感應(yīng)爐冶煉工藝技術(shù)

《感應(yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》既有煉鋼學(xué)科的內(nèi)容，又有金屬材料學(xué)科的內(nèi)容。希望《感應(yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》能起到使讀者學(xué)習(xí)"冶金材料學(xué)"知識(shí)的作用?！陡袘?yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》編寫的目的就是希望煉鋼工作者通過學(xué)習(xí)《感應(yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》，擴(kuò)展金屬材料學(xué)科知識(shí)，通過對冶煉品種廣義成分(包括化學(xué)成分、鋼的潔凈性、鑄錠組織的均勻性及結(jié)晶結(jié)構(gòu)等)的控制，達(dá)到控制鋼的組織結(jié)構(gòu);然后通過鋼的組織結(jié)構(gòu)去控制鋼的性能，最終得到滿意的結(jié)果。

前言

第1章 超低碳鐵素體不銹鋼的冶煉1

1.1 超低碳鐵素體不銹鋼概況1

1.1.1 超低碳鐵素體不銹鋼的含義1

1.1.2 超低碳鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)1

1.1.3 超低碳鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分2

1.1.4 超低碳鐵素體不銹鋼的組織特點(diǎn)2

1.2 超低碳鐵素體不銹鋼中合金元素的作用2

1.2.1 鉻元素的作用2

1.2.2 鉬元素的作用5

1.2.3鈦、鈮元素的作用5

1.2.4 鎳元素的作用5

1.3 超低碳鐵素體不銹鋼的冶煉要點(diǎn)6

1.3.1 鐵素體不銹鋼的感應(yīng)爐冶煉方法與要點(diǎn)6

1.3.2 中頻感應(yīng)爐冶煉鋼中碳、氮含量的控制6

1.3.3 中頻感應(yīng)爐冶煉鋼液的穩(wěn)定化處理9

1.3.4 中頻感應(yīng)爐冶煉出鋼與澆注操作要點(diǎn)10

1.3.5 真空感應(yīng)爐冶煉工藝操作要點(diǎn)11

1.3.6 細(xì)化鐵素體不銹鋼鋼錠的結(jié)晶組織13

第2章 高純高鉻鐵素體不銹鋼的冶煉15

2.1 高純高鉻鐵素體不銹鋼概況15

2.1.1 高純高鉻鐵素體不銹鋼的含義15

2.1.2 碳和氮對高鉻鐵素體不銹鋼的危害15

2.1.3 高純高鉻鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)16

2.1.4 高純高鉻鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分17

2.1.5 高純高鉻鐵素體不銹鋼的用途18

2.2 高純高鉻鐵素體不銹鋼中合金元素的作用19

2.2.1 鉻元素的作用19

2.2.2 鉬元素的作用20

2.2.3 鎳元素的作用21

2.2.4 鈮和鈦元素的作用21

2.3 高純高鉻鐵素體不銹鋼的冶煉方法22

2.3.1 真空感應(yīng)爐一次冶煉工藝22

2.3.2 真空感應(yīng)爐加多次電子束爐精煉工藝23

2.3.3 真空感應(yīng)爐與多級(jí)電子束連續(xù)精煉工藝24

2.3.4 爐外真空精煉(VOD-PB)工藝25

2.3.5 不同冶煉工藝的精煉能力26

2.4 真空感應(yīng)爐直接冶煉高純高鉻鐵素體不銹鋼的工藝要點(diǎn)26

2.4.1 冶煉用原材料的選擇27

2.4.2 合理匹配原始配料中的碳、氧含量28

2.4.3 真空感應(yīng)爐冶煉高純高鉻鋼的工藝過程30

2.4.4 真空感應(yīng)爐冶煉高純高鉻鋼鋼液的降氮操作要點(diǎn)31

2.4.5 真空感應(yīng)爐冶煉高純高鉻鋼鋼液的降碳和脫氧操作要點(diǎn)32

2.4.6 高純高鉻鐵素體不銹鋼的穩(wěn)定化處理34

第3章 馬氏體鉻不銹鋼的冶煉36

3.1 馬氏體鉻不銹鋼概況36

3.1.1 馬氏體鉻不銹鋼的含義36

3.1.2 馬氏體鉻不銹鋼的分類36

3.1.3 馬氏體鉻不銹鋼的化學(xué)成分36

