[发明专利]一种制备铸铁过程中采用的孕育装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种铸铁制造装置，具体来说是一种制备铸铁过程中采用的孕育装置。

背景技术

灰铸铁、球墨铸铁等是铁水在凝固时，碳以石墨形式析出的铸铁，在浇注过程中，采用孕育处理能细化铸铁的晶粒组织，优化石墨形态，从而能提高铸铁的各项性能，因此，对于高性能铸铁生产而言，铸铁的孕育处理是一项非常重要的工艺过程。

孕育处理具有两个重要环节，一是孕育剂的选择；二是孕育方法的制定。在孕育方法中有：包内孕育、随流孕育、型内孕育。

包内孕育是将孕育剂放置在铁水包的底部，铁液流入包内时将孕育剂冲熔、混合，以实现对铁水的孕育，这种方法工艺简单，但孕育效果较差，且孕育剂的加入量较大。

随流孕育是铁水流入铁水包时，在流动的铁水中加入孕育剂，这种工艺有利于孕育剂与铁水的混合，提高了孕育的均匀性，但孕育剂的加入需要专用设备。

型内孕育是将孕育剂放置在浇注系统中，当铁水从浇注系统流入型腔时，铁水与孕育剂混合，完成铁水的孕育，这种工艺是孕育时间与凝固时间相隔时间最短的孕育处理方法。

在孕育处理中，存在着孕育衰退的现象，即：铁水经孕育处理后，铸铁的固相组织呈现出似乎没有进行孕育处理的现象，或者孕育处理效果较差的情况，其原因，一般认为是孕育处理与凝固时间相隔太长，以至于孕育剂充分熔化并与铁水完全均匀混合，失去了成分起伏和温度起伏的作用，因此也失去了孕育处理的效果。

在上述三种孕育方法中，型内孕育是目前铸造界公认的孕育效果最佳的一种方法，该方法孕育剂加入量少（为其它方法孕育剂加入量的20～40%），孕育效果优良。目前企业中一般采用型内孕育的方法如图1所示。型内孕育要求孕育剂以单颗粒状均匀的进入型腔，才能达到孕育的效果，如果孕育剂以颗粒团形式进入型腔，由于颗粒团不能及时熔化，铸件组织中会残留未熔化的孕育剂，以至于产生类似于夹渣的缺陷。目前铸造生产中使用的孕育剂绝大部分采用75硅铁（含硅量为75%，其余为铁），或在此基础上添加一些其它元素，将此颗粒状的孕育剂加入粘结剂进行粘合成孕育块，放入浇注系统的底部，在铁水的冲刷下，把孕育剂带入型腔进行孕育处理。但在实际生产中，由于各种原因，往往孕育剂以颗粒团的形式从孕育块上进行剥离，孕育块的比重一般为3～3.4，而铁水的比重为7，因此一旦颗粒团从孕育块上剥离，马上上浮并随铁水进入型腔，如不能及时熔化，会使铸件造成类似于夹渣的缺陷。

本发明获得上海科技成果转化促进会“高性能铸铁孕育新工艺研究”（2014022）项目的资助。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种制备铸铁过程中采用的孕育装置，所述的这种制备铸铁过程中采用的孕育装置要解决现有技术中孕育铸铁的装置容易产生夹渣的技术问题。

本发明提供了一种制备铸铁过程中采用的孕育装置，包括一个横浇道和一个直浇道，所述的直浇道和所述的横浇道相垂直，在所述的横浇道的上端设置有一个孕育室，所述的孕育室靠近所述的直浇道，所述的孕育室高于所述的横浇道的水平面，所述的孕育室中设置有孕育块，在所述的孕育室的后端设置有一个横浇道坝。

进一步的，所述的横浇道的纵向截面积与横浇道坝的纵向截面积之比为1：0.5～0.7，所述的直浇道与所述的横浇道接触处的截面积与所述的横浇道的纵向截面积之比为1.1～1:1。

进一步的，横浇道坝的纵向高度低于所述的横浇道的纵向高度。

本发明在孕育室的后端设置一个横浇道坝，所述的横浇道的截面积与横浇道坝的截面积之比为1：0.5～0.7，所述的直浇道与所述的横浇道接触处的截面积与所述的横浇道的截面积之比为1.1～1:1，保证在浇注时孕育室能保持铁水充满状态，一旦有孕育剂颗粒团块剥离时，颗粒团块由于比重的原因，会立即上浮，从而受到横浇道坝的阻挡，团块不会随铁水向前运动，团块越大，浮力也越大，也就越不宜向前运动，但颗粒状的孕育剂，由于浮力小，容易弥散在铁水之中随铁水一起向前运动，最后进入型腔，达到孕育处理的目的。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明将孕育块设置在横浇道的上端，当孕育剂颗粒团剥离后，由于浮力的作用，不会进入浇道，并进一步在铁水的作用下，最终以颗粒状的形式进入型腔，取得最佳的孕育处理的效果。

附图说明

图1是原铸铁孕育示意图，其中，11为横浇道，22为直浇道，33为孕育室，44为孕育块。