成组夹具的设计与应用

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机床夹具的作用及分类

机床夹具的作用及分类

机床夹具的作用及分类“工欲善其事,必先利其器。

” 工具是人类文明进步的标志。

自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。

但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。

机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。

因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。

1.机床夹具的作用(1)保证加工精度用机床夹具装夹工件,能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系,可以保证加工精度。

(2)提高生产效率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧,可以减少辅助时间,提高生产效率。

(3)减轻劳动强度机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置,可以减轻工人的劳动强度。

(4)扩大机床的工艺范围利用机床夹具,能扩大机床的加工范围,例如,在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔,使车床、钻床具有镗床的功能。

2 机床夹具的分类2.1.按夹具的应用范围分类(1)通用夹具通用夹具是指结构已经标准化,且有较大适用范围的夹具,例如,车床用的三爪卡盘和四爪卡盘,铣床用的平口钳及分度头等。

(2)专用机床夹具专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。

专用机床夹具适于在产品相对稳定、产量较大的场合应用。

(3)组合夹具组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具。

组合夹具结构灵活多变,设计和组装周期短,夹具零部件能长期重复使用,适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合应用。

(4)成组夹具成组夹具是在采用成组加工时,为每个零件组设计制造的夹具,当改换加工同组内另一种零件时,只需调整或更换夹具上的个别元件,即可进行加工。

成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。

(5)随行夹具它是一种在自动线上使用的移动式夹具,在工件进入自动线加工之前,先将工件装在夹具中,然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位,直到工件在退出自动线加工时,才将工件从夹具中卸下。

夹具方案设计

夹具方案设计

夹具方案设计1. 引言夹具是一种用于固定和定位工件以进行加工、组装和检测的装置。

在制造业中,夹具起着非常重要的作用,可以提高生产效率、保证产品质量并减少操作错误。

夹具方案设计是制定夹具的整体设计方案的过程,本文将介绍夹具方案设计的基本步骤和注意事项。

2. 夹具方案设计的基本步骤夹具方案设计的基本步骤如下:2.1 确定夹具应用场景首先需要明确夹具的应用场景,包括夹具的使用目的、工件的类型和尺寸。

根据不同的应用场景,夹具的设计方案会有所差异。

2.2 分析工件特征和加工要求在设计夹具之前,需要对工件的特征和加工要求进行详细的分析。

包括工件的形状、尺寸、材料以及加工过程中需要实现的精度和要求等。

这些分析结果将直接影响夹具的设计。

2.3 确定夹具类型和结构根据工件的特征和加工要求,确定最适合的夹具类型和结构。

常见的夹具类型包括平行口型夹具、活动口型夹具、夹具板、气动夹具等。

结构的选择取决于工件的形状和夹紧方式。

2.4 设计夹具夹持部分夹具的夹持部分是保持工件稳定的关键部件。

在设计夹持部分时,需要考虑工件的形状、尺寸、材料和加工要求等因素。

夹持部分通常由可调节的夹持元件、夹持块等组成。

2.5 设计夹具定位部分夹具的定位部分用于确保工件在夹持过程中的准确定位。

在设计定位部分时,需要考虑工件的形状、尺寸和加工要求,通常通过定位销、定位块等元件来实现。

2.6 设计夹具固定部分夹具的固定部分用于将夹具固定在加工设备上,保证夹具在加工过程中的稳定性和刚性。

在设计固定部分时,需要考虑夹具的重量、安装方式和固定的稳定性。

2.7 验证夹具设计方案设计完成后,需要对夹具设计方案进行验证。

可以通过计算和仿真来验证夹具的刚度、可调性和夹持力等性能,以确保设计方案的可行性和优越性。

3. 夹具方案设计的注意事项在夹具方案设计过程中,需要注意以下几点:3.1 与相关人员的沟通在设计夹具之前,应与相关人员进行充分的沟通。

包括生产设备的操作人员、工艺工程师和质量工程师等。

《制造工程基础》实验指导书:组合夹具的设计和组装

《制造工程基础》实验指导书:组合夹具的设计和组装

实验指导书组合夹具的设计和组装在机床上加工工件时,为保证加工精度,工件必须正确安装在机床上,用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。

