移動式鑄鐵孕育機(jī)的運用

包相鋒，陳明元，黃永高，李 澤

（1.大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧大連 116022；2.大連鑄造工程技術(shù)有限公司，遼寧大連 116022；3.上海冠元機(jī)電設(shè)備有限公司，上海 201906）

孕育處理是向鐵液中添加少量物質(zhì)，促使液體內(nèi)部生核的方法。在鑄鐵中，加入少量的FeSi，能在液體中瞬時形成很多的富硅區(qū)，造成局部過共晶成分迫使石墨提前析出，而硅的脫氧產(chǎn)物SiO2以及孕育劑中的某些微量元素形成的化合物可能作為石墨析出的襯底。這種生核作用在剛加入孕育劑時作用最強(qiáng)，隨時間的延長，這些不平衡的狀態(tài)下析出的石墨質(zhì)點逐漸重新溶解，其襯底的結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生變化，導(dǎo)致孕育作用的減弱以致消失，此現(xiàn)象稱為孕育衰退。為發(fā)揮其孕育作用，應(yīng)盡量縮短從孕育到凝固的時間。

我公司大多數(shù)高牌號鑄鐵件和球鐵件的澆注中，一般采用爐前孕育和澆口杯二次孕育。孕育時均采用人工添加孕育劑的辦法。由于人工添加孕育劑時孕育壺在前端有一定重量，在爐前孕育時翻灑不均勻。在二次澆口杯孕育孕育壺中雖有固定孔板可控制流量，但前端的孕育壺重量增加了勞動強(qiáng)度。同時，上述人工孕育的方法，由于是重力加料，孕育劑在鐵水表面便隨鐵水流進(jìn)入澆口杯，均勻化程度較差。

為解決以上問題，公司于2012年6月購進(jìn)了某公司設(shè)計制造的FS-500移動式孕育機(jī)。

1 FS-500孕育機(jī)的工作原理

孕育機(jī)采用以壓縮空氣為動力，將定量的孕育劑以一定的壓力噴入鐵水表面，完成孕育工作。由于壓縮空氣中含有水分，對鐵水將產(chǎn)生嚴(yán)重影響，故對壓縮空氣采用嚴(yán)格的去除水分的措施。用于二次澆口杯孕育的設(shè)備外形見圖1.

圖1 二次澆口杯孕育的設(shè)備

孕育機(jī)由空氣壓縮機(jī)、氣源處理、壓力控制、電控系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、移動推車、手持噴管等部分組成。

孕育機(jī)為移動式，可將孕育機(jī)移到要澆注件的附近，輸送距離可在30 m的半徑內(nèi)覆蓋澆注件。

為適應(yīng)不同鑄件的需求，手持噴管前端可選用直管噴頭、彎管噴頭、旋風(fēng)卸料器等類型。

噴灑壓力 0.1 MPa～0.6MPa可調(diào)；流量0.5 g/s～300 g/s可調(diào)。（流量大小分為幾種機(jī)型）。由于噴灑時有壓力，一定粒度的孕育劑有一定的質(zhì)量和速度可進(jìn)入鐵水流一定的深度，提高了均勻化程度。噴灑時伴隨的壓縮空氣雖有一定的速度，但由于上升熱空氣的阻力使其速度大大降低，對鐵水流影響微弱。旋風(fēng)卸料器使空氣自上部排出，基本無向下氣流。

流量控制可選擇自動和手動二種方式。自動控制時間精度為0.1 s.

該設(shè)備使用簡單，開機(jī)初始化后，使用時隨澆注需要按動啟動按鈕即可，機(jī)器將按設(shè)定時間自動停止。也可以手動隨時停止。每包澆注多箱時，只需移動噴管，按動啟動按鈕，十分方便。也可加設(shè)遙控控制裝置。

該設(shè)備定量精度高，誤差小于總劑量的1%。

該設(shè)備適合孕育劑粒度：0.5～1、1～3、3～8、8～15（每種粒度均需不同機(jī)型方能適應(yīng)）。

記錄（選項）：可自動記錄和打印，也可聯(lián)網(wǎng)上傳結(jié)果，下傳作業(yè)通知。

2 效果

表1 是齒輪箱鑄件手工二次孕育和孕育機(jī)孕育的對比，從對比結(jié)果來看，手工孕育均勻性要比孕育機(jī)孕育差一些，過冷度會略高，造成硬度或強(qiáng)度偏高。而孕育機(jī)孕育則綜合性能都比較均勻，石墨球圓整度也要好于手工孕育。

3 結(jié)論

經(jīng)過鑄造車間實際運行，移動式鑄鐵孕育機(jī)孕育效果良好，使用方便，重復(fù)精度好，避免了人為因素，在大面積地攤式的澆注工況下，值得在隨流孕育中采用。

表1 手工孕育與孕育機(jī)孕育對比