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提高20吨中频感应电炉炉衬使用寿命措施研究

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摘要

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附表索引

第1章 绪论

1.1 感应熔炼电炉的优势、分类及其发展趋势

1.1.1 感应熔炼电炉的优势

1.1.2 感应熔炼电炉的分类

1.1.3 我厂中频感应熔炼电炉的配置

1.1.4 中频感应电炉的发展趋势

1.2 中频感应电炉石英砂质炉衬材料对炉衬寿命的影响

1.2.1 石英砂质炉衬材料的基本要求

1.2.2 石英砂质炉衬材料粒度、配比对炉衬寿命的影响

1.2.3 石英砂质炉衬材料纯度对炉衬寿命的影响

1.2.4 石英砂质炉衬材料含水量对炉衬寿命的影响

1.2.5 烧结剂对石英砂质炉衬寿命的影响

1.3 中频感应电炉作业过程对炉衬寿命的影响

1.3.1 中频感应电炉作业班次对炉衬寿命的影响

1.3.2 中频感应电炉打结方式对炉衬寿命的影响

1.4 我厂中频感应电炉炉衬缺陷

1.5 本文研究内容

第2章 提高20吨中频感应电炉酸性炉衬寿命的打结烧结工艺控制过程

2.1 20吨中频感应电炉酸性炉衬打结前期准备工作

2.1.1 检查炉体工况

2.1.2 打结工具准备

2.1.3 坩埚模具

2.1.4 安装炉底接地探针

2.1.5 打结材料、炉体清理准备

2.2 20吨中频感应电炉酸性炉衬打结工艺

2.2.1 铺垫云母纸

2.2.2 炉底加料、振动打结

2.2.3 放置坩埚模具

2.2.4 打结炉壁

2.2.5 炉衬上沿封口处理

2.2.6 炉嘴

2.3 20吨中频感应电炉酸性炉衬烧结工艺过程

2.3.1 烧结热电偶的安放及其温度分布

2.3.2 烧结工艺温度、时间控制

2.3.3 烧结金属液面控制

2.3.4 其他

2.4 20吨中频感应电炉酸性炉衬使用与维护

2.4.1 炉衬的使用及维护方法

2.4.2 炉衬的冷起熔

2.4.3 炉衬的强制冷却

2.4.4 拆炉

2.5 本章小结

第3章 炉衬常见缺陷及其形成机理分析和对策及效果

3.1 炉衬碳侵蚀及渗碳

3.1.1 20吨电炉炉衬沟壑及黑色异常现象

3.1.2 炉衬碳侵蚀及渗碳现象的判定

3.1.3 炉衬碳侵蚀及渗碳缺陷产生的机理分析

3.1.4 炉衬碳侵蚀及渗碳缺陷对策及效果

3.2 炉衬“大象脚’’缺陷

3.2.1 炉衬“大象脚”现象

3.2.2 炉衬“大象脚”缺陷产生的机理分析

3.2.3 炉衬“大象脚”缺陷对策及效果

3.3 剥落

3.3.1 炉衬剥落现象

3.3.2 炉衬剥落缺陷产生的机理分析

3.3.3 炉衬剥落缺陷对策

3.4 裂纹

3.4.1 炉衬裂纹现象

3.4.2 炉衬裂纹缺陷产生的机理分析

3.4.3 炉衬裂纹缺陷对策及效果

3.5 炉衬“疏松”缺陷

3.5.1 炉衬“疏松”现象

3.5.2 炉衬“疏松”缺陷产生的机理分析

3.5.3 炉衬“疏松”缺陷对策及效果

3.6 炉衬过热缺陷

3.6.1 炉衬过热现象

3.6.2 炉衬过热缺陷产生的机理分析

3.6.3 炉衬过热缺陷及应对对策及效果

3.7 炉衬冒蓝火苗

3.7.1 炉衬冒蓝火苗的现象

3.7.2 炉衬冒蓝火苗现象产生的机理分析

3.7.3 炉衬冒蓝火苗现象的对策及效果

3.8 炉衬侵蚀缺陷

3.8.1 炉衬侵蚀缺陷产生的现象

3.8.2 炉衬侵蚀产生的机理分析

3.8.3 炉衬侵蚀缺陷对策及效果

3.9 20吨电炉生产中的炉衬寿命

3.10 本章小结

第4章 风电低温球铁铸件熔炼工艺及提高炉衬寿命措施的技术

4.1 风电低温球铁铸件化学成分的选择与控制

4.2 风电低温球铁铸件铁水温度控制及球化孕育处理工艺

4.2.1 风电低温球铁铸件铁水温度控制

4.2.2 风电低温球铁铸件原材料和加入时期

4.2.3 风电低温球铁铸件球化、孕育处理工艺

4.3 低温风球铁电铸件生产结果

4.4 电炉熔炼风电低温球铁铸件过程对炉衬寿命影响

4.4.1 电炉熔炼风电低温球铁铸件高碳铁水对炉衬寿命的影响

4.4.2 提高电炉熔炼风电低温球铁铸件炉衬寿命措施

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

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摘要

基于20吨中频感应电炉酸性炉衬材料粒度、配比、烧结剂对炉衬使用寿命影响的分析,选择天津联矿的MS1001a作为20吨中频感应电炉炉衬的打结材料,优化并设计良好的坩埚模具尺寸及厚度,避免炉衬缺陷的产生,是获得良好炉衬胚体的充分条件,是提高炉衬使用寿命的首要途径;合理利用打结振动工具,采取优良的打结工艺过程,强化烧结温度与时间控制工艺,获得致密度高、烧结性好、强度高、热稳定性高的烧结、过渡、松散三层炉衬胚体,是提高电炉炉衬使用寿命的成熟途径;同时采取电炉炉衬在冷热变换、间歇循环的生产作业工况时,开完炉后对炉衬实施强制的激冷措施,使炉衬获得细小弥散的裂纹,正确使用冷起熔工艺操作,确保细小弥散的裂纹得到自动的弥合,以及正常使用维护方法等关键措施,降低受制于车间间断性生产方式及峰、谷阶梯电价导致的炉衬冷热变换、间歇循环的作业工况下炉衬缺陷的产生,是延长炉衬使用寿命的便捷途径;保证炉衬三层结构的正常使用,降低电炉炉衬缺陷产生几率,从而延长20吨中频感应电炉炉衬的使用寿命。
  分析中频感应电炉生产中碳侵蚀、“大象脚”、剥落、裂纹、疏松、过热等炉衬常见缺陷,从炉衬材料,电炉作业条件,炉衬的筑炉、烘炉、冷起熔、冷炉工艺,以及炉衬使用等方面,探讨破坏炉衬的损害机理,探究对应的处理对策和方法,为确保和提高20吨中频感应电炉炉衬的使用寿命提供依据。
  最后结合我厂20吨中频感应电炉熔炼大断面风电低温球铁铸件的生产实际,通过合理选择及控制化学成分,结合轻、重稀土球化剂的配合使用,采取现场倒包球化和多次孕育处理工艺,利用中频电炉“快熔快出”的方式,减少高温球铁铁水在炉内的放置时间,在降低高碳铁水对炉衬的侵蚀力度,从而提高炉衬使用寿命的同时,生产出合格的QT350-22AL锥形支撑风电低温球铁铸件。

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