球墨铸铁因其具备良好的综合性能、生产过程简易,成本较为低廉,被广泛应用于生产生活之中,如车船配件、机械配件等。我国球墨铸铁件产量逐年攀升,而决定球墨铸铁质量的关键环节在于球化工艺。近年来,随着我国对铸件质量和节能环保的要求也不断提高,很多企业开始采用盖包球化取代冲入法球化。但迄今,企业在包盖结构和工艺参数设计方面各不相同,没有统一的设计标准;盖包法对漏孔直径和浇杯液池高度及浇包有效高度均具有严格的要求,各工艺参数的选取直接影响铁液的球化效果和冶金质量;铁液温降明显大于普通冲入法。因此,通过深入研究盖包球化过程中铁液的流动规律,建立相关理论模型,进一步优化盖包球化处理工艺及设计参数,对提高铁液球化质量,加速盖包球化工艺推广进程及球铁件批量稳定生产具有一定的实际意义。本文通过建立杯-孔二单元水力模拟实验模型,探索孔口出流实际压头、孔口流速、流量系数与杯液高度、截面比、杯底形状、漏孔结构及尺寸之间的相关规律,建立了孔口出流流量系数理论计算模型,介绍了包盖设计规程以及探索了包盖设计参数对球化冶金质量指标的影响规律。主要得出以下结论:（1）通过水力模拟实验,观察和分析了孔口出流的基本特征和孔口周围的压头分布,随着孔径的增大,浇杯内紊流程度加剧,孔口出流流股喷洒状态也愈加激烈,出流流股趋向于向外侧偏移;距离孔中心越远实际压头越大,并且,正压状态下孔口中心的压头比常压下大很多;孔口出流速度具有明显的不对称性,而且随着漏孔孔径的增大,流速的不对称性显著增强。（2）对比研究了不同压力状态、截面比、液面高度、圆角系数R/Φ0和杯底结构对实际压头、孔口流速及流量系数的影响。随着截面比的增大,实际压头和孔口流速及流量系数先急剧增大,尔后趋于平缓;并且,常压下的实际压头比正压下要小,而孔口流速、流量系数始终比正压下要大;当截面比K>42.25以后,随着截面比的增大,流量系数随液池高度的增大而增大;随着圆角系数R/Φ0增大,流量系数先是增大,尔后趋于平缓;在漏孔直径和液面高度一定的条件下,曲面底浇杯的流量系数大于平面底浇杯。（3）通过多元回归分析方法获得了平面底浇杯、曲面底浇杯及正压、常压状态下盖包法出流流量系数μ理论预测模型,藉此可以实现盖包法出流工艺参数的优化设计。（4）基于水力模拟实验建立了盖包出流工程计算方法,理论预测了避免进水口出现漏斗状吸气旋涡的临界液面高度。结合某公司生产实际,按1.15t出铁量对包盖结构和工艺参数进行优化设计,推荐的曲面底浇杯参数为漏孔直径Φ0=6.3cm,孔口圆角半径R=9mm,浇杯直径D=46cm。对应的铁液温降在80～100℃,与之前相比铁液降温减少了30～40℃,注液时间约60s,镁的吸收率远高于冲入法和喂丝法,达到70%。