在鑄造合金家族中，各類(lèi)鑄造合金的發(fā)展取決于其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揚(yáng)和劣勢(shì)的抑制。鑄鐵 與鑄鋼、有色合金相比，鑄造性能較，。因此，鐵液的利用率高，產(chǎn)品的適用面廣。

在材質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)中，提高鑄鐵的強(qiáng)度、增加強(qiáng)韌性、消除內(nèi)在缺陷，對(duì)于減輕鑄件重量，延長(zhǎng)服役期，節(jié)約材料是非常重要的。為了保證鑄鐵性能的可靠性和穩(wěn)定性，首先必需有良好的鐵液質(zhì)量。因此，一定要做好爐前處理！

1． 脫硫

鐵液脫硫可減少球化劑用量和鑄件中硫化物夾渣的數(shù)量。發(fā)達(dá)國(guó)家球鐵生產(chǎn)幾乎全部采用脫硫工藝，要求脫硫后S≤0.01%，我國(guó)條件下，目標(biāo)位為S≤0.02%，錫柴和常柴可達(dá)到S≤0.015%。

包底Na2CO3沖入法處理，方法簡(jiǎn)便但脫硫率低，效果不穩(wěn)定，處理時(shí)煙塵污染環(huán)境，對(duì)咽喉有刺激性。在規(guī)模生產(chǎn)的球鐵車(chē)間，宜將脫硫劑置于液面，采用機(jī)械攪拌法、搖包法或氣動(dòng)攪拌法進(jìn)行脫硫。其中氣動(dòng)法較為簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗少，最為流行。氣動(dòng)脫硫裝置可設(shè)于前爐上游，進(jìn)行連續(xù)脫硫，亦可在爐前單包間斷脫硫。氣動(dòng)源多為N2。

脫硫劑分CaC2系和CaO兩大類(lèi)。CaC2脫硫效果好，可將硫由0.04~0.06%降至0.01%以下，浮渣呈顆粒狀易于去除，只是它的價(jià)格貴、熔點(diǎn)高，又礙于運(yùn)輸和保管，故限于近點(diǎn)供應(yīng)。CaO系使用較為普遍。無(wú)論是那一系脫硫劑，都應(yīng)具有抗潮、防爆的特性?；钚訡aO經(jīng)表面成膜處理，并加添加劑制成的復(fù)合脫硫劑，不受潮，去硫效率高，氣動(dòng)法脫硫，脫硫率在60~90%。產(chǎn)量不大的工廠，單包沖入法脫硫應(yīng)采用低熔點(diǎn)復(fù)合脫硫劑，脫硫率為30~50%，此時(shí)脫硫渣呈熔融狀。

氣動(dòng)脫硫后，鐵液進(jìn)入感應(yīng)爐提溫。

2． 除渣

除渣過(guò)程可在包中或感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行。將除渣劑（聚渣劑）撒于液面即時(shí)形成一熔融層，起覆蓋和聚渣作用。除渣劑受熱膨化，在熔融層中產(chǎn)生許多小孔，起良好的保溫作用。

除渣劑分低、中、高三檔。由原礦經(jīng)簡(jiǎn)單破碎、過(guò)篩的產(chǎn)品屬于低檔，各省均產(chǎn)?，F(xiàn)已不被鑄造廠看好。中檔除渣劑對(duì)原礦有所選擇，增加了水洗等工序，能滿足鑄件的基本要求，為多數(shù)工廠接受。進(jìn)口的高檔除渣劑，選優(yōu)質(zhì)礦源，加工工序有別于一般。該產(chǎn)品撒于液面即迅速散布，覆蓋整個(gè)液面，除渣能力超卓，用量少，不粘爐襯與澆包，用棍即可將熔融渣層整體挑起，清渣方便徹底，近三年來(lái)已開(kāi)始受?chē)?guó)內(nèi)業(yè)界的重視。

3． 球化

球化處理仍以包內(nèi)沖入法為主。選用球化劑需視熔爐、出鐵溫度，脫硫與否和球鐵類(lèi)型等而定。一般而言，沖天爐鐵液選用Mg7~9%，RE3~7%的球化劑，感應(yīng)爐鐵液選用低Mg（5~6%），低RE（1.5~2.5%）球化劑，亦有的廠仍用Mg8RE3球化劑。JB/T9228-1999標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)Mg 和RE的成分范圍偏差規(guī)定為±1%，有些廠標(biāo)已縮小為±0.5%，對(duì)Ca、Al等亦有明確規(guī)定。球化劑質(zhì)量中，應(yīng)重視MgO含量、成分的偏析程度以及粒度的集中度。凡是粒度不勻，粉末多，色澤發(fā)暗的球化劑不宜選用。

原則上，只要掌握好鐵液的化學(xué)成分和孕育環(huán)節(jié)，采用上述球化劑即可生產(chǎn)鑄態(tài)球鐵。但亦有工廠采用鑄態(tài)球鐵用球化劑。一般，在鑄態(tài)鐵素體球化劑中含有Ba和Bi，在鑄態(tài)珠光體球化劑中含有Ba和Sb，但對(duì)于QT700-2以上的重要曲軸類(lèi)鑄件，不推薦使用含Sb球化劑，此時(shí)應(yīng)通過(guò)調(diào)整Cu、Mo等的含量來(lái)控制基體。必須指出，不管是否采用鑄態(tài)球化劑，孕育永遠(yuǎn)是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。

重稀土含鎂球化劑用于厚壁球鐵件，為了防止球化衰退和石墨畸變，還應(yīng)當(dāng)調(diào)低Si量，采取增加石墨球數(shù)，細(xì)化石墨球徑的工藝手段。

