用稀土合金消除含铝铁水所铸活塞环皮下气孔

我厂以0.5吨电弧炉,熔炼合金铸铁活塞环。铸型的砂箱,用铝合金制成。在浇注中,因铁水跑火,经常将砂箱,冲熔成铝块和铝粒,混入炉料。同时,跑箱流出铁水,凝固后,表面附着铝层。这些铝或含铝铁料,加入炉内熔炼,将产生程度不同的皮下气孔。特别是浇注截面小的环体,更为严重。过去,我们对含铝铁水,产生的活塞环皮下气孔。束手无策,只能将整炉铁水倒掉。而且,倒掉铁水,再不能用作炉料,造成极大浪费。后来,据有关资料介绍,“稀土合金有去气作用”的记载,经多次操作试验,确认含铝铁水所铸活塞环皮下气孔,可以用稀土合金作处理剂加以消除。我们以∑Re-24稀土合金作处理剂,先消除皮下气孔。再经提温和调整断面结构。得到既无气孔,金相组织合格的活塞环。例如81年113炉次,在熔炼CA-10平环时,因加入合铝炉料,在出炉前的三角试片上有气孔。经试浇,在环体90°截面表皮下,有严重气孔。(内园较外园严重)处理方法:抓除渣子,加入稀土块5公斤、(每块1-1.5公斤为宜)关闭炉门、停电5分钟;此时,稀土块即在铁水表面轻轻沸腾,而且游动。稀土熔化后,搅拌铁水、浇三角试片、断面无气孔。接着,加C粉约一公斤,提温10门分钟,试浇一垛活塞环,在环体90°截面向园仍有轻微气孔。再经上述处理,加三公斤稀土块,5分钟后,环体气孔完全消     

防止灰铸铁活塞环气针孔缺陷的措施

1 前言 气孔、针孔的铸造缺陷在单、双体活塞环铸造中造成废品所占的比例大约为10％;但是气孔、针孔的出现往往是阶段性的集中在某一时期会成为产品报废的主要原因。最高时产品因此报废竟高达30％～40％左右,严重影响活塞环毛坯的生产。为此,我们对单、双体活塞环气孔、针孔缺陷产生的原因进行了不断的探索,拟定了在生产条件下防止产生气孔、针孔铸造缺陷的工艺措施。     

消除铝活塞气孔缺陷的小经验

铝活塞在浇注冷却过程中,有大量气体需从型腔内向外排出,这些气体一部份是由于型腔空间本身存留空气,一部份由合金从浇包注入型腔时带入的气体,还有熔融合金液与潮湿的外模、内芯及涂料作用面产生的气体等等,这许多气体都需在合金凝固前的一瞬间,通过冒口和外模及内芯的通气槽、通气孔排出,否则将被阻留在型腔内,在铸件凝固过程中,铸件表皮下形成倒梨形的皮下气孔〈见图一〉,这种气孔的位置一般有固定的区域。铸件外表面生成单个集中大气孔,这种气孔的位置一般是不固定的;     

关于石灰石砂铸钢件的气孔

石灰石砂在铸钢件上应用之后存在的问题之一就是在中小型铸件上产生气孔。这种气孔有针孔,侵入性气孔和渣气孔。其中渣气孔是由于石灰石砂粒被钢水冲掉而卷入钢液中并分解,气体不能排出而形成的。这种气孔中有明显的CaO残渣。对针孔和侵入性气孔的形成机理和防止措施的研究也获得很大进展,但看法却还不完全一致。石灰石在高温下分解产生CaO和CO_2,它们在钢水——铸型界面上与钢水中的铁、碳等相互作用是十分活跃的,完全不同于石英砂铸型。气孔的产生与铸钢件的缩沉,蚯状裂纹、CO     

对铸钢件形成气孔机理的探讨

铸钢件中的气孔是砂型或钢液中的气体在钢液中形成了气泡,来不及从钢液中排出,而在铸件内形成的一种空洞。气孔的内壁光滑,表面呈金属或氧化铁的色泽。铸件中的气孔由于气体的来源和形成的过程不同,特征也不同。常为人们所研究的有:针孔和侵入气孔。本文就对其形成的机理作如下研讨:     

点燃式发动机活塞顶环槽磨损的研究

随着点燃式发动机热负荷和机械负荷的不断增长,活塞顶环槽容易出现严重磨损.研究发现有几种因素影响着活塞环槽磨损,例如活塞环表面粗糙度和硬度等,但是主要影响因素是活塞环槽侧面和活塞环侧面的干摩擦接触.分别从活塞和活塞环的角度提出了降低环槽磨损的措施.经过几种方案的试验,结果表明,采用过共晶铝硅合金活塞,环槽为碟形槽,活塞环为圆角处理的扭曲气体渗氮钢环,可有效降低环槽的非正常磨损.     

