【文章內(nèi)容簡介】 推廣的消失模鑄造工藝。鑄鋼車間主要熔煉工藝設備有10噸電弧爐一臺、10噸LF精煉爐一臺、10噸VD/VOD精煉爐一臺、1噸電渣爐一臺。鑄鋼件生產(chǎn)線采用R法消失模鑄造工藝，生產(chǎn)線由ESP制模工部、硅溶膠制殼工部、造型澆注（真空）工部（含砂處理）、熔煉工部和清理工部組成。機加工主要設備有數(shù)控加工中心、臥式車床、銑床、刨床、磨床及線切割機等。車間相應配套設施有變電所、凈循環(huán)水泵站、濁循環(huán)水泵站、液氧氣化站、煤氣站、空壓站、電爐和LF精煉爐除塵設施等。本項目的產(chǎn)品大綱見下表。 產(chǎn) 品 大 綱 單位：t/a序號名 稱鑄鋼牌號數(shù)量備注1機座、變速箱殼、砧座、軸承蓋、外殼、梨柱、閥體ZG200400 ZG2304505002高溫高壓鍋爐管、閥體ZG30Ni35Cr152003齒輪、錐齒輪、高壓缸體ZG20CrMo3004海底電纜保護器ZG0Cr17Ni4Cu4Nb2005加熱爐傳送帶、螺桿、緊固件ZG35Ni24Cr18Si24006電站合金閥體、轉軸、輪機壓板ZG15CrMo4007大型工程車挖頭斗齒ZG30CrMnSiMo2008不銹鋼閥體ZG1Cr13ZG0Cr18Ni93009整體鑄鋼軋輥坯ZU60CrMnMoZU70Mn2MoZU75CrNiMnMo500合 計3000年產(chǎn)各種鑄鋼件3000噸，鑄造金屬收得率93%，電渣爐金屬收得率95%，年需鋼水約3225噸。因有10噸大型鑄件，所以選用10噸電弧爐，富裕的鋼水生產(chǎn)能力為今后的發(fā)展預留條件。1）廢鋼有兩大類：一是本廠返回廢鐵，應按鋼種分類堆放；二是外購社會回收廢鋼，進廠后必須進行分揀，剔除爆炸物、有毒物質、有機物、有色金屬件、大塊爐渣和泥石，應分批進行成分檢驗，并根據(jù)成分和物理特性分類堆放。廢鋼的尺寸與單重應符合下表的規(guī)定。廢鋼最大斷面/mmxmm廢鋼最大長度/mm廢鋼重量/t備注≤400x400≤1000≤1廢鋼不得混有封閉器皿，爆炸物、毒品、有色金屬、爐渣和泥石。費鋼入爐前，應對廢鋼進行分檢、分類。2）生鐵生鐵是原料，也作配碳用，近年來由于廢鋼價格過高，廠家開始用生鐵代替部分廢鋼，生鐵是純凈的原料，在熔煉對有色金屬元素要求嚴格控制的鋼種時，可配加適當比例的生鐵，以稀釋爐料。%~%、S≤%、P≤%、Si≤%、Mn≤%。3）鐵合金各種鐵合金其成分應符合國家標準規(guī)定。粒度：電爐使用≤60mm；爐外精煉使用≤30mm。4）石灰、白云石、螢石粒度：電爐≤5~60mm；爐外精煉≤5~30mm。成分見下表品名成分（質量分數(shù)）%其它CaOMgOCaF2FeSiO2SPH2O石灰≥90≤3≤白云石≥30≥≤3≤≤≤2螢石≥85≤4≤石灰活性度≥310ml。5）硅鈣絲（包芯絲）及鋁絲絲直徑Φ8~Φ12mm、芯部材質CaSi、芯部成分Ca：Si= 70：鐵粉比1：、芯線密度200~334g/m。6）碳粉粒度≤3mm、成分：C≥85%、S≤%、灰分≤12%7）各種原料需求量序號名稱年需要量（t/a）備注1廢鋼31522生鐵3503鐵合金1304石灰1625螢石6碳粉合計以上原料全部外購。