蓋包處理法大大減少了處理時(shí)的煙光污染，是一種節(jié)省球化劑、保證球化質(zhì)量的簡(jiǎn)便工藝，值得推廣。在鋼液喂絲技術(shù)的啟發(fā)下，喂絲球化經(jīng)過(guò)試驗(yàn)已成功用于新興鑄管公司等企業(yè)。喂絲球化是由喂絲機(jī)將合金包芯線連續(xù)不斷地向澆包底部送進(jìn)，進(jìn)行球化處理的一種工藝。該工藝可精確控制殘余鎂量，具有一高三少即球化質(zhì)量高、渣量少、溫降少、污染少的特點(diǎn)。包芯線外皮為0.3mm厚的冷軋鋼皮，芯材一般為含Mg25~30%，并有Ca、Ba、（RE）等的復(fù)合成分。喂絲法成本比沖入法低20~40%，對(duì)大批量生產(chǎn)的鑄管廠、汽車(chē)鑄造廠等很有吸引力。目前，國(guó)內(nèi)已有多家單位能成套供應(yīng)喂絲機(jī)和包芯線，包芯線分球化、蠕化、孕育、脫硫、增碳和合金化等多個(gè)品種。

型內(nèi)球化是在澆道內(nèi)設(shè)一反應(yīng)室，鐵液邊流過(guò)邊發(fā)生球化反應(yīng)。型內(nèi)球化勞動(dòng)條件好，氧化損失少，Mg吸收率高達(dá)80％，克服了球化衰退與孕育衰退，提高了球鐵性能。型內(nèi)球化對(duì)鐵液硫量要求嚴(yán)格，鑄件的工藝出品率低。七十年代國(guó)內(nèi)曾有應(yīng)用，現(xiàn)已不見(jiàn)于生產(chǎn)。

4． 孕育

孕育是提升鑄鐵質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)十多年的努力，我國(guó)孕育劑基本實(shí)現(xiàn)了系列化和商品化。時(shí)下，國(guó)內(nèi)孕育劑主要是硅系和碳硅系。

硅系孕育劑熔點(diǎn)低，適合于碳高碳低，硫高硫低的各種鐵液，應(yīng)用最廣。特殊硅鐵的孕育作用強(qiáng)，用量少，引起鐵液化學(xué)成分的波動(dòng)小，鑄鐵質(zhì)量穩(wěn)定。覆蓋面大的首推FeSi-Ba-Ca，它明顯增加共晶團(tuán)數(shù)，抑制灰鐵中的D、E型石墨而促進(jìn)A型石墨的形成，提高球化級(jí)別，Ba，尤其是Ba、Ca共存時(shí)，抗衰退性好。FeSi-Sr是薄壁發(fā)動(dòng)機(jī)零件適用的孕育劑，有很優(yōu)秀的防白口能力，而不明顯增加共晶團(tuán)數(shù)，因此可根除因縮松而招致滲漏的弊病。球鐵生產(chǎn)中，由于Ce的存在，Sr的孕育效果受到削弱。含Zr硅鐵有類(lèi)似于含Ba硅鐵的作用，而表現(xiàn)得較弱。但Zr有除氣功能和微合金化作用，對(duì)鑄鐵的力學(xué)性能起穩(wěn)定作用。含Zr硅鐵的熔點(diǎn)高，故常Zr-Mn共存，以降低其熔點(diǎn)。高Ca的孕育劑，如CaSi，兼有脫硫脫氧和防白口及增加石墨核的作用，在二十世紀(jì)五、六十年代多有使用，后來(lái)由于焦碳和鐵液質(zhì)量的改善，CaSi已很少單獨(dú)使用，偶見(jiàn)于與FeSi或FeSiRE復(fù)合使用。碳硅孕育劑中的碳（石墨）使這種孕育劑有十分優(yōu)秀的防止白口能力。對(duì)由高溫鐵液生產(chǎn)邊角多、壁厚較薄的灰鐵件時(shí)，較為適用。水壓薄壁件，有防滲漏要求時(shí)，亦可作為選項(xiàng)。球鐵生產(chǎn)中，碳硅孕育劑不應(yīng)使用。

出鐵槽大劑量孕育由各種形式的后孕育所替代是孕育方法發(fā)展的大趨勢(shì)。后孕育要講究孕育劑的粒度大小和粒度均勻性，特別是包口隨流孕育和澆注流噴射孕育時(shí)，粒度偏大，熔吸不良將在鑄件中產(chǎn)生硬點(diǎn)、晶間夾雜物等缺陷。當(dāng)采用高效孕育劑時(shí)，切忌孕育過(guò)量、以防縮孔、氣孔和石墨偏聚現(xiàn)象的發(fā)生。

型內(nèi)孕育有多種方法，目前大多采用的是將塊狀孕育劑放在直澆道底部進(jìn)行過(guò)流孕育，這種方法抓住了孕育的形核峰機(jī)，理論上可獲得最佳的孕育效果。

5．合金化

鑄鐵常用的合金元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵合金形式加入，Cu、Ni、Sb、Sn以金屬形式加入，V、Ti以鐵合金或VTi生鐵形式加入。加入時(shí)機(jī)在爐后（沖天爐）、爐內(nèi)（感應(yīng)爐）還是爐前，需視它們的熔點(diǎn)、氧化性和密度等而定。為了便于高熔點(diǎn)鐵合金的熔吸，除控制粒度外，采用發(fā)熱合金劑或喂絲加入法是比較理想的措施。

實(shí)踐表明，將一部分FeMn、FeCr與硅系孕育劑一起加入，對(duì)孕育有加權(quán)作用。在可能的情況下，推遲低合金化元素的加入時(shí)機(jī)，對(duì)性能影響有利。