铜及铜合金熔炼与铸造 -中南大学出版社

铜及铜合金熔炼与铸造

【作者】：娄花芬,黄亚飞,马可定
【出版时间】：2010-12
【字数】：295（千字）
【定价】：￥46.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0206-1
【页码】：175（页）
【开本】：16开

本书以实用为宗旨，以从事铜及铜合金熔铸加工企业的专业人员、管理人员为主要对象，以最新的实践和成果为基础，尽可能简约而系统地介绍铜及铜合金熔铸的基本概念、基本原理、基本方法。本书共分8章：熔炼过程和原理；铜及铜合金熔炼技术；熔炼设备；铜及铜合金熔炼工艺；铜及铜合金铸造原理；铜及铜及铜合金的铸造方法；铜及铜合金铸锭（坯）生产；熔铸产品的质量控制。本书既可供从事铜加工的技术人员、管理人员阅读，也可供相关专业的师生们作为教学参考使用。

第1章熔炼过程和原理

1.1 概述

1.1.1 熔炼过程

1.1.2 金属的形态及其结构

1.2 熔炼过程的物理变化

1.2.1 铜的熔化

1.2.2 金属液温度的均匀性

1.2.3 溶解

1.2.4 挥发

1.2.5 沉降/上浮和吸附

1.3 熔炼过程的化学变化

1.3.1 氧化

1.3.2 还原

1.4 熔体中的气体

1.4.1 气体的形态

1.4.2 熔体吸气及其影响因素

1.4.3 气体的溶解度

1.5 脱气精炼

1.5.1 分压差脱气的热力学分析

1.5.2 分压差脱气法的动力学分析

1.5.3 脱气精炼的方法

1.6 合金化

1.6.1 合金化原理

1.6.2 非合金元素的积淀

第2章铜及铜合金熔炼技术

2.1 备料

2.1.1 原料的种类

2.1.2 原料的要求与预处理

2.2 配料

2.2.1 配料的原则、任务和步骤

2.2.2 配料

2.3 熔炼、熔炼损失与污染

2.3.1 装料和熔化顺序

2.3.2 熔炼损失与降损途径

2.3.3 杂质元素的积累

2.4 熔炉准备与处理

2.4.1 烤炉

2.4.2 清炉

2.4.3 洗炉

2.5 成分调整与控制

2.5.1 补偿

2.5.2 冲淡

2.5.3 成分控制

2.6 精炼、熔炼气氛及熔体保护

2.6.1 “氧化-还原”熔炼

2.6.2 还原性熔炼

2.6.3 敞开式熔炼

2.6.4 熔剂保护及精炼

2.6.5 真空熔炼和电渣重熔

2.7 熔炼方法

2.7.1 熔炼方法分类

2.7.2 感应炉熔炼

2.7.3 反射炉熔炼

2.7.4 竖炉熔炼

2.7.5 真空炉熔炼

第3章熔炼设备

3.1 有铁芯感应炉

3.1.1 工作原理

3.1.2 结构特点

3.1.3 炉衬和筑炉技术

3.2 无芯感应炉

3.2.1 工作原理

3.2.2 设备组成和结构

3.2.3 炉衬技术

3.3 反射炉

3.3.1 设备组成与结构

3.3.2 砌筑与烘烤

3.4 竖炉

3.5 电渣炉

3.6 真空炉

第4章铜及铜合金熔炼工艺

4.1 纯铜熔炼

4.1.1 普通纯铜的熔炼

4.1.2 磷脱氧铜的熔炼

4.1.3 无氧铜的熔炼

4.2 黄铜熔炼

4.2.1 普通黄铜的熔炼

4.2.2 复杂黄铜的熔炼

4.3 青铜熔炼

4.3.1 锡青铜的熔炼

4.3.2 铝青铜和硅青铜的熔炼

4.3.3 铍青铜的熔炼

4.3.4 其他青铜的熔炼

4.4 白铜熔炼

4.4.1 白铜的熔炼特性

4.4.2 白铜的熔炼工艺

第5章铜及铜合金铸造原理

5.1 金属液体的流动

5.1.1 熔体的流动性

