蠕化剂种类 | 应用范围及工艺要点 |
稀土硅铁合金 | 我国从20世纪60年代开始使用稀土硅铁合金生产蠕墨铸铁，这种合金通常稀土含量为27.0%～30.0%，主要通过稀土元素起脱硫、去气和变质作用。 · 应用范围：一般冲天炉铁液，出铁温度1420～1500℃，原铁液S量0.045%～0.10%，也适用于高温低硫的电炉铁液。 · 工艺要点： 1.冲天炉铁液采用出铁槽冲入法处理，在含S量0.07%～0.08%时，加入量为1.7%左右，需加强搅拌。对电炉铁液用边出铁边撒入边搅拌的方法，在含S量0.03%时，加入量为0.7%左右，此方法蠕化的稀土残余量具有较宽的控制范围。 2.在稀土硅铁合金的基础上加入钙和降低稀土可进一步加宽蠕化的稀土残余量范围，典型的有钙12%和稀土12%的合金。 3.加入适量钇也可扩大蠕化的稀土残余量范围。 4.在稀土为主的蠕化剂中加入5%～10%的铝，有脱氧和稀释渣的作用，但要注意防止铸件产生皮下气孔。 · 以稀土为主的蠕化剂处理的铁液白口倾向较大，原铁液需控制在较高的碳当量（CE4.5%～4.7%），并加强孕育。 |
铈混合稀土 | 铈混合稀土蠕化剂是铈和其他稀土各占46%～50%的合金。 · 应用范围：电炉铁液和脱硫后的冲天炉铁液。 · 工艺要点： 1.铁液S量为0.020%左右时，加入0.11%铈混合稀土，再用0.9%～1.0%的硅75孕育处理。 2.特点是加入量少，渣少，操作简便。缺点S量高时不稳定，合金价格较高。 |
稀土镁硅铁合金 | ·工艺要点： 1. 4%～5%的镁量适用于1470～1500℃时进行处理。 2.在1400℃进行处理时需7%～8%的镁才能爆发使反应顺利进行。 3.浇注钢锭模等形状简单且厚大铸件时，处理温度不高，合金含镁量可高达10%～11%。 4.当稀土含量大于镁时，镁与稀土之比越大则越有利。 |
稀土钛镁硅铁合金 | 主要是加入反球化元素Ti。此类合金Mg残留量变化范围大，蠕墨率可以稳定在60%以上，生产出的铸件壁厚敏感性较小。 · 应用范围：适用于生产汽车排气管类铸件。合金的反应性能好，吸收率高而稳定，渣子少而易扒掉，可用来处理温度1470～1500℃硫在0.03%以下的电炉铁液。 · 工艺要点： 1.需要注意的是有些铸造生铁已含有相当数量的钛，此时蠕化剂必须减少部分甚至全部的钛，最终铁水中含有0.10%～0.20%Ti即可。 2.含钛蠕化剂不足之处：钛的积累可能引起负作用。必须在生产中引起足够的重视并采取必要的措施。 3.当处理温度偏低时，合金中的镁量应适当提高以保证蠕化反应正常进行。 |
稀土镁锌硅铁合金 | 稀土镁锌合金：具有良好的沸腾效应，能提高蠕化剂的吸收率。 · 应用范围：适用于冲天炉含硫量0.07～0.09％的原铁液，电炉含硫量0.020～0.025％原铁液。 · 工艺要点：它以部分等量的锌取代了等量的Mg，且提高了稀土比例，同时也增加了合金的比重，处理后浮渣量少质稀。 |
蠕化剂在铸造过程中起着关键的作用，其质量指标直接影响到铸件的质量。以下是蠕化剂主要质量指标对铸件质量的影响：
技术指标 | 对铸件质量的影响 |
