[发明专利]一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统

说明书

一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统，用于在球墨铸铁铸造生产过程中基于原铁水实际冶金状态实施动态球化孕育处理的工艺优化控制与调节。本发明所涉及的方法是选取有效特征参数表征原铁水冶金状态，并建立一个综合评价模型用于实际生产过程中合格冶金状态确定和球化剂精确添加量计算。在球化、孕育处理和最终浇注环节，都有相应的球化孕育效果测评与调控方法，从而实现生产过程的闭环控制。本发明所涉及的动态调控系统组成主要包括：（1）原铁水冶金状态调控子系统；（2）球化处理与效果调控子系统；（3）孕育处理与效果调控子系统；（4）铁水球化孕育最终微调子系统。本发明还可用于蠕墨铸铁蠕化处理在线动态调节与控制。

技术领域

本发明属于冶金和铸造领域的发明创造，具体的是提出一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统。

背景技术

原铁水熔炼、球化处理和孕育处理是球墨铸铁制造过程中的三个关键环节。铁水的球化孕育效果最终决定了石墨析出形态、共晶凝固特性及凝固铸件质量。目前，铸造厂大都根据实际生产条件采用过量球化法确保铸件中石墨的球化效果。然而，不按原铁水的实际冶金状态进行球化、孕育处理，带来的问题不仅仅是球化剂和孕育剂过量使用引起的生产成本增加，而且会因合金凝固过程发生变化而导致铸件性能恶化，最终影响球墨铸铁件优良性能的充分发挥。诸如白口、反白口、夹渣、缩孔缩松等球墨铸铁件中常见组织缺陷都与球化孕育处理剂的不正当使用和过量处理有关。已有的球化孕育调控方法是根据铁水球化孕育处理后的效果检测进行球化孕育剂的补加或铁水静置（球化过量时，活性Mg溢出铁水表面而自燃消耗，亦可补加原铁水稀释球化元素）而达到目的的，而根据原铁水的实际冶金状态动态实施球化孕育处理未见有报道。

事实上，原铁水的冶金特性，如基本化学成分（活性碳当量CEL、硅当量SiE、C和Si含量）、石墨形核能力、铁水氧化程度及S含量等，是影响原铁水质量状态的重要因素，它们综合决定了铁水球化孕育处理的难易程度及所需球化孕育剂的实际添加量。而这些冶金特性大都是某一成分铁水某一时刻所具有的状态参量，不同熔炼过程的不同时刻原铁水的冶金状态参量会发生变化，所以，原铁水冶金质量状态也是以铁水成分为基础条件随时间而动态变化的。原铁水冶金状态特性的无规律波动与最大定值球化处理之间的矛盾是导致球化过度的根本原因。因此，研究原铁水冶金状态特性对球化孕育效果的影响程度，并建立一个综合质量状态评价模型，并基于评价模型精确控制球化孕育剂的加入量，对于提高铸件质量和降低生产成本具有非常重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统，通过建立原铁水冶金状态综合质量评价模型，解决原铁水冶金状态波动造成球化孕育处理剂无法精确定量的难题。同时为球化、孕育处理和最终铁水浇注环节分别设计了球化孕育效果检测与动态调节方法，确保球化孕育处理剂的优化加入并提高球墨铸铁件综合质量。本发明的另一个目的是提供一个动态调控系统完成本发明的球墨铸铁铸造生产在线测控的系列功能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统，其特征是：建立原铁水冶金状态综合评价灰色关联模型，根据灰色关联度值确定合格冶金状态和球化剂精确加入量。

所述的一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统，其特征是：根据铁水球化、孕育处理和最终浇注环节的球化孕育效果在线测评结果，动态调节球墨铸铁铁水制备过程的关键环节。

所述的一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统，其特征是：对应调控方法的每个环节构建包括（1）原铁水冶金状态调控子系统；（2）球化处理与效果调控子系统；（3）孕育处理与效果调控子系统；（4）铁水球化孕育最终微调子系统的动态调控系统。

本发明的有益效果：

1.本发明采用基于原铁水冶金状态综合评价的动态球化孕育处理方法可以实现球化孕育剂加入量的精确计算，避免处理剂的大量浪费，降低由于白口、反白口、缩孔缩松和夹渣等缺陷引起的废品率，提高球墨铸铁件综合质量；