夹具通常可分类为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具以及随行夹具。

组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具,它在使用时具有专用夹具的优点,当产品变换时又可重新组装成新的夹具。

因此它不仅适用于新产品试制和单件小批生产,也适用于较大批量的生产。

本次实验内容为工件定位、夹紧方案的设计和中型槽系组合夹具的设计与组装。

一. 实验目的1. 理解机床夹具在机械加工中的重要作用;2. 深入理解六点定位原理、过定位、欠定位、完全定位、不完全定位、工序基准、定位基准、测量基准、设计基准等基本概念;3. 了解组合夹具的主要特点以及槽系组合夹具各种元件及其功用;4. 了解组合夹具设计的基本要求及基本组装知识;5. 学会根据一个零件的工序工艺要求,设计并组装该工序加工需要的合理的组合夹具;6. 学会检查、调整组合夹具中的定位尺寸;二. 实验装置及工具1. 中型系列槽系组合夹具元件;2. 零件图;3. 工件毛坯若干件;4. 组装夹具需用的工、量具等;三. 中型系列槽系组合夹具简介夹具具有保证加工质量、提高生产率、减轻劳动强度以及扩大机床工艺范围的作用。

采用 6 个按一定规则布置的约束点,可以限制工件的 6 个自由度,实现完全定位(六点定位原理)。

组合夹具分为槽系和孔系两个系列,孔系组合夹具是在槽系之后发展的柔性夹具,由于其便于计算机编程,所以特别适合于在加工中心、数控机床和柔性生产线上作为工装或随行夹具。

二者的主要区别在于槽系组合夹具元件主要靠键和槽来定位,而孔系组合夹具元件主要靠定位销和精密孔来定位。

槽系组合夹具元件按其主要的结构要素设计了三个型别:大(D )、中(Z )、小(X )。

槽系组合夹具具有元件品种规格多,组装灵活性大的特点,但其本身刚度低,需要考虑刚度问题,适合普通钻床、车床、铣床使用。

面向套类零件的成组夹具设计

面向套类零件的成组夹具设计



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+ 0


零件工艺 分析 ,生产类 型属于小批量生产 ,需设计 制 造车削 内孔工序 的装夹 装 置。壳体零 件如 图 1所示 。 由于该壳体零件 结构 简单 ,选 用 1 0号无缝 钢 管作 为 零件毛坯 。需加 工的壳 体零件 品种较 多 ,长度 尺寸最 大 为 18 ,最 小 为 9 0 ;止 口 尺 寸 最 大 为 7o 0

3 2・
机床与液压
第4 0卷
进行 调整 ,保 证 工 件 轴 线 与 机 床 主轴 的轴 线 一 致 , 从而达到 同轴要求 ,保证 零件的加工质量 。 该夹具 的工 作原 理 是 :首 先 根 据轴 套 零 件 的尺 寸 ,形成零件组 ;然后根 据所需加工工件止 曰的不 同
21 0 2年 2月 第4 0卷 第 4期
机床与液压
MACHI OOL & HYDRAUL CS NE T I
F b 2 2 e . 0l
Vo . 0 No 4 14 .
DOI 0 3 6 / .sn 1 0 :1 .9 9 j i . 0 1—3 8 . 0 2 0 . 1 s 8 12 1 . 4 0 2
7 垫铁 一
8 一压 板
球面垫 圈 l_ 螺 母 l一工件 o_ l
l 校正环 卜
图 4 壳体零件成组夹具结构
单 、结构 紧凑 、装 卸工件方便 ;还应保证具有足 够的 强度和 刚度 。成 组夹具 的夹具体应尽量保 证在可能 的
范 围内 ,力 求 能加 工 全部 零 件组 。应 根据 零 件 的形 状 、尺 寸 、精 度及其 加工工艺方法来确定 成组夹具夹 具体 的形状 、尺 寸 ,以满 足加 工所 有 相 似零 件 的要 求 。壳体零 件成组夹具 的夹具体 ,如 图 3所示 。通 过它组成车壳体 内孔 的成组夹具 ,可 以完成一定 尺寸