5.1.2 金属熔体的流动

5.1.3 浇注与分流

5.1.4 铸造过程的熔体保护

5.2 凝固与结晶

5.2.1 凝固与结晶过程

5.2.2 冷却与热的交换

5.2.3 结晶组织和晶粒细化

5.3 凝固过程气体的析出

5.3.1 气体的析出过程

5.3.2 气孔的形成

5.3.3 促进气体析出和减少气孔的方法

5.4 收缩与铸造应力

5.4.1 收缩与补缩

5.4.2 铸造应力

5.5 润滑

5.5.1 连续或半连续铸造时的润滑

5.5.2 铁模铸造时的脱模与润滑

第6章铜及铜合金的铸造方法

6.1 铸造方法分类及其特点

6.2 立式半连续和连续铸造

6.2.1 结晶器结构设计与一次水冷

6.2.2 二次水冷

6.2.3 液面高度及其控制

6.2.4 热顶铸造和热模铸造

6.2.5 振动铸造

6.2.6 电磁铸造

6.2.7 立式半连续铸造工艺参数的选择

6.2.8 立式半连续和连续铸造机

6.3 水平连续铸造

6.3.1 水平连铸的基本方法

6.3.2 结晶器结构及与炉子的对接

6.3.3 工艺参数的选择

6.4 上引连续铸造

6.4.1 上引连铸的方法和原理

6.4.2 上引连铸结晶器结构

6.4.3 铜线杆上引铸造的工艺控制

6.5 轮带式和钢带式连铸

6.5.1 轮带式连铸

6.5.2 钢带式连铸

6.6 浸渍成形铸造

6.6.1 浸渍成形铸造方法和原理

6.6.2 浸渍成形铸造装置

第7章铜及铜合金铸锭(坯)生产

7.1 纯铜铸锭生产

7.1.1 普通纯铜铸锭生产

7.1.2 无氧铜铸锭生产

7.1.3 磷脱氧铜铸锭生产

7.2 黄铜铸锭生产

7.2.1 普通黄铜铸锭生产

7.2.2 复杂黄铜铸锭生产

7.3 青铜铸锭生产

7.3.1 锡青铜铸锭的生产

7.3.2 铝青铜铸锭的生产

7.3.3 硅青铜铸锭的生产

7.3.4 其他青铜铸锭的生产

7.4 白铜铸锭的生产

7.4.1 普通白铜铸锭的生产

7.4.2 复杂白铜铸锭的生产

第8章熔铸产品的质量控制

8.1 化学成分控制

8.1.1 炉前炉后化学成分取样

8.1.2 化学成分控制要点

8.2 冷隔、流爪及凸瘤

8.2.1 冷隔产生的原因

8.2.2 控制冷隔的方法

8.2.3 流爪与凸瘤

8.3 夹杂(渣)

8.3.1 夹杂(渣)产生的原因

8.3.2 控制夹杂(渣)的方法

8.4 疏松和气孔

8.4.1 疏松产生的原因及控制方法

8.4.2 气孔产生的原因及控制方法

8.5 裂纹

8.5.1 热裂纹形成的机理和影响因素

8.5.2 冷裂的形成及影响因素

8.5.3 控制裂纹的方法

8.6 偏析

8.7 铸锭的全分析

8.8 熔铸工艺卡片

参考文献

铜及铜合金由于具有优良的导热导电性、良好的加工成形性、耐蚀性等优点, 在人类生产、生活的各个领域得到广泛应用, 成为除钢铁、铝以外的第三大金属。随着科学技术的发展和人们物质、文化生活水平的日益提高, 铜及其合金的应用更加广泛。

作为文明古国, 我们的祖先曾对铜的冶炼和铜合金的铸造作出过历史性的贡献——著名的殷商青铜器文化就是世界史上灿烂辉煌的一页。

最近20年来, 我国铜加工行业得到了突飞猛进的发展, 不但铜加工材的产量世界第一, 而且开发了许多世界上先进的技术。同样, 我国铜及合金的熔炼与铸造技术也有了长足的进步, 包括非真空高纯无氧铜熔炼技术、无氧铜带坯水平连铸技术、铜合金上引连铸技术、高温熔体潜流转炉技术、电磁辅助铸造技术等均处于世界领先水平。

