編者按：比起2004年，鐵水凈化這個觀點，已經成為鑄造界更加關注的熱門話題，現(xiàn)代鐵水凈化技術同樣成為鑄造界關注的焦點。為了使鑄造同仁能夠正確掌握和使用現(xiàn)代鐵水凈化技術，結合五年多來現(xiàn)代鐵水凈化劑在鑄造實踐中的應用，筆者對原稿進行了一些必要的修正，使其對鑄造實踐更具指導性。希望修正后的現(xiàn)代鐵水凈化技術能在提高國產鑄件的質量中，起到推動的作用。
現(xiàn)代鐵水凈化技術
蔣祖濱
(都江堰市金星鋼鐵助劑研究所，四川都江堰 611833)
摘要：鐵水的質量是影響鑄件產品質量的主要矛盾，其中鐵水純凈度是影響鐵水質量的薄弱環(huán)節(jié)。介紹了采用鐵神一號凈化劑對灰鐵、球鐵和鑄鋼進行凈化處理的效果、操作方法和注意事項。
關鍵詞：鐵水質量，鐵水凈化，鐵水凈化劑
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 鐵水凈化是生產優(yōu)質鑄件的主攻方向
常識告訴我們：鐵水的質量是影響鑄件產品質量的主要矛盾。鐵水的質量由鐵水溫度、化學成份和鐵水純凈度三大指標構成。三大指標中，哪一個是薄弱環(huán)節(jié)呢？由于沖天爐技術的發(fā)展，感應電爐以及雙聯(lián)熔煉技術的應用，可以輕易地獲得1500度左右的高溫鐵水[1]；現(xiàn)代爐料配制技術和現(xiàn)代爐前快速檢測技術的發(fā)展及廣泛應用，可以對鐵水的化學成份實施在線調控，從而獲得化學成份準確和穩(wěn)定的鐵水[2]。由于大多數(shù)鑄造企業(yè)對鐵水重熔輕煉，甚至只熔不煉，使鐵水純凈度極差，因而鐵水純凈度成為三大指標中的薄弱環(huán)節(jié)。在鑄造過程中，鐵水中的各種夾雜物隨著鑄件的凝固而留在鑄件產品內部，形成各種鑄造缺陷，成為影響鑄件產品質量的主要矛盾。因此，如何清除鐵水中的有害氣體和各種夾雜物,從而獲得純凈鐵水，成為生產優(yōu)質鑄件的主攻方向。
2 現(xiàn)代鐵水凈化技術
長時間以來，為了減少鐵水中的夾雜物從而獲得純凈鐵水一般使用三種方法：高溫熔煉、過濾網、聚渣劑。
高溫熔煉能清除鐵水中的夾雜物嗎？否。在煉鋼生產中，鋼水溫度高達1700度左右，鋼水中的夾雜物尚需使用“爐外精煉技術”才可以去除[3,4]，而鐵水最高溫度無非1500度左右[5]，怎么可能清除鐵水中的夾雜物呢？
過濾網能清除鐵水中的夾雜物嗎?否。過濾網受孔洞大小限制，只能過濾顆粒較大的宏觀類浮渣，假若其孔洞小到可以過濾以微米計算的微觀夾雜物，鐵水如何順暢通過而進入鑄型？因此我們認為：過濾網只能過濾扒渣未盡的鐵水表面浮渣。
聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識，無須多議。
因此，使用“高溫熔煉”、“過濾網”、“聚渣劑”等傳統(tǒng)手段，只能解決鐵水表面浮渣，對于混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物，事實上是處于束手無策的狀態(tài)。
基于上述認識，我們根據(jù)“鐵水凈化理論” [6]，結合在鑄造生產中，使用鐵神一號凈化劑的實際經驗，總結出現(xiàn)代鐵水凈化技術，全力在鑄造界宣傳和推廣，希望達到三個目的：
一是統(tǒng)一思想。使廣大鑄造工作者認識到：要生產優(yōu)質鑄件，必須獲得純凈鐵水；二是使盡可能多的鑄造企業(yè)掌握和使用現(xiàn)代鐵水凈化技術，提高國產鑄件產品的質量。三是使盡可能多的鑄造企業(yè)通過生產優(yōu)質鑄件產品，尤其是生產質量好，成本低的優(yōu)質鑄件產品，提高盈利能力，從而增加鑄造企業(yè)的市場競爭力。
