發(fā)布時間：2020-06-30 23:36

【摘要】：鋼包出鋼系統(tǒng)是保證連鑄生產(chǎn)順利進行的重要環(huán)節(jié)。新型電磁出鋼技術使用與鋼液成分相近或相同的Fe-C合金顆粒來替代引流砂,利用置入鋼包底部的感應加熱線圈來迅速熔化水口內(nèi)的Fe-C合金從而實現(xiàn)鋼包自動開澆的目的。與傳統(tǒng)的出鋼方式相比,電磁出鋼技術不僅可以使鋼包的自動開澆率達到100%,還避免了引流砂對鋼液及環(huán)境的污染,進而增強了企業(yè)的市場競爭力。電磁出鋼系統(tǒng)需要在鋼包底部布置感應加熱線圈以熔化水口內(nèi)的Fe-C合金。然而生產(chǎn)所使用的大型鋼包底部的工況較為惡劣,普通的感應加熱線圈無法滿足該工況要求。為了找到一種可用于工業(yè)生產(chǎn)的、電磁出鋼系統(tǒng)所用的感應加熱線圈,本文首先設計了線圈的成分、制備了線圈原材料、改進了線圈結構并完成了線圈的成型,同時通過熱態(tài)模擬實驗初步分析了線圈的加熱效果;此后對某鋼廠生產(chǎn)所用的80t鋼包進行電磁出鋼技術改造并在此基礎上完成了線圈的在線測試,考察了線圈的使用效果;最后根據(jù)線圈的在線測試結果對線圈進行了系統(tǒng)優(yōu)化。本文的主要結論如下:(1)通過對比目前感應加熱用線圈材料與類似工作環(huán)境的服役部件材料,選擇Cu-Cr-Zr三元合金材料做電磁出鋼用線圈的原材料,并根據(jù)相圖與該合金的常用成分值設計了線圈的目標成分為Cu-0.4Cr-0.2Zr。按照該成分要求在某冶金設備廠進行了真空熔鑄,并通過熱處理獲得了線圈原材料。最后分析得出成分與性能測定均滿足設計要求。(2)根據(jù)電磁出鋼技術對線圈的加熱效果、環(huán)境溫度、散熱等要求,設計了可用于工業(yè)生產(chǎn)的線圈的形狀及結構尺寸(截面尺寸20×10X2mm,內(nèi)徑d=250mm,高度h=130mm,匝數(shù)n=9)。根據(jù)上述形狀和尺寸要求,在參考目前感應加熱用無氧純銅線圈的制備方法與矩形焊縫式鋼管成型方法的基礎上,完成了線圈的成型。此后對成型線圈進行性能測定,結果滿足設計要求。(3)根據(jù)電磁出鋼系統(tǒng)的工藝要求制備了新系統(tǒng)所用座磚(內(nèi)置感應加熱線圈),并以此為基礎進行了高溫模擬實驗。結果表明,進行55kW高功率加載120s后可以將燒結層Fe-C合金溫度升高到燒結溫度以上并熔化,實現(xiàn)模擬狀態(tài)下的鋼包開澆。(4)對某鋼廠生產(chǎn)所用的80t鋼包進行電磁出鋼技術改造,并在此基礎上進行了現(xiàn)場工業(yè)實驗。實驗結果表明,置入裝有線圈的座磚后,正常運行至澆鑄位后線圈加載功率并通氣冷卻,打開滑板后松散的Fe-C合金下落,20kW功率加載5min,線圈穩(wěn)定運行。繼續(xù)進行鋼包盛鋼正常作業(yè),鋼包檢修時打開座磚線圈燒斷失效,線圈需要進一步優(yōu)化。(5)針對線圈材料的高溫耐受性不足出現(xiàn)連續(xù)作業(yè)時效的問題,對材料進行了成分與熱處理工藝的優(yōu)化。高合金添加量的材料Cu-0.6Cr-0.2Zr,經(jīng)過980℃×1h的固溶處理后水淬,經(jīng)過50%冷變形和450℃/6h時效處理后獲得最佳的性能,超過未處理前和Cu-0.4Cr-0.2Zr。
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF777
【圖文】：