化学成分 | 蠕化剂的化学成分有稀土元素、镁、硅、钙、铝等。这些成分的选择和比例对蠕墨铸铁件的质量有着重要影响。合理选择和调整蠕化剂的化学成分，可以显著提高蠕墨铸铁件的质量和性能，满足不同需求。 · 稀土元素：如铈和镧，能够有效促进蠕虫状石墨的形成。稀土元素的加入量通常较高，尤其是在铁水含硫量较高时，需要更多的稀土来实现蠕化。 · 镁：镁是另一种重要的蠕化元素，能够在低硫铁水中发挥作用。然而，镁的加入量必须严格控制，以避免过度球化或片状石墨的出现。 · 硅：硅的含量通常在35%到50%之间，具体比例根据蠕化剂的类型而定。硅有助于稳定蠕化效果，并影响蠕铁的力学性能。 · 钙和铝：这些元素也常被加入蠕化剂中，以改善蠕化效果和铸铁的性能。钙基蠕化剂具有良好的抗热裂性能，而铝则有助于增加生产稳定性。 · 其他元素：如锌和钛，也可能被用于特定的蠕化剂中，以满足不同的铸造需求。 |
致密性 | 致密结晶的蠕化剂有利于蠕墨铸铁保证蠕化效果；蠕化合金中过量的气体和冷却速度太慢是形成疏松蠕化剂的主要原因。要求蠕化剂结晶致密均匀无偏析、无缩孔缩松。控制蠕化剂厚度与采用水冷模都有利于提高蠕化剂致密度，可减少蠕铁铸件的夹渣，改善蠕化效果。 |
粒度 | 合适的粒径及其分布有助于蠕化剂在铁液中更好地分散，形成稳定的蠕虫状石墨。粒度过大可能导致蠕化不完全，形成过多的片状石墨，降低机械性能。细小的颗粒通常反应更为迅速，但过细可能导致烧损加剧或分布不均匀。 |
调控要素 | 具体建议 |
保持炉料质量稳定 | 蠕化处理特点要求原铁水化学成分稳定，尤其一些对蠕化处理敏感的微量元素，所以对炉料成分要求严格，重点规避O、 S等敏感元素的引入以及化学成分的波动，减少蠕化处理波动。 · 生铁：生铁严格控制含硫量0.03%以下，避免氧化腐蚀。 · 废钢：来源稳定，石墨稳定性好，S等微量元素稳定。 · 增碳剂：选择碳元素含量大于99.5%，硫量低于0.03%的增碳剂。 · 回炉铁：蠕铁回炉料单独堆放循环使用，使用前全部进行表面处理，去除粘砂、锈斑。 |
保持原铁液质量稳定 | · 硫含量：硫与镁和稀土有很强的亲和力，高硫含量会消耗更多的蠕化剂，因此需要控制原铁液的硫含量在较低水平。 · 其他元素：过多的干扰元素也会影响蠕化效果，应尽量减少其含量。 · 温度：铁液温度过高会导致蠕化剂的烧损增加，尤其是镁系蠕化剂。因此，应在保证充型能力的前提下，尽量降低处理温度。 · 氧化程度：严重的氧化会影响蠕化剂的作用，应防止铁液过度氧化。 |
保持选用质量稳定的蠕化剂 | · 选择合适的蠕化剂：根据铁液的成分和处理条件合理选择。 · 选用适宜的蠕化方法，通常有冲入法、引爆法和喂絲法，建议优化采用喂絲法。 · 加入量控制：过少的蠕化剂会导致蠕化不成功，过多则可能导致球状石墨过多。应根据铁液的硫含量和温度等因素，合理调整加入量。 · 搅拌与静置时间：适当的搅拌和静置时间有助于蠕化剂的充分作用和铁液的均匀化。 · 对应用的蠕化剂进行定期粒度及成分检测，确保粒度分布合理及成分稳定。 |
优化工艺，提高材质稳定性 | · 选择合适的CE，减少材质缩松倾向：综合衡量碳当量对缩松与性能二者的影响，选择适合产品的CE和液相线温度，保证处理后铁水处在共晶点附近最有利于蠕铁铁水补缩。 · 优化炉料配比，减少材质缩松倾向：通过试验确定炉料配比，例如某厂配比为20%生铁+40%废钢+40%回炉铁。 · 优化超差处置方案：受各种因素影响，实际生产中会往往出现铁液“欠处理”或“过处理”，针对具体情况，建议补加稀土或补加铁液方法进行快速纠偏处理。 · 优化蠕化处理检测防止出现检测误差。 |
宁夏盛鼎丰（兴业股份全资子公司）
蠕化剂的系列产品
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来源：兴业股份
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