电炉熔炼操作工艺规程模板.doc

电炉熔炼操作工艺规范1.范围本工艺规范适适用于中频电炉熔炼灰铸铁，球墨铸铁，碳钢，合金钢熔炼操作，对熔炼基础操作进行了规范，是电炉操作通用，基础要求。对于具体产品还应遵守产品工艺卡片要求。2.修炉2.1 修炉材料a.修炉用硅砂化学成份要求，见表1。表1 修炉用硅砂化学成份成份SiO2（%）Fe2O3 （%）附着水分（%）含量990.050.5b.修炉用硼酸化学成份要求，见表2。 表2 修炉用硼酸化学成份成份P2O2（%）结晶粒度（毫米）附着水分（%）含量980.50.5C. 修炉用镁砂化学成份要求，YB415-63 类-等，见表3。 表3 修炉用电熔镁砂化学成份成份MgO杂 质灼烧减量SiO2Fe2O3CaO 含量（%）90412.51.02.2 坩埚模坩埚模用3mm 钢板制作，见图1。 2.3 修炉材料配比a酸性炉衬材料配比，见表4。表4 酸性炉衬材料配比编号硅砂（粉）分组代号（目）（%）硼酸（外加%）水（外加）（4/5）（6/10）60（20/40）21（50/100）05（200/270）1305010102适量2252030251.52.0适量b酸性炉领材料配比，见表5。表5 酸性炉领材料配比编号硅砂（粉）（mm）水玻璃（外加）水 （外加）120.20.50.1200（目）130502010适量23040201010适量c碱性炉衬材料配比，见表6。表6 碱性炉衬材料配比（%）编号电熔镁砂（mm）耐火粘土硼酸 （外加）水 42211.022050302-2.51.52.0适量c. 碱性炉领材料配比，见表7。 表7 碱性炉领材料配比电熔镁砂（旧炉壁回收砂）白坭水65%35%适量d感应器保护材料配比，见表8。表8 感应器保护材料配比（%）编号硅石粉 11号筛（270目）石棉粉耐火粘土矾土水泥（400-500#）水1503020适量28020适量38020适量2.3 修炉操作修炉操作关键点，见表9。表9 修炉操作关键点序号工序名称操作关键点1筑炉准备1 用0.2至0.3 MPa水压检验感应器是否有渗漏现象，感应圈匝之间绝缘是否良好。2 按要求配制感应器膏状保护料，均匀涂铺于感应器上，自然干燥二十四小时或烘干。3 根据要求配制好筑炉材料，并混合均匀。在混合前，应用磁铁检验并除去材料中铁销；在混合过程中要预防沙土、铁销和其它杂物混入。 2筑炉1 筑炉底a 在炉底石棉板上，每次铺以20到50mm高炉衬材料，用撞锤捣固紧实，直至平面超出感应圈之最底圈20到30mmb 换以圆形筑炉棒打压，使表面坚固，再用耐火砖抹平，直至要求高度2 筑炉壁a 将坩埚模（在外壁包以厚纸板）置于感应圈同心位置，定位后用钢料压紧和固定，然后筑炉。b 将坩埚底部炉衬材料用叉状棒拨弄粗糙，每次装入20-40mm炉衬材料捣实，直至离炉顶50mm，即感应圈匝上边缘为止。3 筑炉领按要求配制炉领材料，打结炉领和出铁槽，并用水玻璃溶液（水+水玻璃=1：1）均匀涂刷于表面3烧结1 打结坩埚自然干燥大于16小时后即可进行烘烤。2 烧结时，在坩埚内装入金属料，分级缓慢送电加热（30kw，1小时；40kw，2小时；50kw，2小时，60kw）炉内温度约在700-800保持8-10小时，然后逐步加大功率，使金属熔化，并在1700保持1小时烧结3 烧结完坩埚，能够继续熔炼或停炉，以原冷却水2/3冷却炉衬3-4小时待用。2.4 浇包包衬搪制2.4.1 包壳用3mm 钢板制作。2.4.2 包衬材料配比，见表10，表10 包衬材料配比 石英砂或镁砂（%）耐火土（%）硼酸（%）水（%外加）979622.511.5352.4.3 搪好浇包，在表面涂水玻璃，自然干燥4小时以上，使用前再在90050烘烤3小时以上。3 熔炼3.1 熔炼铸铁基础要求3.1.1配料 a.熔炼用原材料必需符合，金属原材料技术规范WI-ENG-060 要求。b.配料时必需有质检部书面原材料化学分析汇报。c.样品和正常生产第一炉配料单必需有技术部确实定，质检部质检员核实。d.多种原材料必需进行称重。并做好统计。3.1.2 多种元素改变情况 铸铁5元素在炉中增减情况，参考表10。表10 铸铁5元素在炉中增减情况元素CSiMnPS增减率（%）-55-1000在石英砂坩埚中熔化时，外加元素吸收情况，参考表11。