高炉铸钢冷却壁的铸造工艺设计及应用
高炉冷却壁
高炉冷却壁 发布: 2016-01-05 15:43 来源: 网络专业资料。高炉冷却壁高炉冷却壁摘要:冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术... 高炉冷却壁 摘要：冷却壁是高炉重要的冷却设备，直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况，分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点，并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 1. 前言 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好
坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿 [1，2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。 高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状，分析各类冷却壁的特点，探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 2. 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件，在高温状态下工作，工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水，使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命，必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线，概述其种类、特点和制备技术。 高炉冷却壁的种类及特点 根据制造材质，高炉冷却壁有铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁3大类。
(工艺技术)第章铸造工艺设计基础
第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的 前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1 ）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm） 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm
铸钢件的制作方案
铸钢件的制作方案 一. 概述 xxX主体育场并非简单构筑物，其中的铸钢件要求尺寸精度高且加工制作难度大，其既为一件精密的机械零件，又是一件精美的艺术品。 在xxX主体育场铸钢件的设计、模型制造、铸造、加工及质检等过程中，始终贯彻下述原则：我们在设计、生产制作过程中，认真执行相关国家、行业及特定验收标准。严格控制每一生产过程，确保提供外型尺寸符合图纸要求；化学成分、机械性能达到设计要求；铸钢件内外质量满足检测要求的高品质铸钢件。 xxX主体育场铸钢件是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测量(CAM)及先进的铸造凝固模拟分析技术（CAE）为一体的高科技产品。 本内容详细介绍xxX主体育场铸钢件在设计、制作过程各个环节：难点及解决方案；铸钢件主要结构形式；制作工艺流程；铸钢件制作；质量控制；检验标准。 二. 关键点、难点及解决方案 （一）铸钢件的关键点 关键点：xxX主体育场铸钢件结构形式需要满足下列要求： 首先：铸钢件保证原设计的外部造型及整体受力要求。 其次：铸钢件保证尺寸精度及表面粗制度的设计要求。 最后：铸钢件内部结构符合铸造工艺的要求。 解决方案：针对以上铸钢件的关键点，利用三维造型软件、有限元受力分析软件、计算机凝固模拟分析软件相互协调，在原设计的基础上深化设计满足上述要求的铸钢件结构形式（铸钢件三维实体模型）。 （二）铸钢件的难点 难点：由于xxX主体育场铸钢件的特点种类多、数量多、分枝多，导致大量的模型制作工作量。如何解决模型制作在满足设计的结构形式的前提下保证工期的要求是本工程的难点。 解决方案：针对以上铸钢件的难点。利用三维造型软件。
高炉冷却壁安装方案
目录 1.编制依据 ............................................................................................................................... - 2 - 2. 工程简介 .................................................................................................................................... - 2 - 2.1 工程概况........................................................................................................................... - 2 - 2.2 工程特点........................................................................................................................... - 2 - 3. 施工部署及施工准备 ................................................................................................................ - 3 - 3.1施工平面规划.................................................................................................................... - 3 - 3.1.1冷却壁安装前后技术要求............................................................................................. - 3 - 3.1.2冷却壁安装钢平台......................................................................................................... - 3 - 3.2施工进度计划.................................................................................................................... - 3 -4．施工方法.................................................................................................................................... - 4 - 4.1施工部位及注意事项........................................................................................................ - 4 - 4.2冷却壁固定.......................................................................................... 