Flexible Furnace Concepts for Vacuum Heat Treatment Combined with High-pressure Gas Quenching

IN the past five years the process combination of vacuum hardening, respectively vacuum carburizing with high-pressure gas quenching was successfully introduced to the market, especially in the manufacture of gears. In the meantime furnace concepts for various applications are available to the industry. In the following report three plant varieties are introduced, which differ in process flexibility and throughput. This report also explains criteria for the selection of a furnace in view of the existing application requirements. Besides this a short introduction is given into the vacuum carburizing process and the high-pressure gas quenching technology.

High Vacuum Furnace for HIRFL-CSR

In order to satisfy the requirement of ultra-high vacuum and low out-gassing rate of materials which are used to make HIIRFL-CSR vacuum chambers, a high vacuum furnace for degassing the beam chambers, flanges, and the other vacuum components has been designed and manufactured by IMP and Vacuum Equipment Factory in Lanzhou.

特种合金生产过程中VIDP炉真空系统分析及优化应用

结合特种合金实际生产过程,从设备配置、抽空能力等方面对德国ALD公司VIDP炉真空系统进行分析,并给出了若干优化应用措施。提出将罗茨泵的启停间隙控制在120~180 s;低真空系统两套并联泵组的模式开关开启阈值分别设定为1000 Pa和2500 Pa;根据特种合金易挥发的特性,给出罗茨泵各部位维修保养周期(3~12个月不等),以及合金熔炼过程中充氩破空的具体操作流程;最后针对VIDP-300型炉的真空系统提出提升抽空能力的改造建议。

基于ANSYS的真空热处理炉的温度场分析

利用ANSYS Workbench软件分析了管式真空热处理炉炉膛内部温度场分布,通过模拟隔热层放置位置/厚度、工件盒厚度/材质、筛网厚度/材质对炉膛内部均温区范围及其平均温度的影响,获得了不同热处理炉隔热层、工件盒与筛网的设计参数;通过优选设计参数,可使均温区长度从240 mm提升至320 mm,提升了33.33%,平均温度从958.25℃提升至962.94℃。最后采用优化后的热处理炉结构参数对负载Nd2Fe14B试样的温度场进行了仿真。结果表明,Nd2Fe14B永磁体的均温区范围及平均温度得到了明显提升,磁体平均温度从959.07℃提高到963.06℃,且磁体的温度起伏明显趋于平稳,从±1.06℃优化至±0.21℃。

真空碳热还原温度对电炉钢渣自粉化的影响

为解决电炉钢渣易磨性差,文章采用理论计算结合真空碳热还原的方法对电炉钢渣进行还原研究。通过理论计算确定电炉钢渣中各组分随还原温度升高时的变化情况,从而设定真空碳热还原实验的还原温度区间。实验结果表明,随着还原温度的不断升高电炉钢渣自粉化效果呈现出一个先上升后下降的趋势,同时Fe不断被还原出来并表现出明显的聚集效果有利于后续的分离回收。最佳还原条件为:配碳量16%,碱度R=1,保温60 min,1450℃下电炉钢渣的自粉化率达到93.8%,试样中粒径小于89.2μm颗粒占比高达90%。相较于传统电炉钢渣自粉化研究,在常压空气气氛下,还原温度高达1600℃时,电炉钢渣自粉化率仅达到49.97%,真空碳热还原具有粉化率高还原温度低的明显优势。

大型串联电子束熔炼炉抽真空系统设计研究

针对目前大型串联电子束熔炼炉抽气系统设计选型困难的问题,提出了一套电子束熔炼炉抽气系统设计方法。首先按照真空炉体的气体载荷计算有效抽速,粗选主泵,并用有效抽速和抽真空系统的流导验算主泵的抽速;其次对主泵的前级以及真空炉体的预抽泵进行选型,计算前级泵与预抽泵的抽速;再次计算粗抽时间与抽高真空时间以验证选型的合理性;最后通过试验对设计的电子束熔炼炉系统进行验证。结果表明,所设计的炉体抽真空系统粗抽时间与高真空抽气时间略高于计算时间,极限真空度优于设计要求。该方法计算结果与试验结果具有较高的一致性,可满足类似大型真空熔炼炉的抽真空系统设计需求。

