有色金属锭坯生产技术
2007-8
7-122
马宏声
494
有色金属锭坯生产历来是有色金属加工的关键环节。本书汇集作者多年从事有色金属科研、教学和生产中的大量经验和科研成果，详细介绍了铝、镁、铜、锌、铅等多种有色金属熔炼与铸锭的原理、方法、设备和工艺，提供了大量具体、翔实的工艺参数，对高效、低耗、优质、高产地进行有色金属锭坯生产将大有裨益。 本书适合从事有色金属熔炼和锭坯生产的技术人员使用。也可供相关专业师生参考。
1有色金属合金化原理1 11冶金物理化学基础1 111液态金属的结构1 112液态金属的性质5 113金属熔炼过程中的传热13 114金属熔炼过程中的传质16 115金属的蒸发19 116金属氧化的热力学条件22 117金属氧化的动力学条件26 118金属与炉气的作用34 119熔体与炉衬的作用44 12合金组织结构的基本知识46 121合金中的相46 122合金成分及合金相结构对性能的影响52 2有色金属熔炼60 21有色金属中的气体60 211气体在金属中的存在形式60 212气体的溶解度64 213熔体的吸气过程70 214气体在金属内的扩散71 215气眼、气孔的形成74 216金属熔体中气体的检测方法81 22有色金属中的夹杂89 221夹杂的种类和形态89 222夹杂的来源及危害91 223液态金属中气体与非金属夹杂的相互作用93 224熔体中非金属夹杂物的检测方法95 23熔炼过程中合金化学成分的控制97 231炉料组成与配比97 232炉料选择的原则105 233合金配料计算106 234化学成分调整110 24铝合金熔炼114 241铝合金熔体净化114 242铝合金熔体的炉内净化处理124 243铝合金熔体炉外连续净化处理148 244铝合金熔体净化综述158 245铝合金熔炼工艺要点165 246铝合金熔炼炉172 25铜合金熔炼176 251纯铜的氧化除气176 252利用氧化除去纯铜中的杂质元素178 253脱氧179 254纯铜熔炼的工艺要点184 255黄铜的熔炼185 256青铜的熔炼187 257白铜的熔炼190 258铜合金熔炼炉191 26镁合金熔炼201 261镁合金熔炼的工艺特点201 262镁合金熔体的保护202 263镁合金熔体净化208 3真空熔炼212 31真空熔炼技术的发展212 32真空熔炼的理论基础213 321真空熔炼热力学214 322真空熔炼动力学219 33真空感应熔炼222 34真空电弧炉熔炼223 341电弧的形成及构造224 342磁场对电弧的影响226 343稳弧线圈的搅拌作用227 344真空电弧炉227 345真空自耗电弧炉熔炼过程229 346真空自耗电弧熔炼的冶金效果231 35电子束炉熔炼233 351电子束炉熔炼的特点234 352电子束炉和电子枪的结构及工作方式235 36等离子炉熔炼239 361等离子枪及工作原理239 362等离子炉的类型242 4锭坯形成的理论基础249 41熔体的凝固过程249 411纯金属的凝固251 412单相合金的凝固257 42凝固过程的传热275 421金属凝固过程的传热275 422金属凝固过程的传热特点275 423铸锭的温度场276 424凝固过程热交换的基本微分方程280 425水冷模中凝固时的热交换281 426连续铸锭凝固时的热交换285 43熔体流动对凝固过程的影响286 431熔体的对流286 432熔体流动对凝固过程的影响291 44电磁场对凝固过程的影响292 441交、直流磁场对合金凝固过程的影响293 442电流对金属凝固组织的影响295 5铸锭组织形成及控制297 51铸锭典型的宏观组织297 511激冷晶区的形成298 512柱状晶区的形成299 513等轴晶区的形成300 52铸态组织对性能的影响304 521正常组织对铸锭性能的影响304 522异常组织对铸锭性能的影响305 53铸锭宏观组织的控制314 531合理的浇注工艺315 532冷却条件的控制316 533孕育处理317 534动力学细化320 535铝合金晶粒细化323 536铜合金晶粒细化335 537镁合金晶粒细化338 6有色金属锭坯成形方法和设备344 61锭坯生产方法分类344 611锭坯生产方法分类344 612锭坯的质量要求345 62锭模铸锭346 621平模铸锭347 622立模铸锭348 623无流铸锭349 