电炉孕育处理工艺的优化

常贵阳，许景峰，刘登峰，綦光和

（潍柴重机股份有限公司滨海铸造厂，山东潍坊 261108）

电炉孕育处理工艺的优化

常贵阳，许景峰，刘登峰，綦光和

（潍柴重机股份有限公司滨海铸造厂，山东潍坊 261108）

良好的孕育处理可以促进石墨球化，细化晶粒，改善铸铁的机械性能和加工性能，随流孕育装置是获得良好随流孕育效果的前提。根据生产实际，本文设计了一种结构简单的电炉用随流孕育装置，改进了孕育处理方式，解决了孕育剂添加不均匀的难题，为浇注出合格的铸件提供了保障。

随流孕育；孕育剂；装置；电炉

在铁液浇注之前，在一定条件下（如需要一定的过热温度、一定的化学成分、合适的加入方法等）向铁液中加入一定量的物质（称为孕育剂）以改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高铸件性能为目的的处理方法，谓之孕育处理[1]。良好的孕育处理可以促进石墨球化，细化晶粒，提高组织与性能的均匀性，改善铸铁的机械性能和加工性能，消除或减轻白口倾向，避免出现过冷组织；减轻铸铁件的壁厚敏感性，减少铸件薄、厚截面处显微组织和硬度差别；有利于共晶团生核，使共晶团数增多；使铸铁中的石墨形态呈细小而且均匀分布的A型石墨，从而改善铸铁的力学性能[2-4]。在生产过程中，孕育方法对孕育效果有着直接影响，因此孕育方法的改进越来越引起广泛的重视。本文通过设计制作电炉用随流孕育装置，改进孕育剂的加入方法，达到提高铁液孕育处理效果的目的。

1 电炉孕育处理存在的问题

图1 浇包冲入法孕育处理示意图

由于生产环境的条件限制，若将漏斗设计在出铁口上部，出铁口距离平台边缘水平距离为1350m m，出铁时，由于距离太远，无法添加孕育剂；若将漏斗设计在平台侧面，又因平台与出铁口垂直距离几乎相同，输料管道倾角太小，在添加孕育剂时，输料管道易堵塞。因此，在生产现场无法安装漏斗式随流孕育添加装置，只能采用浇包冲入法孕育处理方式，如图1所示。出铁时，将孕育剂放置在浇包底部，高温铁液在冲入包内时搅动孕育剂材料，达到铁液孕育的目的[5]。

使用冲入法孕育处理虽然操作最简单，但由于出铁时加入的孕育剂较多，从出铁、扒渣，到浇注时间间隔短，孕育剂与铁液不能混合均匀，孕育剂含量高的铁液不但增加了生产成本，而且增加了缩松倾向，孕育剂含量较低的铁液，达不到孕育的目的。若延长孕育时间，会引起孕育剂衰退。为了提高铁液孕育的均匀性，取得良好的孕育效果，出铁时采用随流孕育方式已成为亟需解决的问题。

2 电炉随流孕育工艺的优化

2.1 电炉随流孕育装置的设计

在设计电炉随流孕育装置时，为避免高温铁液对随流孕育装置产生不利影响，利用孕育剂自身重力，将孕育剂加入到铁液流中，以便简化随流孕育装置。由于漏斗式随流孕育装置不适用于该电炉，且电炉的上部为吸烟罩，可设计一种安装在吸烟罩上部的随流孕育装置。为确保孕育剂在输料管道依靠自重输送，输料管道的倾角应不能小于30°，电炉在正常熔炼时，铁液面上部的余隙为300 m m，铁液直径为1 040 m m，所以出铁时，电炉的倾角大于29.98°，为确保孕育剂在自重的作用下下落，孕育剂容器的底面设计为一倾斜面。设计制作的电炉用随流孕育装置如图2所示，由孕育剂容器、控制阀、输料管道、出料口和手柄组成。其中手柄与控制阀连接，控制阀控制随流孕育装置的关闭和开启，出料口与输料管道有一定夹角，防止电炉出铁水时，铁液飞溅至出料口后堵塞出料口。

图2 随流孕育装置平面图

随流孕育装置制作完毕后安装在电炉吸烟罩上，平面图如图3所示。

2.2 电炉孕育处理的改进

图3 随流孕育装置安装在电炉吸烟罩上平面图

设计电炉随流孕育装置后，首先将孕育剂添加在孕育剂容器内，开始出铁水时，通过手柄打开控制阀，孕育剂在自重作用下，通过输料管道到达出料口，均匀地进入到铁水流中，随流孕育装置使用现场效果如图4所示。借助随流孕育装置，电炉随流孕育处理替代了浇包冲入法孕育处理，实现了孕育剂与铁液的均匀混合，为达到良好的孕育效果提供了保障。

图4 随流孕育装置使用现场效果图

3结论

在电炉出铁时，借助随流孕育装置，孕育剂的加入方法由原来的浇包冲击孕育改为电炉出铁随流孕育，根据工艺设定的给料量，孕育剂均匀地加入到铁液流中，为浇注出合格的铸件提供了保障。此外，新设计的随流孕育装置结构简单，操作简便，以较低的制造成本满足了生产要求。

［1］ 中国机械工程学会铸造分会.铸造手册［M］.北京：机械工业出版业，2002．

［2］ 金永锡.球铁的缩松及QKS抗缩松孕育剂的应用［J］.现代铸铁，2008（2）：30-36.

［3］ 刘金玉.铸造生铁的孕育作用及其应用［J］.铸造设备与工艺，2013（1）：41-43.

［4］ 蒋智慧，杨明华，杨永金，等.瞬时随流孕育工艺的研究与应用［J］．研究与讨论，2005（3）：1-4．

［5］ 赵志廉，杨永禄，普东杰.孕育方法对灰铸铁性能的影响［J］，2008（9）：971-973.

Optimization about Stream Inoculation of Electric Furnace

CHANG Gui-yang，XU Jing-feng，LIU Deng-feng，QI Guang-he
（Binhai Foundry，Weichai Heavy Machinery CO.，LTD.，Weifang Shandong 261108，China)

Good inoculation process can promote the graphite spheroidizing，grain refining and improve the mechanical properties and processing properties of castings.The stream inoculation device is the premise to obtain good inoculation effect.A simple stream inoculation device for electric furnace was designed according to actual production in this paper.The way of stream inoculation was improved and the problem of uneven adding of inoculation was solved，which could provide guarantee for qualified castings.

stream inoculation，inoculation，device，electric furnace

TG232

A

1674-6694（2017）04-0006-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.04.003

2017-04-24

常贵阳（1982-），男，汉族，山东菏泽人，硕士，工程师，主要从事方向：机械设计工作。