一种电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置研制

电子束熔炼具有高真空、高能量密度、可精准控制等特点,被广泛应用于难熔金属行业。本文依托核工业理化工程研究院电子枪技术和LT102真空装置,设计研制了一套难熔金属电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置。主要阐述了供料、熔铸拖锭装置的设计技术要求,针对难熔金属进行了熔炼功率计算,并对结构设计功能进行了详细介绍。所研制的供料装置具有多工位、换料功能,拖锭装置具备水冷、下拉、旋转功能。最终装配测试的供料、熔铸拖锭装置性能满足设计要求,整体熔炼实验中设备运行良好。

VIM真空感应炉真空度修复分析

以太钢技术中心基础研究所的德国ALD真空感应炉作为研究对象,其连续服役十余年,大量的冶炼试验对真空炉的抽真空系统造成了严重的影响,工作真空度不断降低,导致钢锭质量下降。通过分析真空炉抽真空泵级系统原理,提出将真空泵级系统进行拆解维护修复方案。经过实践证明,该修复方案切实可行,能够大幅度提高真空感应炉的工作真空度。

真空感应悬浮熔炼技术在高纯材料制备中的应用

叙述了真空感应悬浮熔炼技术在制备高温、高纯等合金材料方面的优点,介绍了真空感应悬浮炉的关键技术以及装备的最新发展与应用,讨论了该技术在熔炼高质量特种钢等新材料方面的应用,并分析了该技术在熔炼其他材料等领域的应用及可行性。

烧结钕铁硼相关设备节能降耗改造的研究

本文先对真空烧结炉的基本组成体系展开研究,并阐述了各个系统在使用阶段中所实现的功效。然后再前后二部分研究了真空烧结炉的改进方法,着重针对外部动力设备机械泵和罗茨泵的开机组合和管路优化调整对设备真空效果的影响实行改进。在保证设备性能的前提下改造管路和设备,最终实现由两台机械泵和两台罗茨泵组合改为一台机械泵和一台罗茨泵组合,从而达到提高真空度烧结炉的利用效率的目的,并增强了稳定性和安全性。

钛含量对443超纯铁素体不锈钢凝固组织的影响

通过真空感应炉浇注不同钛含量的443超纯铁素体不锈钢铸锭,并分析研究不同钛含量对443超纯铁素体不锈钢铸锭凝固组织的影响。试验结果表明:443超纯铁素体不锈钢凝固过程中先从液相中析出高温铁素体,随着温度降低析出TiN和NbC。钛含量越高凝固组织的等轴晶率越高、晶粒尺寸越小,在[Ti]为0.3%时,铸锭组织全部为等轴晶,等轴晶率为100%,平均尺寸达到0.56 mm,晶粒球化率为0.85。

DEARSENICATION FROM COBALT-ARSENIC CONCENTRATE BY VACUUM DISTILLATION

ＤＥＡＲＳＥＮＩＣＡＴＩＯＮＦＲＯＭＣＯＢＡＬＴ－ＡＲＳＥＮＩＣＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＥＢＹＶＡＣＵＵＭＤＩＳＴＩＬＬＡＴＩＯＮＤＥＡＲＳＥＮＩＣＡＴＩＯＮＦＲＯＭＣＯＢＡＬＴ－ＡＲＳＥＮＩＣＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＥＢＹＶＡＣＵＵＭＤＩＳＴＩＬＬＡＴＩＯ...

真空相变加热炉内燃烧特性模拟

真空相变加热炉具有排烟温度低、热效率高等特点。针对某油田用300 kW真空相变加热炉内燃烧进行模拟研究,分析不同负荷下炉内温度场、NO_(x)浓度场和速度场的分布特性。结果表明:各负荷在截面高约1.7 m处平均温度均达到峰值,且排烟温度在148.2—177.1℃之间;额定负荷下出口NO_(x)排放质量浓度为52.4 mg/m^(3);在120%负荷下炉内高温区域扩大,NO_(x)排放增大为72.4 mg/m^(3);炉内高温烟气呈螺旋上升状,中心区域可引射烟气回流,从而降低中心火焰温度;该结构炉膛底部存在流体滞留区,通过模拟发现将炉膛底部和燃烧器改为12°倾斜结构,可消除底部滞留区,并在额定负荷下NO_(x)排放质量浓度降低为45.7 mg/m^(3),满足排放标准。为优化真空相变加热炉结构设计提供了参考。