下面分三點介紹現(xiàn)代鐵水凈化技術。
2.1 現(xiàn)代鐵水凈化技術的實施方法
現(xiàn)代鐵水凈化技術是通過使用鐵神一號凈化劑處理鐵水，在對鐵水實施長效孕育的同時，去除鐵水中的各種有害氣體，清除混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物，從而獲得潔凈的、流動性好的純凈鐵水。
鐵神一號凈化劑是一種什么樣的產品呢？首先要認識到，鐵神一號凈化劑是一種長效孕育劑。鐵神一號凈化劑是一種不含硅的新型長效孕育劑，具有長效孕育功能而不增硅，其孕育效果超過鍶硅[6]和硅鋇[7]。鐵神一號凈化劑在具有長效孕育功能的同時，還具有多種復合功能：一是凈化鐵水功能。鐵神一號凈化劑是目前唯一可以去除鐵水中的各種有害氣體，清除混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物的產品。二是細化晶粒。它可以使晶粒更細，片狀石墨更薄，石墨球更小更圓整[8]，既增加了密度，提高了防透漏性能，又因實現(xiàn)了均質化而利于克服偏析，減小了斷面敏感性[7]。三是具有長效孕育功能。使用鐵神一號凈化劑對鐵水進行長效孕育，既可以延緩孕育衰退，又可以延緩球化衰退，孕育時間可以長達30分鐘之久[9]。
2.2 鐵神一號凈化劑的加入量及使用方法
2.2.1 加入量：根據(jù)原鐵水的具體情況和孕育、凈化目的，用量范圍在0.5%～1%之間浮動，一般建議用量0.5%。
2.2.2 鐵神一號凈化劑在灰鐵和鑄鋼中的使用方法
先將計算并稱好的鐵神一號凈化劑裝入小編織袋內備用。在鋼（鐵）水出至1/3左右時，將備用的鐵神一號凈化劑，連同編織袋投入鋼（鐵）水中，出完鋼（鐵）水后，使用“扒渣棍”在鋼（鐵）水表層內來回推擋,將形成的灰包推破,同時反復壓入鋼（鐵）水100mm—200mm。約2min～3min后，浮渣發(fā)紅變軟并逐漸形成凝聚狀覆蓋物，鋼（鐵）水變得清澈時停止攪拌。凝聚狀浮渣覆蓋鋼（鐵）水，既保溫又避免鋼（鐵）水二次氧化，不需扒出，只需擋渣即可澆注；澆注完畢后，倒渣即可。
特別提示：攪拌十分重要，一定要認真攪拌到浮渣發(fā)紅變軟為止。鐵神一號凈化劑是粉狀物料，切勿放入出鐵槽或作隨流孕育。采用包底沖入法時，切勿放入干包，以防澆損，必須在鋼（鐵）水出至1/3左右時，連同裝有鐵神一號凈化劑的編織袋一起投入鋼（鐵）水中，切勿倒入鋼（鐵）水中，以防粉狀成份隨熱氣流飛逸而影響使用效果。
2.2.3 鐵神一號凈化劑在球（蠕）墨鑄鐵中的使用方法
(1) 放置順序
先將計算并稱好的鐵神一號凈化劑裝入小編織袋內備用。使用時，在球（蠕）化包內依次放入：球化劑（蠕化劑）、裝有鐵神一號凈化劑的小編織袋、硅鐵、鐵屑、覆蓋劑。之后按原工藝進行球（蠕）化處理。
特別說明：由于鐵神一號凈化劑是一種十分優(yōu)良的長效孕育劑，這時加入的硅鐵，只需滿足鐵水終硅含量即可。
(2) 攪拌扒渣
球（蠕）化完畢后，應使用“扒渣棍”在鐵水表層內來回推擋，同時反復將浮渣壓入鐵水100mm—200mm。攪拌2～3分鐘，在不影響澆注溫度的前提下，盡可能延長靜置時間，經多次扒渣，直至扒凈浮渣后澆注。
3 現(xiàn)代鐵水凈化技術優(yōu)勢