1）電爐熔煉工藝流程工藝流程圖如下：生鐵、返回鋼廢鋼料籃鑄造廢鋼LF造渣料 鐵合金電爐加料設備VOD工藝流程簡述（1） 廢鋼加料本車間廢鋼來至全廠返回鋼和外購廢鋼，廢鋼在廢鋼料場裝入料籃，稱重后將料籃送到電爐跨備用，然后再將空料籃返回配料。（2） 鐵合金和散裝料供應 鐵合金和石灰等散裝料用吊車裝入加料斗，使用時經(jīng)加料斗分別加入電爐、LF及VD/VOD爐內(nèi)。（3）鋼水的初煉過程 每次裝廢鋼前，先通過加料裝置加入渣料。將廢鋼分批加入到電爐中，當鋼液熔池形成時即開始吹氧助熔，造泡沫渣埋弧冶煉，早期脫磷，熔渣全部形成時，可適當傾動爐子，使部分爐渣流到爐下的渣罐內(nèi)。熔化完畢測溫取樣，若碳高強化吹氧，脫碳升溫。當脫磷脫碳至要求成份，再進行測溫取樣，當鋼水溫度和成份符合要求后即可出鋼。（4）出渣、出鋼操作 在熔化末期和升溫期通過爐子傾動，使爐渣自動溢流到渣罐里。 在出鋼前，對烘烤到1000~1200℃的鋼包試驗檢查滑板，若正常，關閉滑板，向水口灌砂，然后用吊車將鋼包送到爐子下，在出鋼位馬上出鋼。出鋼時，電爐傾動，鋼水由出鋼槽流出到鋼包內(nèi)。鋼包車上的電子稱自動顯示鋼水重量，出鋼完成后，爐子快速回位。 為加強鋼與渣的界面反應，均為鋼水成份和溫度，從出鋼開始即進行鋼包底吹氬，通過快速接頭將鋼包上的氬氣管接通。（5）LF爐精煉 LF爐精煉工藝是把傳統(tǒng)堿性電弧爐冶煉工藝的還原精煉工藝移到LF爐中進行，LF爐精煉工藝可大幅度提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質量，降低消耗，是電爐煉鋼的發(fā)展方向。電爐出鋼完成，鋼水罐車開入LF爐工位，LF爐蓋與電極下降，通電對鋼水進行加熱精煉。精煉的主要目的是去除大量氧化物和氧，并進行脫硫和微合金化?！撗?。出渣后，緊接著加入錳鐵、錳硅合金和硅鐵等進行預脫氧（沉淀脫氧）。然后再投進造渣劑，覆蓋熔池表面。待渣熔融后，加入脫氧劑并在渣面添加適量的還原劑，造成還原性的爐渣，進行擴散脫氧。為加速擴散脫氧速度，可向鋼包中吹氬攪拌。擴散脫氧后，根據(jù)需要在出鋼前喂絲，加入鋁、硅鈣絲進行終脫氧?！摿?。在還原期，（FeO）不斷的被還原，使（FeS）不斷地轉變?yōu)椋‵eO），從而使（FeS）不斷地向渣中轉移，實現(xiàn)了鋼液的脫硫?！辖鸹＿€原期重點是合金元素的控制。一般來說，和氧親和力小、熔點高或加入量多的合金元素（例如：鎳、銅和鎢鉬等）可在熔煉前期加入，與氧親和力較大的合金元素（例如：錳、鉻、釩和硅等）一般在精煉中加入，加入早晚也需根據(jù)加入量決定，而易氧化元素（例如：Al、Ti和B等）則是在還原后期（出鋼前）喂絲加入?！{整成分和溫度、出鋼。根據(jù)鋼液成分，向熔池中補充投入合金劑，調整成分和溫度，如果取樣分析和測溫的結果符合出鋼要求時，斷電起升電極和爐蓋，鋼水罐車即可開出。LF爐精煉完成后，鋼水罐車開到喂絲機平臺下，進行喂絲操作，全程吹氬。（6）VD精煉 VOD精煉爐不吹氬，即成為VD精煉爐。 