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第一篇铸铁1

第一章 灰口铸铁1

第一节 灰口铸铁的规格和用途2

第二节 灰口铸铁的组织和机械性能的关系2

一、石墨对灰口铸铁机械性能的影响5

二、基体对灰口铸铁机械性能的影响8

三、共晶团对灰口铸铁机械性能的影响9

第三节 灰口铸铁的结晶10

一、初生奥氏体的结晶11

二、石墨结晶概述12

三、初生石墨的结晶15

四、共晶石墨的结晶过程16

五、灰口铸铁的二次结晶18

六、灰口铸铁的金相检验19

第四节 影响灰口铸铁组织形成的因素21

一、化学成分对灰口铸铁组织的影响22

二、冷却速度对灰口铸铁组织形成的影响27

三、孕育处理对灰口铸铁组织形成的影响31

四、配料制度对灰口铸铁组织形成的影响32

五、其他因素的影响32

第五节 灰口铸铁件的生产33

一、灰口铸铁件化学成分的选择33

二、灰口铸铁的孕育处理34

三、稀土高牌号灰口铸铁40

四、灰口铸铁的铸造性能43

五、灰口铸铁件的典型工艺分析45

小结47

第二章 球墨铸铁47

第一节 球墨铸铁的机械性能48

一、球墨铸铁件的国家标准48

二、球墨铸铁在静负荷下的机械性能49

三、球墨铸铁的冲击韧性和疲劳强度50

四、球墨铸铁的金相组织52

五、球墨铸铁的金相组织和机械性能的关系53

第二节 球墨铸铁的结晶55

一、球状石墨的析出55

二、球状石墨的生长56

三、球状石墨的形成条件60

第三节 球墨铸铁的化学成分61

一、五元素61

二、镁和稀土元素64

三、常用合金元素64

四、干扰元素65

第四节 球墨铸铁的熔炼及处理技术66

一、球墨铸铁的原铁水熔炼66

二、球墨铸铁的球化处理67

三、球墨铸铁的孕育处理75

四、球墨铸铁的炉前检查75

二、球墨铸铁的收缩77

一、球墨铸铁的流动性77

第五节 球墨铸铁的铸造性能及工艺特点77

三、球墨铸铁的应力78

四、球墨铸铁的铸造工艺特点78

第六节 球墨铸铁的缺陷分析80

一、缩松80

二、夹渣81

三、皮下气孔82

四、石墨漂浮83

五、球化不良和球化衰退84

第七节 球墨铸铁的热处理85

一、球墨铸铁的金相学特点85

二、在加热和冷却过程中球墨铸铁的组织和性能的变化87

三、退火及正火工艺90

四、球墨铸铁的中温转变和等温淬火93

五、调质处理97

第八节 地方生铁的应用98

二、高磷生铁的应用99

一、高硫生铁的应用99

三、高硅、高锰生铁的应用100

小结100

第三章 可锻铸铁101

第一节 白口坯件的石墨化过程102

一、对白口坯件转变过程的观察102

二、固态石墨化的机理103

三、石墨的形状104

四、第二阶段石墨化105

五、退火过程中断口组织的变化105

第二节 可锻铸铁成分的选择106

一、基本元素106

二、微量元素和合金元素108

第三节 可锻铸铁的快速退火110

一、金属型铸造110

二、调整铁水化学成分110

三、炉前孕育处理111

四、改善退火工艺制度114

第四节 珠光体可锻铸铁114

第五节 可锻铸铁的表皮层组织114

第六节 铁素体可锻铸铁的金相标准116

一、石墨形状116

二、石墨形状分级116

三、石墨颗数116

一、控制炉料117

第七节 可锻铸铁的熔化特点117

四、珠光体形状及残余量分级117

二、满风足压操作118

三、冲天炉结构特点118

第八节 可锻铸铁的工艺特点118

一、浇注系统118

二、暗冒口118

三、可锻铸铁的“回火脆性”119

二、在润滑条件下工作的耐磨铸铁120

一、概述120

小结120

第一节 耐磨铸铁120

第四章 特种铸铁120

三、在磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁131

第二节 耐热铸铁136

一、概述136

二、铸铁在高温时的破坏137

三、影响铸铁耐热性的因素及其提高途径137

四、常用的耐热铸铁139

第三节 耐蚀铸铁143

一、概述143

二、影响铸铁耐蚀性的因素及其提高的途径143

三、耐蚀铸铁件生产实例145

小结147

一、支撑部分149

第一节 冲天炉的基本结构149

第二篇铸铁的熔化149

第五章 冲天炉的基本结构及操作149

二、炉体150

三、送风系统150

四、炉顶部分151

五、前炉151

第二节 炉料从其准备152

一、冲天炉用炉料152

三、配料计算159

二、耐火材料159

第三节 操作工艺165

一、修炉165

二、点火及烘炉165

三、装料及熔化166

四、停风和打炉167

第四节 事故排除167

二、炉渣的观察168