成组夹具技术在小批量铣加工生产中的应用

成组夹具技术在小批量铣加工生产中的应用

1 ,为连接产品 内核及外围组合的关键零件 。因涉及安 ) 装对接尺寸,精度要求较高。其外形包括斜 角及 多处带
位销钉和紧固螺钉联接在底块上,基座心轴可以实现在 底块上对称中心的 10旋转, 8 ̄ 并通过定位销钉保证位置 精度。通过改变三处安装孔的孔距位置 , 分别对应两种
梁结构零件 。
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使 用该工装 ,将梁零 件的铣加 工工序简化 到了两个 工步即可完成,实现 了两种零 件的互换加 工 ,大大降低
工装标准化。在变批量相似零件加工 的应用 中,还可 以
将底座设计成可调元件 ,以适应要求 。
了劳动强度, 提高生产效率近 4 倍。而且由于定位方式
另一侧 。至于安装台端面 螺孔 , 以在下一工步 中,纵 可 向夹持底块零件 ,实现定位加工 。
的螺纹联接孔, 导致铣加工工序繁琐 , 而且各工步之间
缺乏统一 的定位基准 , 铣加 工的劳动强度很 大 , 度较 难
Байду номын сангаас
撼 冷工 l 加
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立铣 刀加工零 件两边及 豁 口尺 寸 ,随后侧 转 9 ̄ 0,以底 座零 件侧面 为基准 ,同样立 铣刀加 工零 件另两 边尺寸 , 从而保证零件 尺寸要求。顶头零件前端与薄 片零 件一同 加工至尺寸 ,既可 以防止加工时伤及 滑块 零件 ,也为加 工豁 口尺寸提供了测量基准 。
工装使用时,根
择 ,构成 了成组夹具 的设计条件 。
所 设 计 的 工装 ,
见 图 6 。
该工装的原理是通过安装在滑块上的 可换 顶头夹持

叠薄 片零件坯料 , 以根据不 同材料 的加 工特点确定 可

试论成组夹具技术在机械加工中的应用

试论成组夹具技术在机械加工中的应用
科技 创新 与应 用 l 2 0 1 3 年 第3 2 期
科 技 创 新
试论成组夹具技术在机械加工 中的应用
贾 鹏 程
( 运城职业技 术学院, 山西 运城 0 4 4 0 0 0 )
摘 要: 随 着我 国经 济的 发展 , 社会 的进 步 , 多种科 技 运 用 到各 个 行 业 中 , 在 机 械 加 工领 域 , 更 是 新技 术 层 出不 穷 , 大 大提 高 了生