需要對鋼液進行真空脫氣的鋼種，在LF爐精煉后把鋼包吊到VD真空罐內(nèi)，旋轉真空罐車，扣上罐蓋開啟真空泵，進行真空處理。VD真空處理是鋼中的氣體含量與熔池溫度和氣相中該氣體分壓有關，在減壓條件下，有關氣相分壓降低，從而可以降低鋼中的氣體含量。在處理過程中還可底吹氬攪拌，促進夾雜物上浮進入渣中。此過程中也可以加入微量鐵合金，以精調成分，全程吹氬。（7）VOD精煉 熔煉不銹鋼時，將LF爐精煉后的鋼包吊到VOD真空精煉工位，鋼包接通氬氣后放入真空罐，吹氬、調整流量（標志）到30~30L/min，測溫1590~1610℃，測自由空間高度不小于1000mm。然后，扣上VOD包蓋、真空罐蓋。這時邊吹氬攪拌變抽空氣，將罐內(nèi)壓力降低。溶解于鋼液內(nèi)的碳、氧開始反應產(chǎn)生激烈的沸騰。當罐內(nèi)壓力（真空度）降至6700Pa左右時，開始吹氧精煉。在這個過程中保持適當?shù)墓┭跛俣?、氧槍高度、氬氣沸騰強度、真空度等十分重要的，由于真空，在幾乎鉻不氧化的條件下進行脫碳。%%以上時，為避免發(fā)生噴濺，應延長預吃氧時間，晚開5級、4級泵，%以后再進入主吹處理。隨著[C] 下降，真空度逐漸上升，吹煉末期可達1000Pa左右。盡管沒有加熱裝置，但是由于氧化反應放熱，使鋼液溫度略有升高。吹煉進程由真空度和廢氣成分的連續(xù)分析來控制脫碳終點。真空處理完畢后關閉主截止閥，破壞真空、液壓驅動提升真空罐蓋、移動罐蓋車行走至待機工位，然后進行鋼包鋼液喂絲、吹氬凈攪、測溫取樣，定氫、定氧、斷開氬氣、鋼包出罐。把鋼包吊出去進行連鑄或模鑄。停氧條件即吹氧終點判斷，應以氧濃差電勢或氣體分析儀為主，結合真空度，廢氣溫度變化、累計耗氧量進行綜合判斷。決定停止吹氧的條件是：（1）氧濃差電勢下降為零。（2）真空度、廢氣溫度開始下降或有下降趨勢。（3）累計耗氧量大于計算耗氧量。耗氧量計算系數(shù)見下表水冷氧槍吹氧耗氧量表開吹碳、硅含量之和/%耗氧量（標態(tài)）/m179。t`185。%%179。%%（4）鋼液溫度滿足后期還原和加合金料降溫需要。 %的不銹鋼、合金結構鋼，碳高時吹氧去碳，可以采用耗氧量計算決定吹氧終點，即當累計耗氧量達到計算耗氧量時停氧。這樣可以縮短吹氧時間，減少合金元素氧化。冶煉[C]%的（一般技術條件）不銹鋼時，不用進行真空碳脫氧操作，停氧后直接進行測溫加渣料、合金料、脫氧劑及后續(xù)操作，用高碳料或增碳劑調碳到成品規(guī)格。冶煉[C]%和質量有特殊要求的不銹鋼時，需要進行真空碳脫氧操作。在[C]比規(guī)格稍高時結束吹氧精煉，過剩的[C]在真空下與鋼液內(nèi)的氧繼續(xù)反應脫氧和去除夾雜物。在真空下繼續(xù)吹氬攪拌還可以促進夾雜物上浮排除。即停氧后立即打開高真空噴嘴，抽真空到極限真空度，同時增加大氬氣流量（標態(tài)）到2~3Lmint，此時氧濃度差電勢再次升起，成為二次峰，時間大約5~15min，二次峰再次下降到零，真空碳脫氧結束。真空下或解除真空后，測溫加渣料、合金料、脫氧劑。抽真空3~5min渣料熔化，加入脫氧劑和合金料。合鈦鋼解除真空前3~5min，溫度為1630~1610℃時加入鈦鋼。