铸铁型材的基体组织分为珠光体和铁素体。珠光体铸铁型材拥有比铁素体铸铁型材更高的力学性能(例如强度),被广泛应用在实际生活中,通常称为高强度铸铁型材。迄今为止,国内外可采取的获得珠光体型材的方法主要有两种:一种是加入大量合金元素铜、锰、镍、钼等,使型材在铸态下基体组织直接转变为珠光体;另一种是是在加入少量合金元素的前提下,对铸态型材正火处理,通过进一步的热处理使其基体组织转变为珠光体。尽管两种方法都能得到高强度的铸铁型材,但第一种方法必须加入大量的合金元素(其中包括部分贵重元素),第二种方法需要大量的耗电量。一般情况下,成本的增加均在30%以上,使型材的生产成本大幅度增加,降低了铸铁型材的技术经济效益。本文根据铸铁型材的生产特点,提出在铸铁型材水平连铸生产过程中进行三次喷冷的技术思想,探索了在不添加大量合金元素和不进行热处理的情况下获得高强度铸铁型材的新方法。文中Φ93mm和Φ120mm水平连铸球铁型材LZQT450-12为研究对象,依靠自行研制的三次喷冷试验装置,探索了三次喷冷工艺参数对铸铁型材组织与性能的影响。研究结果表明:(1)初步设计制造出一套铸铁水平连铸三次喷冷装置,主要包括进水管、喷水水包、水包支撑架和底部水箱。可通过调节水阀的开合程度控制不同的工艺参数,该装置结构简单、运行可靠,较好地满足了实际生产需要。(2)对Φ93mm和Φ120mm未经三次喷冷球铁型材不同部位的组织性能进行研究,发现两种棒径球铁型材由表面至心部的变化趋势相同,即石墨形态变差,珠光体含量增多,片层间距变大,力学性能变差。(3)水平连铸球铁型材经三次喷冷后可有效地形成并细化铸铁型材的珠光体组织,提高铸铁型材的力学性能。(4)对比不同三次喷冷工艺参数对球铁型材组织性能的影响,发现当三次喷冷工艺参数为:三个水包+调节水阀全开+水包间距250mm时,可以得到综合力学性能相对较好的球铁型材。(5)在最佳三次喷冷工艺条件下,对比型材直径对三次喷冷效果的影响,发现实验型材直径越小,喷透层越深,断面组织性能越均匀,效果越好。