中頻感應(yīng)加熱爐適合于鑄鋼生產(chǎn)的理由

煉鋼的方法有很多，主要有感應(yīng)爐煉鋼、平爐煉鋼、電弧爐煉鋼等。

在鑄鋼車間上普遍應(yīng)用的電弧爐和感應(yīng)電爐。它們對(duì)原材料要求較松，煉出的鋼水質(zhì)量較高，而且煉鋼周期適合于鑄鋼生產(chǎn)的特點(diǎn)，開爐、停爐都比較方便，容易與造型、合箱等工序的進(jìn)度相協(xié)調(diào)，便于組織生產(chǎn)。另外，電爐煉鋼的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，投資少，基建速度以及資金回收快。

近年來(lái)，串聯(lián)中頻爐煉鋼逐漸發(fā)展。感應(yīng)中頻電爐煉鋼工藝比較簡(jiǎn)單，鋼水質(zhì)量也能得到保證。不少的工廠用感應(yīng)爐煉鋼來(lái)澆注小鑄件，特別是熔模精密鑄造車間，廣泛采用感應(yīng)電爐來(lái)熔煉鋼水。

在重型機(jī)器廠中，至今還使用平爐煉鋼，平爐的容量一般比電爐大，用平爐煉鋼能一次煉出大量的鋼水，適用于澆龐大而復(fù)雜的重型鑄件。但是，平爐煉鋼的周期長(zhǎng)，煉出一爐鋼的時(shí)間一般需要六小時(shí)以上。平爐結(jié)構(gòu)龐大而復(fù)雜，產(chǎn)量低，鋼水質(zhì)量不如電爐，因此它的發(fā)展受到很大的限制。在有些國(guó)家，已不再建新的平爐了。

近幾十年來(lái)，煉鋼工業(yè)中廣泛應(yīng)用中頻感應(yīng)加熱爐煉鋼，這種煉鋼方法速度快，生產(chǎn)率高，鋼水質(zhì)量也得到保證，這種爐子較適用于鋼錠生產(chǎn)。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，直流電弧爐、真空感應(yīng)電爐以及爐外精煉設(shè)備的新的煉鋼方法不斷出現(xiàn)，熔煉出來(lái)的鋼水質(zhì)量大大提高，中頻感應(yīng)加熱爐適合于鑄鋼生產(chǎn)的理由將來(lái)鑄件質(zhì)量會(huì)大為改善。

冶煉鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的冷卻技術(shù)分析

與加熱技術(shù)一樣，從溫度嚴(yán)格控制的必要性來(lái)看，熱軋工序和連續(xù)退火工序的冷卻技術(shù)的發(fā)展值得一提。在熱軋工序中，為提高鋼材的強(qiáng)度、韌性和焊接性等，因此一直在改進(jìn)水冷卻技術(shù)。在連續(xù)退火工序中，為控制冷軋鋼板的冷卻速度，已應(yīng)用了各種冷卻技術(shù)，如采用氣體射流的對(duì)流冷卻、采用輻射管的放射冷卻、采用旋轉(zhuǎn)軋輥的接觸冷卻和水冷卻等。 冶煉鋼鐵生產(chǎn)水冷卻技術(shù)在熱軋工序中，采用水冷控制組織，提高鋼材的強(qiáng)度、韌性和焊接性的材質(zhì)控制工藝tmcp(熱機(jī)械控制工藝)在上世紀(jì)80年代由日本率先采用，從此以后，它成為熱軋工藝中不可或缺的技術(shù)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。tmcp采用的水冷卻方式主要是移動(dòng)式冷卻方式，即一面使鋼板移動(dòng)，一面進(jìn)行冷卻的方式。在輸出輥道的上下面設(shè)置了各種水噴嘴，從上下兩面對(duì)鋼板進(jìn)行快速冷卻。采用tmcp時(shí)，為確保材質(zhì)均勻和形狀平直，要求鋼板必須均勻冷卻，因此可以將下列冷卻方式組合使用。

(1)冶煉層流冷卻

層流冷卻的方法是降低噴嘴出口流速，使水以層流的形狀從噴嘴噴出，沖撞到鋼板上。層流冷卻用噴嘴有圓管狀層流噴嘴和狹縫式層流噴嘴。采用層流冷卻時(shí)，由于水是從距離鋼板較遠(yuǎn)的位置落下，因此能有效xc水的動(dòng)量產(chǎn)生的汽膜，并在水駐點(diǎn)獲得高的冷卻能力。

(2)冶煉噴射冷卻

噴射冷卻的方法是將水加壓后噴出，由此利用其與周圍空氣隔絕的作用，使水的粒度變成100～500μm后沖撞到鋼板上。通過(guò)控制水量密度，可以獲得較廣的冷卻范圍。

