在澆注爐內緊密石墨鑄鐵生產的控制過程的製作方法

2023-05-16 23:57:16

專利名稱：在澆注爐內緊密石墨鑄鐵生產的控制過程的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種為凝固成緊密石墨鑄鐵的鑄件提供預處理鐵水的方法。
緊密石墨鑄鐵(下面縮寫為CGI)是這樣一種鑄鐵，當在拋光的一個二維平面上觀察它時，其中的石墨呈蠕蟲狀(也被稱為緊密鑄鐵或蠕蟲狀鑄鐵)；蠕蟲狀石墨在ISO/R945-1 669中被定義為「FormIII」石墨或者按照ASTM specification A247蠕蟲狀石墨被定義為「Type IV」石墨。
CGI的機械性能是灰鑄鐵和球墨鑄鐵的最佳性能的結合。CGI的疲勞強度和極限抗拉強度與珠光體球墨鑄鐵的數值相當，同時CGI的導熱性與灰鑄鐵的導熱性相似。儘管如此，CGI與約佔鑄鐵總產量70％的灰鑄鐵和約佔鑄鐵總產量25％的球墨鑄鐵相比，目前CGI只佔鑄鐵的世界總產量的有限的部分。
以前CGI的產量有限的一個原因是難以可靠地生產CGI。難點是在生產CGI的過程中CGI中的石墨化能力和石墨形態變質元素必須在一個很窄的範圍內被同時控制。迄今，藉助於大量的實驗以及完全憑經驗條件和經常性的高昂代價，才使這個控制過程得以完成。SE-B-444,817，SE-B-469,712和SE-B-470,091所描述的方法已經大部分解決了這些困難。SE-B-444,817描述了一種包括石墨形態變質劑的鑄鐵的生產方法，被建立在一種熱分析法上的該方法基於一個小而且有代表性的試樣的實際凝固過程，該熱分析方法能夠形成石墨的析出和生長而且最終如澆注時所要求的CGI的最佳凝固那樣用附加的石墨形態變質元素處理鐵水。由於在凝固過程中試樣的中心和接近取樣的容器壁的鐵水的一個位置的溫度隨時間的變化被記錄，因此得到了能用來提供關於澆注過程中凝固階段的信息的兩個不同的凝固曲線。因為這種取樣方法提供了快速而又很準確的關於鐵水的固有的結晶性質的信息，所以SE-B-444,817的主題提供了一種在宏觀上控制CGI生產的最初的現實可能性。
SE-B-469,712講述了一種SE-B-444,817所講述的方法的改進，在該改進的方法中利用裝有一種物質的一種帶壁的特殊類型的取樣容器，該物質使溶解在靠近該容器的鐵水中的鎂元素的濃度降低至少0.003％。這樣做的目是建立一個降低鎂含量導致產生片狀石墨的界限；關於Mg元素，從緊密石墨的形態到片狀石墨的轉變延續只有0.003的百分點的濃度範圍，主要從0.008％到0.005％，雖然其絕對的值可隨凝固時間而變化。
SE-B-470,091描述了SE-B-444,817所講述的方法的進一步的改進。該專利說明書描述了如何能確定組織被變質處理的鐵水的實際的碳當量(C.E)或者石墨化能力，尤其碳當量(C.E)高於共晶點的CGI。而且再次使用熱分析結果來校正或調整鐵水的成分。該方法以引入低碳含量鑄鐵的取樣容器坯料為基礎，當該容器裝有鐵水時其中該坯料的尺寸是這樣的，即當容器充滿鐵水時該坯料不完全被熔融。當溫度越過γ液相線時，做為一種近似的組織被變質處理的鑄鐵的絕對溫度或相對於共晶溫度的實測的和已校準的值的溫度差被記錄；在該組織被變質處理的鑄鐵的相圖的基礎上，鐵水的碳當量(C.E)被確定。
這些專利說明書的所講的內容基本上代表了以工業規模為基礎的相同質量的CGI的生產方法的技術狀況。對於在例如DE-Al-29,37,321(stefanescu)，DE-Cl-34,12,024(Lampic)或JP-52,026,039(Komatsu)中所描述的老式的方法，這幾乎是不實際的，因為這些老式的方法充滿了廢品的問題。然而，如上所述，CGI的生產仍然是很有限的。導致這樣的一個重要的原因是迄今還不能在一些連續或半連續的過程中可靠地控制CGI的生產，而只能在斷續的過程中控制CGI的生產。
