第一篇 铸铁熔炼 2
第1章 铸铁熔炼概述 2
1.1 铸铁熔炼的发展 3
1.1.1 我国铸铁熔炼技术的发展概况 3
1.1.2 国外铸铁熔炼技术的发展概况 4
1.1.3 铸铁熔炼的发展趋势 4
1.2 铸铁熔炼的技术要求 5
1.2.1 铁液质量高 5
1.2.2 熔化速度快 7
1.2.3 熔炼耗费少 7
1.2.4 炉衬寿命长 7
1.2.5 操作性好 8
第2章 冲天炉内焦炭燃烧的基本规律 9
2.1 冲天炉的基本结构 9
2.1.1 支撑部分 9
2.1.2 炉体 10
2.1.3 送风系统 10
2.1.4 烟囱和除尘装置 11
2.1.5 前炉 11
2.2 冲天炉操作工艺 11
2.2.1 修炉 12
2.2.2 点火及烘炉 12
2.2.3 装料及熔化 12
2.2.4 停风和打炉 13
2.3 焦炭的特性和发热量计算 13
2.3.1 焦炭的特性 13
2.3.2 焦炭燃烧发热量计算 14
2.4 冲天炉内焦炭燃烧的基本规律 18
2.4.1 焦炭燃烧的一般过程 18
2.4.2 焦炭层中的氧化带 19
2.4.3 焦炭层中的还原带 20
2.4.4 炉气燃烧比 21
第3章 冲天炉熔炼的基本原理 23
3.1 铁料熔化 23
3.1.1 铁料预热、熔化和过热所需的热量 23
3.1.2 铁料在预热、熔化和过热过程中的传热强度 24
3.1.3 冲天炉的热效率 24
3.2 冲天炉内炉气及炉温的分布 25
3.2.1 冲天炉内炉气分布 25
3.2.2 冲天炉内温度分布 26
3.3 冲天炉内的热交换 26
3.3.1 预热区内的热交换 26
3.3.2 熔化区内的热交换 27
3.3.3 过热区内的热交换 28
3.3.4 炉缸区内的热交换 29
3.4 影响冲天炉内热交换的主要因素 29
3.4.1 送风的影响 29
3.4.2 焦炭的影响 30
3.4.3 金属炉料的影响 31
3.4.4 熔炼操作工艺的影响 31
3.4.5 冲天炉结构参数对铁液温度的影响 32
3.5 强化冲天炉熔炼的措施 33
3.5.1 预热送风 33
3.5.2 富氧送风 35
3.5.3 除湿送风 36
3.6 冲天炉内的冶金反应 37
3.6.1 冲天炉内冶金反应的基本规律 37
3.6.2 冲天炉内炉渣的形成及作用 37
3.6.3 冲天炉熔炼过程中铁液化学成分的变化 38
第4章 冲天炉熔炼过程检测与控制 47
4.1 冲天炉熔炼用原材料 47
4.1.1 砌筑冲天炉用耐火材料 47
4.1.2 冲天炉熔炼用金属材料 49
4.1.3 冲天炉熔炼用焦炭 55
4.1.4 冲天炉熔炼用熔剂 57
4.2 冲天炉熔炼过程的参数选择与计算 58
4.2.1 冲天炉熔炼的网形图 58
4.2.2 冲天炉熔炼风量的计算 59
4.2.3 冲天炉层焦量与层铁量的确定 60
4.2.4 冲天炉底焦高度的选择 61
4.2.5 冲天炉熔炼熔剂用量计算 61
4.3 冲天炉熔炼配料计算 62
4.3.1 确定炉料配比 62
4.3.2 配料计算 62
4.4 冲天炉熔炼过程检测 65
4.4.1 风压测量 65
4.4.2 风量测量 67
4.4.3 温度测量 71
4.4.4 炉气化学成分分析 75
4.4.5 铸铁化学成分的测定 77
4.5 冲天炉熔炼过程控制 78
4.5.1 铁水化学成分的控制 78
4.5.2 铁水温度的控制 78
4.5.3 冲天炉熔炼过程中的故障及其防止方法 79
第5章 常用冲天炉的结构 83
5.1 多排小风口冲天炉 83
5.1.1 多排小风口冲天炉的结构 83
5.1.2 多排小风口热风冲天炉的主要特点 85
5.2 大间距双排风口冲天炉 86
5.2.1 双层送风冲天炉的结构 86
5.2.2 双层送风冲天炉的主要特点 86
5.3 中央送风冲天炉 87
5.3.1 中央送风冲天炉的基本结构 88
5.3.2 中央送风冲天炉的主要特点 88
5.4 热风冲天炉 89
5.4.1 热风冲天炉的结构和特点 89
5.4.2 选用冲天炉热风的原则 92
5.5 水冷冲天炉 92
第6章 双联熔炼及炉前处理 97
6.1 感应电炉的工作原理及结构 97
6.1.1 感应电炉的工作原理 97
6.1.2 感应电炉的结构 100
6.2 冲天炉-感应电炉双联熔炼 103
6.2.1 冲天炉-感应电炉双联作业的配置方式 103
6.2.2 双联熔炼形式的选择 104
6.3 铁液的脱硫处理 105
6.3.1 炉内脱硫 105
6.3.2 炉外脱硫 105
6.3.3 炉外脱硫方法 106
6.4 灰铸铁的孕育处理 108
6.4.1 灰铸铁的化学成分 108
6.4.2 孕育处理 110
6.5 球墨铸铁的球化处理 113
6.5.1 化学成分的确定 114
6.5.2 球墨铸铁的熔炼及炉前处理 116
6.5.3 球墨铸铁的质量控制技术 122
第二篇 铸钢熔炼 126
第7章 电弧炉炼钢 126
7.1 电弧炉炼钢概述 126
7.1.1 电弧炉炼钢发展概况 126
7.1.2 电弧炉炼钢的特点 128
7.1.3 碱性电弧炉与酸性电弧炉 129
