铸造用几吨中频感应炉石墨坩埚能办环评

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铸造厂环评报告
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铸造厂环评报告
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3秒自动关闭窗口20吨中频电炉技术参数详细说明&&
20吨由功率为10000&kw的中频电源1套配20吨两台。用二台5000KVA专用整流变压器供10000KW中频电源使用,&
此套中频熔炼20吨中频炉符合GB5959.3《电热20吨中频炉的安全第三部分对感应和导电加热20吨中频炉以及感应熔炼20吨中频炉的特殊要求》、GB10067.3《电热20吨中频炉基本技术条件第三部分感应电热20吨中频炉》和JB42《中频无芯感应炉》的要求。
一、20T/10000KW/20吨主要技术参数要求
电源进线电压
1050V&,50Hz
用户电网电压35KV
10000KW功率熔炼及保温
12相24脉波控制系统&
额定中频频率
熔炼炉连续使用
熔炼约550-600kwh/T&&&&
熔炼炉连续使用
电源冷却循环水耗量
熔炼炉连续使用
炉体冷却循环水耗量
熔炼炉连续使用
液压站容量
变压器型号
ZSS-6300&/10KV/1250x2&
专用整流变压器(供6000KW)
46号液压油
0.2-0.3&MPa&
到电炉端口位置
液压站工作压力
最高18&MPa
三.&20T/10000KW中频炉组成
一套20吨中频炉成套组成范围
型号&及&备注
中频电源柜
10000KW配20吨熔炉
漏炉报警装置
炉体(包括:油缸、铁芯、支架、感应线圈等&)
20T熔炼炉体
水冷电缆侧出线&
液压站系统&
倾炉操纵台
20吨中频炉技术图纸&
20吨中频炉使用说明书&&
合格证及检验报告&
1)用12相24脉双整流控制系统。
2)采用全封闭式冷却塔可提高系统的冷却效果和20吨中频炉的使用寿命,无须建水池。
3)如有任何不清楚的地方,随时期待你们的来电函&,欢迎贵公司领导到我公司视察工作.
四、20吨主要元器件配套
&1.电源柜:
⑴&主断路器
上海人民电器厂或德力西DW系列
⑵&整流可控硅
湖北襄樊电力电子集团有限公司&“岘峰”牌
⑶&逆变可控硅
湖北襄樊电力电子集团有限公司&“岘峰”牌
洛阳万聪电力20吨中频炉有限公司
⑸&按钮、指示灯等
上海电器厂
⑹&保护可控硅的电阻电容
794厂和795厂
洛阳铜材或浙江上虞铜材厂
2.电热电容器
新安江电容器厂“伟伟”牌
⑴&感应线圈铜管
浙江上虞铜材厂
武汉钢铁公司
⑶&液压油缸
山西榆次集团
4.液压系统
⑴&液压元器件
山西榆次集团液压厂
山西榆次集团液压厂
西安或开封电机厂
5.变压器(选用)
铜牛变压器厂
6.水路系统
(1)FBT&闭式冷却塔
邯郸冰峰或无锡方舟(选用)
(2)水管及胶管
开封橡胶厂或焦作橡胶厂
(3)管道阀门及其他
五、20吨电源变压器简介
本20吨中频炉采用专用的整流变压器(按高海拔设计生产,后面20吨中频炉均按高海拔设计生产)
变压器技术参数整流:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
型号:ZSS-5000/35&二台(用于20吨熔炼炉)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
额定容量:5000KVA&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
额定电压:10KV±5%/1050&&&&&&&&&&&&&&
中频固体电源使用的变压器用于35KV高压降到所使用中频电源的电压。此20吨中频炉采用专用的整流变压器,油浸自冷。整流变压器的型号为ZSS-5000KVA。一次电压35KV&,二次电压1050V。整流变压器的短路阻抗范围在6%-8%之间。在变压器的高压茸坝形拊厥侄餮箍兀梢栽-5%,0,+5%三档调节输出电压。电源变压器上装有瓦斯继电器和油温表,其输出与高压开关柜联锁。当变压器出现瓦斯报警或油温超高时,自动切断高压。