一 一
通过成组夹具设计指导 , 采用同一种设备与工艺装置就可以完成 类似 的工件加 工 , 从而形 成 良好 的生产调度 计划安 排 , 减少 品种更 换带 来的夹具更换时间, 对于普通的单一零件而言, 如果值不是很大 , 夹具 的更换 时间甚至 比加 工的时 间还要 长 , 大大影响 到了工作效率 。通过对 成组夹具技术的应用 , 达到成组工艺流程制定, 可以大大提高成组年产 量。另外通过这种技术的运用 , 还可以以工艺设计与标准化为基础, 实 现计算机辅助工艺进程设计( C A P P ) 的成组夹具设计。日 3 . 4 成组 夹具技 术对 生产 组织 管理 的意 义 成 组 夹具设 计 带来 的现场 改观 就是 产 品 的成组 加 工 ,会形 成模 块化生产 ,采用生产单元的组织形式,在一个单元内实现零件的加 工。通过对加工对象的专业化与工艺流程化, 为计算机辅助管理系统 提供可能性 。通过成组技术 , 将大量的信息进行分类 , 有助于建立 良 好的公用数据库系统 , 资源分享 , 提高管理成本 , 更加体 现现代技术 的优越 性 。目 4成组夹具技术在铣加工中的应用 在机 械 加 工 过程 中 , 常 见 的处 理 工 序 是 指 车 、 磨、 钻、 铣 以 及 切 割、 刨 等 。某公 司 的小批 量 产 品 中有 一组 产 品 为两个 结 构零 件 , 为 了 与其他 的零件与内部组件进行有效连接, 需要极高的加工精度 , 这样 才能得到最准确的安装 。 加工件的外形主要包括多处斜角与凸台, 在 斜 角度 方 向与 两侧 方 向上 的螺 纹连 接孔 ,这 就造 成 了加 工 过程 相 对 复杂 , 又没 有一 定 的定 位基 准 , 在 铣 加工 过程 中劳动 强度 非 常 大 。不 过 由于有三处的孔孔距不同, 让成组夹具技术使用成为可能。 梁零件铣加工的工装主要包括底块、 定位销钉 、 基座 、 压 紧螺钉 与装夹 心 轴 、 梁 零件 。基 座 的零 件是 成组 夹 具 的核 心 , 通 过 基 座 的心 轴与定位销钉连接在底块上 , 并用压 紧螺钉进行紧固 , 通过改变三个 孔 的距离定位 , 来对两种梁结构零件进行适应 。使用成组夹具工装 , 可 以将梁 加工 工 序进 行有 效 简化 , 转 变为 两个 工步 就 能够 完成 , 两 种 零件 可 以进行 有 效 的互换 加工 , 降低 了劳 动强 度 , 生产 效率 提 高近 四 倍, 而且 精 度高 , 在此款 产 品的 生产 中起到 重要 作用 。 利用铣插针零件工装 , 使其精度满足零件需求 , 降低了加工的难 度与劳动强度 , 通过上下压块的设计可以与零件的尺寸保持一致 , 加 工过程中增强 了稳定性, 适应于多种小零件 的加工 , 大大提高经济效

夹具的应用

夹具的应用

(3)成组可调夹具(成组夹具)
指在成组工艺的基础上,针对某一组零件的某一工序而专门 设计的夹具。 在多品种小批量生产中,通用夹具的生产率低,加工精度不 高,采用专用夹具不经济。这时,可采用成组可调整的“专 用夹具”。其特点是在专用夹具的基础上少量调整或更换部 分元件即可用于装夹一组结构和工艺特征相似的工件,如滑 柱式钻模和带可调换钳口的平口钳等夹具。这类夹具主要用 于成组加工中,用于多品种、中小批量生产。
车床夹具设计要点:



要求结构紧凑,轮廓尺寸小,质量小, 重心应尽可能靠近回转轴线,以减小惯 性力 应由平衡措施 定位基准应有较准确的圆柱孔 高速回转的夹具要注意安全,必要时可 加防护罩
铣床夹具设计要点,需要夹紧力 大,夹具刚性好。 借助对刀装置确定刀具相对夹具定位元 件的位置 借助定位键确定夹具在工作台的位置。 特别注意降低辅助时间
机床夹具
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
图2-43 通用夹具
分度头
(2)专用夹具
指专为某一工件的某一道工序设计和制造的夹具。其特 点是结构紧凑、操作迅速、方便;可以保证较高加工精 度和生产率;设计和制造周期长,制造费用高;在产品 变更后,无法利用而导致报废。因此这类夹具主要用于 产品固定的大批大量生产中;对于形状和结构复杂工件 (如薄壁件),为保证加工质量有时也采用专用夹具。
(4)组合夹具
由预先制造好的通用标准零部 件经组装而成的专用夹具,是 一种标准化、系列化、通用化 程度高的工艺装备。其特点是 组装迅速、周期短;通用性强, 元件和组件可反复使用;产品 变更时,夹具可拆卸、清洗、 重复再用;一次性投资大,夹 具标准元件存放费用高;与专 用夹具比,其刚性差,外形尺 寸大。这类夹具主要用于新产 品试制以及多品种、中小批量 生产中。

成组夹具参数化设计方法研究

成组夹具参数化设计方法研究

二 次 开 发 参 数 化 设 计 , 最 大 化 地 利 用 已 有 夹 具 设 可
计 的知识 和 经验.在标 准件 和非标 准 件参 数化 的基 础 上 , 出基 于装配 关 系和 关联 驱 动 的产 品 级参 数 给 化 建模方 法 , 并在此 基础 上建 立包括 夹具标准 件 、 夹 具 典 型组 合 件和典 型夹具 等夹具 零件 组件及 典型夹 具 模板 库 , 以凸轮 夹具 为 例 验证 该 方 法 能支 持 夹具 整体参 数化 和快速 变形设 计.