(3)冶煉鋼鐵生產(chǎn)噴霧冷卻

噴霧冷卻的方法是從水噴流的外圍吹加壓空氣，使水成粒狀后與空氣一起沖撞到鋼板上。通過(guò)控制空氣量，可以在大的范圍內(nèi)調(diào)整冷卻能力。我們將這種用空氣使水變成粒狀后不會(huì)產(chǎn)生大的動(dòng)量來(lái)控制冷卻能力的方法稱作噴霧冷卻。

(4)冶煉鋼鐵生產(chǎn)浸漬冷卻

浸漬冷卻是將鋼板直接浸漬在水槽中進(jìn)行冷卻的方法。該冷卻裝置構(gòu)成簡(jiǎn)單，但難以控制冷卻的均勻性。通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)，以噴嘴間距、噴嘴直徑和水量密度等為參數(shù)，對(duì)水冷卻法的特性進(jìn)行了定量化。對(duì)許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用回歸式進(jìn)行表示，據(jù)此計(jì)算出各種冷卻方式的冷卻溫度范圍和熱流束的大小。一般說(shuō)來(lái)，采用水冷卻時(shí)，在100～300℃范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)核沸騰區(qū)域，隨著溫度的升高，熱流束會(huì)增大，在200～300℃范圍內(nèi)出現(xiàn){zd0}熱流束，在300～500℃范圍內(nèi)出現(xiàn)由核沸騰變?yōu)槟し序v的轉(zhuǎn)變沸騰區(qū)域，隨著溫度的升高，熱流束會(huì)下降。當(dāng)溫度超過(guò)500℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)表面形成水蒸汽膜的膜沸騰區(qū)域，由于水蒸汽熱阻抗的作用，熱流束會(huì)下降。由于冷卻條件的不同，各區(qū)域的溫度范圍也不同。在轉(zhuǎn)變沸騰區(qū)域，沸騰的現(xiàn)象是不穩(wěn)定的，熱流束會(huì)發(fā)生大的變化。要在該區(qū)域內(nèi)使鋼板均勻冷卻是很困難的，因此幾乎不在該區(qū)域?qū)︿摪暹M(jìn)行冷卻。但是，在熱軋材的冷卻工序中，采用superolac(超級(jí)在線快速冷卻)進(jìn)行冷卻，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變沸騰區(qū)域，能將整個(gè)區(qū)域保持在核沸騰狀態(tài)下，使鋼板均勻、快速冷卻。

2、鋼鐵生產(chǎn)氣體射流冷卻技術(shù)

為xc冷軋后鋼板的加工硬化，目前一般是采用連續(xù)退火爐對(duì)鋼板進(jìn)行退火。實(shí)現(xiàn)了在退火爐內(nèi)一面使鋼板連續(xù)移動(dòng)，一面進(jìn)行冶金學(xué)上所要求的加熱和冷卻循環(huán)。冷卻主要采用氣體射流冷卻技術(shù)，使氣體從噴嘴噴出，沖撞到鋼板上進(jìn)行冷卻。氣體射流方式有配置數(shù)個(gè)圓孔噴嘴的多孔式氣體射流方式和配置狹縫狀噴嘴的狹縫式氣體射流方式。采用狹縫式氣體射流方式時(shí)，噴嘴呈喙?fàn)畈贾?，氣體容易向鋼板寬度方向穿過(guò)，使鋼板寬度方向的冷卻均勻。為防止帶材變形，因此可以在帶材溫度高的區(qū)域使用這種氣體射流冷卻方式。多孔式氣體射流的每單位冷卻能力高，一般用于預(yù)熱帶或最終冷卻帶等板帶和冷卻氣體溫差小的區(qū)域。

3、軋輥冷卻技術(shù)

為提高鋼板的冷卻速度和節(jié)能的要求，軋輥冷卻技術(shù)已應(yīng)用于實(shí)際。軋輥冷卻的方法是使鋼板直接與水從內(nèi)部貫穿流過(guò)的旋轉(zhuǎn)軋輥接觸，通過(guò)接觸傳熱進(jìn)行冷卻。軋輥冷卻法的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力比需要使大量氣體循環(huán)的氣體射流方式的小。根據(jù)軋輥、冷軋鋼板的表面光潔度和介質(zhì)氣體的傳熱系數(shù)，可以近似地計(jì)算出軋輥冷卻的接觸傳熱系數(shù)。軋輥冷卻的課題是解決軋輥寬度方向的均勻接觸問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，在軋輥表面開了吸氣用的小孔，利用吸入壓力使軋輥和鋼板接觸，采用這種抽吸方式使氣體射到鋼板表面，利用氣體的噴射動(dòng)壓，可使軋輥和鋼板均勻接觸。采用軋輥冷卻的傳熱系數(shù)是氣體射流冷卻的5～10倍。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)軋輥的水路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提高了軋輥殼體部分的傳熱效率，降低了制造成本。