六、中频电源特点:详见《恒功率数字控制说明书》
1、&该电源中频采用恒功率控制系统。用于各种金属的熔炼,保温及感应加热20吨中频炉的电源控制,此技术达到国内领先水平。
2、&电源控制板为单板机全集成化控制板,采用数字触发,具有可靠性高、精度高,调节
维修方便简单,调试容易、继电元件少。&&&&&
3、主回路进线可不分相序(相序自动调整)。
4、先进的恒功率零压扫频起动技术使操作者无须选择起动电压和启动频率就能实现100的成功启动。
5、逆变控制参考美国ABB公司、Pillar、Ajax公司、日本富士电机等国外先进控制技术,具有极强的抗干扰能力。
6、自动跟随负载变化,在运行时具有非故障性的自动再起动能力以及功率自动调节功能。
7、具有理想的截流、截压、精确的关断时间或逆变角控制,保证20吨中频炉可靠运行。
8、具有完善的多级保护系统(水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作连锁等)具有较高的变频效率,1000HZ及以下大于94。
9.主电路参数:
1)保护与温度控制&&&
?主回路短路保护(断路器、主控板保护)&&&&&
?主回路缺相保护(主控板保护)
?冷却水压力低保护(主控板保护)&&&
?可控硅过压保护(主控板保护)
?可控硅过电流保护(主控板保护)
?逆变可控硅电流上升率高保护(电流互感器保护)
?逆变可控硅换流时间不足保护(主控板保护)
?逆变可控硅反向关断电压时间不足保护(主控板保护)
?电源冷却水温度、压力、感应线圈水温、水压及冷却水流量保护都有完善检测、保护系统设置。
?漏炉保护(另有专用电路与主控板联琐保护)
?电源冷却水温度、压力保护。
2)、显示测量仪表:在中频电源柜上有:直流电流表、电压表、中频电压表、功率表、频率表。
3)、补偿电容器:电容器全部采用新型大容量无毒介质水冷中频电容器
三)20吨炉体部分
1.炉体特点
中频感应炉机械部分由炉盖、炉体、固定架、水电引入系统、液压装置等组成
炉体:感应线圈、磁轭、炉架和漏炉报警装置组成
1)感应线圈
?感应线圈应使用纯度99.9%的无氧紫铜矩型厚壁管烧制,管壁厚度均匀,水电接头坚固耐用、拆卸方便。
&&&&?在感应线圈的上部和下部有水冷线圈,是炉衬材料轴向受热均匀,以便延长炉内衬使用寿命。
&&&&?为了加强感应线圈的绝缘,线圈表面应喷涂一层高强度绝缘树脂,在感应线圈内、在外壁及匝间涂有耐火胶泥(耐火度1800℃)。因耐火胶泥具有高度的绝缘性能和隔热性能,在内衬损坏时保护感应线圈不受损坏。
2)通过多年的设计、使用,对其高径比(H/D)积累了一定的经验数据,对不同吨位的感应器有不同的高径比,计算机优化设计的高径比大大提高了其电效率。
&&&&&&3)感应器材质采用紫铜T2
&&&&&&&&A、含铜量&&&&&&&&&&&99.95%,&B、抗拉强度&&&&&&&&&220Kg/cm&&
&&&&&&&&C、伸展率&&&&&&&&&&&45%,&&&&D、硬度&&&&&&&&&&&&&HB35
4)感应器设计:
&我公司设计的大吨位感应器采用上下段并联型式,提高感应器电效率,有利于生产制造及提高机械强度,在半炉和满炉的状况下都能达到满功率运行。绝缘强度施以额定电压加1000V无击穿闪烁现象。表面涂复漆为有机硅瓷漆167,绝缘电阻当额定电压在1000V以下,不小于0.5MW;当额定电压在1000V以上,不小于1MW。
5)&严格按照感应器的工艺要求生产。
2、炉架:(钢炉壳)
&&&&活动炉架及固定支架,在原苏式结构的基础上,吸取国外如美国彼乐、应达英国雷诺等优点,采用鼠笼开放式,结构紧凑,稳定性好,便于散热,便于维修。
3、&磁轭:(钢炉壳)
&&&&磁轭是由优质高矽硅钢片(D330或D43)叠加而成的随形轭铁采用新不锈钢夹紧,均分布在线圈外侧约占线圈外表面的65%以上,主要是磁屏蔽作用,它使感应器外侧的磁通能够较集中的沿着磁阻最小的磁轭通过,来约束感应器的磁通向外发散,提高炉子的电效率,也起着固定和支撑感应器的作用。外层涂复醇酸灰瓷漆,绝缘电阻不得小于0.5MW.磁轭采用厚度为0.30-0.35L的高导磁率冷轧硅钢片制造,最大限度的减少磁损,提高电磁耦合效率。