這裡「連續過程」的基本意思是連續地提供凝固成CGI的鐵水的過程，例如澆注被設置在連續移動的鑄型生產線內的鑄型，即，沒有任何裝原料或移動被處理的鑄鐵的過程的間斷並從中能連續地獲得這樣的不間斷鐵水流的過程，與「批量生產過程」不同，「批量生產過程」的意思是凝固成CGI的鐵水的各部分的生產和分配隨意地跟著一個接下來的類似的斷續的操作；「半連續的過程」意思是包括一個斷續的子過程和一個連續的子過程的一個總的過程，例如，一個包括斷續的處理過程和一個向反應容器裝原料的過程，從該反應容器中可以連續地獲得最終的產品，即，沒有任何間斷，在本案中，意味著在一個連續移動鑄型生產線上選擇生產CGI的連續的鑄件但其也能夠生產CGI的獨立的鑄件。
一個批量生產過程和一個連續或半連續的過程之間的一個重要的差別是在批量生產過程中，產品性能基本上不能從一個產品到另一個產品改變和調整，而只有當準備一批新的原料時產品性能從一個產品到另一個產品被改變或調整，而在至少包括一個被控制的連續的子過程的一個過程中這樣的改變和調整基本上隨時隨地都能進行；在本案中，是在澆注前生產過程的最後的可能階段通過對鐵水中的孕育劑(也可選擇石墨形態變質劑)的含量的在線控制而影響生產過程的，這將在以後更詳細地討論。為了簡單起見，以及證明上述所討論的差別，在本說明書中「連續過程」的概念和「半連續過程」的概念將被包括在「連續過程」一詞中。
為了經濟利益，近似網狀的鑄造金屬或合金的大規模的生產早晚需要一種連續的製造過程，這個事實對於本領域普通技術人員來說是顯而易見的，連續過程對於批量生產過程來說具有許多優點，這對於本領域普通技術人員來說是清楚的。從邏輯上講，例如，連續製造方法的優點在於「稠密部分」(congested sections」，或者「湧塞(bot-tlenecks」)的潛在危險在生產鏈中大大地減少，並能提供生產設備最佳的經濟用途。
如在引言中所述的，仍然利用斷續過程而不用連續過程生產CGI的主要原因之一是因為老式技術的過程的控制問題不便於可靠的連續的CGI生產過程。
在這個領域內的有實示意義的所有技術改進都有朝著解決斷續製造過程的問題的方向。前面所述的專利說明書描述的方法是控制和調整有限量的(即，一個批量)給定鐵水成分。從這批量中取出一個試樣進行熱分析，如果熱分析的結果與所規定的數值不符合，那麼整批量的組分被校正，即，如果這校正是完全可能的；如果該批量的組分不能被校正，那麼整個批量被轉移走。
取樣以及校正鐵水的組分之後，鐵水按照已知的方法儘可能快速地澆注，通常在5-20分鐘之內。當等待的時間過長時鐵水內的許多附加物起化學反應而且在鐵水保持的溫度下變得不活潑。這樣，批量生產過程的條件不允許對於每一批量多於一次的取樣機會，而且過程中斷是不允許的。試樣從一個移動的澆包中獲得以及在分析試樣的時間過程中鐵水有被除渣的時間和被送至最終處理的位置的時間，在那裡該分析結果被用來對澆注前的鐵水進行一些必要的調整。終止的熱分析是不合適的因為這將減少可利用的澆注時間。這樣，現有的工藝過程雖然在許多方面是有優勢的，但是它對連續製造過程似乎沒有形成好的基礎，因為按照所述的以前的工藝對於產品性能的直接控制沒有提供機會，只是當時對一個批量調整。
