合金设计及其熔炼第一章铸铁合金及其熔炼.ppt

*一、课程性质、目的和任务通过本课程学习，使学生掌握钢铁材料的冶金原理、真空熔炼原理，熟悉铸铁、铸钢及多种有色金属材料的熔炼技术，了解一般金属材料的设计原理，使学生拓展材料制备科学的知识范围，为金属材料专业课的学习和今后从事材料的研发、制造与加工工作打下良好的基础。《合金设计及熔炼》《合金设计及熔炼》是金属材料工程专业的一门学科基础课。本课程的教学目的和任务是：着重介绍金属材料的熔炼和成分设计的基本理论和工艺，ShenyangUniversityofTechnology二、教学基本要求6.了解合金成分设计的基本理论和思路。1.掌握冲天炉炼铁的基本原理，2.掌握氧化法炼钢的基本原理，3.熟悉钢铁材料熔炼的基本工艺，5.熟悉有色金属熔炼的基本方法；4.熟悉真空熔炼原理及基本技术，第一章铸铁合金及其熔炼第1节冲天炉熔炼概述1.1铸铁熔炼的基本要求1．铁水温度不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330～1410℃。在一般情况下，铁液的出炉温度应高于浇注温度50℃，为了满足需要，浇注可锻铸铁件的铁液出炉温度应不低于1460～1480℃。2．化学成分和铁液纯净化熔炼得到的铁液化学成分应满足规定的要求，铁液的有害元素含量应控制在规定范围以内，铁液中的渣、气体、夹杂物含量符合规定要求。分为：1）高炉炼铁2）冲天炉熔炼概述1.2冲天炉结构图1.1是熔化率为7t/h冲天炉的结构简图，它主要由四部分组成：炉底与炉基、炉体与前炉、送风系统、烟囱与除尘装置。1）炉底与炉基冲天炉的炉底为固定式，炉底上设有炉底板，板上安有炉底门及其启闭机构。炉底的地面上铺有铁轨，供打炉小车运行。2）炉体与前炉炉体包括：炉身和炉缸两部分，是冲天炉的基本组成部分。炉体内壁由耐火材料构筑，临近加料口处的炉壁则用钢板圈或铁砖构筑，以承受加料时炉料的冲击。3）送风系统送风系统是指：自鼓风机出口开始，至风口出口处为止的整个系统，包括：进风管、风箱、风口以及鼓风机的输出管道。4）烟囱与除尘装置烟囱的作用是利用充满其中的热气体所产生的几何压头，引导冲天炉炉气向上流动，经炉顶排出炉外。除尘装置作用:消除或减少冲天炉废气中的烟灰，使废气净化。除此之外，还配有鼓风设备、加料设备、控制与调节设备、测试仪器等。1.3冲天炉操作1）修炉与烘炉炉子修完后，在炉底和前炉装入木柴，引火烘炉；前炉必须烘透，以保证铁水温度。2）点火与加底焦所谓底焦量是指：装入金属炉料以前加入炉内的全部焦炭量；湿法除尘-是以连续喷水、形成水幕的方式实现净化废气.3）装料与开风加完底焦后加入石灰石，石灰石的加入量约为两倍的层焦石灰石用量，以防止底焦烧结结焦或过桥堵塞。然后，进行装料。一般先熔化低牌号的铸铁，然后高牌号，再低牌号。每批金属料一般先加废钢，然后加生铁、回炉铁与铁合金。加入一批金属料后，再加层焦和石灰石，有时还加入少量萤石。石灰石量约占层焦重量的30％。为确保熔炼效果，加入炉内的焦炭、金属料与熔剂都应力求洁净，且尺寸合乎要求。装料完毕后焖炉一小时左右，即可开风。开风时，仍敞开一部分风口，然后全部关闭，以免因CO积聚而发生爆炸事故。冲天炉的风量以每分钟鼓风的立方米数计量，或以送风强度衡量冲天炉风量，送风强度指单位炉膛截面积风量的大小。4）停风与打炉停风前应力求炉内有1～2批剩余铁料。停风后即可打炉，并立即将打落的炽热焦炭与铁料用水熄灭。1.3.2.冲天炉的工作过程包括三个基本环节：1）底焦燃烧，2）热量传递，3）冶金反应。底焦燃烧是热量传递和冶金反应的基础，是决定冲天炉工作的根本因素。冲天炉的工作过程：开风后，进入炉内的空气与底焦发生燃烧反应，产生热量，生成的高温炉气向上流动，使底焦面上的第一批金属炉料熔化。2.熔化的铁滴在底焦层内下落过程中，被高温炉气和炽热焦进一步过热，然后经炉缸和过桥而进入前炉。3.随着底焦的燃烧损耗和金属炉料的熔化，料层逐渐下降，由层焦和批料不断加以补偿，使熔化过程连续进行。4.在炉气的热作用下，石灰石分解成CO2与CaO。后者与焦炭中的灰分和侵蚀的炉衬，结合成熔点较低的炉渣。5.在炉气、焦炭和炉渣作用下，金属的化学成分会发生一定变化。6.铁水的最终化学成分，是金属炉料的原始化学成分在熔炼过程中经过变化的结果。1.4炉料及其准备1.4.1冲天炉用炉料主要是金属炉料、焦炭和熔剂。1）金属炉料包括