4.漏炉报警装置
1.坩埚式感应电炉运行过程中,往往因种种原因在炉衬中形成裂纹而导致漏炉事故。这种事故如果不能及时发现,轻者是使感应线圈和磁轭的绝缘层损坏,重者是感应线圈铜管烧坏,高温铁液和感应线圈的冷却水相接触,引起严重的20吨中频炉事故,甚至引起爆炸,危及人身安全。为了确保安全生产,防止漏炉事故的产生和扩大,设置坩埚漏炉报警系统很有必要。报警装置必须做到在铁液未到达感应器前就发出漏炉报警信号,能够判断漏炉的轻重程度,妥善处理炉内的铁液,把造成的损失降到最低限度。&
漏炉报警装置不仅是安全保护措施,而且有助于判断炉衬使用情况,达到延长炉龄的目的,有些炉子由于没有漏炉报警装置,在炉子运行到一定阶段后,很难确定炉衬能否继续使用,但又怕漏炉,往往提前把炉衬打掉重修,造成不必要的人力、物力的浪费。
接触式漏炉报警装置工作原理:
2、接触式漏炉报警装置原理见附图。在炉底埋入不锈钢丝作底电极(称第一电极),它应于炉内金属液良好接触。在感应线圈内侧的两层石棉板之间安装用非磁性材料(如不锈钢箔,铝箔)制成的另一电极(称第二电极)。第二电极形状可做成栅栏状或梳妆,其高度要稍高于炉内金属液高度,安装时不能形成短路环。在这两个电极之间加上低压直流电。正常情况下,炉衬材料与隔热石棉板都有很大的绝缘电阻,如果是硅砂打结炉衬,绝缘电阻在5~10KΩ范围,电流很小(30V直流电压时约10mA以下),而且也较稳定。当金属液漏进炉衬中并接触第二级电极,造成第一、第二电极短路,这时电流突然增加,当达到报警设定值(在30V时约70~80mA),报警装置就发出信号并切断电源。
此电路主要作漏炉报警用,但也可检查主电路接地及冷却水低电阻情况。通过开关S1~S5分别闭合起到不同的检查功能。如:S2&&、S4闭合,并将测试棒与炉内金属接触可检查第一电极引线和整个控制电路及元件是否完好无损;S2&、&S5闭合可检查金属是否一接触感应线圈铜管;S1&、&S3闭合可检查第二电极是否接地(接地通常多发生于引出线处);S1&、&S4闭合,并将测试棒与炉金属液接触可检查金属液是否已碰到炉壳;S1&、&S5闭合可检查主电路是否接地;处于漏炉报警状态,S2&、&S3是闭合的。
四)&&液压系统:(钢炉壳)&
(1)&液压站阀块采用集成块式,体积小,进出油路在一个方向,便于执行元件的安装和管路辅设。
&&(2)所有液压元件均采用合资厂家及国内名牌产品。
&&(3)炉体的倾动靠两个同步的柱塞缸来完成。
(4)液压装置用于给倾炉油缸、炉盖旋转油缸和炉衬顶出油缸提供动力,采用双泵双电形式,液压介质为液压油。
(5)液压操作台用于控制炉体的倾动与回落、炉衬的顶出以及炉盖的转动等,操作均通过操纵手柄来实现。当在不操作手柄时,即使油泵处于工作状态,整个系统仍能自动处于卸载状态。避免操作失误所造成油温升高的缺陷,可靠性高,动作平稳,无冲击。液压元件均采用力士乐元件。
五)水冷电缆:
水冷电缆的接头采用冷压成工艺与铜绞线压接,水冷电缆外套管采用专用的阻燃橡胶管,并能承受0.5Mpa水压不泄露和破裂。
六)换炉开关(选用20吨中频炉):
换炉开关用来切换炉体。用一台双扎切换开关并采用电机来驱动此20吨中频炉,在换炉时有控制面板上的手动控制按纽来控制换炉的指定炉位可完成换炉动作。段电时则停留在原锁定的位置,等待下一次换炉操作命令。换炉开关的控制电路具有相互保护功能,以确保避免两台炉体同时连到中频固体电源上。
七)冷却水系统(选用件):
1。板式换热器
板式换热器的机构比较简单,它是由不锈板片,密封垫片,固定压紧板,活动压紧板,压紧螺栓导套螺母,上下导杆和立柱所组成。
板式换热器的不锈板片为传热元件,冷热两种流体分别在板片两侧逆向流动,热流体的热量通过板片传给冷流体,板片选用0.6-0.8mm厚的不锈板,在不影响承受力的情况下,板片越薄,换热效率越好。板片压制成人字形波纹,使流体在流动时形成湍流,加大了传热效率,同时也有效的防止污垢形成。