在批量生產方法過程中，在該過程的早期階段於鐵水中加入孕育劑和石墨變質劑的主要的量，之後實施熱分析取樣過程以及澆注前立刻對鐵水成分調整。由於孕育劑的作用有限，孕育劑主要的量必須顯著地大於與在待澆注的鑄鐵中所要求的含量相對應的量，因為孕育劑具有有限的效果；孕育劑促進石墨晶體的形成，但如果鐵水的澆注和冷卻不突出，那麼許多所形成的晶核在鐵水中再次溶解或在物理上例如因漂浮作用晶體核被從鐵水中排出。將孕育劑的用量減少到與被澆注的鑄鐵中所要求的含量相應的量當然是所希望的。
被加入該過程內的存在於鐵水中的硫的量必須被保持在一個低的水平；硫本身在CGI中是不希望得到的，因此在該過程中無論如何硫本身必須被消除。高的硫含量也將降低熱分析的準確性。存在的硫同Mg反應，Mg是用在該過程中的石墨形態變質劑。如在SE-B-469，712中所提供的內容，只有以元素的形式被溶解的Mg有使石墨形態改變的作用。在分析測量的結果時，一個高的硫含量引起關於加入的Mg的主要部分與在取樣時存在的硫是否或沒有完全反應的誤差問題，以及關於鐵水需要被校正的範圍的誤差問題。找到減少或消除這些誤差的方法當然是所希望的。
本發明的一個目的是藉助於一個實施過程控制的改進的方式，提供一種CGI的連續的生產方法，該方法具有上面所指出的希望得到的性能。
這個目的由權利要求1所述的方法來達到。
所述的發明方法的實施例由從屬權利要求限定。
由於脫離在以前的工藝發展的方向以及代替用熱的方法分析被充分處理的鑄鐵，而使上述問題得以解決，並且利用一個連續過程能夠生產CGI。
按照本發明，只是在澆注前孕育劑需要被立刻精確定量加入，而這在常規方法是不可能的，在常規方法中在過程中孕育劑被大量地早加入，必需過量。而在本發明中，則是測量充分被處理的鑄鐵的結晶的能力，測量的結果用於孕育劑加入的反饋控制，孕育劑的加入在處理過程的可能的最後階段完成，以便於優化加入該系統的孕育劑量。因為孕育劑通常包括FeSi，這將影響碳當量(C.E)的值，因此該結果也被反饋到步驟II並用來增加或減少調整所需要鑄鐵的碳或/和矽含量的處理劑的加入。當實施本發明時，如果需要，為鐵水提供高的含硫量是較容易的。在將熔化的鑄鐵送進調節爐之前可以設置一個脫硫步驟，或者作為一種選擇，也可以加入定量的石墨形態變質劑，此外還有一定量的改善組織性能的變質劑，其中也包括與鑄鐵的硫含量相應配比的量，這樣，所有的硫到過程結束基本上被反應，以便CGI在熔解狀態下不含有硫。如前所述，這個反應不是瞬時的而且損害在過程中所取的試樣。當實施本發明時，在過程結束時從鐵水中取樣，一般鐵水在調節爐內保持很長一段時間。隨著每新的一批鐵水被送至調節爐，所述的新的批量的鐵水的有效的硫濃度通過與存在於調節爐內的較低有效硫濃度的鐵水混合而被減少，以及加入的硫在取樣前被付與了更完全的反應時間。
步驟I的鐵水的生產在一個熔化器內適當地完成，例如沖天爐或電爐，以及鐵水的生產可由一個具有熔煉和處理爐的雙聯法組成。用於生產澆水的原材料可是碎鐵，生鐵原材料，回爐鐵，或者其它常規的鑄鐵爐料，或者以上這些的結合；儘管不希望，原材料仍可有相對高的含硫量。
在步驟II鐵水的碳當量(C.E)通過碳和/或矽或低碳鐵來調整，碳和/或矽或低碳鐵加入的量與它被澆注的鐵水的熱分析的結果相一致；碳當量(C.E)被調整的原理基本上按照SE-B-470,091所描述的方法。
按照本發明的一個實施例(下面被稱為實施例A)，鐵水被送入到一個反應的容器內，通常是一個澆包，在該反應容器內鐵水經歷一個基本處理過程，在該基本處理過程中基本上按照SE-B-444,817和SE-B-469,712所描述的方法，根據上述分析結果的量加入例如象Mg的一種石墨形態變質劑。鎂可用一些適當的常規的方式被加入到鐵水中。含鎂合金(例如FeSiMg合金含有45-60％Te，40-70％Si以及1-12％Mg)可被用於一個所謂的夾層方法(即，合金被放在反應的容器的底部，鐵水在合金上澆注)，因為純Mg產生較少的渣，最好加入純鎂。純鎂可以例如線的形式被加入，或在一個所謂的GF-轉換器(GF＝Georg Fisher AG)中被加入。如上所述，不需要在基本處理過程中包含一種孕育劑，儘管在基本過程中包含加入孕育劑也無關緊要。