終脫氧在解除真空前3min加入鋁。最后，解除真空，測溫，停氬氣，出罐澆鑄。VOD還原操作工藝參數(shù)見下表。VOD還原操作工藝參數(shù)表技術條件真空度（Pa）保持時間（min）氬流量（標態(tài)）（Lmin`185。）終脫氧鋁用量（kgt`185。）加料精煉一般≤300≥106040~50特殊≤100≥156040~501如果溫度高，可通過吹氬降溫，溫度過高，可抽真空降溫，此時含鈦鋼需要補加鈦鐵2~4kg/t。不同鋼種的出罐溫度見下表。 不同鋼種的出罐溫度表鋼種1Cr18Ni9Ti0Cr19Ni91Cr1300Cr14Ni14Si400Cr18Ni12Mo2Cu2溫度/℃1560~15801555~15751580~16001550~15701560~1580VOD處理周期約60~90min，可根據(jù)工藝調整作業(yè)時間。熔煉完成后，破壞真空，提升真空罐蓋，旋開真空罐蓋，最后進行喂絲操作。喂絲是向鋼液喂入鋁線或不同芯料的包芯線，達到脫氧、脫硫、非金屬夾雜物變性處理和合金成分微調等冶金效果的工藝手段，其主要設備是喂絲機。喂絲機布置在LF爐和VD爐旁，喂絲前，將鋁絲、硅鈣包芯絲送入喂絲機的拉輥，然后，以60~240mm/min的速度往鋼包喂絲。喂絲時間大約2~4min，喂絲的時間和重量，由精煉控制室記錄和打印報表。精煉完成后，可吊鋼包去澆注。1）熔煉周期（電爐從出鋼到出鋼時間）熔化時間t=60GW/Pη1η2COSΦ式中：t——熔化時間，min； 60——每小時分鐘數(shù)，min； G——每爐爐料量（包括廢鋼、生鐵），t； W——熔化電耗，kwh/t； P——變壓器額定功率，KVA； η1——； η1——； COSΦ——功率因數(shù)，.10噸常規(guī)超高功率電爐，配備3200KVA變壓器，熔化期電耗370kwh/t，則其熔化時間為：t=60360/3200≈106min溶化后升溫期電耗60kwh/t，鋼水量10t，則升溫時間t1：t1=601060/3200≈18min非通電時間約20min，則冶煉周期時間T：T=t+ t1+20=106+18+20=144min（LF爐精煉周期70min，VD處理周期40min，VOD處理周期60~90min）2）車間生產(chǎn)能力計算公式如下：Q=1440GnN/T（t/a）式中： Q——電爐車間年產(chǎn)鋼水量，t/a； 1440——每天日歷時間，min/d； G——每爐出鋼量，t/爐； n——車間電爐座數(shù)； N——電爐年工作天數(shù)，d/a； T——每爐鋼平均冶煉時間，min/爐。本車間生產(chǎn)能力：Q=1440101300/144=30000（t/a）年產(chǎn)鋼水約3萬噸。1）電弧爐采用爐蓋旋轉三相電弧爐，主要技術參數(shù)如下： 爐殼直徑 3800mm 額定容量 10t 變壓器額定容量 3200KVA 變壓器一次電壓 10KV 變壓器二次電壓 260~139V（4級）額定電流 頻率 50Hz石墨電極直徑 350mm傾爐角：出鋼方向/出渣方向 45176。/14176。出鋼方式 出鋼槽出鋼冷卻水耗量 45m179。/h爐體總重