鑄鋼件的優(yōu)點之一是設(shè)計的靈活性,設(shè)計人員對鑄件的形狀和尺寸有的設(shè)計選擇自由,特別是形狀復(fù)雜和中空斷面的零件,鑄鋼件可采用組芯這一獨特的工藝來制造。其成形和形狀改變卻十分容易、從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快,有利于快速報價響應(yīng)和交貨期的縮短。形狀和質(zhì)量的完善化設(shè)計(State of the Art)、小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)等特點,都體現(xiàn)鑄鋼件設(shè)計的靈活性和工藝優(yōu)勢:
(1)鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強(qiáng),可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制,適應(yīng)于各種不同工程的要求;可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能,并有良好的焊接性能以及加工性能。
(2)鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng),因而提高了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計和交貨期短等優(yōu)點,在價格和經(jīng)濟(jì)性方面具有競爭優(yōu)勢。
(3)鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件,而大型鑄鋼件的重量可達(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。
鑄鋼爐外精練技術(shù)發(fā)展的趨勢
回顧20世紀(jì)爐外精煉工藝技術(shù)的誕生和發(fā)展歷史,在21世紀(jì),爐外精煉作為重要的煉鋼生產(chǎn)工序,將會得到進(jìn)一步地發(fā)展。新世紀(jì)爐外精煉技術(shù)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為:
(1)真空精煉技術(shù)將會更普遍地應(yīng)用,進(jìn)一步提高鋼液真空精煉的比例,隨著鋼材純凈度的日益提高,要求真空處理的鋼種逐漸增多,真空精煉技術(shù)的應(yīng)用將更加普遍。近,日本新改建的面向21世紀(jì)的煉鋼廠已明確提出全部鋼液進(jìn)行真空處理的發(fā)展目標(biāo)。因此,21世紀(jì)真空冶金和真空精煉技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展。
(2)爐外處理設(shè)備將實現(xiàn)“多功能化",在一臺鋼液精煉設(shè)備中將渣洗精煉、真空冶金、攪拌與噴粉工藝以及加熱控溫功能全部組合起來,實現(xiàn)多功能精煉,以滿足超純凈鋼生產(chǎn)的社會需求。
(3)爐外精煉工藝進(jìn)一步實現(xiàn)化和高速化生產(chǎn),目前,轉(zhuǎn)爐和連鑄工藝的發(fā)展均以高速為目標(biāo),采用高速吹煉和高拉速工藝,提高設(shè)備的生產(chǎn)效率,加快生產(chǎn)節(jié)奏,縮短生產(chǎn)周期。在此條件下,精煉往往成為煉鋼生產(chǎn)流程中的“瓶頸”。特別是LF工藝,受升溫速度的限制,生產(chǎn)節(jié)奏已很難適應(yīng)轉(zhuǎn)爐或高速連鑄的要求。因此,如何進(jìn)一步提高爐外處理設(shè)備的加熱功率和精煉速度,縮短精煉周期,將是21世紀(jì)爐外處理,工藝發(fā)展的重要課題。
(4)在線配備快速分析設(shè)施,21世紀(jì)對鋼材成分的控制將更加嚴(yán)格,爐處精煉作為終鋼液成分控制的精煉工序,為縮短精煉周期,需在線配備快速分析設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),減少等待時間。
(5)實現(xiàn)爐外精煉工藝的智能化控制,主要內(nèi)容包括準(zhǔn)確預(yù)報鋼液精煉的終點成分與溫度,選擇的精煉工藝并利用計算機(jī)控制精煉過程中吹氧、攪拌、加料、合金調(diào)整與鋼液加熱和溫度控制等操作。