SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
课程设计
铸造合金及其熔炼
学 院： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学生姓名：
学 号：
指导教师：
2013年1月
目 录
目 录........................................................... Ⅰ 第一章 引 言.................................................... 1 1.1 课题的目的和意义............................................ 1 第二章 零件的原始要求........................................... 2 2.1 零件铸造要求................................................ 2 2.2 结构........................................................ 2 2.3 技术要求.................................................... 2 2.4 铸件材料.................................................... 3 第三章 化学成分的选定........................................... 3 3.1 基本元素的选定及作用........................................ 3 3.1.1 碳作用及选定............................................. 3 3.1.2 硅作用及选定............................................. 3 3.1.3 锰作用及选定............................................. 4 3.1.4 磷作用及选定............................................. 4 3.1.5 硫作用及选定............................................. 4 3.2 炉料的选择.................................................. 4 3.2.1 各炉料的化学成分......................................... 4 3.2.2 常见元素在冲天炉熔炼过程中的增减率....................... 5 3.2.3 炉前添加合金元素的回收率................................. 5 3.3 配料计算.................................................... 5 3.3.1 计算炉料中各元素应有的含量............................... 5 3.3.2 初步确定炉料配比......................................... 6 3.3.3 确定配比并计算铁合金补加量............................... 6 3.3.4 核算硫、磷是否在要求范围之内............................. 7 3.3.5 根据以上计算，写出配料单，确定配料比..................... 8 第四章 选用高炉................................................ 8 4.1 冲天炉的基本结构及作用...................................... 8
4.1.1 炉底与炉基............................................... 8 4.1.2 炉体与前炉............................................... 8 4.1.3 烟囱与除尘装置........................................... 9 4.1.4 送风系统................................................. 9 4.1.5 热风装置................................................. 9 4.1.6 风机..................................................... 9 4.2 冲天炉的尺寸................................................ 9 4.2.1 冲天炉内径............................................... 9 4.2.2 冲天炉的高度............................................. 9 4.2.3 冲天炉送风系统........................................... 10 4.2.4 前炉、过桥、出铁口及出渣口............................... 11 4.2.5 冲天炉烟囱和加料口的基本尺寸............................. 12 4.2.6 火花捕集器的原理结构和基本尺寸........................... 13 4.3 冲天炉影响铁液温度的影响因素................................ 14 4.3.1 焦炭对冲天炉铁液温度的影响............................... 14 4.3.2 送风对冲天炉铁液温度的影响............................... 14 4.3.4 金属炉料对冲天炉铁液温度的影响........................... 15 4.3.5 熔炼操作参数对冲天炉铁液温度的影响....................... 15 4.3.6 冲天炉结构参数对铁液温度的影响........................... 15 4.4 冲天炉强化熔炼的主要措施.................................... 16 4.4.1 预热送风................................................. 16 4.4.2 富氧送风................................................. 16 4.4.3 除湿送风................................................. 16 第五章 确定熔炼工艺过程......................................... 16 5.1 制定主要工艺参数............................................ 16 5.1.1 合理的送风强度........................................... 16 5.1.2 合理的熔化强度 .......................................... 17 5.1.3 合理的底焦高废........................................... 17 5.2 熔炼前的准备................................................ 17
5.2.1新原材料的试用 ........................................... 17 5.2.2 熔铁顺序的安排........................................... 17 5.3 炉前质量的控制.............................................. 18 5.3.1 根据铁水火花判断铁水质量................................. 18 5.3.2 根据三角试片判断铁水质量................................. 18 5.3.3 根据炉渣的颜色判断铁水质量............................... 18 5.3.4 打炉前料住高度的判断..................................... 18 5.4 冲天炉熔炼操作.............................................. 19 5.4.1 修炉..................................................... 19 5.4.2 点火..................................................... 19 5.4.3 装料..................................................... 19 5.4.4 鼓风熔炼................................................. 19 5.4.5 停风打炉................................................. 20 5.5冲天炉判断、常见故障排除 .................................... 20 5.6 各种特殊处理................................................ 22 5.6.1球化处理 ................................................. 22 5.6.2孕育处理 ................................................. 23参考文献..................................................................................................................
24 第一章 引 言
1.1 课题的背景和意义
球墨铸铁是一种广泛应用于各工业部门的重要结构材料，它的出现使铸铁材料的性能发生了质的飞跃，因此在国内外发展都很快，许多方面已取代了锻钢、铸钢及可锻铸铁的应用，成为产量仅次于灰铸铁的铸造合金材料。以往球铁均需通过各种不同的热处理手段方能达到相应的牌号要求，从而耗费能源、污染环境、增加成本、延长生产周期、加重工人劳动强度，因此生产铸态球铁便成为近年来国内外球铁生产方面的一个重要发展方向。据数据统计，我国用于灰铸铁件热时效的能耗每吨铸件为40～100kg标准煤，而用于球墨铸铁件退火、正火的能耗每吨铸件为100～180kg标准煤。我国球墨铸铁件中高韧性铁素体球铁和高强度珠光体球铁占有很大的比重，通常是采用退火、正火处理。采用铸态球墨铸铁生产技术省去了退火、正火处理工序，节约能源，避免了因高温处理而带来的铸件变形、氧化等缺陷。所以，推广应用铸态球墨铸铁生产技术，对于铸造行业的节能降耗减少排放，以及提高经济效益都具有非常重要的意义。