3.1.4 馬氏體鉻不銹鋼的特點(diǎn)37

3.1.5 馬氏體鉻不銹鋼的用途38

3.2 馬氏體鉻不銹鋼中合金元素的作用38

3.2.1 鉻元素的作用38

3.2.2 碳元素的作用39

3.2.3 鉬元素的作用40

3.3 馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)40

3.3.1 降低鋼中氫含量的操作要點(diǎn)40

3.3.2 鋼中氮含量的控制41

3.3.3 冶煉過程的造渣與脫氧操作43

3.3.4 馬氏體鉻不銹鋼的澆注工藝43

3.3.5 馬氏體鉻不銹鋼鋼錠的冷卻與退火47

3.3.6 改善鋼的高溫塑性的冶金措施49

第4章 馬氏體鎳鉻不銹鋼的冶煉51

4.1 馬氏體鎳鉻不銹鋼概況51

4.1.1 馬氏體鎳鉻不銹鋼的含義51

4.1.2 馬氏體鎳鉻不銹鋼的分類及化學(xué)成分51

4.1.3 馬氏體鎳鉻不銹鋼的特點(diǎn)53

4.1.4 馬氏體鎳鉻不銹鋼的用途54

4.2 馬氏體鎳鉻不銹鋼中合金元素的作用55

4.2.1 碳元素的作用55

4.2.2 鎳元素的作用56

4.2.3 鉻和鉬元素的作用57

4.2.4 氮元素的作用57

4.2.5 鈮元素的作用58

4.3 馬氏體鎳鉻不銹鋼冶煉操作要點(diǎn)60

4.3.1 鋼中氫含量的控制60

4.3.2 鋼的微量氮合金化及冶煉操作63

4.3.3 鋼中δ鐵素體含量的控制66

4.3.4 鋼中硫和磷含量的控制68

第5章 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼的冶煉71

5.1 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼概況71

5.1.1 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼的含義71

5.1.2 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼的化學(xué)成分71

5.1.3 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼的用途71

5.2 合金元素在焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼中的作用74

5.2.1 碳元素的作用75

5.2.2 鉻元素的作用75

5.2.3 鎳元素的作用76

5.2.4 鉬元素的作用77

5.2.5 銅元素的作用77

5.2.6 氮元素的作用78

5.3 超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼焊縫金屬的冶金特性79

5.3.1 奧氏體不銹鋼焊縫金屬的組織結(jié)構(gòu)80

5.3.2 奧氏體不銹鋼焊縫金屬的裂紋敏感性81

5.3.3 奧氏體不銹鋼焊縫金屬的耐蝕性82

5.3.4 奧氏體不銹鋼焊縫金屬的脆化傾向83

5.3.5 提高超低碳奧氏體不銹鋼焊材冶金質(zhì)量的途徑83

5.4 焊接用超低碳奧氏體鎳鉻不銹鋼的冶煉工藝要點(diǎn)84

5.4.1 焊接用超低碳奧氏體不銹鋼冶煉工藝方法的選擇84

5.4.2 焊接用超低碳奧氏體不銹鋼中碳含量的控制水平85

5.4.3 雙聯(lián)法冶煉焊接用奧氏體不銹鋼中碳含量的控制86

5.4.4 真空感應(yīng)爐冶煉焊接用超低碳奧氏體不銹鋼中碳含量的控制88

5.4.5 降低焊材鋼中磷、硫、硼雜質(zhì)元素的冶金措施92

5.4.6 提高超低碳奧氏體不銹鋼焊縫抗熱裂紋能力的冶金措施94

第6章 冷鐓與冷頂鍛用不銹鋼的冶煉101

6.1 冷鐓不銹鋼概況101

6.1.1 冷鐓不銹鋼的含義101

6.1.2 冷鐓不銹鋼應(yīng)具備的特性101

6.1.3 冷鐓不銹鋼的分類及其特點(diǎn)104

6.1.4 冷鐓不銹鋼的化學(xué)成分106

6.2 合金元素對不銹鋼冷鐓性能的影響110

6.2.1 合金元素對鐵素體不銹鋼冷鐓性能的影響110

6.2.2 合金元素對馬氏體不銹鋼冷鐓性能的影響111

6.2.3 合金元素對奧氏體鎳鉻不銹鋼冷鐓性能的影響112

6.3 冷鐓不銹鋼的冶煉工藝及操作要點(diǎn)120

