CN1067441C

CN1067441C - 过滤和处理熔融金属用的装置

Info

Publication number: CN1067441C
Application number: CN98109392A
Authority: CN
Inventors: 让·多森; 热拉尔·多森; 安德烈·多森
Original assignee: Daussan SAS
Current assignee: Ellekem Co.
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: DE69907531D1; BR9900575A; EP0936007B1; US6216768B1; FR2774611B1; EP0936007A1; CN1225948A; FR2774611A1; DE69907531T2

Abstract

一种用来过滤和处理熔融金属的装置，其中位于未被处理材料插入物(7)覆盖的区域(9)内的、过滤板(2、3)中的自由孔(4a)的数目，对所述过滤板(2、3)中孔(4、4a)的总数之比，不低于10%和不超过75%。

Description

过滤和处理熔融金属用的装置及应用方法

本发明涉及一种过滤和处理熔融金属用的装置。

根据申请人的EP-A-0578517，已经公知，一种过滤和处理熔融金属用的装置包括一套至少两个过滤板，该过滤板由耐火矿物材料组成并带有供熔融金属的通过和过滤之用的通孔，该板靠围墙保持离开一定距离，以便在它们之间形成一个腔室去接纳一个由针对所述熔融金属的处理材料制成的插入物，该插入物具有这样一种形状，即当沿液态金属的流动方向观看时，该插入物在过滤板上留出至少一个未覆盖区域。

未被处理材料插入物覆盖的第1过滤板(上游)的区域包括自由过滤孔，允许熔融金属进入腔室，接触该板的处理材料并绕过该板流动，然后经第2过滤板(下游)中的自由过滤孔离开腔室。

因而能注意到，浇铸过程一开始熔融金属就在已经被带入与存在于装置腔室中的处理金属相接触之后，自由地流过该装置，结果从所述金属的浇铸一开始直到结束，能得到熔融金属的相当均匀的处理。

这样一种装置适于由过滤器供应商按最终用户的要求预制。

然而，通常为铸造厂的最终用户有两个冲突的要求。

一方面，基于以下事实，即给定的处理材料的重量必定是在预定的浇铸过程期间流过该装置的熔融金属的重量的一个已知的部分，用户要求具有不同的处理材料预定相应重量的一些装置，构成一套。这样一套，例如涉及用于球墨铸铁的浇铸的孕育材料，可能从10g至150g或以上范围，按10g对10g(10克、10克地增减)或20g对20g顺次分级。

此外，根据待处理熔融金属的性质而使用不同的处理材料，这些不同的材料具有不同的密度并且按相对于待处理熔融金属的重量的不同比率使用。

另一方面，而且从所用设备的标准化角度，用户需要尽可能限制具有为满足此要求所必要的不同尺寸的装置的数量。

因而，申请人曾被引导去调查在用来过滤和处理熔融金属的装置的腔室中放置不同数量的各种处理材料的可行性。由申请人进行的某些试验已经揭示，在一定的情况下，在浇铸过程期间，熔融金属的处理质量和/或均匀性降低。

本发明的目的在于克服公知装置的上述缺点并提供一种上述类型的装置，该装置能保持各种数量的不同处理材料，而同时却仍然在浇铸过程期间保证熔融金属的处理质量和均匀性。

依据本发明的第1方面，拟用来过滤和处理熔融金属的上述类型的装置，其特征在于，位于未被处理材料插入物覆盖的区域内的、过滤板中的自由孔的数量，对所述过滤板中孔的总数之比，不低于10％和不超过75％，有利的是不低于20％和不超过65％，最好是不低于35％和不超过50％。

可以明白，为了一开始浇铸过程就允许熔融金属通过依据本发明的装置，自由孔的最低百分比是需要的。

还将容易理解，该自由孔百分比不能过高；其实，为了处理材料均匀而充分地向所述金属中转移，与熔融金属相接触的处理材料插入物的面积必须足够大。

于是，通过控制在过滤板中自由孔数对总孔数之比，可能在一个具有预定尺寸的装置的腔室中，插入最大可能数量的具有各种重量的不同处理材料的插入物，仍不降低熔融金属的处理质量和均匀性。这造成最小可能数量的具有不同尺寸的装置。

