由于球墨鑄鐵鑄鐵型材水平連鑄過(guò)程中糊狀凝固的凝固特點(diǎn)，使得鑄鐵型材必然存在縮松縮孔。如何從工藝上有效地抑制縮松縮孔缺陷問(wèn)題一直是人們研究的重點(diǎn)。大型球墨鑄鐵型材往往由于其體積大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鑄型膨脹較難控制等原因，導(dǎo)致其縮松縮孔更難控制，因此對(duì)工藝設(shè)計(jì)提出了更高的要求。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(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，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(guò)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。 (1)根據(jù)鑄鐵型材結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并結(jié)合數(shù)值模擬的的結(jié)果，分析導(dǎo)致大面積縮松縮孔缺陷的原因:此類外形尺寸長(zhǎng)而大，內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜熱節(jié)較多的大型鑄鐵型材，要實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固很困難，利用球墨鑄鐵自補(bǔ)縮來(lái)解決縮松不可行，必須加強(qiáng)補(bǔ)縮作用，合理設(shè)置冒口和冷鐵，確保補(bǔ)縮通道順暢。 (2)建立鑄鐵型材的有限元模型，運(yùn)用ProCAST軟件對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行了水平連鑄過(guò)程模擬仿真，對(duì)縮松縮孔進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合理論分析和模擬仿真的情況對(duì)鑄鐵型材工藝進(jìn)行了優(yōu)化。(3)針對(duì)優(yōu)化后的工藝，確定了一套實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)優(yōu)化后的工藝方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致表明，工藝優(yōu)化后鑄鐵型材縮松縮孔缺陷情況得到有效改善，成功解決了此類大型球鐵件的水平連鑄生產(chǎn)難題。

目前合成鑄鐵型材主要有合成灰鐵和球鐵。通過(guò)大量實(shí)踐，對(duì)于HT2HT300等度灰鑄鐵來(lái)說(shuō)，廢鋼左右強(qiáng)度、生鐵影響組織。高比例廢鋼（尤其是船板）與高比例回爐料（澆冒口、廢鑄件、鐵屑）搭配，合成灰鐵的廢加入量不宜超過(guò)50%;高比例廢鋼（尤其是船板）與含硫磷高的生鐵搭配;回爐料超過(guò)40%（澆冒口、廢鑄件、鐵屑。配料優(yōu)化組合（%）組成生鐵廢鋼回爐料配比A4030配比B3040配比C2040配比D205030錳硫含量需要提高硬度時(shí)錳的含量可達(dá)1.0－1.2%，但不要求相應(yīng)提高硫的含量。 對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)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(guò)程中，剛開(kāi)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(guò)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。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。 由于鑄鐵型材拉坯工藝參數(shù)控制系統(tǒng)具有非線性和強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，而且無(wú)法建立數(shù)學(xué)模型，采用BP、GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行拉坯工藝參數(shù)自適應(yīng)整定研究。基于Matlab軟件建立以鑄造工藝參數(shù)為輸入，拉坯工藝參數(shù)為輸出的控制模型。仿真實(shí)驗(yàn)表明本文建立的拉坯工藝參數(shù)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型可以用于拉坯工藝參數(shù)自適應(yīng)整定，所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。 通過(guò)鐵素體基體可獲得佳的展延性，因此，所有美國(guó)尼必可球墨鑄鐵的壓力負(fù)載部件都 經(jīng)過(guò)鐵素體化退火周期的工藝處理。球墨鑄鐵內(nèi)部的球狀結(jié)構(gòu)也能夠鑄鐵內(nèi)部的薄片石墨容易產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。