 板式换热器结构紧凑,在维修时只需松开螺栓将活动夹紧板向后推移即可,而不像管壳式换热器需要预留很大的维修空间。又由于板式换热器所选换热板片厚度仅为0.6mm~0.8mm,而管壳式换热器壳体要重得多;所以在完成同等换热任务时,板式换热器占地面积小,重量轻
2.&全封闭冷式冷却塔
炉体和电源分别采用两套独立(也可采用一套)的全封闭冷却装置。采用相互独立的二套冷却装置的目的是为了避免相互影响。冷却塔的下面有集水盘,内装喷淋用水,集水盘的进水口装有浮球阀,能够自动控制集水盘内的水位,出水口有喷淋水泵。因为中频电源需要低温的冷却水,出水温度要控制在55°C以内,由于电炉感应线圈的冷却水温度略高,这样反而能够提高电炉的热效率,同时减小冷却装置的体积,进而减低造价。全封闭冷却装置的核心是喷淋蒸发式封闭冷却塔。&在冷却塔内部有许多散热盘管,循环水在盘管内部流动,与空气不接触。冷却塔的上部装有喷水口和冷却风机。工作时喷淋水泵将水泵到上部的喷水口,将水呈雾状喷淋到盘管外表面,冷却风机同时抽风,使喷淋水汽化从而带走盘管内循环水的热量。这种先进型式的冷却装置具有很高的换热效率。
八)、安装时特种材料(供参考)
1.一般情况下,电炉安装没有特种材料和易损件,仅炉衬材料中有一些特种材料且属于易耗品。其中有:
1)石棉布&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2)玻璃红布&&&&&&&&&&&&&&
3)云母板&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4)硼酸&&&&&&&&&&&&&&&&&&
5)&石英沙&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&以上材料洛耐院等单位有供。
2.有关炉衬材料及配比、筑炉烘烤工艺(供参考)
&&炉衬的材料:
炉龄的长短主要决定于炉衬材料的性质及捣固烧结过程是否完善。对酸性炉衬来说,只有高品位石英砂(SiO2含量大于99.3%)才能用于制造炉衬材料,由于石英具有结晶形态的相互转化,(以下简称晶态转变)其颗粒的配比直接决定炉衬的打结密度,因此在炉衬焙烧过程中应该让石英在烧结温度下的晶态转变进行到底,否则当炉子断续熔炼时炉衬的温度发生剧烈频繁的变化,石英受到高的热应力和热冲击而产生的晶态转变,对炉子就会有很大的影响。同时利用不同粒度配比和石英反复晶态转变,炉衬即能获得较大的密实度。但由于粒度的偏析和打结过程中的损耗,会使粒度比发生变化,造成炉衬密度不均匀,导致炉衬内壁部分增加被侵蚀,当晶态转变时还会引起炉衬破裂。因此除了烧结以外还应注意其颗粒的配比。
硼酸是通常作酸性炉衬的粘结剂(可用一般工业硼酸),其加入量应和捣固材料和工作温度相适应,一般来说在提高炉衬强度和降低工作温度情况下硼酸量可提高,颗粒要小(&0.5mm),要均匀,无块状及杂质混入,具体配比可参考下表:
表1、酸性炉衬的硼酸加入量与冶炼温度和烧结温度的关系
浇铸温度℃
硼酸加入量%
烧结温度℃
保持烧结时间(h)
熔池上面硼酸加入量%
灰口铁和高碳钢
70.6%中碳钢
A.炉衬的砌筑:(供参考)
a:&先将烘干(在300℃以上烘箱内烘干)或炒干的石英砂(无杂质)按表2比列配好,再按表1比例加入硼酸拌匀后,即可打结。
石英砂的粒度配比&&&&&&&&&&表2
粒&度&&目/&英寸
0.06~0.038
b:&紧靠感应器线圈内壁放入所要求厚度层数的石棉板,上部、中部用两个圆钢(f8-10mm)制成的弹簧圈(直径略大于感应器内经)压紧,然后将拌匀的石英砂逐步放入打结。炉衬应一层一层打结,每层厚度不要超过40~50mm。只有第一层可以厚到50mm以上,先用捣固棒捣实,再用平铁锤打结实,然后再把表面扒松,一层一层按尺寸打结。
c:&在炉底厚度高度打结到后,放入坩埚模,用三块契块固定坩埚模在感应器中,并可在坩埚模中放入一块重铁,扒松炉底周围表面,继续打结炉衬直到熔池表面高度。切记要取出二只弹簧圈。由于炉衬上部受到的机械应力最大,因此在熔池熔液表面以上到出料口一段应多加2~3%的硼酸。在坩埚模顶部和出料口,可用水玻璃做粘结剂,与炉衬材料拌成混合料(稠度一般用手一捏基本上能成团即可)砌筑时先涂上一层水玻璃,然后加入混合料打结实。