一、风口的观察168

第五节 炉况的判断168

三、出渣口的观察169

四、风量和风压的观察169

五、铁水的观察169

六、加料口炉气情况的观察170

第六节 安全操作171

第六章 冲天炉的热平衡172

第一节 热力学第一定律172

一、内能——状态函数172

二、功和热——过程函数173

三、热力学第一定律的数学式174

四、qp与△H175

第二节 冲天炉内的物理热176

一、温度变化时的热效应176

二、相变过程的热效应178

一、热化学方程式180

第三节 炉内的化学热180

二、利用△H=qp计算化学反应的热效应181

三、生成热183

第四节 冲天炉内热平衡184

一、热量供给185

二、热量消耗186

第七章 冲天炉的焦炭燃烧和提温节焦188

第一节 底焦的燃烧188

二、冲天炉内底焦的燃烧189

一、层状燃烧189

三、冲天炉内炉气分布及温度的变化193

第二节 冲天炉内的热交换194

一、金属炉料的预热195

二、金属炉料的熔化195

三、铁水的过热196

第三节 焦炭燃烧的动力学198

一、焦炭燃烧反应的特点198

三、影响化学反应速度的因素199

二、化学反应速度的表示方法199

四、影响扩散速度的因素202

五、扩散区与动力区的划分203

第四节 提高铁水温度、降低焦炭消耗的措施205

一、组织合理的燃烧206

二、改善炉内的热交换219

三、合理的操作工艺222

第八章 冲天炉内元素的变化222

第一节 元素与氧的亲和力223

一、热力学第二定律223

二、熵224

三、自由能225

四、元素与氧的亲和力228

第二节 化学反应的等温方程式230

一、化学平衡与平衡常数230

二、化学反应的等温方程式238

一、炉气的脱碳作用241

第三节 碳的变化241

二、炉渣的脱碳作用242

三、底焦的增碳作用242

四、影响碳变化的因素243

第四节 铁硅锰及其它合金元素的变化245

一、炉气对铁的氧化245

二、氧化物的分解压246

三、硅锰的烧损247

一、硫的变化249

四、其它合金元素的变化249

第五节 硫磷的变化249

二、磷的变化255

第九章 冲天炉结构基本参数的确定256

第一节 炉径256

一、直筒形冲天炉内径D256

二、炉壳直径D2256

一、炉底部分257

第二节 冲天炉的总高度257

二．炉缸258

三、有效高度258

四、烟囱及除尘器258

第三节 送风系统261

一、风口261

二、风箱及风管262

第四节 前炉263

一、前炉内径d及容量263

二、出渣口高度h1264

三、前炉炉底砖底面至前炉炉底砂床表面之间距离h3264

四、出铁口与出渣口264

第五节 热风装置264

一、炉内预热(内热式)264

二、炉外预热(外热式)264

一、雨淋式水冷装置267

第六节 水冷装置267

二、水套式冷却装置268

第十章 代焦技术274

第一节 油炉和煤粉炉的基本结构274

一、炉体274

二、油和煤粉的供给系统274

第二节 油炉和煤粉炉的合理组织燃烧277

一、重油、煤粉的燃烧特性及化铁炉对合理组织烧的基本要求277

三、送风系统277

二、燃料燃烧的空气需要量283

三、油的雾化286

四、煤粉的供给291

五、燃料与空气的混合294

第三节 油炉和煤粉炉的冶金和热交换过程的特点300

一、铸铁的熔化301

二、在熔炼过程中合金元素的变化规律302

三、铸铁熔炼过程的热交换特点303

四，炉型结构基本参数的确定305

一、燃烧的生产调试310

第四节 燃烧的生产调试和熔化工艺310

二，熔化工艺312

三、炉衬侵蚀特点312

第五节 天然气化铁315

一、天然气燃烧的空气需要量315

二、天然气的烧咀及化铁炉结构316

三、熔化工艺和元素的变化316

第六节 工频感应电炉及化铁炉的双联法应用318

第十一章 化铁炉用鼓风机319

第一节 化铁炉常用的风机319

一、8-18型高压离心通风机320

二、罗茨式鼓风机和叶氏鼓风机321

第二节 风机参数的确定323

二、阻力计算——风压的确定324

第三节 风机的选择324

一、风量的确定324

一、风机的串联工作325

二、风机的并联工作326

第十二章 化铁炉的技术测量327

第一节 铁水温度的测量327

一、光学高温计327

二、热电高温计329

二、风量的测量331

一、风压的测量331

第二节 风量、风压的测量331

第三节 炉气分析334

一、取样335

二、测量仪器335

三、吸收液335

附录一 理想气体状态方程336

附录二 溶液的凝固点下降和沸点上升340

附录三 常用的一些热力学数据345