电炉熔炼操作工艺规程模板.doc
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电炉熔炼操作工艺规范 1.范围 本工艺规范适适用于中频电炉熔炼灰铸铁,球墨铸铁,碳钢,合金钢熔炼操作,对熔炼基础操作进行了规范,是电炉操作通用,基础要求。对于具体产品还应遵守产品工艺卡片要求。 2.修炉 2.1 修炉材料 a.修炉用硅砂化学成份要求,见表1。 表1 修炉用硅砂化学成份 成份 SiO2(%) Fe2O3 (%) 附着水分(%) 含量 ≥99 ≤0.05 ≤0.5 b.修炉用硼酸化学成份要求,见表2。 表2 修炉用硼酸化学成份 成份 P2O2(%) 结晶粒度(毫米) 附着水分(%) 含量 ≥98 ≤0.5 ≤0.5 C. 修炉用镁砂化学成份要求,YB415-63 类-等,见表3。 表3 修炉用电熔镁砂化学成份 成份 MgO 杂 质 灼烧减量 SiO2 Fe2O3 CaO 含量(%) ≥90 ≤4 ≤1 ≤2.5 ≤1.0 2.2 坩埚模 坩埚模用3mm 钢板制作,见图1。 2.3 修炉材料配比 a.酸性炉衬材料配比,见表4。 表4 酸性炉衬材料配比 编号 硅砂(粉)分组代号(目)(%) 硼酸 (外加%) 水 (外加) (4/5) (6/10) 60(20/40) 21(50/100) 05(200/270) 1 30 50 10 10 2 适量 2 25 20 30 25 1.5~2.0 适量 b.酸性炉领材料配比,见表5。 表5 酸性炉领材料配比 编号 硅砂(粉)(mm) 水玻璃 (外加) 水 (外加) 1~2 0.2~0.5 <0.1 <200(目) 1 30 50 20 10 适量 2 30 40 20 10 10 适量 c.碱性炉衬材料配比,见表6。 表6 碱性炉衬材料配比(%) 编号 电熔镁砂(mm) 耐火粘土 硼酸 (外加) 水 4~2 2~1 <1.0 2 20 50 30 2-2.5 1.5~2.0 适量 c. 碱性炉领材料配比,见表7。 表7 碱性炉领材料配比 电熔镁砂(旧炉壁回收砂) 白坭 水 65% 35% 适量 d.感应器保护材料配比,见表8。 表8 感应器保护材料配比(%) 编号 硅石粉 11号筛(270目) 石棉粉 耐火粘土 矾土水泥(400-500#) 水 1 50 30 20 适量 2 80 20 适量 3 80 20 适量 2.3 修炉操作 修炉操作关键点,见表9。 表9 修炉操作关键点 序号 工序名称 操作关键点 1 筑炉准备 1. 用0.2至0.3 MPa水压检验感应器是否有渗漏现象,感应圈匝之间绝缘是否良好。 2. 按要求配制感应器膏状保护料,均匀涂铺于感应器上,自然干燥二十四小时或烘干。 3. 根据要求配制好筑炉材料,并混合均匀。在混合前,应用磁铁检验并除去材料中铁销;在混合过程中要预防沙土、铁销和其它杂物混入。 2 筑炉 1. 筑炉底 a. 在炉底石棉板上,每次铺以20到50mm高炉衬材料,用撞锤捣固紧实,直至平面超出感应圈之最底圈20到30mm b. 换以圆形筑炉棒打压,使表面坚固,再用耐火砖抹平,直至要求高度 2. 筑炉壁 a. 将坩埚模(在外壁包以厚纸板)置于感应圈同心位置,定位后用钢料压紧和固定,然后筑炉。 b. 将坩埚底部炉衬材料用叉状棒拨弄粗糙,每次装入20-40mm炉衬材料捣实,直至离炉顶50mm,即感应圈匝上边缘为止。 3. 筑炉领 按要求配制炉领材料,打结炉领和出铁槽,并用水玻璃溶液(水+水玻璃=1:1)均匀涂刷于表面 3 烧结 1. 打结坩埚自然干燥大于16小时后即可进行烘烤。 