B、烘炉与熔炼:
各部分经调整,检查均符合要求后,方可进行烘炉与熔炼,步骤如下:(打结后的炉衬在室温下置放18H后烘炉)
A.打开冷却水进水阀,使冷却水压至~0.2MPA,并观察水流是否畅通。
B.按照可控硅中频电源使用规则,使其工作正常。
C.按烘炉曲线进行烘炉。(下图曲线供参考)
当坩埚模温度加热到约800-900℃时,加入额定容量的一半干净无锈的小块料,待熔化后在分二次加到额定容量,并加半公斤左右的碎玻璃,到浇铸温度后降低功率,进行一段时间保温,然后缓慢倾动出炉。这样连续熔炼2~3炉,即可得到一个良好的釉面坩埚。
浇铸完毕电炉断电后,但冷却水必需待炉衬冷却至室温才能停止(大约3~4小时)。八、20吨中频炉遵循的技术标准
1&机械行业标准中频无心感应炉JB/T4280-93
2&机械行业标准中频感应加热用半导体变频装置JB/T
3&机械部部标中频感应加热用电控20吨中频炉技术条件&JB4086-85
4&机械部部标中频感应加热装置用变压器&&&&JB/T
5&国家标准电热20吨中频炉基本技术条GB感应加热20吨中频炉
6&国家标准电热20吨中频炉基本技术条件&&GB通用部分
7&国家标准电热20吨中频炉的安全&GB第一部分通用要求
8&国有标准电热20吨中频炉的安全&&GB第三部分对感应和导电加热20吨中频炉以及
感应20吨中频炉的特殊要求
9&国家标准电热20吨中频炉的试验方法&&GB无心感应炉
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
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本站关键词:中频炉、中频电炉、熔炼炉中频感应炉熔炼中15个常见问题及对策
作者:海山机电&&[ 9:23:05]
一、感应炉铁液质量控制的四个方面
人们常说:&成分决定组织,组织决定性能。&这句话大体上是对的,但不够全面。因为,过去一提化学成分,往往只是5元素和合金元素;除了成分因素外,结晶 的控制对组织的形成亦很重要,比如与铸铁壁厚、铸型条件有关的冷却速度,结晶核心的预设,石墨形态的走向等等。把冷却速度的外因放在一边,铸铁熔炼方面应 着力做到化学成分准确、铁液干净、干扰元素少和石墨核心有布控等四个方面。
1.铁液化学成分要准确稳定
把铸造做强,提高铸件的国际竞争力,赢得铸件定价的话语权,性能稳定达到客户的要求非常重要。一时一事把化学成分做准,不算本事,始终准确,稳定生产才有水平。
感应炉比冲天炉的烧损少的多,但毕竟有烧失。应当尽量减少烧损,并减少烧损波动的因素。
要特别提醒几点:
(1)净料入炉最好,炉料又脏又杂是大忌。
(2)采用比功率大的炉子,并辅以合理的装料投料操作,以实现快速熔炼。缩短熔解期,并防止炉底过热尤其重要,因为氧化主要在铁料的熔解阶段。
(3)铁液过度过热,分次出铁和浇铸拖沓都会引起成分的波动。
(4)在弄清各种炉料成分的基础上,要仔细计算配料。配料时务必把熔炼后期因&自沸腾&而引起的脱C量和增Si量考虑在内。
2.净化铁液
净化铁液是指排除铁液中的非金属夹杂物和气体。
借电磁搅拌和&自沸腾&,感应炉有较好的排渣除气作用。如果炉料比较干净,又认真用除渣剂清渣,清除非金属夹杂物不成问题,有无非金属夹杂物从显微检验中 也容易发现。H、O、N气体就不那么直感了。但其中溶解H,即[H],只要熔炼后期所用辅料不是潮湿的,[H]不会成问题,可保证[H]<2ppm。铸件 中产生针孔,是由铸型或浇包中的水分造成的,不是[H]的过。熔炼中、后期由于[O]和[FeO]被C还原,感应炉铁液中的氧并不多。在生产灰铸铁时,有 时甚至还要设法增O。所以除气实际上是除N的问题。
随着我国废钢积存量的增加,感应炉中废钢用量必然增加。多用废钢,不但降低炉料成本,还可以提高铸铁性能,一举两得。废钢的含N量高,此外多用废钢少用生 铁,必然要用增碳剂增C,增碳剂又会带来一些N。所以[N]可能超标(如薄壁件>100ppm,厚壁件>80ppm),致使铸件中产生裂隙状气孔,对性能 的稳定性也不利。所以不要用含N高的废钢和增碳剂,必要时除N需要采取附加措施,如吹Ar。个别工厂借用铸钢经验,用LF炉精炼,生产纯净的高端铸件。如 果[N]不是很高,又无妨于机加工性能,则加Ti等使[N]生成TiN等,进行固N处理,则是最简捷的办法。