错误！未定义书签。 5. 资源计划 .................................................................................................................................... - 5 - 5.1吊机选择............................................................................................................................ - 5 - 5.2施工小型机具使用计划.................................................................................................... - 5 - 5.3劳动力................................................................................................................................ - 7 - 6 质量管理...................................................................................................................................... - 7 - 6.1 质量管理体系................................................................................................................... - 7 - 6.2 质量控制标准................................................................................................................... - 7 - 6.3 质量保证措施................................................................................................................... - 7 - 7. 安全管理 .................................................................................................................................... - 8 - 7.1 安全管理体系................................................................................................................... - 8 - 7.2 安全管理目标................................................................................................................... - 8 - 7.3 安全保证措施................................................................................................................... - 8 - 8.文明施工 .................................................................................................................................... - 10 - 9.环境保护措施 ............................................................................................................................ - 10 -10．全应急救援预案 ................................................................................................................... - 11 - 10.1应急救援指挥小组........................................................................................................ - 11 - 10.2 紧急救护....................................................................................................................... - 11 - 10.3 发生高空坠落事故应急措施....................................................................................... - 12 -施工进度计划表............................................................................................................................ - 13 -施工场地平面规划图 ................................................................................................................... - 13 -
本标准代替YBT4073-1991高炉用铸铁冷却壁
ICS 77.180 YB H 99 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T4073—×××× 代替YB/T4073—1991 高炉用铸铁冷却壁 Cast iron staves for Blast Furnace （报批稿） ××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
前言 本标准代替YB/T4073-1991《高炉用铸铁冷却壁》。 本标准与YB/T4073-1991标准有如下一些重要差别： ——本标准增加了铸铁冷却壁材质、品种及性能的主要技术参数。 ——侧重厚大断面、高韧性球墨铸铁冷却壁的特性，以附铸试块及实物性能为主，增加附录B《冷却壁解剖检验》的技术要求。 ——本标准强调了铸铁冷却壁铸入冷却水管的防渗碳处理、检验，增加了附录A《冷却水管防渗碳检验》的技术要求。 ——完善了冷却壁产品检验和验收规则。 本标准的附录A是规范性附录，附录B为资料性附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由冶金机电标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：鞍钢重型机械有限责任公司（原鞍钢集团机械制造公司） 本标准主要起草人：姜言埠、谢长发、宋恩余。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：YB/T4073-1991。
