大型球墨铸铁件的种类很多，如：大型柴油机缸体、大型轮毂、大型球磨机端盖、高炉冷却棒、大型轧机机架、大型注塑机模板、大型汽轮机轴承座、风电设备中的轮毂以及核电设备中的底座和废渣罐等。除了标准中规定的机械性能外，这些部件还有一些特殊的性能要求，如风电铸件要求的低温冲击韧性、核电渣罐的许多附加特殊验收标准等。因此，这些铸件的生产必须事先经过仔细考虑。
1) 首先要考虑的是如何获得完善、致密、合格的铸件尺寸
生产大型球墨铸铁件的技术流程与生产灰口铸铁件基本相同，只要根据球墨铸铁的特点，在刻度的选择和烧瓶的设计上稍加改动即可。
2) 其次，应针对大型球墨铸铁铸件的共同特征开展相应工作
大型球墨铸铁铸件的共同特点是重量极大。它们大多需要铁素体基体，机械性能必须符合标准数据，有时还增加了低温冲击性能要求。
大型球墨铸铁铸件生产中的特殊问题
由于大型球墨铸铁件的冷却速度较慢，共晶凝固期长达数小时。在此期间，球墨铸铁的主要结构将形成。因此，出现了一系列大截面球墨铸铁或大型球墨铸铁件特有的问题。球墨数量少、球墨直径大、球墨变形、石墨上浮、化学成分偏析、晶间碳化物和块状石墨（Chunky Graphite）等。这些问题长期以来一直备受关注。虽然形成机理尚未统一，但已经采取了初步措施来解决具体问题。
另一个重要问题是如何满足和解决低温冲击韧性的要求？问题的巧合在于，解决这两个问题的方向和措施大致相同。
解决大型球墨铸铁铸件独特问题的方法
1) 强化冷却以加速凝固
关于石墨碎裂的原因，普遍接受的理论有两种：一种是球状石墨破碎造成的；另一种是由于某些合金元素（尤其是 Ce 和 La）的热流或偏析导致奥氏体外壳的稳定性降低。导致球墨的生长形态发生变化而形成。无论理论与理论如何，可以肯定的是，共晶阶段凝固时间过长（即冷却速度过慢）是形成碎裂石墨的直接客观因素。因此，无论采用何种方法，只要能缩短凝固阶段的时间，就能有效防止碎裂石墨的出现。
文献还指出，球墨变形存在一个临界冷却速率（0. 8 ℃/min）。石墨畸变有时是一个突变过程，因此加速冷却，缩短凝固时间，特别是缩短共晶阶段的凝固时间，想方设法将共晶凝固阶段缩短到2 h 以内，效果显著。围绕这一原理有很多措施：强制冷却；金属式挂砂；使用冷铁等。
人们普遍认为，冷铁的导热系数高，尤其是蓄热能力强，是一种可以应用的有力措施。石墨的导热系数高于沙装冷铁（分别为 45 W/m-℃ 和 17 W/m-℃），但其蓄热能力低于冷铁。如果是强制冷却，则使用石墨进行比较。对于大型或超大型球墨铸铁铸件，强制冷却仍是一项有力措施。一般可采用风冷、雾冷或水冷装置，甚至可采用液氮冷却来加快铸件凝固速度。数据显示，20 t 级球墨铸铁乏容器铸件凝固时，传热效果为：金属型吸热占 58%，石墨和砂型（芯部）吸热占 3.5%，砂型和其他装置部分吸热。热量占 3.5%，水冷导热占 3.5%.由此可见，金属模具能传导铸件 50%以上的热量，而芯部传热很少。显然，强制冷却是必要的。
2) 改进工艺技术
(1) 精心挑选原材料
为了生产出高质量的大型球墨铸铁件，无论如何选择炉料都是值得的。原材料的干扰元素应尽可能低。应特别注意生铁的来源、废钢的种类和再烧炉的选择。
(2) 化学成分设计
如果 w(C) 为 3.7%，则 w(Si) 必须低至 1.0% ；此外，w(Mn)<0.3%，w( P) 和 w(S) 也应严格限制。除特殊情况外，一般不使用合金，因此必须严格选择废钢。
必须实现低 w(Si)，否则很容易出现石墨碎片，低温性能也达不到要求。问题在于低 w(Si) 或低 w(Si) 以及由此产生的弊端。日本 100 吨乏燃料容器的成分为：w(C) 3. 6%，w(Si) 2. 01%，w(Mn) 0. 27%，w(P) 0. 025%，w(S) 0. 004%，w(Ni) 0. 78%，w(Mg) 0. 065%。
(3) 选择双相冶炼
双相冶炼可以充分发挥冲天炉铁水成核能力强、电炉热效率高的特点。铁水必须在高温下排出，有条件时可除去 S，在电炉中的时间不宜过长。球化温度根据情况而定，不能过高或过低。