3.控制有害微量元素
有害微量元素是通过异化石墨形态,产生脆性相和影响基体组织等而起不利作用的,它们主要由某些地方生铁和废钢带来。控制有害微量元素的办法,一是把好炉料关,防止有害元素混入。二是采用铸造用高纯生铁,稀释有害微量元素含量。
4.石墨核心的布控
众所周知,感应炉铁液的过冷倾向大,因此白口倾向大,收缩倾向大,影响切削加工性能。追根溯源是感应炉的熔炼时间长,使生铁及回炉料中带来的石墨,残存少或全部消溶了,而铁液中某些SiO2之类可作为石墨外来核心的数量又不足,导致铁液过冷倾向增大。
解决的办法有两个方面。一方面是快速熔炼,特别是占熔炼时间70%的化清过程要快。后期过热温度不要过高(一般视不同情况取℃),保温 时间不要过长。目的都是为了多保留些炉料中的细微石墨。另一方面更重要,就是如何用好增碳剂。前已述及,感应炉用了较多废钢是需要增C的,应选用晶型好的 石墨增碳剂。如果增C量大,可以搭用一部分碳素增碳剂,在装料期加,但一定要留一些石墨型增碳剂在化清后加。冶金型SiC,可以增C增Si,并起到石墨形 核的作用。在国际上SiC是很受推崇的预处理剂。
以上是炉内石墨核心布控的思路,至于炉外的各种处理则另当别论了
二、感应炉熔炼中15个常见问题及对策
感应炉工作中出现的问题很多,以下仅就若干常见问题作一介绍。
1.元素烧损偏大
感应炉中Si、Mn、Cr等易氧化元素的烧损,多在3%~5%。烧损超值,铸铁化学成分波动,必然要引起一系列的组织和性能问题。元素烧损大,一般发生在 熔清时间过长,又未注意造渣保护的时侯。若废钢用量大,轻薄料多,炉料带水带锈,问题更是加重。避免元素烧损过大的办法是:
(1)炉料尽量干净,形状不要枝叉,尺寸不能过大、过薄。
(2)杜绝架料,并创造一切能快熔的条件。
(3)熔炼前期要及时造渣,后期高温下有熔渣覆盖。充分发挥熔渣的保护作用。
(4)如果工厂有切屑要利用,炉底可铺一些,熔清向熔池分批添加一些。
2.铁液中O偏高
感应炉没有冲天炉的氧化性气氛,而且由于铁液中的[O]和[FeO]与[C]产生反应,使Fe受到了C的保护,铁液中的溶氧是不多的。可是熔炼后期为了促 使增C剂溶吸,常调低电频率以加强熔池搅动。如果&驼峰&过高,调频时间过长,铁液与大气接触几率增加,被离解的O离子将进入铁液。熔炼后期添加料未经烘 烤,也会使[O]、[H]增加。近期,有业内人士提出:在1500℃以上保温,[O]不会降低,而是提高的观点,可供参考。防止O偏高的办法是:
(1)熔炼后期调频不要过度。
(2)后期不要使用潮湿的物料和工具。
(3)过热温度不要过高,切忌高温下长时间保温。
3.铁液C量低于预期
铁液温度超过平衡温度,反应SiO2+2C=Si
+2CO向右进行,造成铁液降C增Si。所以配料时不能忘了补C。要掌握本厂的降C量,把C量如数补足。还要提醒一点,灰铸铁后期调整成分,要采取先Mn再C后Si的顺序。
4.铸件机加工后,发现有裂隙状气孔
裂隙状气孔是N气孔的特征。当[N]超限时容易发生,铁液中非金属夹杂物多,发生的几率更高。&病从口入&,所以要限制电弧炉废钢用量,电弧炉废钢的 [N]高,而转炉废钢则不然。更要防止混入含N高的废合金钢料,如高锰钢、耐热的高铬铁素体钢和铬锰氮钢,以及奥化体钢等。当然这些合金钢带来的Mn、 Cr、N、Ni对于铁素体球铁也是忌讳的。不同增C剂的含N量差别很大,煅烧石油焦的N量要比人造石墨增C剂高出许多,取某两种产品比较其含N量,前者为 500ppm,后者仅为20~25ppm。SiC含N量比人造石墨的还少,用之也是放心的。若发现铁液中N量高,应当机立断,用Ti(Fe)、Al、 Zr(Fe)等进行固N处理。