7.2 三相电弧炉的结构和主要技术参数 129
7.3 碱性电弧炉氧化法炼钢 133
7.3.1 炼钢工艺过程 134
7.3.2 炉渣的作用和性质 144
7.3.3 炼钢过程的物理化学原理 147
7.3.4 铸钢熔炼工艺 151
7.3.5 节约用电的途径 157
7.4 碱性电弧炉吹氧返回法炼钢 159
7.4.1 吹氧返回法炼钢原理 160
7.4.2 熔炼不锈钢应注意的问题 161
7.4.3 碱性电弧炉吹氧返回法炼钢举例 161
7.5 碱性电弧炉不氧化法炼钢 163
7.5.1 不氧化法炼钢工艺要点 164
7.5.2 不氧化法炼钢工艺举例 164
7.6 酸性电弧炉炼钢 166
7.6.1 酸性电弧炉炼钢的特点 166
7.6.2 酸性电弧炉氧化法炼钢的工艺要点 167
7.6.3 酸性电弧炉不氧化法炼钢的工艺要点 167
第8章 感应电炉炼钢 169
8.1 感应电炉炼钢概述 169
8.2 酸性感应电炉炼钢工艺 170
8.3 碱性感应电炉炼钢工艺 172
8.4 真空感应电炉炼钢 174
第9章 炼钢技术新发展 177
9.1 炼钢技术的发展趋势 177
9.2 吹氩精炼 178
9.3 氩氧脱碳法和真空氩氧脱碳法 179
9.3.1 氩氧脱碳法 179
9.3.2 真空氩氧脱碳精炼法 180
9.4 钢包电弧加热精炼 181
9.5 电渣炉炼钢 182
9.6 等离子炉炼钢 183
第三篇 非铁合金的熔炼 186
第10章 非铁合金熔炼设备 186
10.1 概述 186
10.1.1 对熔炼设备的基本要求 186
10.1.2 熔炼设备的分类和选用 186
10.2 坩埚炉 187
10.2.1 固体燃料坩埚炉 187
10.2.2 液体、气体燃料坩埚炉 187
10.2.3 电阻坩埚炉 187
10.2.4 坩埚的材质和规格 190
10.3 反射炉 191
10.3.1 火焰反射炉 191
10.3.2 电阻反射炉 192
10.4 感应炉 193
10.5 真空熔炼 194
10.5.1 真空感应炉 195
10.5.2 真空电弧炉 195
第11章 铸造铝合金的熔炼 197
11.1 铸造铝合金的精炼原理 197
11.1.1 气孔的形态及对铝合金铸件性能的影响 197
11.1.2 氧化夹杂的形态及对铸件性能的影响 198
11.1.3 铝液中气体和氧化夹杂的来源 198
11.1.4 氧化铝的形态、性能及对吸氢的影响 202
11.1.5 合金元素及熔炼时间对铝液吸氢的影响 203
11.1.6 铝液中析出氢的条件 204
11.1.7 铝液的除氢速度 206
11.1.8 合金成分对气孔形成的影响 207
11.2 铸造铝合金液精炼工艺 208
11.2.1 吸附精炼 208
11.2.2 非吸附精炼 218
11.2.3 净化效果检测方法 218
11.2.4 铝液内的氢在凝固过程中的迁移 221
11.2.5 铝铸件中一次气孔形成机理 222
11.3 铝合金的变质处理 223
11.3.1 铝合金初生相α固溶体的变质处理 223
11.3.2 过共晶Al-Si合金初晶硅的细化 224
11.3.3 Al-Si合金共晶组织中的共晶硅变质 225
11.4 铝合金配料计算 229
11.4.1 炉料的组成 229
11.4.2 中间合金的制备 230
11.4.3 配料计算 233
11.5 铸造铝合金的典型熔炼工艺 234
11.5.1 ZL104合金的熔炼工艺 234
11.5.2 ZL201合金的熔炼工艺 236
11.5.3 ZL301合金的熔炼工艺 237
11.5.4 ZL402合金的熔炼工艺 238
第12章 铸造铜合金的熔炼 239
12.1 概述 239
12.2 铜合金的氧化及脱氧 240
12.2.1 铜合金的氧化特性 240
12.2.2 铜合金的脱氧 241
12.3 铜合金的吸气及除气精炼 243
12.3.1 气体在铜液中的溶解特性 244
12.3.2 除气、精炼原理及方法 246
12.4 铜铸件中气孔形成机理 248
12.5 熔炼铜合金使用的熔剂 250
12.5.1 覆盖剂 250
12.5.2 精炼剂 251
12.6 铜合金熔炼工艺 252
12.6.1 熔炼铜合金的一般原则 252
12.6.2 铜合金的炉料准备及炉料计算 252
12.6.3 铜合金熔炼炉前质量检验 254
12.6.4 各类铜合金的熔炼工艺 257
第13章 其他非铁合金的熔炼 262
13.1 铸造镁合金的熔炼 262
13.1.1 镁合金的物理化学特性 262
13.1.2 镁合金的精炼和变质处理 263
13.1.3 镁合金的典型熔炼工艺 264
13.2 铸造锌合金的熔炼 269
13.2.1 锌铝合金的熔炼 269
13.2.2 锌铝合金的变质处理 271
13.3 铸造钛合金的熔炼 272
13.3.1 钛及钛合金的物理化学性质 272
13.3.2 非自耗电极电弧炉熔炼钛合金 275
13.3.3 自耗电极电弧炉熔炼钛合金 276
13.3.4 真空自耗电弧凝壳炉熔炼工艺 280
参考文献 282