鑄造實踐證明：現(xiàn)代鐵水凈化技術可以使鐵水的純凈度達到根本的改善，是獲得純潔鐵水的有效手段。鐵水內部各種有害氣體和各種非金屬夾雜物數(shù)量的減少，晶粒的細化，必然會帶來鑄鐵內部組織優(yōu)化組合和鑄鐵綜合性能質的飛躍。到底會帶來哪些變化，需進行大量的實驗論證，現(xiàn)在尚無定論。下面幾個顯著的變化，希望引起鑄造界的高度關注。
(1) 經鐵神一號凈化劑處理的灰鐵試棒，延伸率為0.28%。
(2) 經鐵神一號凈化劑處理的灰鐵件,可以使用低碳鋼焊條在常溫下進行焊補[6]。
(3) 經鐵神一號凈化劑處理的鉻銅耐磨鑄鐵的耐磨性能與鉻鉬銅耐磨鑄鐵的耐磨性能相當。
上述變化，主要來自于使用了現(xiàn)代鐵水凈化技術而獲得的純凈鐵水。這些變化，對近百年來存在于鑄造界中的“鑄造用鐵水不需要很干凈”這個觀念是一個挑戰(zhàn)；上述變化，使我們認識到，使用純凈鐵水，不但能夠減少各種鑄造缺陷，提高鑄件產品質量，還有可能產生意想不到的結果；上述變化，給鑄造界提出了一個共同的后續(xù)課題：如何進一步用好鐵神一號凈化劑強烈凈化鐵水和強烈細化晶粒這兩個特點，改善和提高鑄件產品質量，增加企業(yè)利潤；進一步用好鐵神一號凈化劑上述兩個特點后，能否產生新的鑄鐵材料？仁者見仁，智者見智。這個后續(xù)課題，可能蘊藏著新的商機。
4 使用現(xiàn)代鐵水凈化技術，降低鑄造成本，增加企業(yè)利潤
由于使用現(xiàn)代鐵水凈化技術，在對鐵水進行長效孕育的同時，可以強烈地凈化鐵水，細化晶粒，從而大幅度提高鐵水綜合質量，所以在爐料配置中，可以使用較低牌號的新生鐵，可以較大量地使用回爐料，尤其可以使用低質量甚至極低質量的廢鐵爐料，使爐料成本大幅度下降，從而增加企業(yè)利潤。
使用低牌號新生鐵和低級廢鐵爐料后，是否可以保證鑄件產品的質量呢？答案是肯定的。這是充分發(fā)揮了鐵神一號凈化劑長效孕育作用，對鐵水強烈的凈化作用和明顯細化晶粒作用等綜合作用的結果。
四川省都江堰市金星鋼鐵助劑研究所于2004年研究成功、宣傳推廣鐵神一號凈化劑，2005年提出鐵水凈化理論，現(xiàn)在又完整地總結并推廣現(xiàn)代鐵水凈化技術，目的在于使鑄造界認識到，只有使用純凈鐵水，才能生產出高質量的鑄件產品，才能增加鑄造企業(yè)的利潤，才能使鑄造企業(yè)在殘酷的市場競爭中，立于不敗之地。
參考文獻
1 中國機械工程學會鑄造分會．鑄造手冊(第1章) ．北京：機械工業(yè)出版社，2004：5～6
2 中國機械工程學會鑄造分會．鑄造手冊(第4章) ．北京：機械工業(yè)出版社，2004：245～246
3 張鑒．爐外精煉的理論與實踐．北京.冶金工業(yè)出版社，2004(9)第三次印刷，350
4 [日]木尾 岡博幸，李宏．爐外精煉—向多品種、高質量鋼大生產的挑戰(zhàn).北京.冶金工業(yè)出版社，2002(6)，121
5 張武城，李傳軾．鑄造熔煉技術．北京：機械工業(yè)出版社，2004.12，92
6 蔣祖濱．新型孕育劑,為用戶創(chuàng)造新增利潤．第5屆中華鑄造技術交流論文集，第5屆中國鑄造科工貿大會·張家界，2005，106～109
7 蔣祖濱，劉金海，曾大本．鐵神一號凈化劑對灰鑄鐵組織和力學性能的影響．鑄造技術，2006(3)：234～236
8 蔣祖濱，劉金海，曾大本．鐵神一號凈化劑對球墨鑄鐵組織和力學性能的影響．試驗報告，6～10，（www.87jgb.cn）
9 陳啟明．鐵神一號凈化劑在建成(撫順)鑄管及配件有限公司使用情況的介紹．(www.87jgb.cn)
