用连铸法生产组织致密的铸铁空心型材颜国君，许扬（西安理工大学材料学院，陕西西安710048）摘要：应用垂直上拉连铸法生产出了不同壁厚和管径的铸铁空心型材，并对获得的铸铁空心型材进行了金相观测和力学性能的测试。结果表明：应用该连铸法能获得组织致密、晶粒细小和综合力学性能优良的铸铁空心型材。关键词：垂直上拉连铸法；铸铁空心型材；显微组织；力学性能：TG249.7文献标识码：A：1001-4977（2009）02-0155-03ProductionofDenseHollow-Cast-IronProfilesbyContinuousCastingYANGuo-jun,XUYang（SchoolofMaterialScienceandEngineering,Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,Shaanxi,China）Abstract：Thehollow-cast-ironprofileswithdifferentwallthicknessanddifferentdiameterwereproducedbythepulling-upverticallycontinuouscasting,andtheirmetallographicobservationsandmechanicalmeasurementswerecarriedoutrespectively.Theresultsshowthatthehollow-cast-ironprofilesproducedbythiswayareofadensestructure,afinecrystalgrainandexcellentmechanicalproperties.Keywords：pulling-upverticallycontinuouscasting;hollow-cast-ironprofiles;microstructure;mechanicalproperties铸铁空心型材以其强度高、耐腐蚀、使用寿命长以及吸振性能好等特点，在城市的供水管路系统和供气管路系统以及石油化工系统的油气输送管路系统中占据着主导地位，是现有其他管材难以取代的，这已成为业内人士的共识[1-2]。因此，铸铁空心型材在现代化生活和国民经济中占有极其重要的地位。现有的铸铁空心型材生产方法有：砂型铸造法、离心铸造法和连铸＋机械掏空法等。其中用于供水、供气和输油的铸铁空心型材普遍采用离心铸造法生产，这是由于采用离心铸造生产的铸铁空心型材具有晶粒细小组织致密等特点，有效地解决了砂型铸造等工艺不易解决的组织疏松、气孔和缩孔等质量缺陷，明显地提高了铸铁空心型材的质量。但是离心铸造是利用离心力实现空心型材的成型，在离心力的作用下，材料组成中的密度较小的元素如碳和磷等偏聚在空心型材的内壁附近，在铸铁空心型材中造成“黑斑”以及组织与硬度的不均匀等缺陷；且受设备的限制，得到的空心型材长度方向尺寸受到一定的限制[3-5]。连铸＋机械掏空法能获得组织致密、晶粒细小和成分均匀的铸态棒型材，但是为获得空心的铸铁型材，要对得到的棒材进行机械掏空，这样使得材料的利用率下降，同时增加了加工工序和生产成本。本文介绍了一种用连铸的方法生产空心铸铁型材的方法——垂直上拉连铸法。该方法与水平连铸相比，能克服水平连铸过程中因凝固铸管的自重而产生的在铸管内外壁面与相应石墨结晶器壁面间的间隙的不均匀性，从而使得铸管在径向上的冷却凝固速度大小更一致有利于获得壁厚更均匀的铸管；另外，还可以防止由于铸管的自重而使铸管产生弯曲变形。应用该方法，我们获得铸管外径尺寸在50~150mm之间、管壁厚5~25mm和长度10m的铸铁空心管型材，并且已形成了20t/d的空心铸管生产规模。对获得的铸铁空心型材进行了组织与性能的分析，结果表明：该方法生产的铸铁空心型材具有晶粒细小、组织致密、成分均匀和优良的综合力学性能等特点。试验方法试验生产铸铁空心型材的装置如图1所示。保温炉1收稿日期：2008-06-02收到初稿，2008-11-01收到修订稿。作者简介：颜国君（1974-），男，湖南衡山人，讲师，博士，研究方向为功能材料和低塑性金属材料的成型。E-mail：yanguojun138@sohu1.结晶器2.铸管3.铁液4.保温炉5.铁液包6.牵引机图1垂直上引连铸铸管图Fig.1Thesketchoftheequipmentforpulling-upcontinuouscastingofhollowcasttubes1.结晶器（冷却水套和保护套）2.石墨模图2结晶器示意图Fig.2Thesketchofcrystallizer图3上拉连铸法获得的铸铁空心管型材照片Fig.3Pictureofthehollowcast-pipesbypulling-upcontinuouscasting图4连铸法得到的灰铸铁管的金相组织Fig.4Metallographofgraycast-ironpipesproducedbycontinuouscasting图5砂型铸造得到的灰铸铁管的金相组织Fig.5Metallographofgraycast-ironpipesproducedbysandcasting图6上拉...