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时间:2018-09-03
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1、特种熔炼学习报告特种冶金也称特种熔炼是泛指转炉、电弧炉、平炉、感应炉等普通熔炼方法以外的熔炼方法。从冶炼热源及冶炼气氛上特种冶炼分为:电渣冶金、真空电弧熔炼、感应炉熔炼、电子束熔炼、等离子冶金等5大类。特种冶金主要用于制备那些以普通熔炼方法不能或难以熔炼的特殊金属材料,是生产高质量特殊钢及超级合金、难熔合金(W、Mo、Nb、Ta、Re)、活泼金属(Ti、V、Zr等)、高纯金属(如零夹杂钢)及近终形铸件的手段。特种熔炼方法分类:电渣重熔、真空感应熔炼、真空电弧重熔、电子束熔炼、等离子熔炼、等等。(1)电渣冶金电渣冶金是利用电流通过液态熔
2、渣产生电阻热加热和精炼金属的一种特种熔炼方法。其基本和核心的技术是电渣重熔(ESR),其目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合金和改善钢锭的结晶组织,从而获得高质量的金属产品。在此基础上派生出了电渣熔铸、电渣转注、电渣浇注、电渣焊、电渣热封顶、有衬电渣炉熔炼、感应电渣熔炼和电渣中间包加热等技术。包括电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电闸热封顶、电渣焊接、电闸表面镀膜等。电渣冶金的未来 21世纪电渣冶金仍然具有下列优势: (1)电渣重熔在中型及大型锻件生产中,将处于垄断地位。 (2)在优质工具钢、模具钢、双相不锈耐热钢、含N超高强钢
3、、管坯、冷轧辊领域中占绝对优势,真空电弧重熔在这一领域必为电渣重熔所取代。 (3)在超级合金领域(高温合金、耐蚀合金、精密合金、电热合金),电渣重熔与真空电弧重熔处于竞争局面;在80年代末,电渣重熔在产量上已超过真空电弧重熔。 (4)在有色金属生产方面,电渣重熔处于方兴未艾的阶段。 (5)电渣重熔空心锭和电渣重熔异形铸件具有独特地位,如石化工业用的合金管及曲轴。 (6)电渣冶金的发展前途是走出单一结晶器重熔而与钢铁冶金流程结合成在线工序,成为冶炼、精炼、连铸的一个环节,如中间包电渣加热。结论 (1)电渣冶金的产品组织致密、成
4、分均匀、表面光洁、使用性能优异以及具有生产灵活、工艺稳定、过程可控、经济合理等优点,是生产优质合金钢及超级合金的主要手段之一,成为精细冶金的重要分支。 (2)目前电渣冶金处于酝酿新突破的阶段,真空电渣重熔、高压电渣重熔及电渣热封顶是技术的突破点。 (3)可推断电渣冶金在制备大型毛坯、超级合金、优质工模具钢、双相不锈钢及含N超高强度钢仍处于垄断地位。 (4)电渣冶金发展的重要前途是电渣技术走出单一结晶器并与钢铁冶金流程相结合成在线工序,成为冶炼、精炼及连铸的一个环节。(2)真空电弧熔炼是一种利用电弧作为热源在真空条件下熔炼金属的真
5、空熔炼技术,包括真空电弧重熔(VAR)、真空凝壳炉(VSF)和真空电弧加热脱气精炼炉(VAD)。比较指标真空电弧重熔电渣重熔含氧:普通钢、沸腾钢降低降低降低少些同样降低含氮:溶解氮、化合氮降低实际不变同样降低实际不变含氢:普通钢、沸腾钢降低降低降低少些同样降低含硫很少变化用含CaO基渣可大量降低,对易切削钢可保持不变非金属夹杂物氧化物去除,硫化物不变可去除氧化物、硫化物化学均匀性因元素在真空挥发不均均匀性提高异相性降低同样降低热塑性高更高铸锭表面需要加工不需加工合格率55%~65%95%~100%设备特性直流电源,真空系统,运行可靠性
6、差交流电源,设备简单,运转可靠生产费用比电渣高2~4倍低廉(3)感应炉熔炼感应炉是利用电磁感应原理将电能转变为热能来熔炼金属的设备。感应炉可以生产钢、高温合金、精密合金、有色金属及其合金。配备真空系统的真空感应炉更是冶炼优质钢和合金的重要设备。在真空感应炉基础上出现冷坩埚熔炼和悬浮熔炼,两者结合又形成了冷坩埚悬浮熔炼技术。感应加热与其他电加热方法结合形成等离子感应炉、电渣感应炉和电弧感应炉等新的冶金手段。感应加热方法用于钢水炉外处理产生了感应钢包炉、中间包感应加热等新的应用。感应加热的优点:第一是能耗低。感应熔炼炉与感应透热炉的实际坯
7、料加热热效率可达到65%~75%,而火焰炉和各种室式炉只有30%左右。 第二,该种炉型无需煤炉、燃气炉及电阻炉等必须的预热过程,使用方便,操作简单,可长时间连续工作也可根据需要随时开启或停止工作,全手动也可全自动或半自动工作,即可在生产调度时具备绝对优势。 第三,无需对工件整体加热,可选择局部加热,因而电能消耗少,工件变形小而且加热速度快,可使工件在极短的时间内达到所需的温度,从而使工件表面氧化和脱碳等加热缺陷降到很低程度,可用于钢铁、钨、钼等钢铁材料也可应用于化学活性较强的铝、钛、锆、铌的加热或热处理。 第四,感应加热设备可安
8、装在生产线上,易于实现生产线的自动化和机械化,便于管理,可有效减少运输,节约人力,提高生产效率。 第五,感应加热还具备电能利用率高、环保节能、安全可靠和作业环境好等优点。 基于以上优点,在电能代替煤、油、气等不可再生
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