水平連鑄作為一種近凈型清潔生產(chǎn)技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。近年來水平連鑄技術(shù)在鑄鋼和鎂鋁合金方面的應(yīng)用比較廣泛，但在鑄鐵方面的應(yīng)用和研究較少。為研究水平連鑄模擬技術(shù)在鑄鐵方面的應(yīng)用，促進(jìn)水平連鑄技術(shù)的發(fā)展本文介紹了一種利用水渣鐵煉鐵直接生產(chǎn)灰鐵型材的水平連鑄工藝方法，并對(duì)采用此法生產(chǎn)的消失模灰鐵型材進(jìn)行了金相分析和力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。然后使用P r o_E軟件對(duì)型材、澆注系統(tǒng)及冒口等進(jìn)行了三維建模，利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt軟件作為鑄造過程數(shù)值模擬仿真工具對(duì)水渣鐵生產(chǎn)灰鐵型材過程中的金屬液充型及凝固進(jìn)行仿真分析。 對(duì)出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對(duì)大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，優(yōu)化設(shè)計(jì)后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡(jiǎn)化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡(jiǎn)單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對(duì)于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地.針對(duì)此問題本文提出階梯式的改進(jìn)方案，通過模擬可知型材縮孔縮松和夾渣基本上得到了解決，而且完全能滿足型材的使用性能要求。并得出以下結(jié)論：  1、開發(fā)一種利用水渣鐵煉鐵生產(chǎn)灰鐵型材的新工藝方法，通過此方法利用水渣鐵生產(chǎn)鑄鐵型材可縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。

通過對(duì)不同孕育劑的孕育處理效果進(jìn)行研究，分析孕育劑中不同元素對(duì)孕育衰減時(shí)間的影響，找出不同孕育劑孕育衰退的衰退規(guī)律，進(jìn)而為揭示長(zhǎng)效孕育劑機(jī)理和穩(wěn)定生產(chǎn)厚大鑄鐵型材提供理論依據(jù)。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。拉坯工藝參數(shù)設(shè)置是鑄鐵型材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致拉漏、拉斷等生產(chǎn)事故和產(chǎn)生表面裂紋等鑄造缺陷。對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實(shí)驗(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長(zhǎng)，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí)，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí)，伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。氧化鈰有降低球墨鑄鐵共晶溫度的作用。過冷度隨著氧化鈰加入量的增加先降低后增加，而共晶凝固時(shí)間隨著氧化鈰加入量的增加先增加后降低。在20％左右的適當(dāng)氧化鈰含量時(shí)，球鐵共晶溫度高，共晶凝固時(shí)間長(zhǎng)，有效延遲孕育衰退。

隨著對(duì)鑄件質(zhì)量要求的提高客戶不僅對(duì)鑄件的外觀有要求而且對(duì)鑄件內(nèi)在質(zhì)量的要求也不斷提高。對(duì)生產(chǎn)的鑄件要求進(jìn)行無損探傷這樣躲在鑄件內(nèi)部的縮松就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。因此從根本上鑄件內(nèi)部的縮松缺陷是今后企業(yè)所希望達(dá)到的目標(biāo)。本課題深入研究球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)和縮孔、縮松的形成機(jī)理擬采用一種新工藝從根本上球墨鑄鐵件的縮松缺陷以提高球墨鑄鐵件的整體質(zhì)量。 灰鑄鐵大得多外觀清潔光亮很有砂通常立澆的三角試塊兩側(cè)有縮陷臥澆塊頂面或兩側(cè)有縮陷試塊冷卻敲斷后球化良好試，呈銀白色或銀灰色瓷狀斷口 白口清晰中間有疏松若斷口呈銀白色并有放射狀花紋則表球劑加入量偏高產(chǎn)生的碳化物較多此時(shí)試塊入時(shí)發(fā)出“”的脆裂聲試片輕擊即斷且新?lián)舻目诤軡獾碾娛瘹馕兑虼撕脻沧r(shí)進(jìn)行浮硅育若口呈銀灰色并有均勻分布的小黑點(diǎn)若斷呈色晶。 對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。 反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí)，伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。 曲軸試塊豎置時(shí)隨著加入量的增加縮松缺陷整體向上表面集中縮松缺陷面積先逐漸減少后又逐漸增加不能完全曲軸試塊內(nèi)部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時(shí)底部左右兩側(cè)添加除縮劑并配合頂部加冒口的工藝方案可完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑對(duì)石墨的球化程度、鑄件的力學(xué)性能及珠光體含量均無明顯影響但可使鑄件局部晶粒細(xì)化。