要 : 针 对 夹 具 参 数 化 生 成 和 成 组 夹 具 设 计 的 需
到 零 件 总 数 量 的 6 以 上 l , 准 件 的 重 复 建 模 占 O 4 标 j 用 夹 具 设 计 的 大 量 时 间 , 国 内 开 发 的 标 准 件 库 大 而
求 , 比 较 uG现 有 参 数 化 设 计 方 法 的 基 础 上 , 用 重 用 库 在 采
而 更 新 模 型 .该 方 法 需 要 二 次 开 发 .
2 5 重 用 库 .
建立 一 个 具体 零 件作 为 零件 模 板 , 该 零件 的 对 表 达式变 量进行 用 户 化命 名 , 部 件 族 电子 表 格 中 在 添加 表达 式变量参 数及 各参 数 的 系列 规格 值.调 用
化 设计 的需求 .
本 文针 对 以上 问 题 , 利 用 C D 软 件 uG 进 在 A 行 夹具设 计 中 , 通过 分 析 和对 比 UG平 台各 种参 数 化 建模工 具 的特点 , 用 基 于重 用 库 的标 准 件参 数 采
化 建 模 方 法 , 方 法 在 保 证 可 扩 展 性 的 同 时 , 够 支 该 能
方 向 为制 造 过 程 规 划 、 装 参 数化 设 计 . 工
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大 为 1 2 ∞, 最 小 为 9 8 0
1 32
一 .
; 止 1 定 位 尺 寸 最 大 为 2 I
07
处 止 1 为 定 位 基 准 , 1 平 面 为 辅 助 定 2 I 止 2 I
0 7 8
一 046 ,轴 向 止 1 长 度 一 律 为 3。 2 I , 最 小 为 71
选 1 2 0


零 件 的 分 析 与 分 组
如 某 厂 生 产 的 交 、 流 电 动 机 、 电 机 机 壳 , 于 直 发 由
结构简单 , 用 1 采 0号 无 缝 钢 管 加 工 而 成 。 道 工 序 为 此
半 精 车 内 孔 ,其 品 种 有 1 种 之 多 。 轴 向 长 度 尺 寸 最 2

位 。 具 采 用 定 位 盘 定 位 , 样 定 位 基 准 与 设 计 基 准 重 夹 这 合 , 基 准 不 重 合 误 差 无
由 于 尺 寸 段 相 距 较 远 , 向 长 度 考 虑 压 板 尺 寸 , 其 轴 将
( 表 示 铁 液 中的 硅 元 素被 氧 化 , 入 炉渣 中 。 7) 进 冲
天 炉 内 , i的 烧 损 约 为 2 % , 废 辊 来 说 熔 化 后 硅 的 S 8 对 数 值 为 (1 9 ~2 5 )× ( % 一2 % )= (1 3 % ~ 。% .% 1 8 .7
③ 废 辊 资 料 丰 富 , 购 方 便 , 大 量 进 购 , 此 该 采 可 因
成果 具 有推 广 应用 的物 质 条 件 。
术 原 理 , 零 件 分 组 的基 础 上 , 对 一 组 ( 几 组 ) 在 组 0~ 1 5, Ⅱ 为 1 0~ 3 第 组 4
1 2, 口 定 位 尺 寸 由 于 需 更 换 定 位 元 件 不 再 分 组 。 8 止 把 这 类 使 用 机 床 、 紧 方 式 、 工 内 容 相 同 的 零 件 挑 选 出 夹 加 来 , 成所 需要 的成组 工 序 ( 图 1 示 ) 形 如 所
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中 图分 类 号 :G 5 T 73
文 献 标 识 码 : B
文章 编 号 :0 0— 9 8 2 0 ) 8— 0 4—0 10 4 9 (0 2 0 0 4 2
成 组 技 术 是 近 年 来 国 内 外 机 械 制 造 领 域 内 得 到 迅 速 发 展 的 一 种 作 业 方 式 。 成 组 夹 具 则 是 按 成 组 技 而
似 零 件 的 一 道 ( 几 道 ) 序 设 计 的 夹 具 。 具 有 专 用 或 工 它
夹 具 的 若 干 特 点 , 具 有 对 工 件 特 征 在 一 定 范 围 内 变 又
化 的 适 应 性 。 在 目前 争 夺 国 际 市 场 , 产 品 不 断 升 这 使 级 换 代 , 别 是 能 使 产 品 多 品 种 、 小 批 量 生 产 得 到 特 中 大批 量 生产 的效果 上 , 着 不 可 比拟 的优 势 。 有