6.3.1 冷鐓不銹鋼化學(xué)成分的控制120

6.3.2 冷鐓不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝130

6.3.3 降低冷鐓不銹鋼中非金屬夾雜物的措施134

第7章 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的冶煉137

7.1 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼概況137

7.1.1 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的含義137

7.1.2 雙相不銹鋼的特性137

7.1.3 雙相不銹鋼的化學(xué)成分與分類139

7.1.4 雙相不銹鋼的用途139

7.2 影響雙相不銹鋼耐蝕性的冶金因素141

7.2.1 合金元素對雙相不銹鋼耐蝕性的影響141

7.2.2 相比例對雙相不銹鋼耐蝕性的影響144

7.2.3 非金屬夾雜物對雙相不銹鋼耐蝕性的影響145

7.3 雙相不銹鋼的冶煉工藝要點(diǎn)146

7.3.1 雙相不銹鋼冶煉方法的選擇146

7.3.2 雙相不銹鋼相比例的冶金控制方法147

7.3.3 雙相不銹鋼中氮含量的控制152

7.3.4 雙相不銹鋼電渣重熔的操作要點(diǎn)154

7.3.5 雙相不銹鋼中錳和硫含量的控制155

7.3.6 雙相不銹鋼鋼液的脫氧制度159

第8章 高錳奧氏體鑄鋼的冶煉162

8.1 高錳奧氏體鑄鋼的概況162

8.1.1 高錳奧氏體鑄鋼的含義162

8.1.2 高錳鋼的特性162

8.1.3 高錳鋼的分類與化學(xué)成分163

8.1.4 高錳鋼的用途164

8.2 高錳鋼中合金元素的作用與冶金控制165

8.2.1 碳元素的作用與控制165

8.2.2 錳元素的作用與控制167

8.2.3 硅元素的作用與控制168

8.2.4 磷元素的作用與控制169

8.2.5 高錳鋼的合金化172

8.3 高錳鋼感應(yīng)爐冶煉工藝及操作要點(diǎn)175

8.3.1 中頻感應(yīng)爐熔化法冶煉高錳鋼的操作要點(diǎn)175

8.3.2 中頻感應(yīng)爐氧化法冶煉高錳鋼的操作要點(diǎn)176

8.3.3 高錳鋼氧化脫磷工藝的改進(jìn)177

8.3.4 高錳鋼的稀土處理178

8.3.5 高錳鋼澆注溫度的控制181

8.3.6 高錳鋼鑄件的冶金缺陷與控制182

8.3.7 真空感應(yīng)爐冶煉高錳鋼的操作要點(diǎn)184

第9章 模具鋼的冶煉185

9.1 模具鋼概況185

9.1.1 模具鋼的含義185

9.1.2 模具鋼的基本特性185

9.1.3 模具鋼的化學(xué)成分187

9.2 模具鋼中合金元素的作用192

9.2.1 冷作模具鋼中合金元素的作用192

9.2.2 熱作模具鋼中合金元素的作用194

9.2.3 塑料模具鋼中合金元素的作用195

9.3 模具鋼的冶煉工藝與操作要點(diǎn)196

9.3.1 模具鋼冶煉工藝的選擇196

9.3.2 改善高碳高鉻模具鋼中碳化物的不均勻性198

9.3.3 模具鋼中非金屬夾雜物的控制201

9.3.4 模具鋼中硫和磷含量的控制205

9.3.5 稀土元素改善模具鋼的性能212

9.3.6 模具鋼鋼錠的冷卻與退火處理214

9.3.7 真空感應(yīng)爐與電渣重熔雙聯(lián)法冶煉模具鋼215

第10章 高速工具鋼的冶煉220

10.1 高速工具鋼概況220

10.1.1 高速工具鋼的含義220

10.1.2 高速工具鋼的用途220

10.1.3 高速工具鋼的分類220

10.1.4 高速工具鋼的化學(xué)成分221

10.1.5 高速工具鋼的特性223

10.2 合金元素在高速工具鋼中的作用224

10.2.1 碳元素的作用224

10.2.2 鉬元素的作用226

10.2.3 鎢元素的作用226

10.2.4 鉻元素的作用227

10.2.5 釩元素的作用227

10.2.6 鈷元素的作用228

10.2.7 鋁元素的作用228

10.3 高速工具鋼的冶煉工藝與操作要點(diǎn)229

10.3.1 高速工具鋼冶煉工藝的評價(jià)229

10.3.2 高速工具鋼碳含量的控制232

