CN111085670A - 一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置及孕育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置,包括一级孕育机构、二级孕育机构及三级孕育机构，一级孕育机构包括浇包以及设置在浇包底部的隔断板，隔断板左侧填充有球化剂层，球化剂层上表面设有孕育剂层，孕育剂层上表面覆盖一层碎钢片；二级孕育机构包括炉台台面以及竖直设置的漏斗支架，漏斗支架顶端安装一个漏斗一，钢管通过轴承与漏斗一转动连接，轴承上方的漏斗管道上安装一个闸板一；三级孕育机构包括浇包及焊接在浇包上口左右两侧的插管，每根插管的上端均插接一根支架，两个支架之间设置一个漏斗二，漏斗二上安装一个弹簧开关，弹簧开关与安装在漏斗二底部的闸板二连接，闸板二另一端连接一根铁丝。本申请可提高铸件材质水平。

Description

一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置及孕育方法

技术领域

本发明涉及一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置及孕育方法，应用于铸铁加工技术领域。

背景技术

装备制造业是国民经济的基础，是立国之本，强国之基，尤其是一些重型装备，更是国之重器。比如风力发电机组、大型燃气轮机、大吨位注塑机、重型锻压机床等。这些重型装备上，铸件重量占装备总重量的80%以上，铸件单件重量通常在十几吨到上百吨，而且都是主要壁厚在100mm以上的厚大断面球墨铸铁铸件。这类铸件所承载的设备在国民经济中地位显要，而该类铸件的质量优劣又对其组成设备的安全、质量、寿命有着决定性的影响，因而生产该类铸件的企业责任重大，对铸造厂的综合要求也很高。大型注塑机、压铸机模板以及锻压机床类铸件由于壁厚大，主要壁厚超过100mm，最大壁厚处一般超过300mm。厚壁部位是关键受力部位，壁厚心部容易球化衰退，产生畸变石墨。注塑机锁模力直接作用在模板铸件上，模板铸件的安装面受到压力作用，反侧面受到拉力作用，力学性能要求高。铸件验收标准不仅仅是附铸试块，而且要从铸件实体厚壁部位套样检测力学性能，达到标准才算合格，否则不予接收。如果铸件机械性能不合格，铸件装配后在使用过程中会产生断裂的风险。

厚大球铁铸件有一个共同的特点，就是重量重，壁厚厚大，凝固时间长，容易在厚壁心部产生球化、孕育衰退和石墨畸变。如果以铸件实体检测力学性能，很难达到质量要求。

将少量含有碳硅元素的金属颗粒加入熔融铁液，促使形成新的结晶核心，促使石墨化，以改善金属的组织和机械性能的方法叫做孕育处理。球铁的孕育处理和球化处理同样重要，缺一不可，但现有市场上的孕育方法存在一定缺陷，无法有效的保证逐渐满足厚大球铸铁件力学性能的要求。

发明内容

为解决现有技术方案的缺陷，本发明公开了一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置及孕育方法，适合于厚大断面球墨铸铁件，可充分改善金相组织，提高铸件材质水平，满足铸件力学性能要求。

本发明公开了一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置，包括一级孕育机构、二级孕育机构及三级孕育机构，所述一级孕育机构包括浇包以及设置在浇包底部的隔断板，所述隔断板将浇包下部一分为二，所述隔断板左侧填充有球化剂层，所述球化剂层上表面设有孕育剂层，所述孕育剂层上表面覆盖一层碎钢片；所述二级孕育机构包括炉台台面以及竖直设置在炉台台面处的漏斗支架，所述漏斗支架顶端安装一个漏斗一，所述漏斗一的下口处安装一个轴承，所述钢管通过轴承与漏斗一转动连接，所述钢管倾斜安装且其下端置于电炉炉嘴上方，所述轴承上方的漏斗管道上安装一个闸板一，所述漏斗一上口处水平安装一个转动手柄，所述转动手柄右端竖直固接一根钢管拉杆，所述钢管拉杆下端固接在钢管上；所述三级孕育机构包括浇包及焊接在浇包上口左右两侧的插管，每根插管的上端均插接一根支架，两个支架之间设置一个漏斗二，所述漏斗二外周面左右两侧均水平焊接一个担架，所述漏斗二通过担架架设在支架上，所述漏斗二上安装一个弹簧开关，所述弹簧开关与安装在漏斗二底部的闸板二连接，所述闸板二另一端连接一根铁丝。