表11 在石英砂坩埚中熔化时，外加元素吸收情况 元素C（石墨）Si（硅铁）Mn（锰铁）Cr（铬铁）Mo（钼铁）Ti（钛铁）Cu （纯铜）Ni（纯镍）吸收率（%）7090801007095801009510080859510095100 3.1.3.样品和正常生产第一炉产品化学成份必需立即送检，没有得到合格检验汇报之前，不许可投入生产。3.1.4 熔炼操作通常程序。 熔炼操作通常程序，见表12。表12 熔炼操作通常程序程序关键内容操作关键点1加起熔体冷炉开炉时，应该先加入起熔体，假如没有起熔体，可在炉底装入块度较大生铁或回炉料贴着炉壁装紧，这么能够提升熔化速度。当连续熔化时，每次出铁在炉底留部分铁水不要出完，二次熔化时能够提升熔化效率。2加炉料装炉本着熔点低、合金元素少炉料先加，熔点高、合金元素含量高炉料后加标准。先在炉底装入生铁，再装入废钢，尽可能装紧奏部分，装满后送电熔化。待炉中金属原料化开后，再把剩下废钢和生铁逐步加入熔化。最终将锰铁、硅铁和合金加入炉中熔化。炉料一定要干燥，尤其是后加合金炉料，再加入前要在炉台上烘烤后再加入，以免产生爆炸。3进行通电熔化当炉料装满后，即可通底电压进行预热，然后再改用高电压送电。在熔化过程中，假如发觉有冻结密封现象，应立即把炉子倾倒至一定角度，以使冻结部分炉料熔化。在熔化过程中，还应常常观察坩埚侵蚀情况和炉子功率表，若有漏炉危险时，应该立即停止熔化，以免把感应圈烧坏，引发爆炸事故。4除渣测温炉料全部熔化开后用珍珠岩或碎玻璃除渣，铁水表面洁净后，测量温度，假如温度达不到要求出炉温度，升温至出炉温度出炉。5出炉出炉时，应该依据下一炉情况决定炉内留或不留铁水。以下一炉材质不变，应留部分铁水，以加紧下一炉熔化速度。以下一炉材质不一样，则应把炉内铁水出洁净，以免混料。若熔炼结束，则应把炉内铁水出洁净，以预防炉子上下温差过大，使坩埚产生裂纹。3.2 球墨铸铁熔炼球墨铸铁熔炼通常操作要求按3.1条实施。3.2.1 球化处理包球墨铸铁处理采取专用堤坝式球墨铸铁浇包，在每次球化处理前，要对浇包进行清理，确保包内无杂物，无渣子，堤坝完整。凉包要烤至暗红色，以降低球化处理过程中铁水降温，确保浇注温度。浇包必需预热至暗红色，已降低铁水降温。3.2.2 球化处理3.2.2.1 装包 装包方法，见图2。装包时，球化剂、硅铁孕育剂、覆盖物要逐层捣实。 3.2.2.2 出铁球化 球化处理出铁前应将铁水表面熔渣清理洁净后，进行测温。铁水温度达成要求出铁温度后才能出铁。出铁时浇包方向应图2 所表示。 当铁水冲入包中以后，开始球化反应。通常情况下，球化反应可连续4-5分钟。反应结束后，观察浇包表面，不时有白色小火苗窜出，说明球化良好。球化反应结束后拔去铁水表面渣子，用保温材料进行覆盖。3.2.3 浇注a. 浇注前用热电偶测温仪进行测温，温度符合工艺卡片要求浇注温度，如不符合要求，不能浇注。b. 浇注三角试块检验球化是否良好。c. 在确定球化良好情况下，浇注产品。每包铁水浇注时间不得超出15分钟。d. 在浇注时用专用工具进行随流孕育。3.2.4 球铁试块a. 每包铁水必需浇注最少一组机械性能试块。试块浇注时间在最终一个产品浇注以后进行，即包底。b. 球铁试块尺寸，见图3。Y 型试块尺寸尺寸铸件壁厚 mm13133838A132575B4054125C5075100D100150200E175175175 c. 试块必需采取和铸件相同造型方法造型。暗冒口浇注，确保试块取样部分组织致密。3.3 灰铸铁熔炼 灰铸铁熔炼通常操作要求按3.1条实施。3.3.1 浇包 每次出铁前应清理浇包中残渣，并将浇包预热至暗红色。3.3.2 孕育 通常情况下，灰铸铁要进行孕育处理（除非尤其说明），尤其是添加合金元素时。通常是在浇包加入0.3% 左右硅铁，粒度5-10mm，进行孕育。合金铸铁，如虹吸管、升液管、敲壳器、堵头等，还要在浇口进行随流孕育。3.3.3 灰铸铁试棒 灰铸铁每炉最少浇注一组，三根30X300试棒，试棒采取立式浇注。当产品材质有要求时，按要求实施。没具体要求时，按图4尺寸。 其中：D=30mm；WD；L=300mm；M=8mm；P40mm。