单体铸造活塞环产生石墨漂浮的初探

我厂生产的内燃机活塞环是在0.5t无芯工频感应电炉中熔炼。单体铸造活塞环出现石墨漂浮在生产中虽然是一种不大常见的组织缺陷;但是,在我们没有完全认识和采取应急措施的时候,产生了石墨漂浮,浇注完毕清砂后,能成形的环只是平时日产量的53％左右。即便成形的环,由于石墨漂浮区石墨密集,所以硬度低、耐磨性差,影响了铸环的基体组织,大大削弱了铸环的机械性能,因此造成是整炉报废。对单体铸造活塞环生产中产生石墨漂浮这一问题,我们进行了分析研究和多次试验,对产生石墨漂浮有了比较清楚的认识,基本掌握了预防和消除石墨漂浮这种铸造缺陷的方法。     

活塞环单体铸造的稀土硅瞬时孕育

一、前言 单体铸造活塞环因石墨过冷或超长达不到国际要求,用硅铁或结晶硅作孕育剂,其孕育量超过0.2％时产生的铸件皮下气孔的废品也是可观的。我厂从80年起,通过仔细观察和多种实验,发现用稀土硅瞬时孕育对上述问题迎刃而解。使单体环的金相组织几乎百分之百达到国际要求;同时也因铸件皮下气孔的消除而使铸造废品减少到20％左右,经济效果在原来的基础上翻了三番多。这种孕育法安全系较大,铁水浇注温度在1250℃以上都可获得较好的金相组织。     

对单体活塞环石墨严重分布不均的探讨

单体活塞环石墨严重分布不均,（又称石墨严重聚集）在金相显微镜下可见到有两种情形:一是大量石墨在铸环上部呈密集状分布,而铸环下部石墨稀疏,数量较少。二是在整个铸环的断面上,有的地方石墨密集,数量较多,而有的地方石墨稀疏,数量较少。这种石墨严重分布不均、是铸造金相缺陷,它的存在对活塞环的机械性能和使用性能都会产生很大影响。因此,探索石墨严重分布不均的成因并找出其防止措施,是我们生产单体活塞环迫切需要解决的问题。 二、单体活塞环石墨分布与凝固方式之间的关系 铸件的凝固方式一般分为逐层凝固、中间凝固和体积凝固方式（又称糊状凝固方式）三种。而凝固方式又是由合金的结晶温度范围At_（c）与铸件断面上的温度降δt的比值所确定时。△t_（c）/δt<1时,铸件趋于逐层凝固方式;△t_（c）/δt>1时,铸件趋于体积凝固方式[1]。单体活塞环 △t_（c）/δt<1时,铸件趋于逐层凝固方式;△t_（c）/δt>1时,铸件趋于体积凝固方式[1]。单体活塞环在不同的条件下具有不同的凝固方式。 1、体积凝固方式 我厂生产的材质为P、W、V、Ti铸铁的活塞环,碳当量都大于4.28％,属于过共晶成份的合金。从Fe_（C）（石墨）相图上可知,凝固开始时首先从液相中析出初生石墨。而共晶石墨及二次结晶过程中     

电炉文摘

用于实验的熔炼炉是一容量为15磅的压力——真空感应熔炼炉。炉子炉室有一个重要的特性是能够在真空状态下熔炼及能够在炉料的浇注或凝固过程之前施一高压。在真空状态下熔炼是为了获得一低气体挥发量的液态金属及防止活泼金属如铝、钛及锆等金属的氧化。这种炉子可以在压力为10~(-5)托到135磅/寸~2的表压力的范围内进行熔炼操作。供电电源为20千瓦,10千赫的发电机。炉子备有一般的真空感     

铸钢件保温冒口的推广应用

在铸钢生产中铸钢的液态收缩较大。铸件设置冒口的主要作用在于凝固期间液态金属对铸件“补缩”。普通冒口采用与铸型相同的造型材料,由于二者的传热性能是相同的,所以液态金属在冒口中维持时间较短,补缩效率很低。其缩孔体积仅占整个冒口体积的14％左右,其中10％左右用于补缩铸件。因而冒口的绝大部分金属被消耗掉,铸件工艺出品率一般只有50～65％,铸件内部也往往由于补缩能力差而出现缩孔、缩松等缺陷。提高冒口的补缩效率就是设法减少冒口的热损失,使冒口钢液维持一定时间的液体     

消除活塞环开口有高低的现象

活塞环开口处外圆不在同一弧面上的高低现象,在我厂颇为普遍。从直径52毫米至直径180毫米的活塞环,不管是平环还是油环或不同形状环,几乎都不同程度的存在着这种不良疵病。（编者注:该厂系正圆桶体毛坯） 一片开口有高低的成品环,装缸后在内燃机的往复运动中高端和低端磨损不一,高端磨损大,低端磨损较小。一片经热定型后开口有高低的半成品环,常常会在以后的再加工时出现径向厚薄不一,造成报废。我们在分析一定的数量因开口漏光的废品环中,发现其54.4％是因开口有高低造成的。但这种现象,目前并未得到应有的重视。 为什么会产生开口有高低呢?一般往往以为是热定型时造成的。其实正确的热定型工艺决不会造成开口高低的。 其主要原因是塞铁不合理:我厂用直方柱塞铁,其横截面是长方形。按要求,装环后环心与塞铁横截面的中心线NM应相重合（图1）。实际上这是很难做到的。因     