所述漏斗支架的左侧竖直安装一个扶梯。

所述支架由立杆及矩形框组成，所述矩形框固接在立杆顶部，且矩形框其中一个竖直边上开有一个豁口。

本发明所述的一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育方法，该孕育方法基于上述孕育装置，包括三级孕育：

a.一级孕育：在浇包内用孕育剂覆盖在球化剂表面，使用量为孕育剂总量的20%，并在孕育剂层表面放置一层碎钢片；

b.二级孕育：在炉台台面上设置一个漏斗一，漏斗一内存放有占孕育剂总量65%的孕育剂，在漏斗一下方设有可转动的钢管，等出铁量达到2/3先进行球化，再打开闸板一，转动钢管置于电炉炉嘴上方，通过钢管将孕育剂引导至电炉炉嘴，孕育剂均匀的撒在电炉炉嘴的铁液上，达到均匀孕育的目的；

c.三级孕育：在浇注铁水时进行随流孕育，并将孕育时间控制在整个浇注时间的90%以上，在漏斗二内存放有占孕育剂总量15%的孕育剂，在开始浇注时，由专人通过铁丝拉开弹簧开关，闸板二打开，孕育剂通过漏斗儿均匀地漏在浇注铁流液上，浇注结束后，松铁丝，闸板二关闭，孕育结束。

采用本技术方案，具有以下优点：本申请针对厚大断面球墨铸铁件的特点，采用多重复合孕育方法，可充分改善金相组织，提高铸件材质水平，使之满足铸件力学性能要求。

附图说明

图1是本发明一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置中一级孕育机构的结构示意图；

图2是本发明一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置中二级孕育机构的结构示意图；

图3是本发明一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置中三级孕育机构的结构示意图；

图4是本发明三级孕育机构中支架的结构示意图。

其中：11（31）-浇包；12-隔断板；13-球化剂层；14-孕育剂层；15-碎钢片；21-炉台台面；22-漏斗支架；23-漏斗一；24-轴承；25-闸板一；26-钢管；27-电炉炉嘴；28-转动手柄；29-钢管拉杆；32-插管；33-支架；34-漏斗儿；35-担架；36-弹簧开关；37-闸板二；38-铁丝；211-扶梯；331-立杆；332-矩形框；333-豁口。

具体实施方式

如图1~4所示，本发明公开了一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置，包括一级孕育机构、二级孕育机构及三级孕育机构，所述一级孕育机构包括浇包11以及设置在浇包11底部的隔断板12，所述隔断板12将浇包11下部一分为二，所述隔断板12左侧填充有球化剂层13，所述球化剂层13上表面设有孕育剂层14，所述孕育剂层14上表面覆盖一层碎钢片15；所述二级孕育机构包括炉台台面21以及竖直设置在炉台台面21处的漏斗支架22，所述漏斗支架22顶端安装一个漏斗一23，所述漏斗一23的下口处安装一个轴承24，所述钢管26通过轴承24与漏斗一23转动连接，所述钢管26倾斜安装且其下端置于电炉炉嘴27上方，所述轴承24上方的漏斗管道上安装一个闸板一25，所述漏斗一23上口处水平安装一个转动手柄28，所述转动手柄28右端竖直固接一根钢管拉杆29，所述钢管拉杆29下端固接在钢管26上；所述三级孕育机构包括浇包31及焊接在浇包31上口左右两侧的插管32，每根插管32的上端均插接一根支架33，两个支架33之间设置一个漏斗二34，所述漏斗二34外周面左右两侧均水平焊接一个担架35，所述漏斗二34通过担架35架设在支架33上，所述漏斗二34上安装一个弹簧开关36，所述弹簧开关36与安装在漏斗二34底部的闸板二37连接，所述闸板二37另一端连接一根铁丝38。

所述漏斗支架22的左侧竖直安装一个扶梯211，可通过扶梯211向漏斗一23内加入孕育剂。

所述支架33由立杆331及矩形框332组成，所述矩形框332固接在立杆331顶部，且矩形框332其中一个竖直边上开有一个豁口333，担架35从豁口处放入矩形框332内。