必须说明,裂隙状气孔当然要防,但并不是N越低越好。对于灰铸铁,N可缩短石墨长度,有使石墨端部圆滑的趋势,N溶于固溶体可促使珠光体细化,并增加珠光 体数量。N还有孕育作用,促进石墨化。因此,可溶性N对灰铸铁有利用价值。在美国GE特殊合金灰铸铁的技术要求中,规定N量在60~120ppm,Ti要 限制在0.025%以下。埃肯公司在谈到汽车行业中灰铸铁时,认为[N]的理想含量是95~160ppm,并指出不要用Ti、Al、Zr进行固N。
5.灰铸铁孕育效果不佳
在一些工厂,灰铸铁孕育效果不好,即使多加孕育剂亦无济于事。这与感应炉铁液中的O、S含量低有关。不同资料,数据虽有出入,但很接近:[O] <10ppm,<15ppm,在20ppm左右;[S]<0.06%,<0.05%,在0.02%~0.04%。基本的解决办法是用FeS系增S剂,把S 提高至0.07%~0.10%。少数工厂后期还加增O剂,例如用海绵铁或烧结铁或切屑,使[O]达到30ppm以上。亦有工厂使用氧硫孕育剂。这些方法无 非是生成氧硫化物,起石墨核心的作用。必须指出,在低S铁液中,形成了的石墨是比较容易消失的。这恐怕也是低S灰铸铁铁液&孕育不上&的一个原因。
关于MnS,长期以来,常说MnS是石墨的核心。然而人们在显微镜下观察,不乏淡灰蓝色的MnS质点。因此MnS是否是石墨核心,在什么条件下才能成为核 心,需要实证。况且,灰铸铁中常有0.6%~1.2%的Mn,增S至0.07%~0.10%,这点S是远不足以满足Mn=1.73S的平衡需要的。显然该 S不是为了去平衡Mn,不是为了生成简单的化合物MnS去起什么核心作用,S与O只有与更活泼的元素,如Ba、Ce、Zr、Al等一起生成硫氧化合物,才 能起到石墨的外来核心作用。
6.球墨铸铁球化等级波动大
某厂球墨铸铁的球化等级出现较大波动。经分析检查,原铁液S为0.01991%、0.02872%、0.02399%、0.02660%、 0.03338%、0.03885%、0.01559%,含量起起伏伏,球化自然不稳定。只有加强管理,稳住了原铁液S含量,球化等级才可能稳定。
笔者了解到一个乡镇企业,原来用冲天炉生产低铬磨球,后来改用感应炉,低铬磨球照干,又接了球墨铸铁任务。但炉子合用,既不分用炉体,又不懂得洗炉。球化 反应,光烟俱有,液面亦窜&火苗&,但浇出的铸件有碳化物,石墨球稀少,基体组织面目全非。经整顿,严格炉料管理,灰铸铁和球墨铸铁的回炉料不再相混,分 炉体熔炼,问题就解决了。
7.石墨球数较少,球径大小不匀
有球状石墨,说明残留Mg量没问题。毛病出在孕育不好或孕育衰退,如果铸件未产生白口,说明孕育差距尚不大。从熔炼而言,应该使用人造石墨增C剂布控好石 墨核心。业内人士推荐SiC比人造石墨更好。并指出SiC质轻,易上浮,且表面有SiO2膜阻隔,影响溶解。因此,SiC在加料期加为好。如果以喂丝法处 理,孕育务必要在球化结束后,稍滞后进行,以免孕育加速衰退。
常常有人问到,石墨球数以多少为合适。在球墨铸铁标准中,对石墨球数未作规定。根据石墨大小6级推算,大体球数>150个/m㎡。ADI的工艺控制中规定石墨球数不低于100个/m㎡。
说到石墨增C剂,是容易从直觉上与碳素增C剂相区别的。但近年来发现,直觉判断为石墨增C剂,但使用效果却不好。看来,今后制定增C剂标准需要仔细推敲。
8.铸件切削加工性能不好
切削加工性能是一个复杂的命题,涉及被加工对象,刀具,切削工艺参数和操作者对加工性能优劣的认知等。仅就铸铁而言,切削加工性不好,可能是多方面的原 因:①有自由渗碳体。②有硬质点(如磷化物,钛化物...)。③有未熔尽的FeSi。④铁素体球墨铸铁中残留珠光体量多。⑤在热节处因RE偏聚引起的反白 口,不一而足。读者利用基本的专业知识,对症下药,即可药到病止。
9.光谱分析,残Mg量在0.06%以上,但铸件并无白口
一般中等壁厚件,残Mg量在0.035%~0.045%即可球化。光谱分析出残Mg量在0.06%以上,金相检验又无白口,说明该厂光谱分析出了问题。光 谱分析一定要经常用标样校正,用化学分析法作比对。光谱分析样的制备和打磨要认真按规程去做。Mg,以及P、C和S对操作手法很敏感,不可大意。
10.球墨铸铁的冲击韧度低