ＳＩＳＧ３５０２的高碳硬線鋼、德國蒂森鋼鐵公司、以瑞典Ｏ－ＶＡＫＯ公司為代表的“ＵＨＰＥＡＦ逡逑—ＬＦ—１Ｃ”軸承鋼；日本山陽特殊鋼廠、中國大同特殊鋼公司的齒輪鋼；中國本鋼特鋼、逡逑太鋼的不銹鋼；以及重軌鋼、彈簧鋼和石油用管線鋼等［３］。圖１．１為模鑄的示意圖。逡逑ＨＺＺＺ５邋１邐１—１邐１邋小鋼＆逡逑２邋水口逡逑３中柱管逡逑Ｉ丨＿１邐４鋼癥模逡逑：：邋Ｍ邐５邋底盤逡逑（ａ）：上注法：邐０＞＞ｓ下注法逡逑圖１．１模鑄示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｏｌｄ邋ｃａｓｔｉｎｇ逡逑早在１９世紀中期貝塞麥就提出了連續(xù)澆鑄液態(tài)金屬的設想。由于當時科學水平的逡逑限制，未能應用于工業(yè)生產(chǎn)。直到１９３３年，現(xiàn)代連鑄的奠基人容漢斯提出并發(fā)展了結逡逑晶器振動裝置之后，才奠定了連鑄技術在工業(yè)應用上的基礎。從２０世紀３０年代開始，逡逑連鑄也成功地應用于有色金屬生產(chǎn)。從２０世紀５０年代起連鑄開始用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)，逡逑之后就進入了連鑄全盛發(fā)展的時期。連鑄技術是當代鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個非常引人注目逡逑的動向。連鑄之所以發(fā)展如此迅速，主要是它與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄技術相比具有較大的逡逑技術經(jīng)濟優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。逡逑（１）

ＳＩＳＧ３５０２的高碳硬線鋼、德國蒂森鋼鐵公司、以瑞典Ｏ－ＶＡＫＯ公司為代表的“ＵＨＰＥＡＦ逡逑—ＬＦ—１Ｃ”軸承鋼；日本山陽特殊鋼廠、中國大同特殊鋼公司的齒輪鋼；中國本鋼特鋼、逡逑太鋼的不銹鋼；以及重軌鋼、彈簧鋼和石油用管線鋼等［３］。圖１．１為模鑄的示意圖。逡逑ＨＺＺＺ５邋１邐１—１邐１邋小鋼＆逡逑２邋水口逡逑３中柱管逡逑Ｉ丨＿１邐４鋼癥模逡逑：：邋Ｍ邐５邋底盤逡逑（ａ）：上注法：邐０＞＞ｓ下注法逡逑圖１．１模鑄示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｏｌｄ邋ｃａｓｔｉｎｇ逡逑早在１９世紀中期貝塞麥就提出了連續(xù)澆鑄液態(tài)金屬的設想。由于當時科學水平的逡逑限制，未能應用于工業(yè)生產(chǎn)。直到１９３３年，現(xiàn)代連鑄的奠基人容漢斯提出并發(fā)展了結逡逑晶器振動裝置之后，才奠定了連鑄技術在工業(yè)應用上的基礎。從２０世紀３０年代開始，逡逑連鑄也成功地應用于有色金屬生產(chǎn)。從２０世紀５０年代起連鑄開始用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)，逡逑之后就進入了連鑄全盛發(fā)展的時期。連鑄技術是當代鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個非常引人注目逡逑的動向。連鑄之所以發(fā)展如此迅速，主要是它與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄技術相比具有較大的逡逑技術經(jīng)濟優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。逡逑（１）

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 崔美棠;;鋼包座磚的改進對自動開澆率的影響[J];耐火材料;2014年06期

2 劉興安;王強;劉鐵;赫冀成;;電磁出鋼系統(tǒng)中感應加熱線圈工況溫度分析[J];東北大學學報(自然科學版);2014年01期

3 王鵬飛;梁明;徐曉燕;焦高峰;馬小波;盧亞鋒;李成山;;Cu-Nb多芯復合材料的研究[J];材料導報;2013年21期

4 張豐收;李兮蒈;金建利;;薄壁矩形管彎曲成形起皺變形的研究綜述[J];現(xiàn)代制造工程;2012年11期

5 李德軍;劉興安;王強;赫冀成;;電磁出鋼裝置中座磚內(nèi)溫度分布的分析[J];東北大學學報(自然科學版);2012年05期

6 高翱;王強;李德軍;柴海山;趙立佳;赫冀成;;電磁出鋼系統(tǒng)中Fe-C合金的狀態(tài)研究[J];金屬學報;2011年02期

7 杜亞偉;文光華;唐萍;;模鑄在大鋼錠及特殊鋼生產(chǎn)方面的比較優(yōu)勢[J];金屬世界;2009年05期

8 姜鋒;陳小波;蔣龍;陳蒙;;鉻鋯微合金化高強高導銅合金的研究進展[J];熱加工工藝;2009年02期

9 祝洪喜;鄧承繼;白晨;張衛(wèi)鋼;;鋼包用引流材料的特性與控制參數(shù)[J];煉鋼;2008年05期

10 楊衛(wèi)國;陳家軍;陳大揚;黃云鋒;;鉻渣的危害與解毒技術[J];中國環(huán)保產(chǎn)業(yè);2008年01期

本文編號：2735976