10.3.3 高速工具鋼中鎢和鉬元素的控制236

10.3.4 高速工具鋼中磷和硫含量的控制237

10.3.5 高速工具鋼中微量有害雜質(zhì)元素的控制240

10.3.6 改善高速工具鋼鋼錠的鑄態(tài)組織缺陷242

10.3.7 高速工具鋼鋼錠的脫模、冷卻和退火處理245

10.3.8 合理利用高速工具鋼返回料246

第11章 氣閥用奧氏體耐熱鋼的冶煉249

11.1 氣閥用奧氏體耐熱鋼概況249

11.1.1 氣閥鋼的含義249

11.1.2 氣閥的工作條件249

11.1.3 氣閥鋼的用途250

11.1.4 氣閥鋼的使用特性250

11.1.5 奧氏體氣閥鋼的化學(xué)成分254

11.2 合金元素在奧氏體氣閥鋼中的作用254

11.2.1 碳元素的作用254

11.2.2 氮元素的作用255

11.2.3 鉻元素的作用255

11.2.4 鎳和錳元素的作用256

11.2.5 鎢、鉬、釩、鈮的作用256

11.3 影響奧氏體氣閥鋼質(zhì)量的冶金因素257

11.3.1 嚴(yán)格控制鋼的化學(xué)成分257

11.3.2 控制鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量258

11.3.3 控制鋼中碳化物和氮化物的不均勻性258

11.3.4 細(xì)化鋼的晶粒度258

11.4 奧氏體氣閥鋼的冶煉工藝及操作要點(diǎn)259

11.4.1 中頻感應(yīng)爐冶煉奧氏體氣閥鋼的操作要點(diǎn)259

11.4.2 電渣重熔奧氏體氣閥鋼的操作要點(diǎn)266

11.4.3 降低奧氏體氣閥鋼中非金屬夾雜物的途徑270

11.4.4 奧氏體氣閥鋼晶粒度的冶金控制271

11.4.5 真空感應(yīng)爐冶煉奧氏體氣閥鋼的工藝要點(diǎn)273

11.4.6 改善奧氏體氣閥鋼碳化物的不均勻性274

第12章 高氮鋼的冶煉275

12.1 高氮鋼的概況275

12.1.1 高氮鋼的含義275

12.1.2 高氮鋼的發(fā)展簡況275

12.1.3 高氮鋼的化學(xué)成分及用途276

12.2 高氮鋼的特性276

12.2.1 高氮馬氏體鋼的特性276

12.2.2 高氮奧氏體鋼的特性277

12.3 合金元素在高氮鋼中的作用280

12.3.1 鉻元素的作用280

12.3.2 錳元素的作用281

12.3.3 氮元素的作用281

12.3.4 其他合金元素的作用282

12.4 增壓感應(yīng)爐冶煉高氮鋼的工藝及操作要點(diǎn)282

12.4.1 增壓感應(yīng)爐設(shè)備及冶煉工藝簡況282

12.4.2 增壓感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)284

12.4.3 增壓感應(yīng)爐的安全作業(yè)288

第13章 鎳鉻(鐵)電熱合金的冶煉290

13.1 鎳鉻(鐵)電熱合金概況290

13.1.1 鎳鉻(鐵)電熱合金的含義290

13.1.2 鎳鉻(鐵)電熱合金的化學(xué)成分290

13.1.3 鎳鉻(鐵)電熱合金的特性291

13.2 合金元素在鎳鉻(鐵)電熱合金中的作用296

13.2.1 鉻元素的作用296

13.2.2 硅元素的作用297

13.2.3 稀土元素的作用298

13.3 雜質(zhì)元素對鎳鉻(鐵)電熱合金性能的影響300

13.3.1 碳和氮元素對鎳鉻(鐵)電熱合金性能的影響300

13.3.2 磷、硫、鉛、銻元素對鎳鉻(鐵)電熱合金性能的影響301

13.4 鎳鉻(鐵)電熱合金的冶煉工藝與操作要點(diǎn)304

13.4.1 鎳鉻(鐵)電熱合金的冶煉方法304

13.4.2 中頻感應(yīng)爐冶煉鎳鉻(鐵)電熱合金的工藝操作要點(diǎn)305

13.4.3 電渣重熔鎳鉻(鐵)電熱合金的工藝操作要點(diǎn)315

13.4.4 真空感應(yīng)爐冶煉鎳鉻(鐵)電阻電熱合金的工藝操作要點(diǎn)318

第14章 鐵鉻鋁電熱合金的冶煉324

14.1 鐵鉻鋁電熱合金概況324

14.1.1 鐵鉻鋁電熱合金的含義324

14.1.2 鐵鉻鋁電熱合金的分類324

14.1.3 鐵鉻鋁電熱合金的化學(xué)成分324

14.1.4 鐵鉻鋁電熱合金的特性325