2. 烧结时,在坩埚内装入金属料,分级缓慢送电加热(30kw,1小时;40kw,2小时;50kw,2小时,60kw)炉内温度约在700-800℃保持8-10小时,然后逐步加大功率,使金属熔化,并在1700℃保持1小时烧结 3. 烧结完坩埚,能够继续熔炼或停炉,以原冷却水2/3冷却炉衬3-4小时待用。 2.4 浇包包衬搪制 2.4.1 包壳用3mm 钢板制作。 2.4.2 包衬材料配比,见表10, 表10 包衬材料配比 石英砂或镁砂(%) 耐火土(%) 硼酸(%) 水(%外加) 97~96 2~2.5 1~1.5 3~5 2.4.3 搪好浇包,在表面涂水玻璃,自然干燥4小时以上,使用前再在900±50℃烘烤3小时 以上。 3 熔炼 3.1 熔炼铸铁基础要求 3.1.1配料 a.熔炼用原材料必需符合,《金属原材料技术规范》WI-ENG-060 要求。 b.配料时必需有质检部书面《原材料化学分析汇报》。 c.样品和正常生产第一炉配料单必需有技术部确实定,质检部质检员核实。 d.多种原材料必需进行称重。并做好统计。 3.1.2 多种元素改变情况 铸铁5元素在炉中增减情况,参考表10。 表10 铸铁5元素在炉中增减情况 元素 C Si Mn P S 增减率(%) -5 ±5 -10 ±0 ±0 在石英砂坩埚中熔化时,外加元素吸收情况,参考表11。 表11 在石英砂坩埚中熔化时,外加元素吸收情况 元素 C(石墨) Si(硅铁) Mn(锰铁) Cr(铬铁) Mo(钼铁) Ti(钛铁) Cu (纯铜) Ni(纯镍) 吸收率(%) 70~90 80~100 70~95 80~100 95~100 80~85 95~100 95~100 3.1.3.样品和正常生产第一炉产品化学成份必需立即送检,没有得到合格检验汇报之前,不许可投入生产。 3.1.4 熔炼操作通常程序。 熔炼操作通常程序,见表12。 表12 熔炼操作通常程序 程序 关键内容 操作关键点 1 加起熔体 冷炉开炉时,应该先加入起熔体,假如没有起熔体,可在炉底装入块度较大生铁或回炉料贴着炉壁装紧,这么能够提升熔化速度。 当连续熔化时,每次出铁在炉底留部分铁水不要出完,二次熔化时能够提升熔化效率。 2 加炉料 装炉本着熔点低、合金元素少炉料先加,熔点高、合金元素含量高炉料后加标准。先在炉底装入生铁,再装入废钢,尽可能装紧奏部分,装满后送电熔化。待炉中金属原料化开后,再把剩下废钢和生铁逐步加入熔化。最终将锰铁、硅铁和合金加入炉中熔化。炉料一定要干燥,尤其是后加合金炉料,再加入前要在炉台上烘烤后再加入,以免产生爆炸。 3 进行通电熔化 当炉料装满后,即可通底电压进行预热,然后再改用高电压送电。 在熔化过程中,假如发觉有冻结密封现象,应立即把炉子倾倒至一定角度,以使冻结部分炉料熔化。 在熔化过程中,还应常常观察坩埚侵蚀情况和炉子功率表,若有漏炉危险时,应该立即停止熔化,以免把感应圈烧坏,引发爆炸事故。 4 除渣测温 炉料全部熔化开后用珍珠岩或碎玻璃除渣,铁水表面洁净后,测量温度,假如温度达不到要求出炉温度,升温至出炉温度出炉。 5 出炉 出炉时,应该依据下一炉情况决定炉内留或不留铁水。以下一炉材质不变,应留部分铁水,以加紧下一炉熔化速度。以下一炉材质不一样,则应把炉内铁水出洁净,以免混料。 若熔炼结束,则应把炉内铁水出洁净,以预防炉子上下温差过大,使坩埚产生裂纹。 3.2 球墨铸铁熔炼 球墨铸铁熔炼通常操作要求按3.1条实施。 3.2.1 球化处理包 球墨铸铁处理采取专用堤坝式球墨铸铁浇包,在每次球化处理前,要对浇包进行清理,确保包内无杂物,无渣子,堤坝完整。