根据本发明的一个有利的方面，腔室中未被处理材料插入物占据的空间对所述腔室的总体积之比，不低于20％和不超过80％，有利的是不低于30％和不超过75％，最好是不低于35％和不超过72％。

将会很容易理解，为了让在自由空间中的熔融金属的流动，从浇涛过程一开始和在整个浇铸过程中与处理材料相接触，腔室内必须保持最低百分比的空间不被处理材料插入物所占据。

仍是该自由空间的百分比不应过高。其实，为了在整个过程期间平衡的、均匀的、可靠的和可重复的熔融金属处理质量，在整个浇铸过程中熔融金属与处理材料之间的接触条件必须基本上保持地均衡和稳定。

根据本发明的一个最佳实施例，对于熔融铸铁的一种孕育处理，浇铸金属的重量(kg)对插入物的模数(dm)乘以浇铸金属在过滤器腔室内的速度(dm/sec)之比(dm×sec)大约为70D±50％，有利的是大约为70D±35％，最好是大约为70D±20％，D是熔融金属的密度。

本发明的另一方面涉及依据本发明的第1方面的装置在熔融金属模铸方法中的运用，包括在所述金属进入实际铸模之前在金属的途中放入过滤器和处理材料的步骤。

在参照附图阅读以下仅作为示例的描述时，本发明的其他目的和优点将变得显而易见，这些附图中：

图1是依据本发明的装置的一个实施例的沿图2的Ⅰ-Ⅰ线的剖视图，该装置包括，在图中它的左半部，一个具有第1形状的处理材料插入物和，在图中它的右半部，一个具有另一种形状的处理材料插入物；

图2是图1的装置的俯视图，为了图的清晰起见上游过滤板被移开。

附图表示拟用来过滤和处理熔融金属的装置1。

该装置包括一套(一组)至少两个过滤板2、3，这些过滤板由耐火矿物材料组成并带有供熔融金属的通过和过滤之用的通孔4、4a。图1和图2中仅画出一部分过滤孔4、4a，以便更好地理解这些图。

这些插入物靠图墙5保持离开预定的距离，以便在它们之间提供一个腔室6去接纳一个插入物7，该插入物由针对所述熔融金属的处理材料制成并具有这样一种形状，即当沿熔融金属的流动方向8观看时，插入物7在过滤板2、3上留出至少一个未覆盖区域9。

沿箭头8，它在图1中表示熔融金属的流动方向，板2是上游板或上板而板3是下游板或下板。

在图1中所示的实施例中，在提供腔室6时每个过滤板2、3均带有相互对着伸出的侧面围墙5。在此一情况下，过滤板2、3靠一个例如由耐火水泥组成的垫片15连接起来。

装置1适合于在熔融金属的一种模铸方法中运用，该方法包括在所述金属进入实际铸模之前在熔融金属的途中放入过滤器和处理材料的步骤。

依据本发明，位于未被处理材料插入物7覆盖的区域9内的、过滤板2、3中的自由孔4a的数目，对所述过滤板2、3中孔4、4a的总数之比R1，不低于10％和不超过75％。

也是为了更好地理解，应该规定，这意味着比值R1符合以下要求：

-R1不低于10％；

-R1不超过75％。

有利的是，比值R1不低于20％和不超过65％。

最好是，比值R1不低于35％和不超过50％。

同样地，腔室6中未被处理材料插入物7占据的空间对所述腔室6的总体积之比R2，不低于20％和不超过80％。

这意味着比值R2符合以下要求：

-R2不低于20％；

-R2不超过80％。

有利的是，比值R2不低于30％和不超过75％。

最好是，比值R2不低于35％和不超过72％。

构成插入物7的处理材料，以公知的方式，从脱硫剂、发热剂、孕育剂、球化剂、再增碳剂、精炼剂、变性剂中，以及从添加合金中选取。

已经公知，处理材料的重量为待处理熔融金属的重量的大约0.001％至大约1％的范围。

过滤孔4、4a一般来说具有在从大约1.5mm至大约3mm的范围内的直径，最好是在从大约1.8至大约2.5mm的范围内。

对熔融铸铁进行孕育处理时，形成插入物7的处理材料最好是选自以下成分：铁合金、镁和镁化合物、钙和钡、硅、锆、铝化合物、稀土、石墨、碳。

在图1和图2左半部中图示的例子里，当在与金属的流动方向8垂直的平面上的投影中观看时，插入物7具有一个八角形的外轮廓10，而且它包括一个中心孔11，该中心孔的直径大于过滤孔4、4a的直径。