一旦完成上述選擇的基本處理過程，即進行鐵水除渣以及將鐵水送至一個調節爐，該爐可以是一個開放式爐，例如，該過程調節是利用一個連續的渣層保護鐵水以防止被空氣氧化，不過最好用一個封閉式的爐，該爐最好設有一種惰性保護氣體的氛圍。這減少了所不希望得到的鐵水成分的氧化，特別是象Mg那樣的容易被氧化的石墨形態變質劑。當利用一種保護氣體時，可利用諸如氮氣或一種惰性氣體，或上述氣體的混合氣體的那樣的不氧化氣體。
按照本發明的一個實施例，所用的封閉式的調節爐最好是增壓的。除了使該爐增壓以及進一步減少空氣進入調節爐內的鐵水之外，在構建調節爐時使爐壓能夠調節，以便以一種有利的方式控制鐵水向鑄型的排空，這將在下面更詳細地描述。
該爐例如可是由ABB公司出售的PRESSPOUR型爐。被加入的單批的鐵水在調節爐內與已存在的鐵水混合。
爐內的鐵水含量的再次充填一般可到達大約25％，因為發現這種翻轉水平具有好的量均衡效果。
按照實施例A，進一步的石墨形態變質劑，例如Mg，如需要可加入調節爐內的鐵水中。鎂可以鋼包鎂芯線或棒的形式加入，線或棒通過爐的外殼或蓋上的一個可封閉的開口加入爐內。如前面的加入物一樣，加入該裝置Mg的量由在鑄型中或其上遊充分處理的CGI的熱分析結果所控制。當至少一定量的石墨形態變質劑加入鐵水中時在鐵水中有產生氣體的危險，例如象Mg，當其被加入鐵水中時容易氣化。當調節爐被增壓時產生的氣體容易破壞增壓控制系統。因此，當在調節爐內將石墨形態變質劑加到鐵水時，調節爐內的壓力最好減小。
在另一個實施例(下面相對於實施例A被稱為實施例B)，鐵水在被澆注到鑄型以前被從調節爐送至一個小的澆注的澆包裡，石墨形態變質劑的總量按照上述鐵水調整原理被加入所述的澆包內，即裝在調節爐內的基本鐵水在先不利用Mg處理。
生產步驟的工序被熱分析取樣中止。取樣最好在澆注槽或在澆注系統，雖然也能從澆注液流取樣或者如從一個澆注的澆包中取樣。取樣可是人工地，例如利用一個手持噴管，或是全自動地或是半自動的，在這裡半自動的取樣意思是實際樣品自動取出而取樣器由人工變換。取樣的裝置例如可是在SE-B-446,775所描述的一種。由於在從調節爐取出的鐵水能提供一個表示爐的含量的熱分析結果之前，為了能使已存在於調節爐內的鐵水與被加入該爐內的每一批新的鐵水混合，必須經過一個給定的時間段，因此在取樣前，調節爐的每批鐵水的再次充填之後必需使幾個鑄型(一般大約4-5個鑄型)通過。另一方面，就實施例A來說，必須以一個速度取樣，該速度足夠快以確保分析結果能用來改善下一個基本處理過程。確定混合時間的持續時間時，必須考慮這些重要的參數，包括充填鑄型所用的時間，鑄型的容量，調節爐的尺寸以及基本處理要完成的可利用的、澆包的尺寸。
開始本過程所用的步驟大部分取決於起始條件例如開始本過程之前車間可用來生產灰鑄鐵或球墨鑄鐵，或調節爐可或多或少裝有鐵水。無論哪種情形，首先調節爐裝有鐵水，可選擇用Mg做基本處理，直至鐵水的硫或/和附加物的濃度基本上在CGI生產的校正範圍內。該爐充填鐵水一般靠經驗，同時可選擇性地藉助取自出鐵口樣品的化學分析。
