瞬间喂线速度和已喂入的包芯线长度；

c) 具有喂线长度、喂线速度及自动退线长度预置及自动停机等功能。

铁水浇注：

浇注温度：1350-1400 C°。喂线处理后至浇注完毕的时间要控制在8分钟内。

4 喂线处理技术在铁水处理应用的限制环节

70 年代末，喂线技术在炼钢工业中的应用已是非常普遍，它的应用解决了将易起反应或易氧化的物料加入金属液中的问题。在铸铁中的应用则始于八十年代末，主要是应用于铁水的球化与孕育环节。经过各国铸造工作者的不懈努力，喂线技术在铁水的球化与孕育处理的应用已日趋成熟，在质量稳定性及生产控制方面发挥的优势已逐步为广大铸造工作者所接受。但是也受到一些环节的影响，从而制约其推广应用。

1）成本的投入

喂线技术的应用会造成直接处理成本略有提高和相关设备的投入，需要人们在产品质量的提高和成本的投入方面进行有效的权衡，这是目前喂线技术在铁水处理中应用的限制环节之一。

 因此，当前及以后相当一段时期的主要问题是如何降低喂线工艺的处理费用（也即如何减少包芯线的消耗量），所以研究课题也主要集中在对高镁合金包芯线，以及与其相关的喂线工艺的研究和应用上。镁含量高达30%以上的合金包芯线的普遍应用，应该说处理成本问题得到了较好的解决。同时，随着环境治理的加强，各国在继续努力地减少喂线法在铁液球化处理时产生的烟尘和镁光。

    在保证理想的处理效果前提下，如何实现最低的喂线处理成本，是一个重要问题。目前各种包芯线技术也在不断创新，以实现满足质量降低成本。要想保证实现理想的处理效果，就必须保证合理的处理时间以及合适的包芯线长度以保证合适的终硫量，同时获得稳定的残镁量和残余稀土量。显然，在此条件下，要想获得最低的处理成本实际就是包芯线参数的选择问题。在同时满足下述两个条件时， a） 喂入铁水中的有效镁与喂入铁水中的钢带重量的比值较大，也就是要提高镁的吸收率；b） 包芯线单位长度的含镁量与钢带重量的比值较大，处理成本应为最优值。

2）喂线设备的可靠性操作的方便性

喂线处理站设备的可靠性以及操作的方便性也是影响喂线球化工艺应用的重要环节之一。

喂线设备的可靠性，会直接影响喂线工艺的使用，如果喂线设备经常出现故障，就会耽误生产，影响很大。另一方面喂线设备不稳定，包芯线加入量稳定性难以保证，就会直接影响球化效果。喂线处理站某些环节操作是否方便也会影响操作者的体验性。

3）包芯线质量的稳定性和一致性

包芯线质量的稳定性和一致性更是影响喂线球化工艺应用的重要环节之一。

包芯线质量也是很关键。包芯线如果空心、断裂，就会影响球化过程。包芯线中Mg含量的波动，一致性差，就会造成球化质量不稳定，就会影响喂线工艺的使用效果。

5 采用喂线处理与冲入法处理的区别

冲入法是目前国内应用最广泛的一种球化处理方法。但是这种方法缺点较多：镁的吸收率低；球化效果不稳定；镁光烟尘非常浓烈；工作环境恶劣等。包芯线喂线处理的优点是：脱硫脱氧效果好，降温少，放宽了对原铁液的要求；镁的吸收率高并且比较稳定，残镁量波动范围窄；渣量少，渣的碱度高；减少了处理过程的烟尘和镁光；可以实现合金添加量的精确和自动化作业。因此，喂线工艺是一项很有发展前景的新技术。主要地，从质量上及处理成本上两者具有如下差异：

5.1 质量上的差异

我国的球铁生产目前大部分采用冲入法，尽管已经经过了几代人的努力改进，使该球化处理工艺在许多方面都有了很大的改观，但仍然存在着许多（有的甚至是难以克服的）缺点：

1） 球化效果不稳定；

2)  球化剂消耗量大，镁的收得率低。

与冲入法处理相比，普遍意义上讲，采用喂线处理的终硫量要明显低于冲入法的终硫量。采用喂线球化处理后，与冲入法相比，铁水在下述方面有所改善：

1） 采用喂线法处理工艺生产的球墨铸铁件残S量低；

2） 残Mg量的波动亦小；

3） 铸件球化效果好，石墨球数量多、尺寸小、圆整度高、球化率高；

4） 铸件力学性能良好，且性能稳定。

  图1 两种工艺生产的铸件本体金相组织 100x

5.2 处理成本上的差异

由于包芯线芯剂中的Mg／Si 值是冲入法合金的3 倍左右，因此，在取得相同残镁量的条件下，补硅量仅为冲入法的1／3 左右。

在单独计算喂线成本的条件下、即不计补硅成本的条件下，在大多数包芯线参数、喂线参数和处理铁水条件参数相匹配时，采用高镁合金包芯线的喂线球化成本是低于冲入法球化成本的。