在图1和图2右半部中图示的例子里，当在投影中观看时，插入物7具有由外部圆形轮廓12和内部圆形轮廓13界定的圆环形状，外圆轮廓12的直径稍小于这里具有方形截面的腔室的宽度。

过滤板2和3是由受得住炉火的耐火矿物材料制成的板。孔4、4a，在附图所示的例子里，所有这些孔均具有相同的直径，它们可以在一个板2或3与另一个板3或2相比时，或者甚至在同一个板中，具有不同的直径。

板2和3能用压力模制或压力挤出与它们的孔一起制造，然后在炉中烧制。

它们可以如图中图示的那样包括突出的围墙5。这些围墙也可以省略，在此情况下，板可以用带有像15之类的两个垫片的周边间隔件组装。

过滤板2和3可以具有任何形状的外部轮廓，例如所图示的例子里所示的方形，但也可以是圆形、矩形等。

同样，腔室6可以具有与过滤板2、3的外部轮廓的形状对应的任何形状的内部轮廓。

至于由处理材料制成的插入物7，其形状对应于腔室的内部轮廓的形状，致使插入物7可以插入腔室6，同时在过滤板2、3中留出对于在整个浇铸过程期间平衡的、均匀的、可靠的和可重复的熔融金属处理质量而言足够数目的自由孔4a。

上述关于在过滤板2、3中的自由孔4a的数目对所述板中的孔4、4a的总数之比的数值是以所有孔4、4a具有相同直径为条件给出的。

在此情况下，相应孔数之间的关系等于相应孔横截面积之间的关系，而且它基本上等于未被覆盖区域9的表面积对腔室总表面积之比。

于是在图1和图2的左半部中图示的例子里，证实了，依据所示的尺寸，具有八角形状的处理材料插入物7在投影中具有这样一个表面积，即未被插入物7覆盖的区域9的表面积对腔室的总表面积之比等于大约41％。因此，自由孔数对总也数之比等于大约41％。

同样，在图1和图2的右半部中图示的例子里，能依据所示的尺寸核实，圆环形状的处理材料插入物7，在投影中具有这样一种表面积，即未被插入物7覆盖的区域9的表面积对腔室6的总表面积之比等于大约53％。结果，自由孔数对总孔数之比等于大约53％。

附图还揭示出，考虑到针对腔室6和针对插入物7所示的厚度，腔室6中未被处理材料插入物7占据的空间对所述腔室6的总体积之比R2，就附图的左半部中图示的八角形板而言等于大约61％，而对于附图右半部中图示的圆柱环形板而言等于大约69％。

表1和表2以示例1至示例17概括了由申请人秘密和私下进行的试验的特性。这些表针对每个过滤器表示过滤器的长度L、宽度W、高度h和孔径φ，它们均以毫米为单位，针对每个过滤器表示插入物的重量(g)，前表面积(mm²)、孔数b、孔直径c、针对所有孔一起表示的横截面积d(mm²)；关于过滤器腔室，表示腔室的表面积e(mm²)、腔室的高度f(mm)、腔室的体积g(mm³)；关于处理材料的插入物，表示其直径h(mm)、其高度i(mm)、其前表面积j(mm²)、其总展开面积k(mm²)、其体积1(mm³)、其模数M=1/k(dm)、腔室中未被插入物遮挡的孔数n、过滤器中未被遮挡的孔数n对总孔数b之比R1、未被插入物遮挡的表面积p(mm²)、比值R1=p/e(％)、腔室中未被插入物占据的自由空间r(mm³)(r=g-1)、腔室中由插入物留出的自由空间r对所述腔室的总体积g之比R2(％)(R2=r/g)。

示例5和示例6不能产生完全满意的结果而且它们是比值R1的下限等于10％以及R2的下限等于20％的主要原因。最困难的条件，即当若干个相同或不同的铸件同时在同一铸模的浇道周围分布的型腔中浇铸时，允许就比值R1和R2二者确定有利范围和最佳范围的下限和上限。