按照實施例A，首先該爐被充填的鐵水佔爐子容量的大約3/4，直到得到一個孕育劑的穩定和均勻的水平後，鐵水被排出，這個水平一般合適2-4個鑄型，此後澆注被暫時中斷以及取一個熱分析的試樣。熱分析的結果影響在反應容器裡的下一批量鐵水的基本處理，以後鐵水充滿調節爐，分析結果顯示為了快速調整該系統在調節爐內將Mg加入鐵水的可能的需要，此後生產開始。在操作中有計劃的或不希望得到的中止時，爐內壓力減小，然後停止生產，以便於爐出鐵口內的鐵水退回爐內，於是降低Mg的衰弱或氧化。由於在爐內每單位時間的衰弱率是已知的，所以能計算出在中止階段活潑Mg的減少。於是中止後Mg的相對的量能被加入鐵水中，生產重新開始。
當實施實施例B時，開始和停止程序基本上與前面所適用的步驟一樣。澆包應被重新加熱。中止時，如果可能澆包應被排空而使被鐵水進入鑄型或中止後在幾分鐘之內返回調節爐內，如果更長一些的停止，澆包要重新加熱；當重新開始生產時，澆包被簡單地再次充填。
現在將參照一些例子更詳細地描述本發明方法，同時也參照附圖，在附圖中同樣的附圖標識代表同樣的對象。


圖1是按照本發明的方法的實施例A的原理性示意圖；圖2是一個控制圖的實例，該圖用於在實施圖1方法時控制鐵水中的石墨形態變質劑的含量；圖3是類似於圖2的控制圖的一個例子，但只是涉及鐵水中孕育劑的量；圖4是按照本發明的方法的實施例B的一個原理性示意圖；就圖1所說明的實施例來說，該實施例是前面所描述的實施例A的一個實例，在爐2內有先準備的鐵水1。在這種情況下，由鐵屑產生鐵水。如25所示，在鐵水中加入碳和/或矽和/或鋼來調整在爐2內的鐵水的碳當量(C.E)。接下來鐵水被移到一個澆包3內，在澆包3內鐵水經過一個基本處理過程，該過程包括以一些合適的形式加入鎂11。這個基本處理之後，從熔體表面去除渣，鐵水被送至和引入一個封閉的調節爐4，在調節爐4中維持一種增壓的惰性氣體氛圍，該調節爐4是由ABB公司所出售的商標為PRESSPOURR的所謂的壓力澆注型的調節爐。鐵水以一種被控制的方式從該爐流出，或是用在氣體輸送管18上的一個滑閥17或是用安裝在出鐵口9內的放出液體的孔13內的塞杆12來控制爐體空間16內的氣體的過壓，或者是利用這些控制方法的組合。利用一個感應加熱元件22加熱鐵水5而且同時鐵水5在某種程度上也被再次混合。被引入調節爐4中的一批鐵水與已經存在於調節爐內的鐵水5混合。當該過程連續時該調節爐最大容量的大約75％被利用。如需要可以再向爐4中加入鎂。鎂是以鋼包鎂芯的線或棒6的形式加入的，線或棒6通過在爐子外殼8上的一可閉封的開口7被加入爐4中。同其它加入物一樣，鎂的加入量也通過澆注的CGI的熱分析結果加以調整。開口7裝有一個滑閥或蓋19。該裝置還包括一個排煙道20(可選擇用開口7代替)，通過排煙道20，在爐的環境裡的MgO粒子，Mg汽化物及其它氣體被排除，排煙道20裝有安裝在外殼8裡的一個滑閥或蓋21。在操作過程中為了不斷地輸送氣體，閥17打開，而閥19和21關閉。當需要將Mg線6加入爐中時，先使爐內的壓力降低，使出鐵口9內的壓力降至虛線所示的位置，這個操作過程用大約10-70秒完成，然後排煙道20內的閥21和鎂進給閥19打開，這個過程用時大約5秒。Mg芯線6被加入該爐大約30秒。然後閥19和21關閉，該過程再用5秒。最後，閥17打開以及壓力被增至正常操作水平，該過程用大約20秒。這樣將Mg棒6加入調節爐所用的時間總共大約為70秒。排出鐵水前按照上述調整原理將孕育劑10立刻送入該爐的出鐵口9。利用塞杆12控制從爐4排出的鐵水。最後利用一個取樣裝置23取樣進行熱分析而使方法步驟中斷，這裡不詳細地描述。在所描述的情況中，在一個鑄型14的澆注槽或澆注系統15裡取樣。為了確保分析結果表示爐的含量，取樣前，調節爐的每一次再次充填以後允許通過4-5個鑄型。利用一個計算機24分析試樣，在這裡不詳細地描述；虛線箭頭表示從計算機24出來或到計算機24去的信息的流動。