高炉用铸铁冷却壁 1 范围 本标准规定了高炉用铸铁冷却壁（灰铸铁、球墨铸铁冷却壁）的技术要求、试验方法、检验规则、质量证明书、标志、包装及运输。 本标准适用于各种容积的炼铁高炉用铸铁冷却壁。如有特殊要求,可在图样或专用技术文件中另行规定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 223.5 钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量 GB/T 223.46 钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定镁量 GB/T 223.49 钢铁及合金化学分析方法萃取分离- 偶氮氯膦mA分光光度法测定稀土总量 GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量 GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法乙酸丁脂萃取光度法测定磷量 GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量 GB/T 223.69 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧气体容量法测定碳含量GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法（eqv ISO 6892：1998） GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法（eqv ISO 148：1983；ISO 83：1976） GB/T 231.1 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法（eqv ISO 6506—1：1999） GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 1348 球墨铸铁件 GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 6060.1—1997 表面粗糙度比较样块铸造表面（eqv ISO 2632/Ⅲ：1979） GB/T 6414—1999 铸件尺寸公差与机械加工余量（eqv ISO 8062：1994） GB/T 7216 灰铸铁金相（neq ISO 945：1975） GB/T 8163 输送流体用无缝钢管（neq ISO 559：1991） GB/T 9439 灰铸铁件 GB/T 9441 球墨铸铁金相检验 JB/T 7945 灰铸铁力学性能试验方法 3 产品分类 3.1 按铸铁冷却壁结构形式分类:光面型冷却壁、镶砖型冷却壁、捣料型冷却壁。 3.2 按铸铁冷却壁冷却水管分类:单排管冷却壁、双排管冷却壁、多排管冷却壁。 3.3 按铸铁冷却壁本体材质分类:灰铸铁冷却壁、球墨铸铁冷却壁。 4 技术要求 4.1 高炉用铸铁冷却壁的本体材质可采用灰铸铁、球墨铸铁，如需方另有要求可协商确定。力学性能应符合表1、表2的规定，冲击值见表3。 4.2 高炉用铸铁冷却壁的金相组织应达到表4要求。
三角皮带轮铸造工艺设计
三角皮带轮铸造工艺设计 目录 摘要 (3) 1零件概述 (3) 1.1零件基本信息 (3) 1.2 零件结构特征及作用 (4)
1.3 零件结构审查 (4) 1.4 零件技术要求 (5) 2 铸造工艺方案设计 (5) 2.1 造型、造芯材料及方法 (5) 2.2 浇注位置的确定 (6) 2.3 分型面的选择 (7) 2.4 砂芯设计 (8) 2.5 铸造工艺设计参数 (11) 3 浇注系统 (15) 3.1 浇注系统类型选择 (15) 3.2 浇注系统结构设计 (15) 3.3 内浇口位置及数量的确定 (15) 3.4 浇注系统尺寸计算 (16) 3.5 浇注系统各单元结构及尺寸 (17) 4. 冒口的设计 (19) 5冷铁的设计 (20) 5.1冷铁放置位置的确定 (20) 5.2冷铁尺寸的确定 (21) 5.3设计冷铁时注意事项 (21) 6 出气孔的设计 (22) 参考文献 (22)
摘要 皮带轮是带传动结构重要的零件之一，相比较传统汽车乘用车发动机减震皮带轮,轻型柴油乘用车发动机减震皮带轮既可满足家用轿车发动机上,又可适用大型客车,大型货车,农用车上的发动机上,具有回收循环使用、重量轻、增强发动机的动力、降低油耗等优点。本文依照铸造工艺设计的一般程序对三角带轮进行了分析，从技术条件和结构着手，参考有关铸造手册和分析相关实例，确定了合理的铸造工艺方案，最终完成了其铸造工艺设计，这为我们今后设计铸造工艺奠定了理论和实践基础。 1 零件概述 1.1 零件基本信息 零件名称：三角皮带轮 零件材料：QT450-10 产品生产纲领：大批量生产 砂箱高度：250
铸钢件生产工艺要求及质量标准
铸钢件生产工艺要求及质量标准 一、混砂工艺标准 （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。 （1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。 （二）混制比例（质量分数%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。 二、造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。
2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。 （2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则：
高炉冷却壁
高炉冷却壁 摘要：冷却壁是高炉重要的冷却设备，直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况，分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点，并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 1. 前言 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿[1，2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20 多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。高
炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状，分析各类冷却壁的特点，探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 2. 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件，在高温状态下工作，工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水，使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命，必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线，概述其种类、特点和制备技术。 2.1. 高炉冷却壁的种类及特点 根据制造材质，高炉冷却壁有铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁3大类。 2.1.1. 铸铁冷却壁 20世纪50年代初，我国高炉采用的是原苏联设计的冷却壁，冷却壁本体是一般铸铁，如HT150，HT200，内铸蛇形冷却水管，镶砖为粘土砖。20世纪70年代，我国的第二代冷却壁本体材质为低铬铸铁…引，冷却水管的进水管在下，水流垂直向上，排水管在上方，冷却壁镶砖为粘土砖。武钢、鞍钢、首钢的高炉在此期间均有应用。20世纪80年代，我国的第三代冷却壁本体采用铸态高韧性铁素体球墨铸铁，典型材质为QT400—18和QT400—20，冷却水管与第二代基本相同，镶砖采用嵌砌的方式。
中天7号高炉冷却壁八年零破损
摘要立足8年炉龄的中天钢铁7号高炉，采取一定长寿技术和管理措施，对中天钢铁7号高炉炉役后期在强化冶炼与高炉长寿方面所做的工作进行了总结分析，通过采用精料、加钛矿护炉、优化操作制度以及合理维护等操作技术措施，7号高炉在炉役后期实现了稳定顺行生产，延长了高炉寿命，单位炉容产铁量超过10000 t/m3，各项技术经济指标不断改善。关键词高炉长寿炉役后期 中天钢铁7号高炉始建于2011年，于12月16日顺利开炉，容积850m3，20个风口送风，炉前东西场两边各一铁口，炉缸使用的是北京瑞尔非金属材料有限公司提供的大块单元式风口组合砖，整体式陶瓷杯壁（带密闭隔热夹层），双向错台的陶瓷杯垫砖，见图1。上料系统采用斜桥小车上料，无料钟旋转溜槽多环布料；炉前东西出铁场均采用摆动沟罐位，冲渣系统采用环保底滤法，保证高炉出尽渣铁；高炉本体冷却采用工业水开路循环；鼓风机AV50—14，热风炉为顶然式，送风采用两烧一送原则。 截止2020年2月份已连续正常生产八年多时间，期间无特殊炉况发生，通过操作维护和加
强炉体监护工作高炉投产八年来无冷却壁烧损，打破了高炉炼铁生产过程中发生冷却壁烧损的历史，创造了“中天骄傲”。高炉利用系数已达3.8t/（m3·d）以上，燃料比520kg/t以下。截止目前，7号高炉在一代炉龄无大、中修情况下单位炉容产铁量突破1.06万吨，参照目前高炉长寿标准，7号高炉已经成功跨入世界钢铁企业长寿高炉行列，并且在全国同等立级高炉中多项技术经济指标名列前茅，尽管已处于炉役后期，仍然保持着稳定高产的生产状态。其中多年来主要经济指标如表1所示。由表中可以看出7号高炉各项指标在稳定不断进步。2020年因新型冠状肺炎疫情的影响，公司决定7号高炉2月3日降料面停炉，为后续开炉快速达产于3月5日开始炉内扒料，通过测量观察风口以上冷却壁镶砖基本还保留，炉缸除了东西铁口橡角区侵蚀到碳砖表面，其它侧壁区域陶瓷杯完整存在，见图2。停炉时风口组合砖状况至停炉时所有风口无变形，上翘现象；停炉时陶瓷杯壁砖的状况铁口中心线以上位置，陶瓷杯壁砖侵蚀最大位置，剩余杯壁厚度200mm，包括铁口上方的二层陶瓷杯壁砖。停炉时陶瓷杯垫状的状况由于停炉前高炉运行良好，高炉本体各处温度平稳，按照熔损计算，炉底陶瓷杯垫砖侵蚀度低，因此本次停炉后不准备对炉缸底部进行处理，辩证的说明高炉炉缸没有安全隐患，高炉还可延续生产。 1 操作制度
铸钢件生产工艺技术
铸钢件生产工艺技术 铸钢件是用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先预备好的铸型中，冷却后经落砂、清理(见铸件清理)和后处理(见铸件后处理)，所得到的具有一定外形，尺寸和性能的物件。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。 一、按照化学成分，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。 1、碳素铸钢一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。 2、合金铸钢根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。 1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。 2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。 二、铸钢的铸造工艺特点铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施： 1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、
高炉冷却壁的传热学分析
钢铁 IRON & STEEL 1999年 第34卷 第5期 No.5 Vol.34 1999 高炉冷却壁的传热学分析* 程素森 薛庆国 苍大强 杨天钧 摘 要 应用传热学理论计算分析了高炉冷却水的稳定性、冷却水的水速、冷却水管与冷却壁本体的间隙及冷却壁的高度对长寿高效高炉冷却壁寿命的影响。 关键词 高炉 冷却系统 HEAT TRANSFER ANALYSIS OF BLAST FURNACE STAVE CHENG Susen XUE Qingguo CANG Daqiang YANG Tianjun (University of Science and Technology Beijing) ABSTRACT In this paper, effect of the cooling water stability, cooling water velocity, gap between cooling water pipe and stave and height of stave on the stave life is analyzed by heat transfer theory. KEY WORDS blast furnace, cooling system 1 前言 在1994年国际炼铁会议上，霍戈文公司(Hoogven)的专家提出了下一个世纪钢铁联合企业生存的条件之一是高炉寿命达到15年。日本千叶6号高炉(容积为4500m3)到1997年底已经连续生产20年6个月，创高炉长寿的世界记录。80年代以来国外新设计的高炉寿命一般在15年以上，而我国1000m3以上高炉的中修周期目前一般为4～5年，大修周期一般为9年左右。因此，就整体而言我国高炉寿命与国外相比仍有很大差距。 高炉是一个巨大的反应器，其寿命与许多因素有关，依据我国对高炉寿命的调查结果，冷却系统的设计和制造质量是影响高炉长寿的重要因素之一。过去高炉冷却系统的设计是根据经验或破损调查，随着计算技术及传热学理论及其应用的不断发展，加之人们对冷却器认识的不断深化，应用传热学数值计算对冷却器进行结构参数优化已经成为可能。 2 冷却系统的设计 冷却系统包括冷却水及冷却器。首先，冷却水质的好坏直接关系到冷却器能否达到设计的冷却效果，关系到能否保证冷却器不被烧坏。其次，合理的冷却水水速既可以保证冷却器的冷却能力，又可以降低能耗。冷却器结构参数的合理选取既可以保护炉墙免受炉内热流冲击破坏，又可以减少炉内热量损失，降低燃料消耗。 2.1 冷却水
大型铸钢件工艺
大型铸钢件工艺设计的关键技术 武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡 摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究 铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析 在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。 在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析 对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。
