電爐孕育處理工藝的優(yōu)化

常貴陽，許景峰，劉登峰，綦光和

（濰柴重機股份有限公司濱海鑄造廠，山東濰坊 261108）

電爐孕育處理工藝的優(yōu)化

常貴陽，許景峰，劉登峰，綦光和

（濰柴重機股份有限公司濱海鑄造廠，山東濰坊 261108）

良好的孕育處理可以促進石墨球化，細化晶粒，改善鑄鐵的機械性能和加工性能，隨流孕育裝置是獲得良好隨流孕育效果的前提。根據(jù)生產(chǎn)實際，本文設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單的電爐用隨流孕育裝置，改進了孕育處理方式，解決了孕育劑添加不均勻的難題，為澆注出合格的鑄件提供了保障。

隨流孕育；孕育劑；裝置；電爐

在鐵液澆注之前，在一定條件下（如需要一定的過熱溫度、一定的化學成分、合適的加入方法等）向鐵液中加入一定量的物質(zhì)（稱為孕育劑）以改變鐵液的凝固過程，改善鑄態(tài)組織，從而達到提高鑄件性能為目的的處理方法，謂之孕育處理[1]。良好的孕育處理可以促進石墨球化，細化晶粒，提高組織與性能的均勻性，改善鑄鐵的機械性能和加工性能，消除或減輕白口傾向，避免出現(xiàn)過冷組織；減輕鑄鐵件的壁厚敏感性，減少鑄件薄、厚截面處顯微組織和硬度差別；有利于共晶團生核，使共晶團數(shù)增多；使鑄鐵中的石墨形態(tài)呈細小而且均勻分布的A型石墨，從而改善鑄鐵的力學性能[2-4]。在生產(chǎn)過程中，孕育方法對孕育效果有著直接影響，因此孕育方法的改進越來越引起廣泛的重視。本文通過設(shè)計制作電爐用隨流孕育裝置，改進孕育劑的加入方法，達到提高鐵液孕育處理效果的目的。

1 電爐孕育處理存在的問題

圖1 澆包沖入法孕育處理示意圖

由于生產(chǎn)環(huán)境的條件限制，若將漏斗設(shè)計在出鐵口上部，出鐵口距離平臺邊緣水平距離為1350m m，出鐵時，由于距離太遠，無法添加孕育劑；若將漏斗設(shè)計在平臺側(cè)面，又因平臺與出鐵口垂直距離幾乎相同，輸料管道傾角太小，在添加孕育劑時，輸料管道易堵塞。因此，在生產(chǎn)現(xiàn)場無法安裝漏斗式隨流孕育添加裝置，只能采用澆包沖入法孕育處理方式，如圖1所示。出鐵時，將孕育劑放置在澆包底部，高溫鐵液在沖入包內(nèi)時攪動孕育劑材料，達到鐵液孕育的目的[5]。

使用沖入法孕育處理雖然操作最簡單，但由于出鐵時加入的孕育劑較多，從出鐵、扒渣，到澆注時間間隔短，孕育劑與鐵液不能混合均勻，孕育劑含量高的鐵液不但增加了生產(chǎn)成本，而且增加了縮松傾向，孕育劑含量較低的鐵液，達不到孕育的目的。若延長孕育時間，會引起孕育劑衰退。為了提高鐵液孕育的均勻性，取得良好的孕育效果，出鐵時采用隨流孕育方式已成為亟需解決的問題。

2 電爐隨流孕育工藝的優(yōu)化

2.1 電爐隨流孕育裝置的設(shè)計

在設(shè)計電爐隨流孕育裝置時，為避免高溫鐵液對隨流孕育裝置產(chǎn)生不利影響，利用孕育劑自身重力，將孕育劑加入到鐵液流中，以便簡化隨流孕育裝置。由于漏斗式隨流孕育裝置不適用于該電爐，且電爐的上部為吸煙罩，可設(shè)計一種安裝在吸煙罩上部的隨流孕育裝置。為確保孕育劑在輸料管道依靠自重輸送，輸料管道的傾角應不能小于30°，電爐在正常熔煉時，鐵液面上部的余隙為300 m m，鐵液直徑為1 040 m m，所以出鐵時，電爐的傾角大于29.98°，為確保孕育劑在自重的作用下下落，孕育劑容器的底面設(shè)計為一傾斜面。設(shè)計制作的電爐用隨流孕育裝置如圖2所示，由孕育劑容器、控制閥、輸料管道、出料口和手柄組成。其中手柄與控制閥連接，控制閥控制隨流孕育裝置的關(guān)閉和開啟，出料口與輸料管道有一定夾角，防止電爐出鐵水時，鐵液飛濺至出料口后堵塞出料口。

圖2 隨流孕育裝置平面圖

隨流孕育裝置制作完畢后安裝在電爐吸煙罩上，平面圖如圖3所示。

2.2 電爐孕育處理的改進

圖3 隨流孕育裝置安裝在電爐吸煙罩上平面圖

設(shè)計電爐隨流孕育裝置后，首先將孕育劑添加在孕育劑容器內(nèi)，開始出鐵水時，通過手柄打開控制閥，孕育劑在自重作用下，通過輸料管道到達出料口，均勻地進入到鐵水流中，隨流孕育裝置使用現(xiàn)場效果如圖4所示。借助隨流孕育裝置，電爐隨流孕育處理替代了澆包沖入法孕育處理，實現(xiàn)了孕育劑與鐵液的均勻混合，為達到良好的孕育效果提供了保障。

圖4 隨流孕育裝置使用現(xiàn)場效果圖

3結(jié)論

在電爐出鐵時，借助隨流孕育裝置，孕育劑的加入方法由原來的澆包沖擊孕育改為電爐出鐵隨流孕育，根據(jù)工藝設(shè)定的給料量，孕育劑均勻地加入到鐵液流中，為澆注出合格的鑄件提供了保障。此外，新設(shè)計的隨流孕育裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，以較低的制造成本滿足了生產(chǎn)要求。

［1］ 中國機械工程學會鑄造分會.鑄造手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版業(yè)，2002．

［2］ 金永錫.球鐵的縮松及QKS抗縮松孕育劑的應用［J］.現(xiàn)代鑄鐵，2008（2）：30-36.

［3］ 劉金玉.鑄造生鐵的孕育作用及其應用［J］.鑄造設(shè)備與工藝，2013（1）：41-43.

［4］ 蔣智慧，楊明華，楊永金，等.瞬時隨流孕育工藝的研究與應用［J］．研究與討論，2005（3）：1-4．

［5］ 趙志廉，楊永祿，普東杰.孕育方法對灰鑄鐵性能的影響［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

常貴陽（1982-），男，漢族，山東菏澤人，碩士，工程師，主要從事方向：機械設(shè)計工作。