14.2 合金元素在鐵鉻鋁電熱合金中的作用332

14.2.1 鉻元素的作用332

14.2.2 鋁元素的作用333

14.2.3 硅、錳、鉬元素的作用335

14.2.4 微量合金化元素的作用335

14.2.5 雜質(zhì)元素和非金屬夾雜物對鐵鉻鋁合金性能的影響339

14.3 鐵鉻鋁電熱合金的冶煉工藝及操作要點(diǎn)341

14.3.1 鐵鉻鋁電熱合金的冶煉方法及其評價(jià)341

14.3.2 中頻感應(yīng)爐冶煉鐵鉻鋁電熱合金的工藝操作要點(diǎn)342

14.3.3 電渣重熔鐵鉻鋁電熱合金的工藝操作要點(diǎn)347

14.3.4 真空感應(yīng)爐冶煉鐵鉻鋁電熱合金的工藝操作要點(diǎn)350

第15章 高純鐵鉻鋁合金的冶煉353

15.1 高純鐵鉻鋁合金概況353

15.1.1 高純鐵鉻鋁合金的含義353

15.1.2 汽車尾氣凈化器的工作原理353

15.1.3 凈化器用載體材料的技術(shù)要求353

15.1.4 高純鐵鉻鋁合金的化學(xué)成分354

15.1.5 高純鐵鉻鋁合金的基本性能355

15.2 合金元素在高純鐵鉻鋁合金中的作用356

15.2.1 鉻和鋁元素的作用356

15.2.2 稀土元素的作用356

15.2.3 鈦、鈮、鋯元素的作用357

15.3 真空感應(yīng)爐冶煉高純鐵鉻鋁合金的工藝操作要點(diǎn)359

15.3.1 真空感應(yīng)爐爐子容量的選擇359

15.3.2 真空感應(yīng)爐冶煉用原材料的選擇360

15.3.3 真空感應(yīng)爐冶煉合金的配料與平衡360

15.3.4 真空感應(yīng)爐冶煉合金用坩堝材質(zhì)的選用362

15.3.5 真空感應(yīng)爐冶煉高純鐵鉻鋁合金時(shí)的降碳、脫氧和降氮操作363

15.3.6 真空感應(yīng)爐冶煉高純鐵鉻鋁合金時(shí)的脫硫操作要點(diǎn)364

15.3.7 真空感應(yīng)爐冶煉高純鐵鉻鋁合金時(shí)的合金化操作365

第16章 鎳基和鐵鎳基耐蝕合金的冶煉366

16.1 鎳基和鐵鎳基耐蝕合金概況366

16.1.1 耐蝕合金的含義366

16.1.2 耐蝕合金的分類、化學(xué)成分及用途366

16.2 合金元素在耐蝕合金中的作用370

16.2.1 鎳元素的作用370

16.2.2 鉻元素的作用370

16.2.3 鉬元素的作用372

16.2.4 銅元素的作用373

16.2.5 鈮和鉭元素的作用373

16.2.6 鋁和鈦元素的作用374

16.2.7 鎢、鈷、釩元素的作用374

16.3 雜質(zhì)元素對耐蝕合金性能的影響375

16.3.1 碳元素的影響375

16.3.2 硅元素的影響375

16.3.3 鐵元素的影響376

16.3.4 硫元素的影響376

16.3.5 非金屬夾雜物的影響377

16.4 耐蝕合金的冶煉方法378

16.4.1 耐蝕合金對冶金質(zhì)量的要求378

16.4.2 耐蝕合金適用的冶煉方法378

16.4.3 低硫耐蝕合金的冶煉操作要點(diǎn)380

16.4.4 極低碳、硅耐蝕合金的冶煉操作要點(diǎn)384

16.4.5 耐蝕合金電渣重熔工藝要點(diǎn)387

16.4.6 耐蝕合金的穩(wěn)定化處理388

第17章 鐵鎳系軟磁合金的冶煉390

17.1 鐵鎳系軟磁合金概況390

17.1.1 軟磁合金的含義390

17.1.2 鐵鎳系軟磁合金的特性390

17.1.3 鐵鎳系軟磁合金的分類和用途390

17.1.4 鐵鎳系軟磁合金的化學(xué)成分391

17.1.5 鐵鎳系軟磁合金的組織結(jié)構(gòu)393

17.1.6 鐵鎳系軟磁合金的物理與力學(xué)性能394

17.2 合金元素與雜質(zhì)對鐵鎳系軟磁合金磁性能的影響395

17.2.1 合金元素對純鐵磁性能的影響395

17.2.2 雜質(zhì)元素對鐵鎳系軟磁合金磁性能的影響396

17.2.3 非金屬夾雜物對鐵鎳系軟磁合金磁性能的影響398

17.3 鐵鎳系軟磁合金的冶煉工藝要點(diǎn)398

17.3.1 鐵鎳系軟磁合金的成分設(shè)計(jì)398

17.3.2 鐵鎳系軟磁合金純凈度的控制402

17.3.3 真空感應(yīng)爐冶煉提高合金純凈度404