表1和表2表明，处理材料在有利的和最佳的方式下为板或插入物的形状，其模数M，或其体积对所述板或插入物的总展开表面积之比，是所述插入物重量的递增函数。

表2表明，插入物的模数M至少大于0.0050dm，有利的是至少大于0.0100dm，最好是至少大于0.0150dm。

现在，处理材料的重量与在浇铸过程期间所浇注的熔融金属的重量成公知的比例。在给定的铸模中和在给定的过滤器的情况下，浇铸时间基本上与待浇铸和待处理熔融金属的重量成正比。

表3收集了带有相应的过滤器和插入物的各自的特性的6个示例，21至26。

由于处理材料的重量对待处理熔融金属的重量之比可以在平均百分比附近的一定范围内变化，所以一个给定处理材料插入物和一个给定的过滤器能用于平均浇铸金属重量的两侧一定范围内的浇铸金属重量。在这种情况下，浇铸时间基本上与待处理浇铸金属的重量成正比。

因而表3针对上述6个过滤器和插入物示例的每一个，表示浇铸金属重量范围和浇铸时间范围。

申请人调查了比值R3，该比值R3定义为待处理浇铸金属的重量对处理材料插入物的模数乘以过滤器中的浇铸金属速度之比。

插入物模数由所述插入物的体积对总展开表面积之比M给出。

此外，过滤器中浇铸金属的速度等于浇铸金属的重量对腔室的表面积乘以浇铸时间并乘以熔融金属的密度D之比。

因而，R3等于S(p)×D×S(c)×(t)/V(p)，其中S(p)是插入物的总展开面积(dm²),D是熔融金属的密度，S(c)是过滤器腔的前表面积(dm²),t是时间(秒)，V(p)是插入物体积(dm³)，得到

R 3 = \frac{S (c) \times t \times D}{M (p)}

根据在6个示例的每一个中的平均浇铸时间得到的R3的数值也示于表3。

能注意到，所述R3的数值围绕70D聚集，这是相当意外的。

由于表3中所示的数值对应着熔融铸铁的孕育处理，并且在针对浇铸金属的重量或浇铸时间的考虑因素下考虑了范围的极限，所以申请人曾被引导去选择规则，作为确定插入物几何形状的准则，和作为确定过滤器几何形状的准则，依据该规则，浇铸金属的重量(kg)对插入物的模数M(dm)乘以在过滤器腔室内浇铸金属速度(dm/sec)之比R3(dm×sec)大约为70D±50％，有利的是大约为70D±35％，最好是大约为70D±20％,D是熔融金属的密度。

申请人还试图发现她能否定义一个准则，在将插入物分开考虑时，该准则将是插入物的几何尺寸专用的。

因而她已经在表4中汇集了12个插入物的示例，31至42，这些插入物的重量从10g至110g不等，同时针对若干种插入物重量选择两个相当不同的几何尺寸，一个对应于比较小的直径和比较大的厚度，另一个对应于比较大的直径和比较小的厚度。

申请人考虑到了第1比值R4，该比值R4定义为等于插入物重量的平方根除以该插入物的模数M。

于是申请人已经得出结论，即处理材料插入物宜这样确定尺寸，致使所述插入物的重量P(克)的平方根对其模数M(分米)之比R4可以在80与280之间，有利的是在100与260之间，最好是在120与250之间。

同时，申请人已经彻底地研究了比率R5的值，R5是插入物的重量P(克)的立方根对其模数M(分米)之比。

她曾被引导去定义一个标准，作为确定插入物的准则，依据该标准，R5最有效地在50至170范围内，有利的是60至160，最好是70至130。

这样就比率R5而言指出的范围比关于比率R4的那些范围要窄。很可能这可以用以下事实来解释，即R5是个无量纲数，因为它的分子，即重量的立方根，与体积的立方根成比例并可用分米为单位，像它的分母即模数M一样。