图43.4 铸钢熔炼3.4.1 合金元素烧损率合金元素烧损率，见表13。表13 合金元素烧损率合金碳钢及合金钢元素CSiMnCrTiAlWVMoNi烧损率 %酸性炉51001030505104060305035505200碱性炉304020303.4.2 溶剂及脱氧剂准备 溶剂分酸性溶剂和碱性溶剂。酸性熔剂配比，见表14，碱性熔剂配比，见表15。表14 酸性熔剂配比适用钢种组成物含量（%）硅砂碎玻璃石灰 氟石碳钢、低铬、锰钢及高硅钢等8020652520403030100表15 碱性熔剂配比适用钢种组成物含量（%）备注石灰氧化镁氧化铝氟石硅铁粉铝粉碎烧土结构钢和不锈钢等8010-10-80-10-10-655-10-2080-10-镁砂1035-3515-25镁砂15耐热钢及镍基耐热合金等5018257-45.516.513.56.5-18-5022.5252.5-80-8512-15-1-21-2-3.4.3 脱氧剂用量脱氧剂用量，见表16。表16 脱氧剂用量脱氧剂名称锰铁硅铁硅钙粉铝脱氧剂用量（% ）0.10-0.200.05-0.070.20-0.300.04-0.063.4.4 熔炼铸钢操作关键点熔炼铸钢操作关键点，见表17。表17 熔炼铸钢操作关键点序号工序名称熔炼操作关键点1准备1 检验炉体，如炉衬、感应器、冷却水管、炉子倾动机构是否正常。2 检验变频装置、电源、水源是否正常。3 准备工具，如铁钳、铁钎、锭模及浇包应干燥，浇包需预热至暗红色。4 准备热电偶测温仪表。测温仪表必需定时校正。5 金属炉料要按配料单逐项称取，并校对。同时，按需要称取脱氧剂，烘烤备用。6 溶剂要按要求配制，烘烤备用。2装炉1 装炉材料大小，以坩埚完全充填为条件。通常为粗大料和微细料并用。2 将难熔、大块炉料装在靠近坩埚壁和坩埚底部高温区；小块炉料装在坩埚上部低温区。3 装料次序，以回炉料、废边料和元素不易烧损之铁合金，如钼铁纯镍等先加，全部熔化以后，才添加易烧损元素之铁合金，如低碳铬铁、锰铁、硅铁等。4 为预防“架桥”，在装料过程中应注意，上部炉料不应超出感应器高度，长棒形炉料应该竖直装入坩埚，并努力争取做到，“下紧上松”.5 再加料时，应注意将形状中等，轻易预热者，先行入炉，而形状奇特，过大或过小者，最终添加。3熔化1 炉料装好后即可送电熔化。开始送电几分钟可用较低功率；当电流波动较小后，采取最大功率，直至熔清。2 伴随炉料熔化，把未装完炉料陆续装入，直至炉料全部化清。3 炉料开始熔化后，应立即撒上溶剂，以预防合金液氧化和吸气。4 在熔化过程中应立即捅料，预防“架桥”，并注意炉渣情况，过多时应随时除掉一部分。 4脱氧1 炉料化清后，即可开始进行预脱氧。2 脱氧剂应分批均匀撒在渣面上。3 脱氧剂加入次序，因该由脱氧能力弱到脱氧能力强，通常为碳粉锰铁硅铁铝硅钙等。脱氧剂用量见表12。4 终脱氧时，钢液应靠近出钢温度。5 在终脱氧前后，渣是否发白，（即为还原渣）。若渣未发白，应补充脱氧。6 终脱氧后，应静置几分钟，使脱氧产物易于上浮。7 钢液从脱氧到浇注时间不宜太长，避免钢液氧化和吸气。5合金化及合金液温度调整1 凡和氧亲和力较大合金元素，必需在脱氧良好条件下加入，且加入温度也不能太高，以降低烧损。2 部分难熔和密度大元素应先加入。多个关键合金元素加入次序立即间以下：镍（Ni）：通常在装料时加入。铬（Cr）：在脱氧良好条件下加入。但含铬量多时，则在装料时加入。为了降低shoa烧损，把它装在炉底。钨（W）和钼（Mo）：多在炉料熔化后加入钢液中，块度要小，加入前应烘烤。硅（Si）和锰（Mn）： 当加入量不多时，在炉料化完后脱氧之前加入。钒（V）铝（Al）钛（Ti）硼（B）锆（Zr）：必需在脱氧良好条件下加入。通常按钒铝钛硼锆前后次序加入。如合金中铝和钛含量较多，钒量较少时，则钒应在铝钛 加入后再加入。3 在每次加入合金元素后，必需依据加入量而决定升温时间，当加入较多铝、钛时，要停电降温。4 当合金元素全部加入，最终脱氧完了，钢液应达成出钢温度。 6出钢浇注当合金液成份、温度均已达成要求，脱氧也已完成时，即停电、扒渣。然后，出钢至预热过浇包中进行浇注。3.4.5 铸钢产品试块 铸钢产品通常浇注梅花形试块，每炉产品最少浇注1个试块，可取4个试棒。