17.3.4 中頻感應(yīng)爐冶煉鐵鎳系軟磁合金的工藝操作要點(diǎn)409

17.3.5 鐵鎳系軟磁合金返回料的合理利用412

第18章 高溫合金的冶煉414

18.1 高溫合金概況414

18.1.1 高溫合金的含義414

18.1.2 高溫合金的特性414

18.1.3 高溫合金的應(yīng)用范圍415

18.1.4 高溫合金的分類415

18.1.5 高溫合金的牌號(hào)與表示方法415

18.1.6 高溫合金的化學(xué)成分416

18.2 高溫合金的強(qiáng)化和韌化方法427

18.2.1 高溫合金的強(qiáng)化方法427

18.2.2 高溫合金的韌化方法429

18.3 合金元素在高溫合金中的作用430

18.3.1 鎳元素的作用430

18.3.2 鈷元素的作用431

18.3.3 鐵元素的作用431

18.3.4 鉻元素的作用432

18.3.5 鉬元素的作用432

18.3.6 鎢元素的作用433

18.3.7 鈮和鉭元素的作用433

18.3.8 鋁和鈦元素的作用433

18.3.9 釩和鋯元素的作用434

18.3.1 0鎂元素的作用434

18.3.1 1硼元素的作用435

18.3.1 2稀土元素的作用435

18.4 高溫合金的冶煉工藝436

18.4.1 高溫合金冶煉工藝路線的確定436

18.4.2 真空感應(yīng)爐冶煉高溫合金的基本工藝條件441

18.4.3 真空感應(yīng)爐冶煉合金中微量硼的控制447

18.4.4 雙真空工藝冶煉合金中微量硼的控制450

18.4.5 真空感應(yīng)爐冶煉合金時(shí)微量鎂的控制451

18.4.6 真空感應(yīng)爐冶煉合金中鋁和鈦含量的控制456

18.4.7 高溫合金二次精煉過程鋁和鈦元素的回收率459

18.4.8 真空感應(yīng)爐冶煉合金中氧和氮含量的控制459

18.4.9 真空感應(yīng)爐冶煉合金中磷、硫、硅含量的控制463

18.4.10 高溫合金中微量有害雜質(zhì)元素的控制470

18.5 合理利用高溫合金返回料476

18.5.1 高溫合金返回料的分類476

18.5.2 高溫合金返回料的管理477

18.5.3 合理利用高溫合金返回料477

第19章 感應(yīng)爐冶煉用原材料482

19.1 原材料在感應(yīng)爐冶煉中的重要性482

19.1.1 原材料為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金產(chǎn)品提供物資基礎(chǔ)482

19.1.2 原材料的純度可以彌補(bǔ)冶煉精煉能力的不足482

19.2 感應(yīng)爐冶煉用原材料482

19.2.1 冶煉用的純金屬材料482

19.2.2 冶煉用鐵合金492

19.2.3 脫氧劑和微合金化用合金498

19.2.4 冶煉用造渣材料500

參考文獻(xiàn)503

《感應(yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》論述了不銹鋼、雙相不銹鋼、模具鋼、高速工具鋼、高錳鋼、耐熱氣閥鋼、高氮鋼、電熱合金、耐蝕合金、軟磁合金、高溫合金等特殊鋼與合金的感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐、增壓感應(yīng)爐，以及電渣重熔的冶煉工藝要點(diǎn)和操作要點(diǎn);介紹了合金元素的精確控制、微量元素的控制、鋼液的精煉、高純合金的冶煉、相成分的控制、焊縫熱裂紋的控制，以及鋼錠組織的細(xì)化與均勻化等工藝技術(shù)。內(nèi)容涵蓋煉鋼、金屬材料的加工與熱處理?！陡袘?yīng)爐冶煉工藝技術(shù)》適于從事特殊鋼生產(chǎn)和金屬材料研制的工程技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

自1942年四川綦江電化冶煉廠煉鋼分廠，我國第一臺(tái)中頻感應(yīng)電爐建成投產(chǎn)，至今已有69年的歷史。69年以來，我國特殊鋼產(chǎn)業(yè)在幾代人的共同努力下獲得了巨大的發(fā)展，并促進(jìn)了煉鋼工藝技術(shù)的進(jìn)步。特種冶煉已成為我國特殊鋼生產(chǎn)的重要組成部分，感應(yīng)爐冶煉是其主要分支。