中华人民共和国国家标准 内燃机单体铸造活塞环金相检验标准

本标准适用于气缸直径160毫米以下的普通合金铸铁单体铸造活塞环金相组织的检验。 1.技术要求 1.1 石墨:应为适当大小的F型、A型或B型,分散度较大,分布均匀。按本标准第一类别图评定:1—6图合格,7—9图不合格。 1.1.1 石墨长度:按成品环的断面系数分为四类,具体如下: 断面系数 石墨长度（毫米） Ψ 0.8 0.14 08<Ψ1.1 0.17 1.1<Ψ 1.3 0.20 Ψ>1.3 0.22 注:成品环的断面系数指成品环的断面积与周长之比。 1.1.2 E型石墨:在工作表面层内,其数量不超过视场面积的10％。 1.2 铁素体:游离铁素体的数量不超过视场面积的3％。按本标准第二类别图评定:1—4图合格,5图不合格。 1.3 磷共晶:应为单个细小块状或呈断续网状,网孔细小,分布均匀。     

发动机拉缸的原因及诊断方法

发动机拉缸是活塞、活塞环或活塞销在汽缸内的相对运动过程中,因种种原因造成了干磨擦而产生的一种现象;当发展到一定程度时,汽缸表面产生金属熔着,发动机伴有明显的敲缸响;特别严重时,将会使活塞烧蚀严重,汽缸出现沟槽.拉缸是一种事故性损伤,必须严加预防;其产生的原因是多方面的,本文就其产生的原因及诊断进行分析.1 原因分析1.1 活塞顶烧蚀,活塞环岸断裂活塞烧顶多是由爆震引起的,爆震产生极高的气体压力、震动冲击波和噪声,碰击到燃烧室、缸壁、活塞顶,产生清脆的金属敲击声;爆震持续时间过长,将会在短时间内使活塞顶部烧成小凹坑或边缘烧熔.活塞烧熔的残留物、碎粒等,在活塞上下运动换向时将落入活塞与缸壁之间,引起拉缸.为防止爆震,应做到以下几点:     

在内燃机用活塞的槽部铸Ni的发泡体

马兹达公司将Ni发泡体铸在铝合金活塞上的第一道环槽,这种“Ni发泡体复合活塞”从86年3月31日装在具有内冷增压、排气量为3500℃的SL型直喷式柴油机上使用,它比耐蚀高镍铸铁（含Ni为14wt％）环的活塞的重量约轻7％,寿命提高3倍以上。 直喷式内燃机是将燃料直接喷射在燃烧室,第一道环槽直接承受暴发压力,因此必须增强第一道环槽槽部的强度,耐磨性等。 该公司将陶瓷材料用在温度很高的活塞顶部,在槽部采用了Ni发泡体,这样使该活塞的发动机,最高输出为105PS/3200rpm,最大扭矩为;35kgm/2000rpm,可达到最好的动力性能。 这种新开发的活塞是对发泡氨基甲酸乙脂进行镀镍,再将Ni的发泡体铸在铝合金制活塞的第一道环槽上形成一体。 Ni发泡体是住友电气工业制造,将发泡氨基甲酸乙脂进行镀镍后,再经过氧化还原处理,氨基甲酸乙脂被蒸发,然后,将这发泡体固定在模型中进行液态模锻,发泡体的气孔中浸入铝的溶液,形成一体。液态模锻后进行淬火、回火热处理（T_6处理）,在这个热处理阶段,在Ni与Al的界面上生成Ni_（3Al）、Ni_（2Al）_（3）等金属化合物,这都是高耐磨损性的物质,其磨损量仅是单体铝合金的1/5～1/10。     

