水平連鑄作為一種近凈型清潔生產技術具有很好的發(fā)展前景。近年來水平連鑄技術在鑄鋼和鎂鋁合金方面的應用比較廣泛，但在鑄鐵方面的應用和研究較少。為研究水平連鑄模擬技術在鑄鐵方面的應用，促進水平連鑄技術的發(fā)展本文介紹了一種利用水渣鐵煉鐵直接生產灰鐵型材的水平連鑄工藝方法，并對采用此法生產的消失模灰鐵型材進行了金相分析和力學性能實驗。然后使用P r o_E軟件對型材、澆注系統(tǒng)及冒口等進行了三維建模，利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt軟件作為鑄造過程數(shù)值模擬仿真工具對水渣鐵生產灰鐵型材過程中的金屬液充型及凝固進行仿真分析。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內部的夾雜缺陷，進行了地研究分析，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生給出了相關的建議。對大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，優(yōu)化設計后得到的鑄鐵型材新生產線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產，且生產鑄鐵型材的工序簡化，各設備的結構組成更為簡單合理.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部夾雜問題的關鍵是控制球化和孕育處理的相關參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產實踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當提高拉拔速度、改進爐膛底部結構及阻斷結晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地.針對此問題本文提出階梯式的改進方案，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。并得出以下結論：  1、開發(fā)一種利用水渣鐵煉鐵生產灰鐵型材的新工藝方法，通過此方法利用水渣鐵生產鑄鐵型材可縮短生產周期、降低生產成本、提高生產效率。

鑄鐵型材中石墨的形成過程稱為石墨化。在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。 球化反應控制的關鍵是鎂的吸收率，溫度高，反應激烈，時間短，鎂燒損多，球化效果差；溫度低，反應平穩(wěn)，時間長，鎂吸收率高，球化效果好。通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。 導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數(shù)調整合適時，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，力學性能更為優(yōu)良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材)性能要求.