目前，用于制造球铁的原铁水一般是由冲天炉、感应炉或者冲天炉+感应炉双联熔炼获得。受基础条件限制，球化、孕育处理大多按照大剂量定值球化法加入，这种方法虽能保证球铁正常生产，但是在大多数情况下，球化剂和孕育剂是过量加入的，从而造成生产成本增加，而且会因合金凝固过程发生变化而导致铸件性能恶化，最终影响球铁铸件优良性能的充分发挥。理想情况下，球化剂加入量应随原铁水冶金状态变化而调整，这就要求球化孕育过程的动态调控，依据原铁水冶金状态实时调节球化剂、孕育剂加入量及处理工艺，真正实现球化剂和孕育剂的"按需供给"。 基于以上，本项目研究了基于原铁水冶金状态的球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及球化孕育效果快速检测闭环控制单元，并构建了相应炉前智能专家系统。 选取七个特征参数建立了原铁水状态灰色关联综合评价模型，并划分为四个等级。通过逐步球化处理实验，建立了包含原铁水状态灰色关联度、稀土RE、球化温度及孕育促球影响的球化剂添加量数学模型。提出了确定最佳过热温度和保温时间的方法；研究了基于灰白口双冷却曲线的精确调碳调硅方法，得到实验条件下CEL、SiE及C含量的回归方程，从而将原铁水主要化学成分和碳当量控制在较窄范围内；研究了原铁水氧硫含量及冶金行为的热分析评定方法，结果表明灰口TL半定量地指示活性氧含量信息，硫的氧化性较弱，球化过程脱硫速度相对较慢，受工艺因素影响较大；灰口TEU是评价石墨形核能力的最关键参数，随铁水形核能力增强而单调升高。组合指数PN代表铁水石墨形核势能大小。 对球化处理工艺进行优化。研究了一种热分析-共晶膨胀联合铁水凝固特性精密检测方法，建立了双参数球化率判定模型，确报率达90%以上。通过样杯内孕育的方法，建立了孕育剂添加量与凝固特征温度的统计模型。对孕育处理工艺进行优化，初步研究了球化铁水孕育效果炉前检测及孕育剂优选和二次补加方法。研究了Mg%指数和孕育指数测控方法，对铁水浇注温度进行评价和优化。 构建了球墨铸铁球化孕育处理动态调控系统，具有快速评价原铁水冶金特性、实时计算球化孕育剂加入量、快速评价球化孕育处理效果以及给出二次处理剂补加方案的能力。通过现场实验，表明动态调控系统对原铁水冶金状态、球化孕育处理效果在线动态调控有效。

哈尔滨理工大学

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