正文 第四章 冶金技術(一)(3 / 3)

這種監測設備異常狀態的設備診斷技術,主要就是利用傳感器來進行的,因為傳感器可監測和記錄被測對像的物理性能的異常情況,並通過計算機進行數據處理和邏輯判斷,從而做出正確的診斷結論,以預測故障報警。實現對機器和設備的有效控製(包括停機)。據統計,這種由傳感器來完成的診斷技術可節省維護費用75%左右,而增加監測儀器的投資還不到所節省費用的十分之一。

隨著工廠自動化的進展,對產品質量的要求也越來越高,產品質量的自動化檢測得到了廣泛的應用,檢測技術日新月異。但是,任何自動檢測的技術手段,都是依賴於傳感器技術,例如,目前國外鋼鐵工廠的鋼材自動檢測中采用的兩種新型的高速檢測方法??一漏磁檢測法和熱感應檢測法,也是傳感器技術的新貢獻。

漏磁檢測法主要用於檢測圓銅。將被測棒材通過高頰大功率的磁場線圈,其表麵如有裂紋時,磁場就會出現一個與裂紋相對應的磁場詩常漏磁。高速旋轉的感應探頭掃描到這裏時,表麵磁場的漏磁量會在探頭上感應出電壓變化信號,這個信號經計算機放大處理後,費紋的位置和深度就會被精確地確定和記錄下來。

熱感應檢測法主要用於鋼坯和型鋼的檢測。將被測的鋼坯或型材穿過一個高頻感應線?,鋼材產生的感應電流就會在試件表麵通過,使鋼材表麵的溫度升高兒度,在裂紋存在的區域,電流必須繞過缺陷障礙法通,因此會使溫度升高或降低,這種反應在鋼坯或型材表麵的溫度變化,就可通過紅外線傳感器測量後,經計算機處理並作記錄,從而準確地找出鋼坯缺陷的位置及裂紋深度。

電渣重熔

電渣重熔是一種新型的冶金技術。它是將原料金屬製成電極,然後在特製的水冷結晶器內注入液渣或固態渣,將電極和水冷結晶器通以電流。此時,介於電極和結晶器間的熔渣就產生很高的電阻熱,使金屬得以熔化並得到精煉。出於金屬電極按一定速度下降,熔化的金屬便通過熔渣逐漸在結晶器內沉積、凝固。在整個熔煉過程中,金屬熔液經過了熔渣的強烈的“渣洗”作用,得到了有效的淨化,且在凝固過程中造成有利的結晶方向,提高了鑄造性能。這項技術作為煉綱工藝的應用,得追溯到30多年前。1938年首先在美國進行了研究,但由於政洽和技術上的原因停頓了下來。繼而,在50年代,蘇聯在電渣焊過程中偶然發現共焊縫強度大大商於材料本身的強度,於是便著重研究其冶金機理,並將該項技術成功地轉移到特種材料的電渣冶煉上。到了60年代,該項技術在蘇聯和世界各國便得到了蓬勃的發展。

電渣重熔主要是應用在對材料有特殊要求的鋼種或合金的冶煉上。例如耐熱的宇宙合金、航空用鋼;耐磨的切削刀具、軸承材料;抗變形的特殊用鋼或抗腐蝕的特殊材料等等。經電渣重熔的材料材質純淨、致密,在科技日趨發展,對材料要求越來越高的今天,該項技術的發展方興未艾,在某些方麵已領先於其它特種冶煉技術。然而,有待研究解決的問題還不少。20多年來,始終未能根本解決的有生產率低、能耗大、成本高等問題。

電磁攪拌

電磁攪拌是一種利用電磁力對熔融金屬或流體進行攪拌而達到改變其組織結構和使其純淨化目的的一種技術。在冶金生產中,電磁攪拌技術大有用武之地,它在鋼水的精煉和鋼水的連續澆注方麵正在發揮著愈來愈大的作用。

電磁攪拌技術應用於銅水的連續澆注始於本世紀60年代。隨著各國鋼的連鑄比的不斷提高及用戶對鋼材質量要求的日益嚴格,電磁攪拌技術在70年代和80年代有了迅速發展。目前電磁攪拌技術已廣泛應用於小方坯、大方坯、板坯和異形坯的連鑄生產中。據1986年統計,目前世界上已有十幾個國家的200餘台不同類型的電磁攪拌器投入了使用。

各國在連鑄生產中應用的電磁攪拌器按其磁場類型可分為:恒定磁場型、旋轉磁場型、直線磁場型、螺旋磁場型四類。按電磁攪拌器在連鑄機中所處的位置可分為結晶器中的電磁攪拌、二次冷卻區的電磁攪拌、鑄坯凝固末期的電磁攪拌和組合式的電磁攪拌。

結晶器中的電磁攪拌是將電磁攪拌器安裝在連鑄機結晶器的側壁上,它的主要作用是除掉易於被鑄坯表麵和表層下部捕捉的氣泡和非金屬夾雜物。它不僅能提高鑄坯的純淨度,而且還能使鑄坯得到無缺陷的健全的凝固殼,防止在鑄坯表麵產生裂紋和在鑄坯表層產生氣泡,從而可顯著提高鑄坯的質量。

二次冷卻區的電磁攪拌是將電磁攪拌器安裝在連鑄機的二次冷卻區,它的主要作用是擴大鑄坯中的等軸晶區及促進鑄坯內待定部位聚集的大型非金屬夾雜物的上浮分離。國內外應用實踐證明,二次冷卻區的電磁攪拌對防止鑄坯的中心偏析缺陷有顯著作用。它減輕鑄坯中心缺陷的作用,在連鑄板坯中表現得更為顯著。根據國外鋼廠對由連鑄坯軋製的厚鋼板進行的檢驗證明,采用電磁攪拌與不采用電磁攪拌時相比,鋼板中的缺陷可減少約三分之二。

鑄坯凝固末期的電磁攪拌是將電磁攪?器安裝在連鑄機的末端,它是以分散連鑄坯的中心偏折為目的而采用的一種電磁攪拌技術。

組合式的電磁攪拌,是指在連鑄生產中同時采用上述三種攪拌法或其中任意兩種攪拌法。它是國外最近幾年才發展起來的一種電磁攪拌工藝。它集合了上述三種單一攪拌方式的優點而克服了其不足,可極大限度地提高連鑄坯的質量。對高級合金鋼和不鏽鋼來說,組合式電磁攪拌的效益尤為突出。

最近幾年,我國鋼鐵界對電磁攪拌技術也進行了試驗研究,並取得了初步成效。重鋼三廠、漣源鋼鐵廠、天津?二鋼鐵廠、首鋼試驗廠、成都無縫鋼管廠等都先後在連鑄生產中采用了電磁攪拌技術。

與國外相比,我國連鑄中的電磁攪拌技術尚有較大差距,電磁攪拌技術的應用僅處於起步階段。目前,我國采用電磁攪拌技術生產的連鑄坯的品種規格很少,主要是碳鋼和低合金鋼。各鋼廠采用的電磁攪拌基本上都是二次冷卻區的攪拌,國外最近幾年發展的最有效的組合式電磁攪拌技術尚未采用。

為進一步發展我國連鑄生產中的電磁攪拌技術,我們應盡快開展有關組合式電磁攪拌的試驗研究,以擴大連鑄的鋼種範圍,將電磁攪拌技術用於高合金鋼和不鏽銅的連鑄中,獲取最大的經濟效益。