本发明所述的一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育方法，该孕育方法基于上述孕育装置，包括三级孕育：

a.一级孕育：在浇包11内用孕育剂覆盖在球化剂表面，使用量为孕育剂总量的20%，并在孕育剂层14表面放置一层碎钢片15，设置碎钢片15的目的是铁水冲入浇包后，可短时间隔离铁水和球化剂，起到延缓起爆的作用，避免剧烈反应，增强球化效果，提高球化剂中镁的吸收率，降低球化剂加入量；

b.二级孕育：在炉台台面上设置一个漏斗一，漏斗一内存放有占孕育剂总量65%的孕育剂，在漏斗一下方设有可转动的钢管，等出铁量达到2/3先进行球化，再打开闸板一，转动钢管置于电炉炉嘴上方，通过钢管将孕育剂引导至电炉炉嘴，孕育剂均匀的撒在电炉炉嘴的铁液上，达到均匀孕育的目的，提高了铸铁的机械性能；

c.三级孕育：在浇注铁水时进行随流孕育，并将孕育时间控制在整个浇注时间的90%以上，在漏斗二内存放有占孕育剂总量15%的孕育剂，在开始浇注时，由专人通过铁丝拉开弹簧开关，闸板二打开，孕育剂通过漏斗儿均匀地漏在浇注铁流液上，浇注结束后，松铁丝，闸板二关闭，孕育结束，孕育处理是改善石墨形态，提高铸件材质水平的重要途径，孕育越滞后越有利，厚大球铁件由于凝固时间长，单一的电炉熔炼进行出铁时的孕育已经不能满足要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置，包括一级孕育机构、二级孕育机构及三级孕育机构，其特征在于：所述一级孕育机构包括浇包以及设置在浇包底部的隔断板，所述隔断板将浇包下部一分为二，所述隔断板左侧填充有球化剂层，所述球化剂层上表面设有孕育剂层，所述孕育剂层上表面覆盖一层碎钢片；所述二级孕育机构包括炉台台面以及竖直设置在炉台台面处的漏斗支架，所述漏斗支架顶端安装一个漏斗一，所述漏斗一的下口处安装一个轴承，所述钢管通过轴承与漏斗一转动连接，所述钢管倾斜安装且其下端置于电炉炉嘴上方，所述轴承上方的漏斗管道上安装一个闸板一，所述漏斗一上口处水平安装一个转动手柄，所述转动手柄右端竖直固接一根钢管拉杆，所述钢管拉杆下端固接在钢管上；所述三级孕育机构包括浇包及焊接在浇包上口左右两侧的插管，每根插管的上端均插接一根支架，两个支架之间设置一个漏斗二，所述漏斗二外周面左右两侧均水平焊接一个担架，所述漏斗二通过担架架设在支架上，所述漏斗二上安装一个弹簧开关，所述弹簧开关与安装在漏斗二底部的闸板二连接，所述闸板二另一端连接一根铁丝。

2.根据权利要求1中所述的一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置，其特征在于：所述漏斗支架的左侧竖直安装一个扶梯。

3.根据权利要求1中所述的一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育装置，其特征在于：所述支架由立杆及矩形框组成，所述矩形框固接在立杆顶部，且矩形框其中一个竖直边上开有一个豁口。

4.一种适用于厚大球墨铸铁件的孕育方法，该孕育方法基于上述孕育装置，其特征在于,包括三级孕育：

a.一级孕育：在浇包内用孕育剂覆盖在球化剂表面，使用量为孕育剂总量的20%，并在孕育剂层表面放置一层碎钢片；

b.二级孕育：在炉台台面上设置一个漏斗一，漏斗一内存放有占孕育剂总量65%的孕育剂，在漏斗一下方设有可转动的钢管，等出铁量达到2/3先进行球化，再打开闸板一，转动钢管置于电炉炉嘴上方，通过钢管将孕育剂引导至电炉炉嘴，孕育剂均匀的撒在电炉炉嘴的铁液上，达到均匀孕育的目的；

c.三级孕育：在浇注铁水时进行随流孕育，并将孕育时间控制在整个浇注时间的90%以上，在漏斗二内存放有占孕育剂总量15%的孕育剂，在开始浇注时，由专人通过铁丝拉开弹簧开关，闸板二打开，孕育剂通过漏斗儿均匀地漏在浇注铁流液上，浇注结束后，松铁丝，闸板二关闭，孕育结束。

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