凉包要烤至暗红色,以降低球化处理过程中铁水降温,确保浇注温度。 浇包必需预热至暗红色,已降低铁水降温。 3.2.2 球化处理 3.2.2.1 装包 装包方法,见图2。装包时,球化剂、硅铁孕育剂、覆盖物要逐层捣实。 3.2.2.2 出铁球化 球化处理出铁前应将铁水表面熔渣清理洁净后,进行测温。铁水温度达成要求出铁温度后才能出铁。出铁时浇包方向应图2 所表示。 当铁水冲入包中以后,开始球化反应。通常情况下,球化反应可连续4-5分钟。反应结束后,观察浇包表面,不时有白色小火苗窜出,说明球化良好。 球化反应结束后拔去铁水表面渣子,用保温材料进行覆盖。 3.2.3 浇注 a. 浇注前用热电偶测温仪进行测温,温度符合工艺卡片要求浇注温度,如不符合要求,不能浇注。 b. 浇注三角试块检验球化是否良好。 c. 在确定球化良好情况下,浇注产品。每包铁水浇注时间不得超出15分钟。 d. 在浇注时用专用工具进行随流孕育。 3.2.4 球铁试块 a. 每包铁水必需浇注最少一组机械性能试块。试块浇注时间在最终一个产品浇注以后进行,即包底。 b. 球铁试块尺寸,见图3。 Y 型试块尺寸 尺寸 铸件壁厚 mm ≤13 13~38 ≥38 A 13 25 75 B 40 54 125 C 50 75 100 D 100 150 200 E 175 175 175 c. 试块必需采取和铸件相同造型方法造型。暗冒口浇注,确保试块取样部分组织致密。 3.3 灰铸铁熔炼 灰铸铁熔炼通常操作要求按3.1条实施。 3.3.1 浇包 每次出铁前应清理浇包中残渣,并将浇包预热至暗红色。 3.3.2 孕育 通常情况下,灰铸铁要进行孕育处理(除非尤其说明),尤其是添加合金元素时。通常是在浇包加入0.3% 左右硅铁,粒度5-10mm,进行孕育。合金铸铁,如虹吸管、升液管、敲壳器、堵头等,还要在浇口进行随流孕育。 3.3.3 灰铸铁试棒 灰铸铁每炉最少浇注一组,三根Φ30X300试棒,试棒采取立式浇注。当产品材质有要求时,按要求实施。没具体要求时,按图4尺寸。 其中:D=Φ30mm;W≥D;L=300mm;M=8mm;P≥40mm。 图4 3.4 铸钢熔炼 3.4.1 合金元素烧损率 合金元素烧损率,见表13。 表13 合金元素烧损率 合金 碳钢及合金钢 元素 C Si Mn Cr Ti Al W V Mo Ni 烧损率 % 酸性炉 5~10 0~10 30~50 5~10 40~60 30~50 3~5 ~50 5~20 0 碱性炉 30~40 20~30 3.4.2 溶剂及脱氧剂准备 溶剂分酸性溶剂和碱性溶剂。酸性熔剂配比,见表14,碱性熔剂配比,见表15。 表14 酸性熔剂配比 适用钢种 组成物含量(%) 硅砂 碎玻璃 石灰 氟石 碳钢、低铬、锰钢及高硅钢等 80 20 65 25 20 40 30 30 100 表15 碱性熔剂配比 适用钢种 组成物含量(%) 备注 石灰 氧化镁 氧化铝 氟石 硅铁粉 铝粉 碎烧土 结构钢和不锈钢等 80 10 - 10 - - - 80 - - 10 - 10 - 65 5 - 10 - - 20 80 - - 10 - - - 镁砂10 35 - 35 15 - - 25 镁砂15 耐热钢及镍基耐热合金等 50 18 25 7 - - - 45.5 16.5 13.5 6.5 - 18 - 50 22.5 25 2.5 - - - 80-85 12-15 - 1-2 1-2 - - 3.4.3 脱氧剂用量 脱氧剂用量,见表16。 