WZ002726～002735

WZ 002726 真空电弧炉和电渣炉的销售额大增——《Steel Times》,1998,V226,No.5,164(英) 　　近来,随着航空工业的复苏,被冷淡多年的真空电弧炉和电渣炉的销售量大增。德国ALD真空技术公司最近接受了VAR炉和ESR炉的许多订单。如供给美国纽约特殊金属公司的直径为1 016 mm的2台VAR炉。又供给美国合金公司的2台直径为9 944 mm的VAR炉,及供给奥地利B(¨)/(o)hler钢铁公司、美国Carpenter公司、英国Firth Rixson公司的1 016 mm的VAR炉。销出的大容量ESR重熔炉主要用于脱氢及去除非金属夹杂物的特殊冶炼方面。 ［花　皑摘］ WZ 002727 加热炉热工的完善——《Металлург》,1999,No.7,34～37(俄) 　　冶金工业是俄罗斯最大的燃料和动力能源用户,电能消耗占俄罗斯工业用量的30%,炼焦煤占俄罗斯开采量的60%,天然气占10%。和1989～1990年相比,现在大多数企业的单位产品消耗不但没有减少,反而有所增加;然而近20年发达国家的每吨钢单位能耗则降低了25%～30%。文中提出了冶金企业降低能耗的措施,认为当前应注重的是两方面的问题。一是“无需投资”的措施,如加强技术管理,保持工艺和设备的有效工作状态,有计划地平衡生产,等。另一方面是在日常维修范围内的只需少量投资的措施,如：在加热炉和热处理炉上采用有效的隔热耐火材料;控制和管理的标准化与模型化;在加热炉上采用现代余热回收系统;优化加热制度,等。文中举例说明了两台轧机(800和370轧机)所配炉子的热工工作的研究和所采取的措施。该厂根据工艺信息资料和完善的热工测试结果,建立了对炉子温度制度和热工制度的研究方法,完善了炉子的温度制度和热工制度,对炉子结构和自动控制及调节系统均进行了优化。此外,还在炉壁内表面涂以辐射材料,以强化炉内辐射传热,使吨钢燃耗降低了3～5 kg(标准燃料)。采取各项措施后炉子的单位燃耗由74 kg/t降到40 kg/t(标准燃料),同时还提高了加热质量。图2参2 ［郭伯伟摘］ WZ 002728 建造固体燃料高效清洁燃烧的燃烧装置——《Теплоэнергетика》,1999,No.8,61～64(俄) 　　当今固体燃料燃烧装置的开发已达到相当高的水平,但有关环境污染问题仍研究不够。文中分析了各种燃烧方法后指出,采用旋风预燃室的燃烧装置可以得到好的综合效果,既不降低燃烧温度,又可达到环保标准的要求。作者选用多种煤进行了实验研究。实验结果表明,旋风预燃室的燃烧稳定性良好,烟气中氧化氮的含量约为300 mg/m3,灰渣中含碳量不超过1%,灰渣沉降率达到70%～80%。表1图4参4 ［郭伯伟摘］ WZ 002729 利用矩阵分类法选择高效工业炉结构——《Металлургическая　и　Горнорудная Промышленность》,1999,No.3,78～80(俄) 　　对各种炉子的分析表明,炉子的结构- 性能矩阵分类法可以作为探求新的炉子热工和结构系统的手段。文中列出了这种矩阵的表格和各种炉子的类别。通过计算和分析可以认为,工业炉是为了实现具体的工艺过程,应在一定的经济和生产技术条件下进行设计和建造。该分类法是格林可夫的炉子一般理论研究工作的进一步发展。表2参6 ［郭伯伟摘］ WZ 002730 高炉煤气、焦炉煤气及其混合煤气燃烧过程中氧化氮的生成特点——《Сталь》,1999,No.8,89～90(俄) 　　燃烧生成物中的氧化氮是对环境最有害的气体之一,但关于冶金厂的燃料(高炉煤气、焦炉煤气及二者的混合煤气)燃烧过程中氧化氮的生成机理及特点,前人研究较少,本文对此进行了分析。氧化氮的产生有两个来源,一是在燃烧过程中燃料和空气中的氮气被自由氧氧化(所谓“热氧化氮”);二是燃料本身的含氮化合物的燃烧(所谓“燃料氧化氮”)。研究表明,高炉煤气中不仅含有大量的氮气,而且尚含有氮的化合物。该化合物的含量与高炉的运行过程、炉料组成、单位焦炭消耗量、生铁种类等因素有关。在高炉煤气清洗过程中少部分氮化物可随灰尘及水流被清洗掉,但大部分仍残留在气体及其冷凝物中。在燃烧固体燃料和液体燃料时,燃料中的含氮化合物是先进入挥发物中变成氨气和氰化氢;而燃烧高炉煤气时,含氮化合物将完全转变为氧化氮,“燃料氧化氮”的含量将占10%～68%。焦炉煤气中含有大量的含氮化合物,燃烧时将生成“燃料氧化氮”,其所占比例小于高炉煤气燃烧时的含量。