按照下面所描述的理論對該系統的石墨形態變質劑的加入適應地進行調整，在此參照圖2的控制圖，在圖2中石墨形態變質劑的含量的控制值被作為時間的函數標在y軸上，時間被標在x軸上。y坐標的正值表示對於石墨形態變質劑的控制量的過量，負值表示缺乏。當y＝0時，控制量與x軸重合。參照標號有下列意義100＝標準上限(upper specification limit)110＝控制上限120＝控制下限
130＝標準下限(lower specification limit)當實際值在控制限之內(即在線110與120之間)而且趨勢不偏離該區域時，Mg的加入量沒有變化，與前面過程相同的Mg的量被包括在下一基本處理過程中。如果實際值在控制上限110上，在標準上限100下，在下一基本處理過程中Mg的加入量減少，如果實際值在相對較低的範圍內(在線120與130之間)，在下一基本處理過程中Mg的加入量增加。如果實際值在標準上限100之上，鐵水不再從調節爐排出直到Mg含量減弱(有意的)或者爐內的鐵水被含鎂量較低的鐵水稀釋直到鎂含量達到一個合格的水平。同時給一個廢品警告，如果調節爐容量不足，則在現存的鐵水中可加入Mg含量少的爐料。當實際值降至標準下線130之下時也中止從爐排出鐵水，這時在爐內加Mg線，此時發出一廢品警告。
用相似的方式控制鐵水的孕育劑的加入。圖3的參照標號的意義與在圖2相同。如果實際值在控制限內(在線110和120之間)以及趨勢不偏離該區域，對於加入該系統的孕育劑的量不變。如果實際值在控制限外，在調節爐的出鐵口的加入鐵水的孕育劑的量或增加或減少；當實際值在標準限外(分別是線100和130)也給出一廢品的警告。
對於如圖4所描述的實施例，是前面描述的實施例B的一個例子，在一個爐42內準備鐵水，然後鐵水送至一個容器43，在容器43中鐵水按照一些已知的適用的方法被脫硫至大約0.005-0.01％的S的重量百分比，同時為了調整鐵水的碳當量(C.E)值加入重量百分比為大約3.7％的碳。接著，從鐵水表面除渣以及鐵水被送至和引入一個增壓的調節爐44(與實施例A的爐4相似)，它具有大約6-65噸的容量，按照實施例A所示的方法以一種控制方式從爐中排出鐵水。被加入調節爐44的鐵水的批量與已存在其中的鐵水45混合，同時也可選擇地加入合金化元素(例如Cu或Sn)；這些合金化元素也可或交替地在過程的其它一些合適佔被加入，鐵水被注入一個小的處理或澆包60。然後澆包內的鐵水用Mg芯線46處理和在澆注鑄型54之前用孕育劑50處理。上述方法步驟由從鑄型54的澆注槽或澆注系統55或從澆包60取一熱分析的試樣63而中止。Mg和孕育劑的加入由澆注的CGI的熱分析結果控制。這些與圖2和3有關的控制和調整理論也基本上適用於這個後來的實施例的情況。
對於本領域普通技術人員，應當理解的是本發明不是對這裡所描述的和闡明的實施例進行限定，在本發明的範圍內所描述的方法在許多方面能被改進。例如，為了使調節爐的給料可靠，在選擇的基本處理後實施一個附加的熱分析取樣。其它方法理論，裝置、部件、處理劑等等如上面所指出的那樣當然也可在本發明的範圍內使用。
權利要求
