水冷金属型离心球墨铸铁管气孔的成因(一)

      离心球墨铸铁管具有优良的力学性能、耐腐蚀性和使用性能，广泛应用在给水工程领域。目前，随着球墨铸铁管生产技术的快速发展，这项技术被广大用户所认可，发展前景广阔。但在生产水冷离心球墨铸铁管（φ80~300 mm）的过程中，铸管表面经常出现气孔缺陷（主要是针孔和铁豆气孔），如图 1、图 2 所示，严重影响铸管的外观和内在质量。为了解决气孔缺陷，对该缺陷产生的原因进行了分析，并提出了相应的防止措施。

    原因分析
1. 铁液熔炼质量差
      当铁液流动性差时，不利于气体和杂质的上浮，导致铸管表面产生气孔。而铁液流动性与铁液温度、化学元素及纯净度有关，铁液温度越高，流动性越高[1-5]；铁液 CE 距离共晶点越近，铁液流动性越好；在保证 CE 不变的情况下，w（C）量越高，流动性越好；铁液流动性还随着纯净度的提高而增加。有资料显示[6-7]：在 1 360 ℃、1 390 ℃、1 420 ℃、1 480 ℃与 TiC 平衡的 Ti 的溶解度分别为 0.122%、0.136%、0.156%、0.216%，在 C 饱和熔铁中只要 w（Ti）量超过该温度下的平衡值，就会有 TiC 等 Ti 化合物生成，并以固态粒子形式存在（TiC 熔点高达 3 150 ℃），从而引起粘度升高，流动性变差。
      经过大量试验证明，铁液中的 w（H）、w（N）量超过 0.2%，属于正常情况，但如果其含量过高就容易产生气孔，尤其是废钢、FeSi 等炉料的锈蚀、油污或者潮湿，都会导致炉气中水蒸气、H2 和 SO2 等气体的增加，增加铁液的吸气。
 2. 铁液流动不平稳
        在水冷离心球墨铸铁管浇注过程中，铁液流动是否平稳对铸管质量很关键，尤其是流槽（将扇形包包口流出的铁液导入管模内的槽状工装，长约 7 m）的涂刷质量、位置以及管模转速对铁液流动状态至关重要，主要表现在以下 3 个方面：（1）流槽涂刷质量差，出现凹坑时，铁液在流槽内流动时会产生飞溅；（2）流槽在管模内的位置过高、角度偏离管模内 D4 象限时，造成铁液流向与管模转速切线方向相冲突，铁液从流槽落入管模瞬间产生严重飞溅；（3）在管模工作过程中，其转速过快时，会造成流入管模的铁液四处飞溅。