这是因为,焦炉煤气的理论燃烧温度(2 050～2 100 ℃)高于高炉煤气(1 420～1 480 ℃),而在高温下氧化氮的主要含量为“热氧化氮”。在冶金厂中,一般是采用热值为8～10 MJ/m3的高炉煤气与焦炉煤气的混合煤气,因此,在燃烧过程中,应同时估计到高炉煤气和焦炉煤气中含氮化合物的含量。表3参5 ［郭伯伟摘］ WZ 002731 电炉中金属加热过程模型的吻合问题——《Энергетика,Известия　ВУЗ》,1999,No.3,71～75(俄) 　　为了节约电炉中金属加热过程的电能消耗,必须建立该过程的数学模型,并不断予以完善。为此,必须解决模型的吻合问题,即如何确定数学模型中各模拟参数的取值,使计算出的温度值与实验值相吻合。文中写出了各参数的关系式及算法,并进行了实验室实验和工业试验。结果表明,利用本文中的数学模型和提出的算法,温度的计算值与实验值相差最大为15 ℃,可令人满意。图4参2 ［郭伯伟摘］ WZ 002732 同轴心扩散火焰气动力学的研究——《Известия　ВУЗ　Черная　Металлургия》,2000,No.1,44～47(俄) 　　为了利用燃料资源,必须开发新的燃烧装置,并对火焰特性进一步加以研究。合理途径之一,是提高火焰亮度(黑度)。为此,建议采用能形成同轴心射流的烧嘴。为了研究这种烧嘴的火焰情况,进行了冷态和热态试验研究。研究表明,燃料的燃烧过程对沿轴线的速度变化规律和冲量分布实际上没有影响,因此在冷态试验中得到的有关结果可以用于燃烧火焰的计算。文中给出了气流速度、动量、可燃物浓度、温度和密度在火焰中分布的实验数据和计算公式。采用同轴心煤气火焰,可以改善火焰辐射特性,易于控制火焰长度。图3表1参10 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002733采用天然气的锅炉环境保护问题——《Теилоэнергетика》,1999,No.8,37～42(俄) 　　文中分析了在执行俄罗斯国家标准“工业用煤气燃烧器*燃烧产物中NOX浓度极限标准”中存在的问题,并指出了降低NOX浓度的途径。根据计算和实验资料,采用废气循环的方法是降低氧化氮排放量的有效手段,其降低程度取决于废气循环倍数r,关系式为NOX/(NOX)r=0=1-0.16r 　　同时,适当的废气循环还可在一定程度上提高锅炉的有效利用系数。另一种可使NOX排放量达到排放标准的措施是采用分段供风燃烧的燃烧装置。该装置是将一部分空气不经过燃烧器内部供入,而是在燃烧器上方供入。这样一来,可以使火焰的初始段在低氧浓度下燃烧,且可降低火焰中心区的温度,从而可显著地减少NOX的生成量。一项实验表明,采用两段式燃烧时,燃烧产物中的NOX浓度由182降到81～85 mg/m3。表2图4参6 ［郭伯伟摘］ WZ 002734 焦炭理论燃烧温度的计算——《Литейное　Производство》,1999,No.12,24(俄) 　　认为一般用的不估计热分解的理论燃烧温度计算方法对于计算冲天炉内焦炭燃烧时所得到的温度值偏高,因为在氧化带实际上存在着CO2分解生成CO的反应。按估计到CO2热分解的方法计算了焦炭的理论燃烧温度,包括鼓风为富氧空气和高温热风条件下的计算。计算结果表明,不估计CO2热分解时理论燃烧温度的计算值,当富氧程度为30%时,要偏高455 K(此时的分解度已＞30%)。计算还表明,富氧程度每提高1%,可使焦炭的理论燃烧温度提高37～32 K;鼓风温度每提高100 ℃,可使焦炭的理论燃烧温度提高36～37 K。表1参2 ［郭伯伟摘］ WZ 002735 在有空气鼓风的牵引式电炉中带钢退火温度的控制——《Известия　ВУЗ　Черная　Металлургия》,1999,No.11,61～64(俄) 　　现代牵引式炉内,带钢的热处理通常是在热气体介质中进行,介质的温度比金属最终加热温度稍高一些,且材料最终温度的控制基本上是依赖于炉子加热段温度的稳定。在个别情况下,根据带钢的厚度和速度可对炉子的热工制度加以控制,但退火质量不会有明显改善,这是因为炉子的热惰性比带钢超出2个数量级。这种炉子的生产率也较低。为提高退火质量和速度,可采取的方案是在炉内实行空气鼓风,这样,可以提高温度梯度,而金属最终温度的偏差可以靠控制炉子加热段低惰性风机的转动频率加以补偿。文中评述了这种温度自动控制系统的工作原理,指出,为了精确控制工件的退火温度,不仅要稳定炉子加热段热载体的温度,而且还应稳定一个综合参数,它取决于风机的转动频率、带钢的热物理性能、几何尺寸和运动速度。图1参3 ［郭伯伟摘］     

