特种电冶金工艺技术的发展与应用

手动风量调节阀特种电冶金工艺技术的发展与应用
  摘要:现阶段,冶金行业发展迅速,在冶金行业中,特种电冶金工艺技术在冶金行业中应用,能够有效的实现对这种分特殊金属的提炼,对冶金行业的发展具有重要的意义。本文对电子束熔炼技术、等离子熔炼技术、冷坩埚感应熔炼技术与冷床炉熔炼技术这四种特种电冶金工艺的发展与应用进行了探讨,希望可以为推动特种电冶金工艺技术的进一步发展与广泛应用提供一定的借鉴与参考。
        关键词:冶金;新技术;应用
        引言
        特种冶金是生产高端特殊钢和特种合金的主要手段,一直是国内外冶金技术竞争的制高点。本文首先回顾和总结了传统特种冶金技术的种类,概述了特种冶金技术的最新技术发展。
        1电子束滴熔技术
        滴熔法是处理难熔金属的特殊方法,例如钽、铌等,棒形原料一般被水平输入或者直接进行滴熔至抽出锭,所抽出正在增长的钢锭底部需要保持溶池液位。大部分第一次进行熔炼的钢锭都需要再次进行重熔,进而才能够达到质量的要求。现阶段滴熔的坯料供给方式有两
种,即水平式与垂直式。若需要进行重复重熔,那么则需要使用垂直式。目前的滴熔炉一般均采用两个或两个以上的电子,通过反射电子束,减少内部金属的蒸发以及飞溅,所熔化的金属会滴至一个水冷型铸模内,以此消除气体并蒸发掉内部的各种杂质,同时还可以完成连续铸造。对于一些较为特殊钢的熔炼,电子束滴熔的方式可以有效确保钢锭的纯度及性能,此方法所生产出的钢锭质量远远优于真空电弧方法以及电渣重熔方法,但是对于实际的生成加工成本较高,一般会用于制造一些高耐磨的机器元件。
        2等离子熔炼技术
        等离子熔炼技术是一种利用等离子电弧所产生的热能来实现对金属冶炼的方法,主要用于特殊钢、超低碳不锈钢、高温合金以及活泼和难熔金属的生产。早在18世纪中期,就已经存在使用电弧来熔化金属的方法,随着技术的发展,金属冶炼中电弧逐渐的被等离子弧来替代。在20世纪50年代末,美国一家公司研制了等离子电弧炉,与此同时,苏联、东欧等发达国家也相继加入了等离子熔炼技术的研究当中来,有效地推动了等离子熔炼技术的发展。在20世纪80年代,等离子熔炼技术已经相对较为成熟,且等离子电弧炉的规模也越来越大。等离子熔炼可分为一次熔炼和二次重熔两种方式。一次熔炼是用废钢和铁合金或其他块状粗级金属作原料,在耐火材料坩埚中熔化成金属液的过程。二次重熔是将通过
其他冶炼方法初炼的金属或合金用等离子电弧重新熔化和精炼,并在水冷结晶器中凝固成锭的过程。等离子熔炼作为特种电冶金工艺技术的一个重要分支,普及度相比其他熔炼技术较低。一方面,等离子熔炼技术在应用前期需要投入的设备成本相对较高,而且在实际的生产应用中对各种材料的消耗也较大。另一方面,等离子的寿命较低,在应用过程中需要及时的更换损耗的等离子。因此,为了推动等离子熔炼技术的进一步广泛应用,不仅需要进一步推动等离子熔炼设备技术性能的提升,还要注重研发高寿命的等离子,以降低等离子熔炼技术应用的成本,提升等离子熔炼技术的应用优势。
琉璃砖        3冷坩埚感应熔炼技术
        冷坩埚感应熔炼技术是一种利用高频交换电磁场来实现对金属冶炼方法,由于熔融金属玉坩埚壁之间始终保持一种非接触的状态,所以能够有效的避免坩埚材料对于熔炼金属程度的影响。冷坩埚感应熔炼技术的雏形为感应渣熔炼技术,但是感应渣熔炼技术在应用过程中会有一定的熔渣混入熔体,影响到金属的程度,这一问题导致感应渣熔炼技术没有得到广泛的应用。为了避免熔渣对金属材料的污染,很多公司都在加大对感应渣熔炼技术的研究力度。在80年代初期,美国一家公司提出了利用高频磁场来避免熔融金属与坩埚壁进行接触的一种熔炼方法,这种方法能够有效地避免熔渣对于金属材料的污染,而且在熔