CO_(2)资源化用于钢液精炼的研究进展

将CO_(2)用于钢液精炼是CO_(2)资源化应用于炼钢流程的重要补充。基于CO_(2)用于钢液精炼的最新研究进展,分析了CO_(2)气体在精炼钢液中冶金反应行为,重点综述了常压以及真空精炼过程,CO_(2)作为保护气体、搅拌气体或反应气体等在炉外精炼过程中的应用现状。常压条件下,CO_(2)可防止钢液增氮、调控钢液氧化性并延长底吹元件寿命;真空条件下,CO_(2)不仅能够发挥常压下的作用,且钢液深脱碳、脱气以及去除夹杂物方面的效果更加显著。最后,指出了目前CO_(2)资源化用于精炼过程中面临的问题,认为未来CO_(2)资源化用于精炼过程的研究应从以下2个方面展开:1)优化CO_(2)喷吹工艺;2)深入研究CO_(2)参与炼钢反应的基础理论。

新车型仪表台真空拉伸弯曲成形工艺生产线

真空拉伸弯曲成形工艺是将加热软化拉伸后的皮膜弯曲后粘到带有纹路的仪表台架上,然后通过压机抽真空压制、压合以生产仪表台产品的热成形工艺,采用一模两腔的生产方式,产品生产过程的重要参数(表皮温度、仪表台架温度、上下模具真空度、加工周期)以一定的采样频率传输给追溯系统,同时,产品判断结果(OK/NG)也发送到追溯系统。针对该工艺路线,生产线布局所包含的设备有皮膜投入装置、皮膜搬运装置、皮膜加热炉、压力机、仪表台架加热炉、检查炉、模温机及真空系统、模具和模具切换装置等。

用于等轴晶铸造的真空感应精密铸造炉主流结构及未来发展

首先介绍了三室立式真空感应精密铸造炉的结构特点,然后阐述了其他主要类型精密铸造炉的概况,最后通过对技术与市场情况的对比,分析了当前市场情况与精密铸造炉未来的发展方向。

常减压加热炉余热回收系统优化措施

加热炉是常减压装置热量的重要来源,也是能源消耗最大的设备,占常减压装置能耗的80%以上,其热效率的高低对装置能耗有直接影响。为推进绿色装置创建,从源头控制实现清洁生产,以胜利油田石油化工总厂常减压加热炉为例,从其热效率数据出发,分析装置同比环比数据,梳理常减压装置加热炉运行中存在的问题,得出影响加热炉热效率的主要影响因素是排烟温度和氧含量。结合生产实际对余热回收系统进行优化改造,有效降低了排烟温度,提高了空气进炉温度,实现了氧含量、负压等自动调节,改造实施后加热炉平均热效率提高1.7%,节能效果显著。

一种新型高温真空焙烧炉的结构设计

设计了一种新型高温真空焙烧炉,介绍了技术特点,给出了设备结构。应用结果表明,该焙烧炉生产出的5A分子筛吸附剂产品质量好、产量高、能耗低,为企业带来了良好的社会效益和经济效益,设备亦可推广应用至其他领域。

天然气部分氧化法制乙炔工艺炭黑处理研究

通过对延长石油4万t/a乙炔装置炭黑的生成原理及炭黑生成的控制,来探究炭黑的处理办法。天然气制乙炔技术因为工艺原因会产生大量炭黑废水,正常炭黑质量分数在1.5~3.5%(和工艺技术以及工艺参数有关)。炭黑废水中含有超细炭黑,会影响装置的正常运行。使用真空转鼓过滤技术,将炭黑水浓缩为含水约85%的炭黑滤饼,但含水约85%的炭黑滤饼由于水含量高,仍难以实现炭黑滤饼的资源化和工业利用,只能作为固废填埋,并带来新的环保问题。

油气集输管道加热炉的改造和低碳化运行

对加热炉进行提标增效改造对油气集输管道的绿色低碳运行具有重要意义。文章以输送三高原油2949 t/d的魏荆线为例,从油品性质、加热炉工作原理和炉效率等角度详细分析了管道加热炉的改造效果。结果表明:相比于传统直接式加热炉,真空相变加热炉的炉效率提高12%,平均单耗降低0.098 m^(3)/t,每年节约成本37.15万元;每年减少废气排放112万m^(3),减排二氧化碳当量(CO_(2)e)236 t,实现了低碳减排目标。