合金熔炼课程设计

铸造合金及其熔炼 课程设计报告 题目上端盖RuT420的配料及熔炼 姓名 学号 班级 材料成型及限制工程1104班 学院 机械工程学院 指导老师 日期2019年1月 13日 山东理工高校 第 22 页 书目 一零件原始要求 零件名称，结构及尺寸要求，材料，机械性能要求 二选材 材料牌号成分，力学性能 三选用炉料 炉料来源 炉料配比计算 四. 炉体设计 冲天炉炉径设计 炉身高度 有效高度前炉 送风系统 画图 五． 确定熔炼工艺过程 确定主要工艺参数 熔炼前打算 冲天炉熔炼操作 炉况推断及常见故障 特殊处理 六． 热处理 七． 参考资料 一、零件原始要求 （一）零件名称上端盖 （二）零件特点轮廓尺寸Φ420*157 属于小型端盖圆盘类 ，形态简洁，壁厚匀称，在15.7-18之间，铸件毛重34.3kg，精度不高，采纳湿砂型铸造。 （三）要求铸铁牌号RuT420.抗拉强度σb≥420Mpa 名称 牌号 质量（kg） 出品率（） 总耗铁量（kg） 产量（件） 上端盖 RuT420 34.3 80 42.9 批量生产 溶化率冲天炉溶化率为2吨每小时 （四）零件的结构及尺寸 二、选材 （一）牌号RuT420 （二）标准GB/T9439-2019 （三）化学成分选择C3.53.9，Si1.82.6，Mn0.50.8，S0.06,P0.08 Xt残0.020.05，Mg0.0150.025 三、选用炉料 （一）炉料来源原生铁 回炉铁 废钢 硅铁 锰铁 1、原生铁，又称高炉生铁，是含碳量大于2的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.114.3，并含有C、Si、Mn、S、P等元素，是铁矿石经高炉冶炼的产品。是冲天炉炉料的主要组成物。 2、回炉铁，是蠕墨铸铁浇注完后清理的浇冒口、废铸件。按配料的须要加入肯定量，降低铸件成本。 3、废钢，包括废钢件、钢料、刚屑等，加入废钢可以降低铁水含碳量。 4、铁合金，包括硅铁、锰铁、铬铁等铁中间化合物，可以调整铁水的化学成分或配制合金铸铁。 （二）炉料化学成分 炉料 化学成分（质量分数）（） C Si Mn P S 本溪原生铁 4.13 1.82 0.74 0.14 0.12 回炉料 3.4 2.4 0.4 0.06 0.08 废钢 0.35 0.3 0.6 - - 硅铁 - 75 0.5 0.04 0.02 锰铁 1.5 2.5 80 0.2 0.02 （三）常见元素在冲天炉熔炼过程中增减率 增减 C Si Mn P S 炉料C3.2 炉料C3.6 极限范围 060） -010 040 -1050） 0 25100 一般范围 540 - 38 1015 -（1520） 0 5075 （四）冲天炉熔炼过程中各种牌号铸铁碳量增减率 配料C3.6或Si量较高 HT200以下 HT200以上 可锻铸铁 -（38） （510） （1535） 4050 （五）炉前添加合金元素的回收率 元素 添加合金 回收率 Mn 锰铁 8595 Si 硅铁 8090 （六）炉内熔化元素烧损率 元素 C Si Mn P S 烧损率（质量分数）（） 5 -15 -20 不变 80 （七）配料计算 元素 C Si Mn P S 原铁液含量（） 3.33 2.7 0.9 0.08 0.07 蠕化剂按0.2，孕育剂按0.20.8 第一步，计算炉料中个元素应有量，可用下列公式计算 X炉料X铁液/1η 式中 X炉料炉料中元素含量（）； X铁液铁液中元素含量（）； η熔炼过程中元素增减率。 “”号用于元素增加，“-”号用于元素削减。 ① 炉料中碳元素含量C炉料3.3/（15）3.14 ② 炉料中硅元素含量Si炉料2.7/（1-15）3.18 ③ 炉料中锰元素含量Mn炉料0.9/（1-20）1.125 ④ 炉料中磷元素含量P炉料0.07 ⑤ 炉料中硫元素含量S炉料0.06/（180）0.0333 其次步，初步确定炉料配比并进行计算。 确定回炉料按20加入，设新生铁的配比为x，则废钢的配比为100-20-x。设炉料所需含碳量为w，而新生铁、废钢、回炉料含碳量分别为a，b，c，可按下式计算出新生铁的配比axb（100-20-x）c20100w 由①知w3.14、由表格知a4.13、b0.35、c3.4 代入公式得4.13x0.35100-20-x3.4203.14100 x218﹙4.13-0.3557.7 废钢的配比100-57.7-2022.3 第三步，确定配比并计算铁合金的补加量。硅铁、锰铁的补加量可按下式计算 铁合金配比（炉料应有合金含量-炉料中所含合金含量）/[铁合金中合金含量﹙1-合金烧损率﹚] 式中炉料应有合金含量（铁液要求合金量-炉前加入合金量）/（1-合金烧损率） 炉前加入合金量炉前加入铁合金铁合金中合金含量回收率 炉料应有锰元素含量0.9/（1-20）1.125 炉料中所含有锰元素量200.40.5770.740.2230.60.64 锰铁配比（1.125-0.64）[﹙1-0.2﹚0.8]0.76 炉前加入硅铁量0.80.850.750.51 炉料应有硅元素含量（2.7-0.51）﹙1-0.15﹚2.58 炉料中所含硅元素量0.20.240.5770.0180.2230.0030.016 硅铁配比（2.57-0.016）﹙0.750.85﹚4.0 由此定出RuT420配料的成分单如下 炉料 配比 C Si Mn P S 含量 数量 含量 数量 含量 数量 含量 数量 含量 数量 本溪生铁 57.7 4.13 2.38