当然，本发明无意被限制于这里所公开的实施例，并且很容易理解，能进行各种变动和修改而不脱离本发明的范围。

更确切地说，示例21至26和31至42涉及液态铸铁的孕育处理，无论该铸铁牌号是多少，也不管它是灰口铸铁、致密石墨铸铁、球墨铸铁还是类似的东西。

当然，依据本发明的装置能被用来处理其他熔融金属，特别是铝及其合金，但一般也用来处理轻合金，以及其他铁系或非铁金属。

表1

	过滤器	插人物	过滤器				过滤器腔室
	过滤器	插人物	过滤器				过滤器腔室				L×w×h×φ(mm)	重量(g)	前表面积(mm²)(a)	孔数(b)	孔径φ(mm)(c)	横截面积(mm²)(d)	腔室表面积(mm²)(e)	腔室高度(mm)(f)	腔室体积(mm³)(g)
例1	40×40×22×2.5	10	1600	95	2.35	412	1024	11	11264		L×w×h×φ(mm)	重量(g)	前表面积(mm²)(a)	孔数(b)	孔径φ(mm)(c)	横截面积(mm²)(d)	腔室表面积(mm²)(e)	腔室高度(mm)(f)	腔室体积(mm³)(g)
例1	40×40×22×2.5	10	1600	95	2.35	412	1024	11	11264	例2	50×50×22×2	10	2500	336	1.85	903	1936	8	15488
例3	50×50×22×2.5	10	2500	176	2.35	763	1764	8	14112	例2	50×50×22×2	10	2500	336	1.85	903	1936	8	15488
例3	50×50×22×2.5	10	2500	176	2.35	763	1764	8	14112	例4	φ50×21×2	10	1963	193	1.85	519	1385	8	11080
例5	φ50×21×2	20	1963	193	1.85	519	1385	8	11080	例4	φ50×21×2	10	1963	193	1.85	519	1385	8	11080
例5	φ50×21×2	20	1963	193	1.85	519	1385	8	11080	例6	φ50×21×2	20	1963	193	1.85	519	1385	8	11080
例7	50×50×22×2.5	20	2500	176	2.35	763	1764	8	14112	例6	φ50×21×2	20	1963	193	1.85	519	1385	8	11080
例7	50×50×22×2.5	20	2500	176	2.35	763	1764	8	14112	例8	55×55×22×2	20	3025	418	1.85	1123	2401	8	19208
例9	55×55×22×2	30	3025	418	1.85	1123	2401	8	19208	例8	55×55×22×2	20	3025	418	1.85	1123	2401	8	19208
例9	55×55×22×2	30	3025	418	1.85	1123	2401	8	19208	例10	60×60×22×2.5	40	3600	246	2.35	1067	2704	10	27040
例11	60×60×30×2.5	60	3600	246	2.35	1067	2704	15	40560	例10	60×60×22×2.5	40	3600	246	2.35	1067	2704	10	27040
例11	60×60×30×2.5	60	3600	246	2.35	1067	2704	15	40560	例12	75×50×22×2	20	3750	352	1.85	946	2814	8	22512
例13	75×50×22×2.5	30	3750	272	2.35	1180	2814	8	22512	例12	75×50×22×2	20	3750	352	1.85	946	2814	8	22512
例13	75×50×22×2.5	30	3750	272	2.35	1180	2814	8	22512	例14	71×71×23×2.5	40	5041	404	2.35	1752	3969	9	35721
例15	100×50×22×2.5	40	5000	378	2.35	1639	3864	8	30912	例14	71×71×23×2.5	40	5041	404	2.35	1752	3969	9	35721
例15	100×50×22×2.5	40	5000	378	2.35	1639	3864	8	30912	例16	81.5×81.5×31×2.5	100	6642	598	2.35	2594	5402	20	108040
例17	81.5×81.5×31×2.5	140	6642	598	2.35	2594	5402	20	108040	例16	81.5×81.5×31×2.5	100	6642	598	2.35	2594	5402	20	108040