WZ002736～002752

WZ 002736 电塑性轧制中料坯加热过程的研究——《Сталь》,1999,No.11,69～71(俄) 　　用电流加热且在一个轧机机架中实现塑性变形的称电塑性轧制。此时,采用电接触(直接)加热,加热的数学模型在大多数情况下可以忽略料坯的导热性。然而在料坯运动速度较小的电塑性轧制中,料坯的导热性会对电加热有显著的影响。因此,该轧制过程中加热数学模型应该估计到料坯的导热性。文中构造了该过程的数学模型。利用本文所提出的数学模型可以计算沿料坯长度方向上的温度分布。文中举例进行了计算。计算结果表明,提高轧制速度会降低料坯进入变形区之前的温度,并且会提高变形区中通过料坯的电流密度。此外,提高轧制速度将明显增加电流密度分布的不均匀性。在较高速度轧制下,电流密度的最大值位于变形区的初始段。图3参3 ［郭伯伟摘］ WZ 002737 煤气和重油燃烧过程质量控制参数的选择——《Энергетика,Известия　ВУЗ》,1999,No.5,64～70(俄) 　　为了以最小的空气过剩系数组织燃烧过程,在工业中可用烟气中O2、CO2和CO的浓度作为燃烧过程质量控制参数。CO2的浓度是一个不很敏感的参数,且当存在不完全燃烧情况下,CO2的浓度值与空气过剩系数的关系不具有单一性。烟气中自由氧的浓度与燃烧室吸风量有关,从而可造成燃烧控制参数的错觉。CO的浓度值与空气过剩系数的关系很敏感,但须注意,当CO=0时,烟气中仍可能存在H2,因此控制时应以CO+H2的浓度为准。此外,还应估计到周围介质的温度、压力等条件的影响。图3表4参6 ［郭伯伟摘］ WZ 002738 使电弧炉运行最佳的计算机软件——《Steel Times》,1998,V226,No.3,96～98(英) 　　介绍了一组使电弧炉各期均运行在最佳状态的计算机软件程序。它在不同的冶炼期,能自动地改变弧流和弧压的工作点,以及串联电抗器的抽头。在电极穿井期,电弧被炉料包围、热能辐射炉料,此时程序给出长弧作业。在主熔化期,运行电抗减小,多种能源利用,程序自动降低电炉变压器电压等级。在钢液升温期,电弧被泡沫渣包围,渣量决定能源利用率,选择更低电压抽头。程序确定了最佳弧长。采用此组软件后,吨钢电耗由423.4 kW*h/t降至364.7 kW*h/t ［花　皑摘］WZ 002739高温炉中碳化硅陶瓷制品的应用——《Сталь》,2000,No.2,58～59(俄) 　　高温炉气中许多部件是在高温条件下工作,如多段式燃烧的燃烧室、脉冲燃烧器、辐射管等。在这些条件下,最合理的方案是将这些部件改为陶瓷制品。燃烧位置的陶瓷部件,其性能在很多方面应接近于金属部件,例如,导热系数要小,线膨胀系数应尽可能小,在经济上要合算等。碳化硅适合做这种部件,而且已广泛应用于燃烧装置上,可用于2 200 ℃高温,在氧化性气氛、还原性气氛和中性气氛中均可采用。制造厂可以制造出任何形状的制品,直径最大可达2 000 mm,高度达4 000 mm,重量达2 500～3 000 kg。文中举出的一种材料性能为：密度3.08～2.95 g/cm3;气孔率＜1.5%;硬度(HRC)＞90;比热容(20 ℃)800 J/(kg*℃);导热系数,30 ℃时为82～180,1 400 ℃时为34 W/(m*℃);热膨胀系数(4.1～4.3)×10-6 1/℃;最高工作温度,在空气中1 350 ℃,在惰性气氛中2 200 ℃。 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002740 热处理炉保护气氛碳势的计算——《Известия　ВУЗ　Черная　Металлургия》,1999,No.6,53～57(俄) 　　在炉内工件热处理的工艺过程中常采用保护气体,对其成分的控制取决于炉子的温度制度和金属成分。当金属表面存在脱碳问题时,则要求保护气氛具有一定的碳势值。本文提出了热处理炉可控气氛的碳势值计算方法,以选定碳势值,保证在给定的热处理工艺条件下碳能均匀地到达金属表面。观察表明,钢料退火炉中采用的气氛一般含有水蒸汽和二氧化碳气体。减少脱碳和提高碳势的最常用的措施是加入天然气(甲烷)。文中根据化学平衡原理推导出碳势的计算公式为 　　［C］=(3)/(αKpX+0.59) 式中：Kp为反应式CO2+H2CO+H2O的平衡常数;α为估计碳的饱和溶解度的系数,其值为 　　α=(3-0.59［C］n)/(［C］n) 其中,［C］n为碳在奥氏体中的溶解度;X为估计到气氛的成分和天然气加入量｛CH4｝g的综合值,即 X=((H2+2CO2+3H2O)2)/(［100+｛CH4｝g+2CO2+H2O］［｛CH4｝g-CO2-H2O］) 文中按上述公式在计算机上进行计算,并将计算结果绘出计算曲线,表明不同的CH4加入量情况下,碳势与气氛成分及温度的关系。图2参3。 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002741 火力热工装置外表面绝热保温效果的分析——《Промышленная　Энергетика》,1999,No.11,35～38(俄) 　　研究了降低热工装置向周围散热损失的途径。通过对各种评价热损失方法的分析,认为对评价方法进一步完善的可能性是引入一个有效利用系数η的概念,它表示未绝热时最大可能的热损失量与有绝热时的热损失之间的相对差值,即 　　η=(q0-q)/q0=1-(q)/(q0) 式中：q0和q分别表示未绝热和有绝热时的热损失量,W/m2。文中展开推导了计算公式,包括炉气对热工设备内表面的对流和辐射传热系数,以及外表面对大气的对流给热系数,并最终可计算出η。