第一篇 铸铁 1
第一章 灰口铸铁 1
第一节 灰口铸铁的规格和用途 2
第二节 灰口铸铁的组织和机械性能的关系 2
一、石墨对灰口铸铁机械性能的影响 5
二、基体对灰口铸铁机械性能的影响 8
三、共晶团对灰口铸铁机械性能的影响 9
第三节 灰口铸铁的结晶 10
一、初生奥氏体的结晶 11
二、石墨结晶概述 12
三、初生石墨的结晶 15
四、共晶石墨的结晶过程 16
五、灰口铸铁的二次结晶 18
六、灰口铸铁的金相检验 19
第四节 影响灰口铸铁组织形成的因素 21
一、化学成分对灰口铸铁组织的影响 22
二、冷却速度对灰口铸铁组织形成的影响 27
三、孕育处理对灰口铸铁组织形成的影响 31
四、配料制度对灰口铸铁组织形成的影响 32
五、其他因素的影响 32
第五节 灰口铸铁件的生产 33
一、灰口铸铁件化学成分的选择 33
二、灰口铸铁的孕育处理 34
三、稀土高牌号灰口铸铁 40
四、灰口铸铁的铸造性能 43
五、灰口铸铁件的典型工艺分析 45
小结 47
第二章 球墨铸铁 47
第一节 球墨铸铁的机械性能 48
一、球墨铸铁件的国家标准 48
二、球墨铸铁在静负荷下的机械性能 49
三、球墨铸铁的冲击韧性和疲劳强度 50
四、球墨铸铁的金相组织 52
五、球墨铸铁的金相组织和机械性能的关系 53
第二节 球墨铸铁的结晶 55
一、球状石墨的析出 55
二、球状石墨的生长 56
三、球状石墨的形成条件 60
第三节 球墨铸铁的化学成分 61
一、五元素 61
二、镁和稀土元素 64
三、常用合金元素 64
四、干扰元素 65
第四节 球墨铸铁的熔炼及处理技术 66
一、球墨铸铁的原铁水熔炼 66
二、球墨铸铁的球化处理 67
三、球墨铸铁的孕育处理 75
四、球墨铸铁的炉前检查 75
二、球墨铸铁的收缩 77
一、球墨铸铁的流动性 77
第五节 球墨铸铁的铸造性能及工艺特点 77
三、球墨铸铁的应力 78
四、球墨铸铁的铸造工艺特点 78
第六节 球墨铸铁的缺陷分析 80
一、缩松 80
二、夹渣 81
三、皮下气孔 82
四、石墨漂浮 83
五、球化不良和球化衰退 84
第七节 球墨铸铁的热处理 85
一、球墨铸铁的金相学特点 85
二、在加热和冷却过程中球墨铸铁的组织和性能的变化 87
三、退火及正火工艺 90
四、球墨铸铁的中温转变和等温淬火 93
五、调质处理 97
第八节 地方生铁的应用 98
二、高磷生铁的应用 99
一、高硫生铁的应用 99
三、高硅、高锰生铁的应用 100
小结 100
第三章 可锻铸铁 101
第一节 白口坯件的石墨化过程 102
一、对白口坯件转变过程的观察 102
二、固态石墨化的机理 103
三、石墨的形状 104
四、第二阶段石墨化 105
五、退火过程中断口组织的变化 105
第二节 可锻铸铁成分的选择 106
一、基本元素 106
二、微量元素和合金元素 108
第三节 可锻铸铁的快速退火 110
一、金属型铸造 110
二、调整铁水化学成分 110
三、炉前孕育处理 111
四、改善退火工艺制度 114
第四节 珠光体可锻铸铁 114
第五节 可锻铸铁的表皮层组织 114
第六节 铁素体可锻铸铁的金相标准 116
一、石墨形状 116
二、石墨形状分级 116
三、石墨颗数 116
一、控制炉料 117
第七节 可锻铸铁的熔化特点 117
四、珠光体形状及残余量分级 117
二、满风足压操作 118
三、冲天炉结构特点 118
第八节 可锻铸铁的工艺特点 118
一、浇注系统 118
二、暗冒口 118
三、可锻铸铁的“回火脆性” 119
二、在润滑条件下工作的耐磨铸铁 120
一、概述 120
小结 120
第一节 耐磨铸铁 120
第四章 特种铸铁 120
三、在磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁 131
第二节 耐热铸铁 136
一、概述 136
二、铸铁在高温时的破坏 137
三、影响铸铁耐热性的因素及其提高途径 137
四、常用的耐热铸铁 139
第三节 耐蚀铸铁 143
一、概述 143
二、影响铸铁耐蚀性的因素及其提高的途径 143
三、耐蚀铸铁件生产实例 145
小结 147
一、支撑部分 149
第一节 冲天炉的基本结构 149
第二篇 铸铁的熔化 149
第五章 冲天炉的基本结构及操作 149
二、炉体 150
三、送风系统 150
四、炉顶部分 151
五、前炉 151
第二节 炉料从其准备 152
一、冲天炉用炉料 152
三、配料计算 159
二、耐火材料 159
第三节 操作工艺 165
一、修炉 165
二、点火及烘炉 165
三、装料及熔化 166
四、停风和打炉 167
第四节 事故排除 167
二、炉渣的观察 168
一、风口的观察 168
第五节 炉况的判断 168