笔者主张不要使用冲洗法进行大块球化，因为这种方法耗时太长。至少要使用覆盖法，最好是特殊法或喂丝法。蚕丝在固定的地方喂养，甚至可以与可育蚕丝一起喂养。不要使用常用的球化剂。最好混合使用重稀土球化剂和轻稀土球化剂。如果使用球化剂，w（Mg）6% 和 w（RE）1.0% 至 1.5%即可；如果生铁相对纯净，w（RE）0.5% 至 1.0%也可以。如果采用送丝法，则可使用高 w (Mg) 量的球化剂，但 w (RE) 量应较低，并添加少量 Ca。
浇注温度应适当（1300～1350℃），不宜过高，否则液态收缩过大；宜采用分散内流道进行中速浇注，尽量使用高刚性模具，充分利用石墨化膨胀进行球墨铸铁的自流浇注。, 减轻冒口负担，确保铸件内部致密。
(4) 关注怀孕问题
接种是最重要的技术措施之一。只有解决了这个问题，才能确保低 W（Si）含量不出现问题，并确保低温性能。接种问题不外乎接种剂和接种处理方法的选择。可以选择接种时间较长的接种剂，如含 Ba 的接种剂（含 Sr 的接种剂对灰铸铁和低 Ca 铸铁更有效）、含石墨的接种剂或在接种剂中适当混入 RESiFe。
目前，很多公司都有自制的接种剂，估计也是遵循这个原则。总之，培养 "必须延迟，但要即时"，不仅效果好，而且用量可以大大减少。老方法，比如治疗过程中覆盖，效果很差，但 w（Si）降低了。现在的问题是，要想 w（Si）低，效果好，唯一的出路就是改变方法。事实证明，2.0% 的 w（Si）是可以达到的，成功的标志是石墨应该越来越小，越来越大。石墨越小，球化率越高。石墨越小，球化率越高。石墨越小，偏析程度越轻。对于大型零件，如果石墨球的数量在 200 个/mm2 以上，尺寸在 5-6 号，球化率和铁素体的数量自然不成问题。总之，与石墨作斗争，争取使石墨变小、变多的主要方法是接种。w(Si)低，没有游离的雪明碳酸盐，室温和低温下的塑性和冲击韧性都容易过关。对于大型铸件，在浇注杯中进行大型接种工艺并在流道中放置接种块是很容易的。问题是必须有一个正确的概念。
(5) 利用合金和微量元素
在特大型球墨铸铁铸件中，唯一可以考虑使用的合金元素是镍，因为它具有独特的效果。从技术角度来看，w(Ni)<1% 是有益的，但是否使用取决于具体情况和经济考虑。
在大型项目中具有成熟使用经验的微量元素是 Bi 和 Sb。一般认为，加入 w(Bi)0.010%，使 w(RE)/w(Bi)=1.4～1.5 的比例，增加球数，有利于降低石墨碎裂的风险。Sb 还可用于厚而笨重的部件。有人认为会增加珠光体量，但也有人将其用于铁素体球墨铸铁中。可能是用量的问题，50 ppm 的用量应该没有问题。周继阳教授曾指出，用 w(Sb) 0. 005%～0.007% 也能抑制铁水中过量 Ti 和 RE 的有害影响。
尽管业界对添加 Bi 和 Sb 的作用和机制仍未达成统一意见，但对添加 Ni 已形成共识。
(6) 预处理的作用至关重要
球化前使用石墨预处理剂对球墨铸铁浆液进行预处理，对改善和稳定铸件质量有积极作用 [3]。方法如下：
调整成分后[预处理使 w(C)增加 0. 2%]→脱 S→回电炉→加入 0. 2%至 0. 25%的预处理剂（1/4体积时加入）→回电炉后稍升温至 1 470 ～1 480℃→球化处理→接种处理（可用 Ultraseed）→浇注。
(7) 使用防缩孔剂 QKS
发明人认为，在球形墨水的中心有 1 μm 的异物，形成双层核心；内层是 MgS、CaS（0. 5 μm），外层是 MgO、SiO 和硅酸盐。因此，本发明人在接种剂中加入一定量的 O 和 S，与接种剂中的金属元素结合，产生更多的硫化物和氧化物，从而形成更多的石墨核，生产出 Ca、Ce 和 S、O 的硅铁接种剂，这种接种剂能显著增加石墨球的数量，在结晶后期析出，后期的石墨化膨胀能有效抵消凝固后期的收缩。特别是对局部热接缝的收缩气孔效果更好[4]。实验指出：对于 5-40 mm 的阶梯试块，使用 SrSiFe 时，石墨球从 300 个/mm2 减少到 150 个/mm2；使用 Ca-Ce-O-S 剂时，石墨球数量不受壁厚影响。与 BaSiFe 和 75SiFe 相比。横试块热接缝处的收缩缺陷表明，使用含 Ba 和 Sr 的孕育剂时，横截面热接缝处有收缩孔，而使用 Ca-Ce-O-S 剂时则没有。