特殊鋼、特種合金品種的發(fā)展，促進(jìn)了冶金工藝技術(shù)的進(jìn)步。冶金工藝技術(shù)是在解決金屬材料發(fā)展中出現(xiàn)的技術(shù)難關(guān)之后，才得到了快速的進(jìn)步。例如:超低碳不銹鋼的發(fā)明，促進(jìn)了不銹鋼冶煉氬氧脫碳(AOD)和真空吹氧脫碳(VOD)技術(shù)的發(fā)展;高溫合金復(fù)雜合金化技術(shù)的出現(xiàn)，促進(jìn)了真空感應(yīng)爐、真空電弧重熔等技術(shù)的發(fā)展。很多事實(shí)表明，冶金學(xué)科與金屬材料學(xué)科之間具有緊密的相互依存、相互關(guān)聯(lián)、相互滲透的關(guān)系。

感應(yīng)爐冶煉

一、目的:

1、掌握(真空)感應(yīng)爐冶煉的工藝過程，(真空)感應(yīng)爐冶煉設(shè)備操作。

2、了解(真空)感應(yīng)爐冶煉原理和特點(diǎn)，根據(jù)冶煉品種制定冶煉工藝。

二、(真空)感應(yīng)爐冶煉原理和特點(diǎn)

1、原理:感應(yīng)電爐工作原理基于電磁感應(yīng)和電流熱效應(yīng)原理。當(dāng)交變電流通過感應(yīng)圈時(shí)，在線圈周圍產(chǎn)生交變磁場，爐內(nèi)導(dǎo)電材料在交變磁場作用下產(chǎn)生感應(yīng)電勢.在爐料表面一定深度，形成電流(渦流)。爐料靠渦流加熱熔化。如果爐內(nèi)熔化的是鋼鐵金屬材料.處在強(qiáng)磁場中的鋼液受到電磁力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)。磁場對鋼液的這種作用稱為電磁攪拌作用。同一匹線圈產(chǎn)生的磁場對堝內(nèi)兩點(diǎn)A，、B，的作用力如圖1，由于堝中部磁場強(qiáng)度最大.坩堝中部受壓力最大，上下兩端依次減小.這種壓力差使?fàn)t內(nèi)鋼液產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 真空感應(yīng)電爐是將感應(yīng)坩堝和錠模放人真空室中，冶煉和澆注同在真空狀態(tài)下完成。冶煉在真空下進(jìn)行，由于碳氧反應(yīng)產(chǎn)物為氣體CO，使反應(yīng)向生成C0方向移動(dòng)，可使碳的脫氧能力達(dá)到和硅、鋁相近的水平。根據(jù)氣體在鋼液中的溶解服從平方根定律，可知真空下冶煉，有利于鋼液去氣。對某些蒸氣壓較高的合金元素，如Pb、As、B1、sn、zn等，當(dāng)外界壓力降低到小于蒸氣壓時(shí)，變可從合金中蒸餾出來，從而改差鋼和臺(tái)金的性能。

三、實(shí)驗(yàn)過程

1、坩堝制備:為了提高電效率.感應(yīng)爐坩堝壁不能太厚，加上電磁攪拌的沖刷和坩堝內(nèi)外溫差大，坩堝壽命往往較低，坩堝制備是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作。

(1)原料:電熔鎂砂:MgO>98%，不得混入雜物，新烘磁選后使用:粘土:粒度<0.3mm;玻璃水;磷酸:粒度<0.5mm;石墨芯，外部包3層紙，底角要求圓滑;玻璃布;石棉板;爐底磚;坩堝材料配比:電熔鎂砂98.0~98.5%;硼酸1.5~2.0%，總量30kg。

(2)打結(jié):真空感應(yīng)爐打結(jié)前要抽真空檢漏，漏氣率應(yīng)< 1.5μ/分。 10 P 1 2P?? 漏氣率 圖1 電磁力對鋼液的作用 及鋼液運(yùn)動(dòng)方向 P1-停泵時(shí)真空度，μ; P2一停泵10分鐘后真空度，μ。 用搖表檢查托盤與感應(yīng)器之間是否絕緣。 感應(yīng)器托盤下要墊好木塊，以防止大軸轉(zhuǎn)動(dòng)。石棉板放人玻璃布口袋，再將口袋放入感應(yīng)器內(nèi)。在石棉板上放置爐底磚。加入混合鎂砂5kg左右;用釬子、平錘搗打結(jié)實(shí)，打結(jié)后的爐底厚度40mm左右。把石墨芯固定在爐底正中間，坩蝸壁分層打結(jié)，每層打結(jié)前用釬子劃松鎂砂2~3mm，再加鎂砂l(fā).5~2Kg，搗實(shí)。打結(jié)最后第二層時(shí)鎂砂中加入適量玻璃水。最后一層用80%鎂砂加20%粘土及適量玻璃水混合均勻，輕握成團(tuán)即可，以便加固出鋼口和爐沿。