表2

插入物						比
插入物						比								(mm)(h)	高度(mm2)(i)	前表面积(mm²)(j)	展开表面积(mm²) (k)	体积(mm³)(l)	模数M=l/k	未被遮挡的孔数(n)	R1(%)n/b(o)	未被遮挡的表面积(mm²) (p)	p/e%(q)	自由空间(mm³)(r)	R2(%)n/b(s)
例1	30	6	707	1979	4242	0.0214		30	317	31	7022	62		(mm)(h)	高度(mm2)(i)	前表面积(mm²)(j)	展开表面积(mm²) (k)	体积(mm³)(l)	模数M=l/k	未被遮挡的孔数(n)	R1(%)n/b(o)	未被遮挡的表面积(mm²) (p)	p/e%(q)	自由空间(mm³)(r)	R2(%)n/b(s)
例1	30	6	707	1979	4242	0.0214		30	317	31	7022	62	例2	30	6	707	1979	4242	0.0214	214	64	1229		11246	72
例3	30	6	707	1979	4242	0.0214	104		1057	60	9870	70	例2	30	6	707	1979	4242	0.0214	214	64	1229		11246	72
例3	30	6	707	1979	4242	0.0214	104		1057	60	9870	70	例15	30	6	707	1979	4242	0.0214	93	48	678	49	6838	62
例16	34×314	6	1156	3128	6936	0.0222		11	229	17	4144	37	例15	30	6	707	1979	4242	0.0214	93	48	678	49	6838	62
例16	34×314	6	1156	3128	6936	0.0222		11	229	17	4144	37	例17	38	7	1134	3104	7938	0.0256	24	12	251	18	3142	28
例4	38	7	1134	3104	7938	0.0256		35	630	36	6174	44	例17	38	7	1134	3104	7938	0.0256	24	12	251	18	3142	28
例4	38	7	1134	3104	7938	0.0256		35	630	36	6174	44	例5	38	7	1134	3104	7938	0.0256	221		1267		11270
例6	47	7	1735	4504	12145	0.0270	116	28	666	28	71163	37	例5	38	7	1134	3104	7938	0.0256	221		1267		11270
例6	47	7	1735	4504	12145	0.0270	116	28	666	28	71163	37	例7	50.8	8.6	2027	5426	17432	0.0521	60	24	677	25	9018	36
例8	50.8	125	2027	6049	25338	0.0419	60	24	677	25	15222	38	例7	50.8	8.6	2027	5426	17432	0.0521	60	24	677	25	9018	36
例8	50.8	125	2027	6049	25338	0.0419	60	24	677	25	15222	38	例9	38	7	1134	3104	7938	0.0256	212	60	1680	6D	14574	65
例10	38/30		1841	5083	12180	0.0240	94	35	973	35	10332	46	例9	38	7	1134	3104	7938	0.0256	212	60	1680	6D	14574	65
例10	38/30		1841	5083	12180	0.0240	94	35	973	35	10332	46	例11	50.8	8.6	2027	5426	17432		197	49	1942	49	18289	51
例12	2×38	7	2268	6208	15876	0.0256	154	41	1596	41	15036	49	例11	50.8	8.6	2027	5426	17432		197	49	1942	49	18289	51
例12	2×38	7	2268	6208	15876	0.0256	154	41	1596	41	15036	49	例13	57	15	2552	7790	38283	0.0491	315		2850		69760	65
例14	72	14	4072	11311	57008	0.11504	147	25	1330	25	51032	47	例13	57	15	2552	7790	38283	0.0491	315		2850		69760	65

表3

	过滤器L×w×h×φ S(c)		插入物				浇铸过程
	过滤器L×w×h×φ S(c)		插入物				浇铸过程				mm	dm²	重量(g)	φ(mm)	高度(mm)	模数M(dm)	重量kg	浇铸时间sec	平均时间sec	R3
例21	50×50×22×2.5	0.1764	10	38	4	0.0165	12至18	6至8	7	74.83D
例22	50×50×22×2.5	0.1764	10	30	6	0.0214	12至18	7至10	8.5	70.06D
例23	50×50×22×2.5	0.1764	20	38	7	0.0256	20至30	8至12	10	68.91D
例24	50×50×22×2.5	0.1764	20	25.4	14	0.0343	20至30	10至15	12.5	64.29D
例25	60×60×22×2.5	0.2704	60	51	13	0.0431	50至80	10至12	11	69.01D
例26	60×60×22×2.5	0.2704	60	38	20	0.0487	50至80	10至15	12.5	69.40D

