(四)涡轮:
在涡轮中进行的是膨胀作功和排气过程。作用是将燃气的热能和压力能转换为轴上的机械功。
涡轮分为轴流式蜗轮和径流式蜗轮两类。
与离心式(径流式)相比,轴流式在大流量的情况下,效率较高,应用广泛。
(五)燃烧室
燃烧室中进行的是燃烧过程,将增压后的空气同燃料进行混合和燃烧,通过燃烧把燃料的化学能以热的形式释放出来。
燃烧室从总体结构上分为三大类:圆筒式燃烧室、管形燃烧室和环形燃烧室。
燃烧室由外壳、火焰管、涡流器、喷油嘴、混合器组成,有圆筒形、管形、环形三类
燃料:可用煤油、柴油、重是油、原油、天然气等。
第二节 金属熔炼设备
金属熔炼是铸造生产中相当重要的环节。熔炼的目的是要获得预定成分和一定温度的金属液,并尽量减少金属液中的气体和夹杂物,提高熔炼设备的熔化率,降低燃料消耗,以达到最佳的技术经济指标。
一、铸铁熔炼设备:冲天炉、反射炉、工频感应炉等。
其中,冲天炉简单、操作方便、熔化率高、成本低,应用广泛。
(一)冲天炉的结构
冲天炉由炉身、烟筒、炉缸和前炉组成。
加料口以下,主风口以上部分,称为炉身;
高于加料口的部分,称为烟筒;
主风口以下至炉底部分为炉缸;
前炉是储存铁水和排渣用。
冲天炉生产率是用每小时能熔化多少吨铁水表示,通常为0.5~30吨/小时(t/h),最常用的为1.5~10吨/小时(t/h),炉子内径越大,其生产率越高。
(二)冲天炉的熔化过程
金属炉料:新生铁、回炉铁、废钢、铁合金。
炉料熔化后,含碳量增高,硅、锰因烧损而减少,磷基本不变,硫含量增大。
所以,脱硫是熔化过程中的重要问题。
(三)生产技术经济指标
1.铁水出炉温度 1400 ~ 1500 ℃。
2.熔化率Q(生产率):每小时熔化的铁水t/h(吨 / 小时)。
熔化强度q:每平方米炉膛面积 (A)能够熔化金属炉料的重量。q=Q/A
一般在q =6 ~ 9 t/m2.h
3.燃料消耗率:用铁焦比α或焦碳消耗率β表示。
国内,冲天炉的铁焦比α一般为8~10,即,焦碳消耗率β为10~12.5 % 。
二、铸钢熔炼设备
氧化还原反应发生钢液内、炉渣内、钢液与炉渣间、炉渣与炉气间,炉渣与炉衬间。
常用的设备:一般工厂为了生产铸钢件,采用电弧炉(容量为0.5~20t)和感应电炉做为铸钢熔炼设备。
(一)电弧炉:依靠石墨电极与炉料之间产生的电弧发热进行冶炼。炉温可达2000℃。
酸性炉衬:价格便宜、寿命长、生产率高,但不能去除硫、磷。
碱性炉衬:可以去除硫、磷,冶炼优质钢,但成本高。
最大优点是热效率高达 75% 。
缺点是钢液吸收氢气。
(二)感应电炉:当工频电流通过感应线圈时,金属炉料在交变磁场作用下,表面层产生感应电流(称为涡流)而发热,使金属熔化并过热达到所需温度。
感应电炉熔化炉料阶段的热效率比电弧炉低,但仍能达到60%左右。
感应电炉的优点在于钢中元素烧损率较低,可以制得含气少、非金属夹渣少、含碳低、合金元素损失少的各种优质钢;其熔炼速度快,能源损耗少,易于实现真空熔炼,适用于中、小型铸钢件熔炼。
缺点是炉渣的温度较低,故其冶金化学反应能力较差,使得炼钢中的一些冶金反应(如脱磷、脱硫、脱氧等)进行得不充分,另外其电气设备价格较贵,对炉衬材料要求较高。
(三)有色金属熔炼
1.有色金属:除铁与铁合金以外的其它金属。常用于铸造的金属有铜、铝、镁、锡、铅、锌等。
2.熔炼要求:金属炉料快速熔化,以免合金元素的烧损,同时要求燃料及电能消耗尽可能少,炉龄要长,操作力求简便。
3.常用设备:坩埚炉、反射炉、电阻炉。
第三节 金属压力加工设备
金属压力加工分为锻造和冲压两种。
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以便获得具有一定机械性能、形状和尺寸的锻件的加工方法。坯料主要是铸锭和棒料。
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件的加工方法。坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
冲压件与锻件相比,具有薄、轻、均、强的特点。
锻造和冲压都属于塑性加工性质,统称为锻压。
锻压设备包括各种锻锤、各种压力机和其他辅助设备。主要有成型用的锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机,以及校正机、剪切机、锻造操作机等辅助设备。
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