大中断面球铁水平连铸设备主机设计及生产工艺研究

论文摘要

本文针对目前铸铁水平连铸设备由于主机设计上的不尽合理导致拉坯工艺的局限性,因而无法满足大断面球铁型材高效稳定生产的问题,以及大断面球铁型材易产生的一系列质量缺陷,开发研制出DZSL—300型大中断面铸铁水平连铸生产线,选定了合理的生产工艺,在该生产在线稳定生产出多种规格和牌号的大中断面球铁型材。经检验,试产的型材组织性能良好,并作为合格产品供应市场,受到用户好评。在此基础上,对采用微锑合金化和预处理工艺对大断面球铁型材组织性能的提高进行了试验验证,取得了良好效果。主要工作内容及结果如下:设计出DZSL—300型大中断面铸铁单机双流水平连铸生产线的牵引机部分、主机电控系统及相应的液电控制系统。控制系统采用具有创新性的主辅双机跟随高精度直流无级调速系统,使大中断面球铁型材生产要求的拉坯工艺得以实现。该设备在实际使用过程中运行平稳可靠,控制精度高,操控性能良好。针对大中断面球铁型材的特点,选定合理的化学成分;在结晶器型材出口处设计采用先进的二次喷冷装置;选用钇基重稀土镁合金球化剂,采用冲入法进行球化处理,选用75硅铁孕育剂,进行二次孕育;制定出适合大中断面球铁生产的工艺参数,顺利生产出多种规格的大中断面球铁型材。对所生产出的大断面球铁型材的外观质量、金相组织、力学性能进行了分析测试,各项结果均表明本试验生产的大断面球铁型材组织性能优良,填补了该领域国内空白。本文还对添加微量合金元素锑、采用预处理工艺对大断面球铁型材组织性能的影响进行了生产性试验研究,通过对试验数据的深入分析,验证了合理采用两种工艺均可不同程度提高型材质量,微锑合金化显著增加基体珠光体含量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 水平连铸系统简介及目前的发展概况
• 1.1.1 水平连铸系统简介
• 1.1.2 铸铁水平连铸技术发展概况
• 1.2 球墨铸铁型材特点及应用情况
• 1.2.1 球墨铸铁水平连铸型材的组织及力学性能特点
• 1.2.2 球墨铸铁水平连铸型材的应用
• 1.3 大中断面球墨铸铁生产及应用
• 1.3.1 球墨铸铁组织及力学性能特点
• 1.3.2 大断面球墨铸铁生产情况
• 1.4 选题的意义及任务
• 1.4.1 选题的意义
• 1.4.2 课题的主要任务
• 2 DZSL—300型大中断面铸铁型材水平连铸设备主机部分设计
• 2.1 设备总体方案
• 2.1.1 保温炉
• 2.1.2 牵引机
• 2.1.3 同步切割机
• 2.1.4 压断机
• 2.1.5 液压系统
• 2.1.6 电控系统
• 2.2 牵引系统的设计
• 2.2.1 大中断面球铁型材生产对牵引系统的要求
• 2.2.2 牵引机的设计
• 2.2.3 牵引机智能控制系统的设计研究
• 2.3 牵引系统实际使用效果
• 3 大断面球墨铸铁水平连铸型材生产工艺研究
• 3.1 化学成分范围的确定
• 3.1.1 化学成分范围选定原则
• 3.1.2 不同直径球铁型材的化学成分对比试验
• 3.2 炉料配置及熔炼工艺
• 3.3 球化、孕育处理
• 3.4 结晶器工艺规则
• 3.5 二次冷却工艺
• 3.5.1 二次冷却工艺的提出
• 3.5.2 二次喷冷工艺的设计
• 3.6 主要生产工艺参数的选定
• 3.7 生产工艺的改进研究
• 3.7.1 添加微量合金元素
• 3.7.2 预处理工艺的应用
• 4 大断面球墨铸铁连铸生产及实验验证
• 4.1 大中断面球铁型材外观
• 4.2 试样的生产制备及性能测定
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 型材成分
• 4.3.2 铸态组织特点
• 4.3.3 硬度试验结果及分析
• 4.3.4 拉伸试验结果及分析
• 4.3.5 耐压气密性试验结果
• 4.4 本章小结
• 5 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 建议及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录