高炉冷却壁的制备技术及其进展
高炉冷却壁的制备技术及其进展 范晓明1,胡寿玉1,余光明2,金 凯2,钟 毅2,范宝柱2 (1.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;2.武汉钢铁(集团)公司机械制造有限责任 公司,湖北武汉430083;) 摘 要:冷却壁是高炉重要的冷却设备,直接影响高炉炉体的使用寿命。本文综述了国内外冷却壁的制备技术、应用及其发展概况,分析了铸铁冷却壁、钢冷却壁和铜冷却壁的特点,并探讨了高炉冷却壁的未来发展趋势。 关键词:高炉;冷却壁;铸铁;钢;铜 中图分类号:T G 321.4 文献标识码:A 文章编号:100121447(2007)0420051204 Manufacture technology and progress of cooling staves for blast f urnace FAN Xiao 2ming 1,HU Shou 2yu 1,YU Guang 2ming 2,J IN Kai 2,ZHON G Y i 2,FAN Bao 2zhu 2 (1.School of Materials Science and Engineering of W HU T ,Wuhan 430070,China ;2.Machinery Manufact uring Co.Lt d.of WISCO ,Wuhan 430083,China ) Abstract :Cooling stave is an important equip ment of blast f urnace and has an effect on blast f urnace life directly.In t he paper ,t he manufact ure technology ,application and e 2volution of different cooling staves of blast f urnace are summarized home and abroad.The characteristics of cast iron stave ,steel stave and copper stave are analyzed and t he develop ment t rends of cooling stave in f ut ure are also discussed.K ey w ords :blast f urnace ;cooling stave ;cast iron ;steel ;copper 作者简介:范晓明(1957-),男,湖北洪湖人,教授,主要从事合金材料研究. 高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件,安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位,不但承受高温,还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷,必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红,高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身,并维持高炉的安全生产。因此,冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明,高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿[1,2]。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的1个重要研究课题。 从20世纪70年代开始,西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上,有的达20年以上,最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年[3]。我国对冷却壁的制造、应用技术研 究始于20世纪80年代中期,20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展,但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年,仅少数高炉可实现10～15年。高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大[4]。 本文旨在总结国内外高炉冷却壁的制备技术和应用现状,分析各类冷却壁的特点,探讨未来高炉冷却壁今后的发展趋势。 1 高炉冷却壁的种类、特点及其制备技术 冷却壁是高炉的关键部件,在高温状态下工作,工作条件恶劣。其破坏形式是在高温交变热应力作用下引起开裂漏水,使高炉被迫停炉大中修。要延长冷却壁使用寿命,必须选择合理的材质。下面以高炉冷却壁的材质为主线,概述其种类、特点和制备技术。 ? 15?2007年 8月第35卷第4期钢铁研究 Research on Iron &Steel Aug.2007 Vol.35 No.4
1#高炉冷却壁
1#高炉冷却设备烧损原因分析及采取的对策 曹冶民李斌宜 （龙门钢铁集团有限责任公司） 摘要龙钢1#高炉由于设计、设备、冷却制度及操作等方面的原因，造成冷却设备烧损频繁，通过分析，制定出一系列对策，实践证明，效果显著。 关键词冷却设备烧损原因分析对策 1、概述： 龙钢1#高炉有效容积450m3,于2003年元月投产,使用的冷却设备有镶砖冷却壁、光面冷却壁、冷却板以及水冷炉喉钢砖。由于施工时间紧，设备有缺陷，炉顶设备及炉后上料系统故障频繁，冷却制度不合理及操作方面的影响等原因，造成炉身冷却板大面积烧坏，局部炉壳温度升高，发红、冒煤气甚至冒火星、喷渣，严重影响高炉的正常生产。 2、高炉冷却情况 2.1高炉本体冷却壁简况 1#高炉本体冷却采用半密闭循环冷却系统，壁板结合，密集式冷却，共有冷却壁460块，冷却板224块，水冷炉喉钢砖18块。从炉底向上共有19段冷却壁，第一至四段（炉底、炉缸区）为光面冷却壁；第五至十四段（炉腹、炉腰、炉身下部区）为镶砖冷却壁；第十五至十九段（炉身上部）为光面冷却壁；冷却板位臵从炉腰至炉身镶嵌在冷却壁夹缝中。冷却壁的分布情况见表（1）
表（1）1#高炉冷却壁分布情况 2.2冷却水循环系统简况 2.2.1冷却设备 从开炉至2004年5月以前,高炉本体各部位的冷却设备均工作正常,但是从2004年5月中旬炉身下部冷却板开始烧损,截至2006年4月,共计损坏冷却设备60块:其中炉身冷却板41块,占冷却板总数的18.3%，现已全部更换；炉腰冷却板2块,暂时无法更换;炉腹冷却壁3块,2块加外冷却水箱,1块加外喷水；炉喉钢砖损坏14块,现全部灌浆后封死。具体损坏时间及数目见表（2） 2.2.2炉体冷却系统运行情况 开炉初为了满足冷却要求, 高炉配备常压供水水泵3台，两 开一备；高压供水水泵2台，一开一备，水泵的具体参数见表（3）由于我公司使用的循环水为工业水，水质硬度大，无法达到 软水的要求，为了满足生产的需要，因此在冷却水中配加YH缓腐 阻垢剂和杀菌除藻剂。加入缓腐阻垢剂的主要作用是控制水中钙、镁离子浓度，降低冷却水的硬度。加入杀菌除藻剂主要是杀死水 中的藻类。开炉初炉体各部位的冷却参数见表（4）。