在计算中可以忽略炉气对内表面的对流给热,文中对此项忽略进行了分析评估。计算结果表明,如果只估计对内表面的辐射传热而忽略对流传热,外表面保温的技术经济效果的计算值将偏小。图3参7 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002742 可同时加热几种介质的热交换器——《Газовая　Промышленность》,1999,No.12,50～52(俄) 　　通常利用高温烟气加热几种介质时多采用单独的热交换装置分别进行加热,这将增加用地面积,且有时会使加热系统复杂化。本文设计的组装式多级热交换器,可以克服上述缺点。该种余热利用热交换器可用来同时加热水(可几种水温)、空气和压缩空气,等。第1级用来加热水,水温可达90～95 ℃。第2级和第3级为空气预热器,用来加热燃烧用的空气,空气温度可达300～350 ℃,第4级用来预热压缩空气,可由20 ℃预热至150 ℃,从而可使压缩空气消耗量降低30%。第5级也是加热水,可用于采暖和其他热水需求。在某锻造车间安装的多级热交换器性能为：燃烧产物流量4 000 m3/h;燃烧产物温度,入口1 100～1 200 ℃,出口70 ℃;热量利用系数96%～98%;热交换器尺寸为1.5 m×1.5 m×6.4 m。图3参3 　　 ［郭伯伟摘］WZ 002743 在富氧空气煤气燃烧过程中氧化氮的排放——《Сталь》,2000,No.3,82～84(俄) 　　当煤气在富氧空气中燃烧时,一方面由于炉内加热时间的缩短可减少向大气中的氧化氮排放量,而另一方面由于氧浓度的增加会导致氧化氮生成量的增加。因此,需要对富氧的效果进行综合评价,根据化学平衡计算,在1 600～2 000 K的范围内,当空气富氧浓度由21%增加到40%时。燃烧产物中NO的浓度增加不超过10%。但在炉子中的实测结果表明,NOX的排放总量明显增加。对于具体的炉子,NOX的排放量不仅与温度和炉内气氛有关,而且与许多结构方面和热工制度方面的因素有关。图3表1参3 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002744 加热炉热工参数之间的关系——《Кузнечно-штамповочное　Производство》,1999,No.10,38～40(俄) 　　加热炉工作最重要的无因次特性参数为炉温系数ηиир、燃料利用系数ηит、炉了总有效利用系数η和炉子热量有效利用系数ηт。文中根据文献写出了各系数之间的关系为 　　η=(1+Kф)ηт=(1+Kф)/(1+Kпот)ηи.т=(1+Kф)/(1+Kпот)(1-ηиир) 式中：Kф=Qф/Qт,Qф为空气和燃料预热带入的物理热;Qт为燃料发热量。文中根据计算做出了图表,并分析了各因素的地位及相互作用。可以看出,基本的热工参数η和ηт与ηи,т成正比,而与ηпир成线性关系,ηпир越小,ηт和η越大。因此,炉子设计应力求减小炉温系数,以提高有效利用系数和节约燃料。图2表1参6 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002745 轧钢生产用加热炉不稳定工作条件下提高燃料利用效率的途径——《Металлургическая　и　Горнорудная　Промышленность》,2000,No.1,93～97(俄) 　　对各种形式加热炉的分析表明,它们的工作制度是不稳定的。引起工作不稳定的原因有客观上的,也有生产组织主观上的因素。这种不稳定性的工作制度对能源利用水平有显著的影响,因此在炉子设计与操作上均应予以估计。现有炉子设计,包括余热利用系统,均是按炉子最大生产率设计的。分析了当炉子生产率变化时对各种余热利用方法的效率。现代炉子烟气余热的利用方法主要有3种,即：预热料坯、预热燃烧用的空气和采用余热锅炉。计算分析表明,当炉子工作不稳定时(如间断工作待轧),采用预热料坯的方法,其余热利用效率将大为降低。而当预热空气时,不论是炉子正常工作,或是炉子空烧,燃料消耗量均将降低,余热利用效果比预热料坯好得多。余热锅炉的废热利用率是比较高的,但当炉子有停炉时,蒸汽生产不稳定,从而使蒸汽的利用效率大为降低。因此,当存在炉子不稳定工作条件时,烟气余热利用方法的唯一正确选择是预热空气。但是,空气预热装置的热量回收率必须提高。目前,余热锅炉的热回收率是0.7,而换热器仅为0.3～0.5,为了提高预热空气的余热回收率,可以采用蓄热式热交换器,其烟气热量的回收率可达0.95。前苏联科学院高温研究所曾研制了高温空气蓄热式预热器,可将空气加热至1 500～2 000 ℃。各国的蓄热式预热器的热量回收率大多在0.8～0.9。但若估计到蓄热室中有15%的漏气率,故实际的热量回收率约为0.7,接近于余热锅炉的热量利用率。由乌克兰科学院煤气研究所和民族冶金大学研制的蓄热式烧嘴已在一些冶金厂应用。图2表1参8 　　 ［郭伯伟摘］WZ 002746 新一代热处理用真空炉——《Металловедение и Термическая Обработка Металлов》,2000,No.1,22～27(俄) 　　研究了利用真空热处理工艺提高机械零部件工作性能和可靠性的可能性,重点介绍了波兰一家工厂推出的最新一代的真空炉。在该炉中工件加热后可以用高压0.6 MPa的惰性气体气流进行淬火。气体的循环是靠一台涡轮式空气压缩机,将气体由上向下通过一个气流分布装置喷向工件;工件被冷却,而受热的气体将经过冷却器得到降温,然后循环使用。研究结果表明,应用该新一代的真空炉,可以缩短热处理工艺周期的时间,提高断面加热的均匀性,且可减小工件的热应力。