三、出渣口的观察 169
四、风量和风压的观察 169
五、铁水的观察 169
六、加料口炉气情况的观察 170
第六节 安全操作 171
第六章 冲天炉的热平衡 172
第一节 热力学第一定律 172
一、内能——状态函数 172
二、功和热——过程函数 173
三、热力学第一定律的数学式 174
四、qp与△H 175
第二节 冲天炉内的物理热 176
一、温度变化时的热效应 176
二、相变过程的热效应 178
一、热化学方程式 180
第三节 炉内的化学热 180
二、利用△H=qp计算化学反应的热效应 181
三、生成热 183
第四节 冲天炉内热平衡 184
一、热量供给 185
二、热量消耗 186
第七章 冲天炉的焦炭燃烧和提温节焦 188
第一节 底焦的燃烧 188
二、冲天炉内底焦的燃烧 189
一、层状燃烧 189
三、冲天炉内炉气分布及温度的变化 193
第二节 冲天炉内的热交换 194
一、金属炉料的预热 195
二、金属炉料的熔化 195
三、铁水的过热 196
第三节 焦炭燃烧的动力学 198
一、焦炭燃烧反应的特点 198
三、影响化学反应速度的因素 199
二、化学反应速度的表示方法 199
四、影响扩散速度的因素 202
五、扩散区与动力区的划分 203
第四节 提高铁水温度、降低焦炭消耗的措施 205
一、组织合理的燃烧 206
二、改善炉内的热交换 219
三、合理的操作工艺 222
第八章 冲天炉内元素的变化 222
第一节 元素与氧的亲和力 223
一、热力学第二定律 223
二、熵 224
三、自由能 225
四、元素与氧的亲和力 228
第二节 化学反应的等温方程式 230
一、化学平衡与平衡常数 230
二、化学反应的等温方程式 238
一、炉气的脱碳作用 241
第三节 碳的变化 241
二、炉渣的脱碳作用 242
三、底焦的增碳作用 242
四、影响碳变化的因素 243
第四节 铁硅锰及其它合金元素的变化 245
一、炉气对铁的氧化 245
二、氧化物的分解压 246
三、硅锰的烧损 247
一、硫的变化 249
四、其它合金元素的变化 249
第五节 硫磷的变化 249
二、磷的变化 255
第九章 冲天炉结构基本参数的确定 256
第一节 炉径 256
一、直筒形冲天炉内径D 256
二、炉壳直径D2 256
一、炉底部分 257
第二节 冲天炉的总高度 257
二．炉缸 258
三、有效高度 258
四、烟囱及除尘器 258
第三节 送风系统 261
一、风口 261
二、风箱及风管 262
第四节 前炉 263
一、前炉内径d及容量 263
二、出渣口高度h1 264
三、前炉炉底砖底面至前炉炉底砂床表面之间距离h3 264
四、出铁口与出渣口 264
第五节 热风装置 264
一、炉内预热(内热式) 264
二、炉外预热(外热式) 264
一、雨淋式水冷装置 267
第六节 水冷装置 267
二、水套式冷却装置 268
第十章 代焦技术 274
第一节 油炉和煤粉炉的基本结构 274
一、炉体 274
二、油和煤粉的供给系统 274
第二节 油炉和煤粉炉的合理组织燃烧 277
一、重油、煤粉的燃烧特性及化铁炉对合理组织烧的基本要求 277
三、送风系统 277
二、燃料燃烧的空气需要量 283
三、油的雾化 286
四、煤粉的供给 291
五、燃料与空气的混合 294
第三节 油炉和煤粉炉的冶金和热交换过程的特点 300
一、铸铁的熔化 301
二、在熔炼过程中合金元素的变化规律 302
三、铸铁熔炼过程的热交换特点 303
四，炉型结构基本参数的确定 305
一、燃烧的生产调试 310
第四节 燃烧的生产调试和熔化工艺 310
二，熔化工艺 312
三、炉衬侵蚀特点 312
第五节 天然气化铁 315
一、天然气燃烧的空气需要量 315
二、天然气的烧咀及化铁炉结构 316
三、熔化工艺和元素的变化 316
第六节 工频感应电炉及化铁炉的双联法应用 318
第十一章 化铁炉用鼓风机 319
第一节 化铁炉常用的风机 319
一、8-18型高压离心通风机 320
二、罗茨式鼓风机和叶氏鼓风机 321
第二节 风机参数的确定 323
二、阻力计算——风压的确定 324
第三节 风机的选择 324
一、风量的确定 324
一、风机的串联工作 325
二、风机的并联工作 326
第十二章 化铁炉的技术测量 327
第一节 铁水温度的测量 327
一、光学高温计 327
二、热电高温计 329
二、风量的测量 331
一、风压的测量 331
第二节 风量、风压的测量 331
第三节 炉气分析 334
一、取样 335
二、测量仪器 335
三、吸收液 335
附录一 理想气体状态方程 336
附录二 溶液的凝固点下降和沸点上升 340
附录三 常用的一些热力学数据 345