炼的过程中坩埚壁温度为冷态,因此,这种技术被称作为冷坩埚感应熔炼技术。
        4大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制技术
        随着钢锭直径的增加,中心的冷却条件恶化,钢锭中心偏析、疏松、缩孔等普通钢锭的缺陷会随之而产生,电渣钢锭的凝固特征消失,钢的各种性能下降。解决这些凝固缺陷的关键是严格控制电极的熔化速度。为此,发了电渣重熔过程凝固数学模型,将工艺参数与电渣锭的凝固参数,如局部凝固时间和偏析系数等相结合,实现了数学模型的实际应用,有效地提高了产品质量。同时,还进行了电渣炉周围磁场强度分布的数值模拟,对不同的炉型布置方式进行了分析,设计出了合理的电渣炉结构布置方式。在上述研究基础上,开发了递减功率凝固控制模型、电极插入位置自动控制技术(恒渣阻控制)、研制了智能化的电渣炉成套设备和工艺技术。实践证明,合理的熔化速度对于保证大型钢锭的凝固质量非常有效。
        5粉末冶金的应用
        粉末冶金技术是一项将零件和材料设备统一应用的冶金方式,它具备节省材料、保护环境、节能以及高效等诸多特性,现阶段的诸多冶金企业已经将这一技术融入到生产中。当前粉末冶金技术的发展方向更多地趋向于低成本、高性能以及精密化,而这些技术优势,
一般体现在以下两个方面。一是,流动温压技术。流动温压技术通常都是基于温压成型工艺以及粉末压制情况下,将金属粉末注射成型技术充分的结合和发挥,而后将新型的粉末冶金零件进行成型。在应用这一技术的过程中,更多的是提升混合粉末的流动性,与此同时,提升粉末的成型可能以及填充性能,一般在80~130℃的情况下,旧时的压机精密成型,带有复杂几何外形的零件,并具有与孔、螺纹、凹槽压制方向垂直的零件,此时,不必进行二次加工。二是,温压技术。这一技术是最近几年发展并应用的技术,从现阶段的应用情况来看,其具备广泛的发展前景,这一技术通过模具加热系统、粉末输送以及粉末加温等系统,把130~150℃的模具以及预合金粉末加热,而后将其温度控制在上下浮动不超过2℃的范围内,最终实现烧结和压制,形成冶金零件。
tuner接口        6电磁输运技术
        液态金属的传输是冶金工业中必不可少的重要环节。传统的冶金物料传输方式有机械输送和气流输送。机械输送存在重量大、磨损及维修工作量大,设备密闭性差及输送不耐高温等缺点;气流输送,不论是压送、吸送或螺旋空气泵及仓式输送泵等,都存在着能耗大、易磨损及后续气固分离设备庞大等缺点。基于电磁流体传输原理而发展起来的电磁输送装置(电磁泵)构造简单、密闭性好、设备运行平稳,适合熔体的输送工作。电磁泵是
利用磁场和导电流体中电流的相互作用,使流体在电磁力作用下产生流动的装置。根据工作环境的差异和输送介质所要求的压差、流量的不同,电磁泵发展成多种类型。冶金、铸造等工业中,由于工作条件比较苛刻,要求电磁泵的结构简单、工作可靠,因而大部分都采用平面感应式电磁泵。
包覆胶水        结语
        随着时代的前进,对金属材料性能的要求也越来越,特种电冶金工艺技术在冶金行业当中的重要性也日益凸显出来。不同的特种电冶金工艺技术虽然在原理上存在着较大的差异,但其最终目的是实现对特殊金属的高质量熔炼,从而为满足金属材料的性能需求提供服务。总而言之,特种电冶金工艺技术在冶金行业具有广阔的应用前景,这对于冶金行业的健康与可持续发展具有深远的影响。
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