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鑄鐵變質劑的發展趨勢及市場分析
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變質劑對鑄鐵件的質量、成本,尤其對高檔鑄鐵件的發展有重要作用。鑄鐵件綜合性能良好、成本低、可再生利用。鑄鐵件約占鑄件總產量80%。因此鑄鐵變質劑的發展對經濟可持續發展有一定意義,值得關注。

1.需求情況
 
1997年中國鑄件產量僅次于美國,為1108萬噸,其中鑄鐵件879萬噸,含灰鑄鐵687萬噸,球墨鑄鐵156萬噸,可鍛鑄鐵35萬噸,蠕墨鑄鐵1萬噸。除低牌號灰鑄鐵以外,絕大部分鑄鐵件的生產都使用孕育劑。每年用量3~4萬噸。球化劑每年用量約4~4.5萬噸。蠕化劑及可鍛鑄鐵變質劑的用量很少,年需要量各為200噸左右。
 
今后五年鑄鐵件中球墨鑄鐵和高級灰鑄鐵的比重將增加,可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵的數量不會增加,甚至比重將減少,低牌號灰鑄鐵的比重逐步減少。由于汽車產量將有較大幅度增長,高牌號薄壁灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件隨之增長。離心球墨鑄鐵管產量也將有較大幅度增長。因此球化劑、孕育劑需求量將增長。預計2005年孕育劑用量約5萬噸,球化劑用量約6~7萬噸。
 
從長期發展看,中國的球墨鑄鐵、高級灰鑄鐵件增長的趨勢不會減弱,其比重將逐年增加。球墨鑄鐵件的最大用戶是汽車業和城市建設各行業的輸水、氣用管道。今后5~10年中國的汽車和基礎設施建設將有大發展,球墨鑄鐵件的增長勢所必然。
 
2.孕育劑發展趨勢
 
1950~1970年間我國采用冶金用75硅鐵作孕育劑使用。這種硅鐵中對孕育起重要作用的Ca、Al沒有限定含量范圍,其孕育效果不穩定。70年代沈陽鑄造研究所等單位開發出硅鋇、硅鍶孕育劑,以后各單位又相繼開發或引進了含稀土孕育劑、碳硅孕育劑、穩定化孕育劑等。
 
十年的實踐表明,目前我國的孕育劑系列可以滿足鑄鐵件生產發展的需求。效果明顯優于冶金硅鐵。硅鐵孕育劑的用量占鑄鐵孕育劑總量的80%以上。但是,目前相當多的中小鑄造廠和質量要求不高的鑄件采用冶金用硅鐵作為孕育劑使用,其效果不穩定。
 
銷售量居于第二位的是含鋇硅鐵孕育劑,再次是含鍶硅鐵孕育劑。碳硅孕育劑(包括從Foseco引進的Inoculin10)、含稀土孕育劑、含鉍硅鐵孕育劑的用量也有明顯增長。這些新型孕育劑在高級鑄鐵件的生產中起了重要作用,例如薄壁耐水壓灰鑄鐵件發動機缸體件、薄壁或厚大球墨鑄鐵件等。孕育劑的發展對提高鑄鐵件質量起了重要作用。
 
最近幾年電爐或沖天爐-電爐雙聯熔化逐步增多,還需要含鋯硅鐵、含鈦硅鐵孕育劑但目前這兩種孕育劑用量不大,今后需求可望增加。
 
3.球化劑發展趨勢
 
1960年以來,我國發展了獨具特色的稀土鎂硅鐵球化劑,當時國外以鎂硅鐵球化劑為主。國內三十年來的趨勢是球化劑中的稀土含量逐漸降低。國外的球化劑中也添加稀土。國內近十年來推廣鑄造焦和大雙沖天爐,電爐的用量也在增加。鐵液的質量,包括溫度、硫氧含量都有明顯改善。因此球化劑中的稀土和鎂的含量逐步降低。
 
目前大部分中小沖天爐出鐵溫度1380~1420℃,含硫0.08~0.12%時,采用含Mg8~10%、Re6~8%的球化劑。此類球化劑大約占球化劑總量的60~70%。大型熱風沖天爐、采用脫硫工藝、采用沖天爐—電爐雙聯熔化工藝采用電爐熔化的鑄造廠則要求供應含Mg、Re較低的球化劑,例如含Mg5~8%、Re0.5~1%或1~2%或2~3%的球化劑。這些鑄造廠數量不多,但產量很大,例如二汽鑄造二廠、鑄造一廠、一汽、南汽及部分離心球鐵管廠等。目前其產量約占球鐵總量25~30%。今后這類球化劑的用量將逐步增多。
 
如前所述,我國球墨鑄鐵產量將逐年增長。同時要指出,對鑄件的質量要求和成本指標將日益嚴格。因此,沖天爐—電爐雙聯熔化和脫硫工藝勢在必行。此外,等溫淬火(ADI)球墨鑄鐵將逐步發展,對球化等級的要求提高,當然對球化劑的要求也將提高。
 
離心球墨鑄鐵管是球墨鑄鐵件中產量最大的產品,為鐵素體基球墨鑄鐵。汽車業的鑄件主要是底盤零件,為鐵素體基球墨鑄鐵,曲軸、凸輪軸、平銜軸為珠光體基或等溫淬火球墨鑄鐵。希望提供適應要求的專用球化劑。
 
4.其他變質劑及處理劑
 
蠕化劑、可鍛鑄鐵變質劑用量不大,今后用量可能不變或減少。此文不再討論。值得一提的是,脫硫劑的需求將增大。目前脫硫劑多為碳化鈣、氟化鈣、氧化鈣的混合物,希望進一步改善其反應性能。預處理劑如碳化硅的商品化供應也值得考慮。
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