表16 脱氧剂用量 脱氧剂名称 锰铁 硅铁 硅钙粉 铝 脱氧剂用量(% ) 0.10-0.20 0.05-0.07 0.20-0.30 0.04-0.06 3.4.4 熔炼铸钢操作关键点 熔炼铸钢操作关键点,见表17。 表17 熔炼铸钢操作关键点 序号 工序名称 熔炼操作关键点 1 准备 1. 检验炉体,如炉衬、感应器、冷却水管、炉子倾动机构是否正常。 2. 检验变频装置、电源、水源是否正常。 3. 准备工具,如铁钳、铁钎、锭模及浇包应干燥,浇包需预热至暗红色。 4. 准备热电偶测温仪表。测温仪表必需定时校正。 5. 金属炉料要按配料单逐项称取,并校对。同时,按需要称取脱氧剂,烘烤备用。 6. 溶剂要按要求配制,烘烤备用。 2 装炉 1. 装炉材料大小,以坩埚完全充填为条件。通常为粗大料和微细料并用。 2. 将难熔、大块炉料装在靠近坩埚壁和坩埚底部高温区;小块炉料装在坩埚上部低温区。 3. 装料次序,以回炉料、废边料和元素不易烧损之铁合金,如钼铁纯镍等先加,全部熔化以后,才添加易烧损元素之铁合金,如低碳铬铁、锰铁、硅铁等。 4. 为预防“架桥”,在装料过程中应注意,上部炉料不应超出感应器高度,长棒形炉料应该竖直装入坩埚,并努力争取做到,“下紧上松”. 5. 再加料时,应注意将形状中等,轻易预热者,先行入炉,而形状奇特,过大或过小者,最终添加。 3 熔化 1. 炉料装好后即可送电熔化。开始送电几分钟可用较低功率;当电流波动较小后,采取最大功率,直至熔清。 2. 伴随炉料熔化,把未装完炉料陆续装入,直至炉料全部化清。 3. 炉料开始熔化后,应立即撒上溶剂,以预防合金液氧化和吸气。 4. 在熔化过程中应立即捅料,预防“架桥”,并注意炉渣情况,过多时应随时除掉一部分。 4 脱氧 1. 炉料化清后,即可开始进行预脱氧。 2. 脱氧剂应分批均匀撒在渣面上。 3. 脱氧剂加入次序,因该由脱氧能力弱到脱氧能力强,通常为碳粉—锰铁—硅铁—铝—硅钙等。脱氧剂用量见表12。 4. 终脱氧时,钢液应靠近出钢温度。 5. 在终脱氧前后,渣是否发白,(即为还原渣)。若渣未发白,应补充脱氧。 6. 终脱氧后,应静置几分钟,使脱氧产物易于上浮。 7. 钢液从脱氧到浇注时间不宜太长,避免钢液氧化和吸气。 5 合金化及合金液温度调整 1. 凡和氧亲和力较大合金元素,必需在脱氧良好条件下加入,且加入温度也不能太高,以降低烧损。 2. 部分难熔和密度大元素应先加入。多个关键合金元素加入次序立即间以下: 镍(Ni):通常在装料时加入。 铬(Cr):在脱氧良好条件下加入。但含铬量多时,则在装料时加入。为了降低shoa烧损,把它装在炉底。 钨(W)和钼(Mo):多在炉料熔化后加入钢液中,块度要小,加入前应烘烤。 硅(Si)和锰(Mn): 当加入量不多时,在炉料化完后脱氧之前加入。 钒(V)铝(Al)钛(Ti)硼(B)锆(Zr):必需在脱氧良好条件下加入。通常按钒—铝—钛—硼—锆前后次序加入。如合金中铝和钛含量较多,钒量较少时,则钒应在铝钛 加入后再加入。 3. 在每次加入合金元素后,必需依据加入量而决定升温时间,当加入较多铝、钛时,要停电降温。 4. 当合金元素全部加入,最终脱氧完了,钢液应达成出钢温度。 6 出钢浇注 当合金液成份、温度均已达成要求,脱氧也已完成时,即停电、扒渣。然后,出钢至预热过浇包中进行浇注。 3.4.5 铸钢产品试块 铸钢产品通常浇注梅花形试块,每炉产品最少浇注1个试块,可取4个试棒。- 配套讲稿:
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