(3)燒結(jié)坩鍋:送電前，檢查電氣、水冷、機(jī)械系統(tǒng)是否正常。正常后.方可送電。功率從4kw起送電.功率間隔2kw，每擋送10分鐘。送至功率為32kw.時(shí)間達(dá)20分鐘停止送電。30分鐘撥出石墨芯子.迅速清理坩堝。坩堝壁如有細(xì)小裂縫，用細(xì)鎂砂修補(bǔ)。如有整圈橫裂，大口縱裂則拆除重打。

(4)洗爐燒結(jié):清理完坩堝后。用純鐵、金屬鎳或返回鋼洗爐，洗爐料比正常料稍多。洗爐時(shí)間3小時(shí)。爐料保持2小時(shí)不熔。

2、真空系統(tǒng)操作:打開5〃閥，用機(jī)械泵抽低真空。

1、旋片式機(jī)械真空泵

2、油擴(kuò)散噴射泵

3、真空熔煉室

4、預(yù)真空閥門

5、低真空閥門

6、高真空閥門 如需要高真空.先關(guān)5〃閥，再打4〃、6〃閥;如需要轉(zhuǎn)低真空，先關(guān)6〃、4〃閥，再開5〃閥。破真空時(shí)。依次關(guān)閉所有閥門，管道、爐體內(nèi)充氣后，打開爐體。

3、熔煉:真空感應(yīng)爐冶煉所用原料必須清潔、無油、無銹、無污物。稱量準(zhǔn)確。

(1)裝料:裝料時(shí)，要上松下緊，一次裝完，補(bǔ)加的合金小料裝入爐蓋上的料倉內(nèi)。返回 鋼、純鐵、鎳、鉻、鋁、鎢、鈷、高釩等可裝入坩堝內(nèi)。返回鋼在底部，純鐵在四周，鈷在底部或中下部，鎳在中下部，鉻在中部，鉬、鎢、高釩在中上部，銅在中上部。其它補(bǔ)加的合金料按如下順序加人料倉:硅、鈦、鋁、鈮、錳、硅鈣、硼鐵、鈣、稀土、碳。裝料的同時(shí)，把經(jīng)過烘烤的錠模、帽頭、漏斗裝入澆注室。

(2)熔化:電氣、水冷、真空系統(tǒng).機(jī)械系統(tǒng)、測溫裝置、加料槽、感應(yīng)圈、窺視孔經(jīng)檢查合格后:關(guān)閉4〃、6〃閥門，打開5〃閥，合爐抽真空，小功率送電。真空度滿足要求后，可適當(dāng)提高功率。熔化期間，不可隨意傾動(dòng)坩堝，以防爐科掉出，發(fā)現(xiàn)爐料架橋可傾動(dòng)坩堝使料下落。爐料熔化80~90%，后加裝在科槽中的銅鈮等。全熔后，鋼液面平穩(wěn)，溫度達(dá)到要求.進(jìn)入精煉期。

(3)精練期:錳、硅鈣、硼鐵、鈣、稀土合金在預(yù)真空下加入;硅、鈦、鋁在高真空下加入。合金小料加入后，傾動(dòng)坩堝，提高功率進(jìn)行磁力攪拌。達(dá)到出鋼溫度，關(guān)閉所有閥門，停泵出鋼。

4、澆注:開始慢澆，中間適中，澆至帽口線上三分之一處迅速充填直至澆注完畢。迅速撤除真空，吊出鋼錠模，注后40分鐘方可脫模。

5、特殊情況處理

(1)破真空:遇有下列情況需破真空。爐料嚴(yán)重架橋;真空度達(dá)不到要求，檢查爐內(nèi)是漏水、滲水;低真空有嚴(yán)重打弧。

(2)突然停電時(shí)，迅速關(guān)閉所有閥門。

(3)功率表(見右圖)、電流表、電壓表指針突然劇烈擺動(dòng)，要注意發(fā)生漏爐，立即停電，如果料全熔，可加入合金小料，傾動(dòng)坩堝攪拌.關(guān)用所有閥門。停泵出鋼。

(4)熔煉過程中，需調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容值，必須先調(diào)勵(lì)磁調(diào)節(jié)鈕，使中頻電流、中頻電壓、中頻功率回零，再改變電容按鈕。