铁素体球墨铸铁和等温淬火球墨铸铁中的QTD800-10R(需方有要求时)对V型缺口试样的最小冲击功有规定。若冲击功达不到要求,必须报废。确定他们 的化学成分很关键。以铁素体球墨铸铁中的QT350-22L和QT400-18L为例,要求低P低Mn,并对Si量作相应的限制。这些专业性问题,在此从 略。从熔炼角度看,应:①选用碳素废钢,并使用一定量的铸造用高纯生铁。②按照上述的提示,作好铁液质量控制的四方面工作。③把炉前处理作好。这样即可防 患于未然。
11.出现不明原因的毛病
有时候,觉得生产中啥也没变,铸件却出了毛病。怎么去深入找原因?建议运用先进的检测手段,比如用光谱仪查微量元素,用氧氮仪测总氧和总氮,用能谱分析作相成分,用X射线衍射作结构分析等。本厂若做不了,应委托有关单位去做。然后请专家一起进行诊断。
12.熔炼时间长,电耗高
熔炼时间长,电耗高,通常是感应炉先天不足造成的。进入21世纪,中频感应炉发展很快。随着可控硅技术和电力电容器技术的发展,串联节能型中频炉异军突 起;&可控硅串联的一拖二运行&理念深入人心。球墨铸铁吨电耗可低于570kW?h。而传统并联中频炉,吨电耗在800
kW?h以上。
调查发现,有的企业从变电站到,再经过铜排及电缆到炉体系统,每一环上都有无谓的电能浪费。亟须通过技术改造,节能增效。笔者对&电&不甚了了,铸造厂可找供应商作更新改造,亦可以在原有并联设备的基础上请其作专项改进。
13.炉子小毛病不断
炉子的小毛病都出在电气系统和机械系统的零配件上面。购炉子不能贪图便宜,购炉时要了解供应商的资质和口碑。一流的供应商会根据铸造厂的情况,提出详细的 项目书,其中对电源部分、炉子部分和选购部分列有清单,对外构件及辅机配套厂也有明白的交代。三流的供应商往往除炉子本体自制外,其余是串组起来的。与他 们打交道,购货要注意细节。要问清楚可控硅、控制板、集成块、元器件、绝缘材料以及缸泵的来源,还要检查线圈水循环系统的接头是否可靠、水温能否巡查报 警、有无漏电报警,电路系统是否防结露等等。以上各点有所疏忽,炉子工作起来就会频繁出毛病,耽误生产,带来经济损失。
熔炼灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁采用酸性炉衬材料,由石英岩破碎过筛后的石英砂为其骨料。石英岩遍布全国各地,但由于地质年代和成矿条件的不同,质地并不 相同。精制石英砂应该:①SiO2含量大于98%。②伴生碱性金属氧化物小于0.2%,Fe2O3小于0.5%,Al2O3小于0.5%。。③地质年代久 远。此种石英的晶格完整,缺陷少,晶粒均匀。
炉衬质量事关炉龄和生产安全性,也影响铁液的纯净度和产量,千万不要捡便宜的买。有次行业活动中,有人问:&加硼酸干啥?加多少合适?&我反问他,炉子大 小和铸件产品情况。他答不上来,这才知道他是卖炉衬材料的。炉衬材料市场门槛低,胆大的,配配料,弄个像样的包装,就可堂而皇之叫卖了。所以,我主张,如 果想把你的铸造厂搞长久搞好,应该上网搜一搜,找好的公司,它们的产品粒度有合理级配,矿化剂用量会根据用户实际情况进行调整,对烧结和养护能提供技术支 持。必须指出,第一炉铁液的液面位置、最高温度和保持时间等对炉龄很重要。烧结温度应高于1550℃,以保证烧结层中石英完成方石英化。液面应处于炉口高 度附近,使坩埚内表面上下烧结一致。
所谓大象脚是指坩埚内腔底部,有一圈向内凹陷,呈大象脚状。它是熔化期架料,底部熔池过热,使炉衬中的SiO2与铁液中的C反应,造成该处炉衬严重侵蚀所致。炉子容量大,炉子底部所受的铁液静压力大,更容易出现大象脚。
对策如下:
(1)不许胡乱加料,不许用大料,不许用整个废铸件。
(2)勤通料,助炉料下行。
(3)发现有大象脚倾向,应及时进行修补。
海山机电中频炉专业生产:中频加热炉、中频熔炼炉、一拖二串联谐振中频炉、感应透热炉、感应加热设备、钢球锻造线、钢球自动生产线、钢球旋切生产线、钢球加热生产设备、中频感应加热炉、感应加热电源、锻造加热炉、调质设备、中频感应加热、热处理调质生产线等热处理设备系列,我们以先进的技术,高质量的品质,优良的服务,竭诚为国内外广大用户服务。
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