63半连续铸锭350 631半连续铸锭的特点350 632连续铸锭过程中的热交换352 633结晶器内的凝固壳和液穴353 634半连续铸锭的成型工具——结晶器364 635立式半连续铸造机372 636热顶铸锭375 637DC铸锭工艺378 64电磁铸锭389 641电磁结晶器的构造及工作原理390 642EMC铸锭的质量分析393 643CREM和LFEMC铸造法396 65连续铸锭398 651水平连续铸锭398 652立弯式带坯连续铸造408 653线坯水平连续拉铸408 654浸渍成形411 655上铸法413 66连铸连轧416 661Properzi连铸机416 662SCR连铸机418 663Secor连铸机419 664双带式连铸机421 67连续铸轧422 671概述422 672双辊铸轧的基本原理428 673双辊铸轧主要工艺参数442 674双辊连续铸轧设备及工具446 675双辊板带铸轧生产质量控制452 676高速铸轧机454 68连续铸挤456 681概述456 682连续铸挤机的设备结构457 683铸挤基本原理与工艺459 684连续铸挤技术的应用462 7铸锭缺陷464 71偏析464 711微观偏析464 712宏观偏析466 72缩孔与疏松471 721金属的凝固收缩471 722缩孔与疏松的形成474 73裂纹477 731裂纹的种类477 732铸造应力478 733热裂纹480 734冷裂纹488 735防止裂纹的办法488 74冷隔490 741冷隔的形成490
前言能源、信息技术和材料被称为当代文明的三大支柱。有色金属和黑色金属共同构成现代金属材料体系。有色金属及其合金与能源及信息技术的关系十分密切，是国民经济、人们日常生活及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。按资料统计，世界上铜、铝、镁、铅、锌、锡、金、银等八种有色金属的产量虽仅为钢产量的54%，但其产值则达到钢产值的50%以上。近些年来，我国有色金属材料生产得到了飞跃发展，主要有色金属（铜、铝、镁）产量已跃居世界第一，成为名副其实的有色金属生产大国。 有色金属锭坯生产历来是有色金属加工生产的关键环节，对压力加工材料的质量有直接的影响，而且许多工艺因素变化大，不易控制。随着生产的发展，人们越来越清醒地认识到熔铸环节的重要性。生产实践已经证明，新材料的开发研制与熔铸手段的发展相辅相成，相互促进，没有先进的、科学的熔铸工艺，就不可能研究开发出所需的新材料。 我国由有色金属生产大国进一步发展成有色金属生产强国，在生产中必须不断地采用先进的科学技术，才能高效、低耗、优质、高产地进行有色金属材料生产，来满足日益增长的对高、新有色金属材料的需求。为此必须有一大批具有一定理论基础、掌握现代科学技术的技术人员，活跃在科研、生产第一线。为了新一代从事有色金属材料研究和生产的技术人才及现有技术人员知识更新的需要，我根据几十年来从事有色金属科研、教学和生产的一些经验，并汇集相关的资料编写成此书，供从事有色金属材料生产的工程技术人员和科研人员以及相关专业师学习参考。以此为有色金属材料生产的发展，贡献我一点微薄之力。 本书共分7章。第1章是冶金物理化学及合金组织结构的基础知识。第2～3章是有色金属及合金熔炼的基本原理、方法、设备和工艺。分析影响熔体质量的各种因素，讨论气体、夹杂物的形成及去除、防止措施及检测方法。介绍国内外各种熔体炉外连续净化处理新技术、新工艺、新装置的特点、适用范围及效果。第4～7章主要内容是有色金属及合金锭坯形成的理论基础、工艺方法及设备。讨论影响熔体凝固过程的各种因素，分析铸锭结晶组织、偏析、裂纹等缺陷形成条件及控制方法。以翔实的材料介绍晶粒细化技术的理论及应用实践，详尽介绍新开发的各种连续铸锭技术，尤其是高效节能的连续铸轧、连续铸挤等新的成形方法。 限于作者水平，书中疏漏及不当之处，请同行专家学者与读者斧正。 编者 2007年5月
有色金属锭坯生产历来是有色金属加工的关键环节。本书汇集作者多年从事有色金属科研、教学和生产中的大量经验和科研成果，详细介绍了铝、镁、铜、锌、铅等多种有色金属熔炼与铸锭的原理、方法、设备和工艺，提供了大量具体、翔实的工艺参数，对高效、低耗、优质、高产地进行有色金属锭坯生产将大有裨益。 本书适合从事有色金属熔炼和锭坯生产的技术人员使用。也可供相关专业师生参考。