R 3 = \frac{S (c) \times t \times D}{M}

t=平均浇铸时间(sec)S(c)=过滤器腔室的表面积(dm²)注：在例21中R3=74.86D 当t=7sec

R3=64.49D 当t=6.5sec

在例24中R3=64.29D 当t=12.5sec

R3=69.42D 当t=13.5sec

表4

R 4 = \sqrt{P / M} R 5 = \sqrt[3]{P / M}

Claims

1．用来过滤和处理熔融金属的装置(1)，它包括一套至少两个过滤板(2、3)，这些过滤板由耐火矿物材料组成并带有供熔融金属的通过和过滤之用的通孔(4、4a)，这些板靠围墙(5)保持离开一定的距离，以便在它们之间提供一个腔室(6)去接纳一个插入物(7)，该插入物由针对所述熔融金属的处理材料制成并具有这样一种形状，即当沿熔融金属的流动方向(8)观看时，插入物(7)在过滤板(2、3)上留出至少一个未被覆盖区域(9)、插入物(7)具有一个由其体积对其总展开表面之比来表示的模数(M)，其特征在于，位于未被处理材料插入物(7)覆盖的区域(9)内的、过滤板(2、3)中的自由孔(4a)的数目，对所述过滤板(2、3)中孔(4、4a)的总数之比(R1)，不低于10％和不超过75％。

2．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤板中的自由孔数对总孔数之比(R1)不低于20％和不超过65％。

3．依据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤板中的自由孔数对总孔数之比(R1)不低于35％和不超过50％。

4．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，腔室(6)中未被处理材料插入物(7)占据的空间对所述腔室(6)的总体积之比(R2)，不低于20％和不超过80％。

5．依据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述腔室的未被插入物占据的空间对腔室的总体积之比(R2)不低于30％和不超过75％。

6．依据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述腔室的未被插入物占据的空间对腔室的总体积之比(R2)不低于35％和不超过72％。

7．依据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述处理材料插入物的模数(M)是浇铸时间或将要通过所述装置处理的熔融金属的重量的递增函数。

8．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，对于熔融铸铁的一种孕育处理，浇铸金属的重量(P)(kg)对插入物的模数(M)(dm)乘以浇铸金属在过滤器腔室内的速度(dm/sec)之比(R3)(dm×sec)大约为70D±50％，D是熔融金属的密度。

9．依据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述浇铸金属的重量对插入物的模数乘以浇铸金属在过滤器腔室内的速度之比(R3)大约为70D±35％。

10．依据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述浇铸金属的重量对插入物的模数乘以浇铸金属在过滤器腔室内的速度之比(R3)大约为70D±20％。

11．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，该插入物的模数(M)至少大于0.0050dm。

12．依据权利要求11所述的装置，其特征在于，该插入物的模数(M)至少大于0.0100dm。

13．依据权利要求12所述的装置，其特征在于，该插入物的模数(M)至少大于0.0150dm。

14．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，处理材料插入物这样确定尺寸，致使所述插入物的重量(P)(克)的平方根对其模数(M)(dm)之比(R4)在80与280之间。

15．依据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述插入物的重量的平方根对其模数之比(R4)在100与260之间。

16．依据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述插入物的重量的平方根对其模数之比(R4)在120与250之间。

17．依据权利要求1所述的装置，其特征在于，处理材料插入物这样确定尺寸，致使所述插入物的重量(P)(克)的立方根对其模数(M)(dm)之比(R5)在50至170范围内。

18．依据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述插入物的重量的立方根对其模数之比(R5)是60至160。

19．依据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述插入物的重量的立方根对其模数之比(R5)是75至130。

20．依据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，构成插入物(7)的处理材料从脱硫剂、发热剂、孕育剂、球化剂、再增碳剂、精炼剂、变性剂中，以及从添加合金中选取。

21．依据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，处理材料的重量为待处理熔融金属的重量的大约0.001％至大约1％的范围。

22．依据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，过滤孔(4、4a)具有在大约1.5mm至大约3mm的范围内的直径。

23．依据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述过滤孔的直径在从大约1.8至大约2.5mm的范围内。

24．依据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述处理材料是一种孕育材料。

25．依据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述孕育材料从以下成分中选取；铁合金、镁、锂化合物、锶化合物、钡化合物、硅、锆、铝、稀土、石墨、碳。

26．依据以上权利要求的任何一项中所述的装置在熔融金属模铸方法中的应用方法，包括在所述金属进入实际铸模之前在金属的途中放入过滤器和处理材料的步骤。