成 组夹具 的结构设计
成 组 夹 具 设 计 与 专 用 夹 具 的 设 计 方 法 相 似 , 具 但
有 一 定 的针 对性 , 为加 工 某 些 几何 形 状 相似 , 艺过 是 工 程 和 定 位 夹 紧 相 似 的 零 件 而 设 计 的 。 计 时 仍 然 需 要 设 选 择 合 理 的 定 位 基 准 、 位 零 件 ; 择 合 适 的夹 紧 力 、 定 选 夹 紧零件 ; 计 好合 理 的基 本 件 。 设 ( ) 位 基 准 与 定 位 元 件 的 选 择 制 定 设 汁 方 案 1定 时需 选择 合 理 的定 位基 准 、 位 零件 。 图 1 件 为例 , 定 以 工
④ 单 一 炉 料 使 工 艺 简 化 。 动 强 度 降 低 . 艺 性 能 劳 工
稳定 ;



⑤ 大 量 使 用 废 辊 料 , 以 节 约 贵 重 合 金 料 , 低 生 可 降
产成 本 , 济效 益 显著 。 经
技 术 工 艺 的 突 破
① 工 频 电炉 熔 炼 轧 辊 铁 水 , 辊 加 入 量 8 % 。 废 0 冲
的 碳 基 本 不 变 ; 液 中 的 硅 被 烧 损 , 球 化 处 理 后 增 铁 但
③ 利 用 增 碳 原 理 , 以 使 冲 天 炉 熔 炼 轧 辊 铁 水 可
10 地 使 用 废 辊 炉 料 : 0%
硅 量基本与废辊熔炼过 程硅的烧损量相等 。 此 , 因 冲
天 炉 内 废 辊 量 可 以 达 到 10 。 年 生 产 实 践 证 明 , 0% 历 以 上 论 断 是 完 全 正 确 的
18 % ) . 0 硅 烧 损 后 下 降 : . 3 ~0 7 % , 均 下 降 05% .0 平
0.62% 。



① 废 石 墨 电 极 或 石 墨 电 极 边 角 料 可 以 在 工 频 电 炉
轧 辊 生 产 中 作 良好 的 增 碳 剂 应 用 ;
球 化 处 理 时 , 入 15 的含 硅 量 为4 % 的 ( 加 .% 2 5~
天 炉 达 到 1 0 , 节 省 大 量 的 昂 贵 的 铬 、 合 金 。目 0% 可 钼 前 国 内 轧 辊 生 产 厂 家 , 辊 使 用 量 都 达 到 3% ~ 废 0
40% 。
( 辑 百 治 ) 编
作 者 单 位 : 西 电 工 厂 江
邮 政 编 码 : 余 ・3 8 0 新 30 0
8 式 Re i ) S Mg后 增 硅 值 为 : . % ×4 % =0 6 % 。 15 2 .3
② 大 量 使 用 废 轧 辊 料 , 解 决 的 本 质 问 题 是 保 碳 要
降 硅 。 硅 使用 废 钢 , 碳 使 用 增碳 剂 ; 降 保
以 上 分 析 表 明 : 辊 在 冲 天 炉 内 熔 炼 后 , 液 中 废 铁
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