在工件冷却阶段,采用高压气体通过多缝隙冷却装置进行冷却,可以扩大处理钢件的品种范围,并可实现等温淬火。在该真空炉中进行处理,实际上避免了淬火裂纹的出现,淬火时变形最小,且可实现等温淬火时各种复杂工件的冷却自动控制。图4表4参12 ［郭伯伟摘］ WZ 002747 德国EWK公司在130 t电弧炉上安装智能式电极控制系统——《MPT International》,1999,V23,No.6,19(英) 　　德国EWK公司最近在其Witten钢厂的130 t电弧炉上安装了一套由法国SPIE公司制造的神经网络支持的智能式电极控制系统。该系统能够始终保持输入炉中的有功功率为最佳值。该套系统特别适宜用来冶炼不锈钢。该设备特性是可靠性高、节省运行成本：熔炼每吨钢节电20 kW*h,节省电极0.1 kg。其特殊功能是能够分析、判断和跟踪校正进入炉子控制环的各项机械参数。例如,由立柱导轨轴承磨损引起的零点特性的任何变化都能被检测出并被补偿。 　　 ［花　皑摘］WZ 002748 应用触媒催化法使烃(碳氢化合物)煤气氧化而获取热量——《Теплоэнерrетика》,2000,No.1,18～22(俄) 　　现有获取热能的主要方法是在燃烧室中将有机燃料燃烧,燃烧时的温度高达1 700 ℃。为了实现燃料在环保方面清洁燃烧,必须把温度降到850～900 ℃,这对于应用通常方法完成气体燃料的均相燃烧过程来说,是无法实现的。提出的催化法与传统的燃烧方法相比有以下优越性：燃烧效率高;不产生对人体健康有害的CO和NOX气体;煤气与空气可以组成任何比例成分的混合物。介绍了一些非传统性的应用触媒使烃煤气氧化的方法,包括三种形式的加热元件、应用系统和热交换计算方法。图4表1参10 ［郭伯伟摘］WZ 002749 给定加热温度条件下物料的加热计算——《Известия　ВУЗ　Черная　Металлургия》,2000,No.2,37～42(俄) 　　文中研究了厚材加热时在一定的加热时间中,为达到给定的物料平均温度和断面温差所需要的热气体温度的优化计算方法。文中给出了完整的数学模型和算法,并举例给出了计算结果。该方法简单而有效,可以用于优化设计和加热制度的控制。图5表1参2 ［郭伯伟摘］WZ 002750 采用蓄热式燃烧器的室式炉内燃料燃烧条件对物料加热均匀性的影响——《Металлургическая　и　Горнорудная　Промышленность》,2000,No.2,97～99俄) 　　高温预热空气后,带来的问题是可能造成局部料坯过热。对于室式炉,在均热期不允许以最大热负荷过热,形成炉内温度的不均匀分布;而为了使料坯达到温度均匀,便需延长均热时间,这又会使金属氧化量增加。本文研究了采用蓄热式燃烧器时保证产品质量和提高加热速度的燃烧条件。研究采用数学模型的方法。室式炉为长方形,炉内两侧各装5个钢锭,每个钢锭重11.9 t,断面直径0.9 m,炉子两端各装一个蓄热式燃烧器,蓄热室系统换向时间150 s。文中共研究了3个因素的影响：(1)火焰出口之后,在火焰中继续燃烧的燃料份额。结果表明,尽管炉子两端的烧嘴进行换向操作可使两端温度均匀,但炉子中部的温度仍偏低,只有当全部燃料都在出口后燃烧,整个炉膛长度方向上的温度才趋于均匀。(2)火焰覆盖的料坯表面积与料坯总表面积之比。火焰越长,该面积比越大。结果表明,当火焰长度与炉膛长度相等时,炉膛内温度趋于均匀。(3)炉气换向时间。计算中换向时间由60 s变化到300 s,结果,炉膛长度上的温度分布基本上没有变化,可见换向时间对温度分布无明显影响。图3表1参4 　　 ［郭伯伟摘］ WZ 002751 控制化学不完全燃烧的煤气及重油燃料的燃烧制度原理——《Энергетика,Известия　ВУЗ》,2000,No.1,55～57(俄) 　　控制不完全燃烧的煤气及重油燃料的燃烧制度必须综合经济和环保两方面的因素加以确定。写出了综合因素的函数形式,重点分析了烟气中排入大气的有害物质一氧化碳和氧化氮的综合控制问题。研究表明,烟气中NOX和CO的含量是相互影响的。实验证明,组织不完全燃烧的燃烧过程,可以降低NOX的含量。当烟气中CO含量为(100～400)×10-6时,氧化氮浓度可降低20%～50%。指出这一结果的原因并非是温度因素的影响,因为当烟气成分中CO+H2＜0.1%时,火焰温度实际上并无明显变化。此外,烟气的毒性主要取决于NOX的含量。文中给出了NOX与CO之间的关系和烟气毒性区域。结论为,从环境角度看,最佳的燃烧制度应是在CO＞100×10-6的范围内。图1参8 ［郭伯伟摘］ WZ 002752 世界上最大的中频无心感应熔炼炉——《Foundryman》,No,12,1999,《Casting Plant and Technology International》,No.4,2000(英) 　　GIFA99期间,德国Mecklenburger金属铸造公司向Inductotherm欧洲公司订购了1台80 t中频无心感应熔炼炉。该公司已有7台由Inductotherm公司生产的中频炉在运行。首套设备由3,5,25 t、1 250 kW、200 Hz VIP Power-Trak○　R型中频炉组成。后来又增添了由3,10,25 t、1 250 kW VIP Power-Trak○　R型中频炉组成的第2套设备。1999年1台25 t中频炉又扩充到第2套设备中,使熔炼设备能提供100 t金属液,可铸造直径超过10 m,重量高达80 t的船用螺旋浆。增添了这台80 t、3 000 kW VIP Power-Trak○　R型中频炉后已能生产世界上最大的铸造重量约180 t的船用螺旋浆。 ［荣念孙摘］