在球墨铸铁管化学成分固定条件下，加热到一定温度，保温一段时间后，进行第一阶段石墨化，使在一次结晶时形成铸态组织中的游离渗碳体（针状、共晶和块状渗碳体），全部转变为奥氏体和石墨。由于游离渗碳体远比共析渗碳体粗大，低温很难分解，只有通过高温加热才会分解成奥氏体和石墨碳。保温段两侧增加烧咀，可提高温度，加速渗碳体的分解；延长保温段，即延长球墨铸铁管在保温段的时间，使渗碳体充分分解，减少其数量。
低温退火时，温度低于一定值，将出现奥氏体，在冷却过程中又可能出现珠光体。退火温度越接近一定值，共析渗碳体分解速度越快，退火时间越短。快冷段设风管吹冷风，而且风量可调，使球墨铸铁管较快冷却。缩短快冷段长度，可缩短冷却、退火时间，提高产量。通过控制炉内缓冷速度，缓冷段设燃烧器，吹冷风等，使奥氏体在缓冷过程中分解为铁素体和石墨。