1.一種為凝固成為緊密石墨鑄鐵的鑄件連續地提供預處理鐵水的方法或過程，包括步驟I.生產熔融鑄鐵II加入調整鑄鐵的石墨化能力的熔劑；III.將熔融鑄鐵送至一個調節爐，在該調節爐中，利用來自上述步驟的熔融鑄鐵的一定的補償量間歇地代替從調節爐排出的鑄鐵，而將在操作中的熔融鑄鐵的量維持在一個預定的限度內；IV.直接將熔融鑄鐵澆注入鑄型，或先注入澆包，再從所述的澆包中澆注到鑄型中，以及，在步驟IV之前，如果需要，利用一些適當的脫硫方法對熔融鑄鐵脫硫(脫硫方法本身是已知的)，脫硫至小於大約0.025％的一個硫的重量百分點；進一步地，在實施所述步驟I到步驟IV的一步或多步時，在熔融鑄鐵中加入石墨形態變質劑和孕育劑，其特徵在於步驟III之後和/或從鑄型以及加入所述的處理劑之後至少取一個熔融鑄鐵的試樣，以及使試樣從這樣一個狀態凝固，即在該狀態下試樣和容器之間在高於結晶溫度的一個溫度下基本保持熱平衡，同時記錄試樣中心和靠近容器壁處的鐵水溫度隨時間的變化，以及利用所記錄的溫度隨時間的變化以一種公知的方式來確定鑄鐵的組織性能和石墨化能力；以及當上述確定的鑄鐵的石墨化能力或/和確定的鑄鐵的組織性能偏離相應的公知緊密石墨鑄鐵的組織性能和石墨化能力的值大於預定值時，按照與上述偏差的一個預定關係，調整在步驟II中加入的石墨化能力調整劑的量，和/或調整加入的或去除的石墨形態變質劑的量，和/或調整加入的孕育劑的量。
2.一種按照權利要求1所述的方法或過程，其特徵在於在步驟II之後，步驟III之前，熔融鑄鐵被送入一個反應的容器，在該容器中石墨形態變質劑被加入熔融鑄鐵；如果需要，在調節爐內再次將石墨形態變質劑加入到熔融鑄鐵中；在步驟IV，熔融鑄鐵被澆注入鑄型；以及步驟III後孕育劑被加入到熔融鑄鐵。
3.一種按照權利要求1所述的方法或過程，其特徵在於在步驟II之後，在步驟III之前，熔融鑄鐵被送到一個反應容器，在該容器中熔融鑄鐵被脫硫至小於大約0.025％的一個硫的重量百分點；在步驟IV，熔融鑄鐵被注入澆包，再從澆包澆注入鑄型；以及當熔融鑄鐵還在所述的澆包中時被加入石墨形態變質劑和孕育劑。
4.一種按照權利要求1或2或3所述的方法或過程，其特徵在於調節爐基本上是封閉的。
5.一種按照權利要求4所述的方法或過程，其特徵在於為調節爐提供一種惰性保護氣體氛圍。
6.一種按照權利要求4或5所述的方法或過程，其特徵在於給調節爐增壓。
7.一種按照權利要求6所述的方法或過程，其特徵在於當給在調節爐中的熔融鑄鐵加入石墨形態變質劑時，減小調節爐內的壓力。
8.一種按照權利要求1至7中任何一項所述的方法或過程，其特徵在於從一個鑄型的澆口或澆注系統中取一個熔融鑄鐵的試樣。
9.一種按照權利要求1至7中任何一項所述的方法或過程，其特徵在於在步驟IV，熔融鑄鐵被注入澆包，再從澆包澆注入鑄型，其中從一個所述的澆包中取一個熔融鑄鐵的試樣。
全文摘要
一種連續地提供熔融鑄鐵以鑄造緊密石墨鑄鐵(CGI)的過程，包括生產熔融鑄鐵的步驟，加入用來調整石墨化能力的劑，如果需要，對鐵水脫硫至硫含量小於0.025％，將鐵水送至一個調節爐，在調節爐內，利用鐵水的一定補償量代替從調節爐中排出的鑄鐵，使鐵水的量被維持在一個預定的限度內，將鐵水注入鑄型或注入澆包，再從所述的澆包澆注入鑄型，以及加入石墨形態變質劑和孕育劑，在澆注前取一個鐵水的試樣，或從鑄型中取一個試樣，以及當在試樣中心和在容器壁附近記錄鐵水的溫度隨時間變化時，使試樣從這樣一個狀態凝固，在該狀態下試樣和容器之間在高於結晶溫度的一個溫度維持熱平衡，同時記錄在試樣中心及容器壁附近的鐵水溫度變化以及利用所記錄的溫度變化以一種公知的方式來確定鑄鐵的組織性能和石墨化能力，以及當所確定的鑄鐵的石墨化能力和組織性能與CGI的已知的性能偏離時，按照與該偏差的一個預定關係調整加入的石墨化能力調整劑的量，或調整加入的或去除的石墨形態變質劑的量，或者調整加入的孕育劑的量。
文檔編號B22D1/00GK1136828SQ9419440
公開日1996年11月27日 申請日期1994年12月7日 優先權日1993年12月30日
發明者斯蒂格·倫納特·貝克魯德, 康尼·安德森 申請人:新特卡斯特有限公司