如果在补硅量与冲入法处理相同的条件下进行比较，则采用喂线处理的直接成本要高于冲入法15～30 元／吨。

采用孕育包芯线进行孕育处理时，则必须承受钢带所带来的成本的提高。

喂线孕育是将孕育剂包裹至包芯线中，并以喂线机喂入铁水，待钢带失效后与铁水进行孕育反应。很显然，喂线孕育是一种铁水的后孕育处理技术，不受铁水位置的制约，可根据需要，在尽可能靠近浇注的区域实施喂线孕育。

喂线孕育与冲入法孕育的成本比较，在孕育剂的加入量完全一致的前提下，二者在下述方面进行比较：

1） 孕育包芯线的钢带对孕育成本呈负面影响；

 2） 孕育包芯线中孕育元素在铁水中的收率较高，对孕育成本呈正面影响；

 3）孕育剂粉有包芯线钢带的保护，氧化极少，利于获得好的溶解性；

 4） 孕育剂加入量准确，会减少浪费，对成本呈正面影响。

通过上述比较喂线孕育与冲入法孕育在成本上的区别，一般来说：喂线孕育较冲入法孕育的成本高20～40 元／吨铁水。要想降低钢带对孕育成本的负面影响，方法有二： 一是在高效孕育上想办法，通过降低孕育剂的加入总量来降低钢带的加入比例；二是加大孕育线的芯铁比，相对降低钢带的加入比例。

在上述处理成本的条件下进行成本比较时，采用含镁包芯线进行喂线处理时在下列情况下可取得优势：

⑴ 铸造厂具有回炉料问题或处理后铁水的终硅量偏高时；

⑵ 由于喂线处理所获得的球化质量提高，可以得到更好的铸件质量时；

⑶ 由于喂线处理提高了铸件成品率，可以弥补喂线法造成的补硅成本；

⑷  采用喂线技术来解决环保问题的厂家。

6 铁水喂线处理技术应用时出现的常见问题

1)实际喂线长度波动较大

喂线球化处理时最常见的问题就是在得到同样残镁量的情况下，实际喂线长度波动较大。

2)包芯线质量问题

在包芯线芯剂重量波动、芯剂含镁量波动和芯剂氧化镁含量波动影响处理结果。

3）设备问题：

设定的喂线速度和喂线长度没有实现。

4)包芯线断线、空心故障

质量好的含镁包芯线对于整个喂线工艺很重要。

从保证喂线成功的必要条件上讲，首先是在喂线过程中不能发生断线。这取决于所选用钢带质量和包芯线芯剂与钢带的比值是否合适。钢带的延伸率、强度偏低、夹杂物含量偏高，都是造成包芯线断线几率增加的原因。包芯线的芯剂与钢带的比值过大，造成包芯线抵抗弯曲变形的能力变差，容易发生断线现象。

5）包芯线加入量不稳定

包芯线加入量不稳定主要受以下方面影响：（a） 包芯线芯剂重量的稳定性：包芯线单位长度芯剂含量及含镁量的稳定性；包芯线颗粒充填程度的稳定性和均匀性。（b） 芯剂质量的稳定性：硅基高镁合金的冶炼质量，都会影响镁在铁水中反应过程和吸收过程的稳定性；镁的合金化程度及镁相的分布； 镁在硅基合金中的偏析程度；镁的偏析造成镁在包芯线中分布的不均匀性。

6)喂线过程不平稳

从保证喂线效果的条件上讲，喂线过程的稳定性是评价包芯线质量的重要标准。主要受以下方面影响：

包芯线线卷的结构设计、排线质量的影响：从喂线阻力的角度考虑，包芯线线卷的内径设计将会对整卷包芯线在喂线过程的阻力分布的均匀性带来影响，线卷的内径过小或错层排线现象都会造成喂线阻力的增加，影响最佳喂线速度的实现，影响设定条件下镁与铁水反应强度及吸收的稳定性。

喂线站结构也会影响包芯线喂线过程的顺利程度。

7 结束语

⑴  喂线球化工艺作为一种较为环保、能够实现智能的球化处理工艺越来越多地得到推广应用。也要不断提升喂线工艺的技术含量，使其具有更强的生命力。

⑵   喂线球化处理工艺综合成本并不比冲入法高许多。同时，包芯线也在不断创新，以不断满足质量降低成本。

⑶   喂线处理站设备的可靠性以及包芯线质量的稳定性是影响喂线球化工艺应用的重要环节。这将是今后重要的改进方向。

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