熔铸是铜材加工的第一道工序, 而铜合金铸锭(坯)的质量对加工材成品的最终质量至关重要。按照现代质量管理的观点, 熔铸工序属于“特殊工序”应特殊对待。因此, 对熔炼、铸造技术的发展和装备的更新改造、对熔炼与铸造产品质量、工序管理以及对从事熔炼和铸造人才的培养都应当给予高度重视。

本书以实用为宗旨, 以从事铜及铜合金熔铸加工企业的专业人员、管理人员为主要对象, 以最新的实践和成果为基础, 尽可能简约而系统地介绍铜及铜合金熔铸的基本概念、基本原理、基本方法。本书共分8章: 熔炼过程和原理; 铜及铜合金熔炼技术; 熔炼设备; 铜及铜合金熔炼工艺; 铜及铜合金铸造原理; 铜及铜及铜合金的铸造方法; 铜及铜合金铸锭(坯)生产; 熔铸产品的质量控制。本书既可供从事铜加工的技术人员、管理人员阅读, 也可供相关专业的师生们作为教学参考使用。

1987年出版的《重有色金属材料加工手册》第2分册和2007年出版的《铜加工技术实用手册》中第10~19章的内容, 是我国几代铜及铜合金熔铸工作者的实践经验、研究成果和智慧的结晶, 浸透着他们的心血和汗水, 对我国铜加工事业的发展发挥了重要作用。我们对他们的贡献表示敬意!本书在很大程度上承袭了这两本著作的精华, 参阅和引用了许多专家学者的论著和研究成果, 并在编写过程中得到部分专家的具体指导和帮助, 在此, 对他们表示真诚的感谢。

由于编者的学术水平有限, 本书难免存在不妥之处, 我们诚恳地欢迎专家和读者不吝赐教、批评指正。

编者

2010年5月

有色金属是重要的基础原材料, 广泛应用于电力、交通、建筑、机械、电子信息、航空航天和国防军工等领域, 在保障国民经济建设和社会发展等方面发挥了不可或缺的作用。

改革开放以来, 特别是新世纪以来, 我国有色金属工业持续快速发展, 已成为世界最大的有色金属生产国和消费国, 产业整体实力显著增强, 在国际同行业中的影响力日益提高。主要表现在: 总产量和消费量持续快速增长, 2008年, 十种有色金属总产量2 520万吨, 连续七年居世界第一, 其中铜产量和消费量分别占世界的20%和24%; 电解铝、铅、锌产量和消费量均占世界总量的30%以上。经济效益大幅提高, 2008年, 规模以上企业实现销售收入预计2.1万亿以上, 实现利润预计800亿元以上。产业结构优化升级步伐加快, 2005年已全部淘汰了落后的自焙铝电解槽; 目前, 铜、铅、锌先进冶炼技术产能占总产能的85%以上; 铜、铝加工能力有较大改善。自主创新能力显著增强, 自主研发的具有自主知识产权的350 kA、 400 kA大型预焙电解槽技术处于世界铝工业先进水平, 并已输出到国外; 高精度内螺纹铜管、高档铝合金建筑型材及时速350 km高速列车用铝材不仅满足了国内需求, 已大量出口到发达国家和地区。国内矿山新一轮找矿和境外矿产资源开发取得了突破性进展, 现有9大矿区的边部和深部找矿成效显著, 一批有实力的大型企业集团在海外资源开发和收购重组境外矿山企业方面迈出了实质性步伐, 有效增强了矿产资源的保障能力。

2008年9月份以来, 我国有色金属工业受到了国际金融危机的严重冲击, 产品价格暴跌, 市场需求萎缩, 生产增幅大幅回落, 企业利润急剧下降, 部分行业已出现亏损。纵观整体形势, 我国有色金属工业仍处在重要机遇期, 挑战和机遇并存, 长期发展向好的趋势没有改变。今后一个时期, 我国有色金属工业发展以控制总量、淘汰落后、技术改造、企业重组、充分利用境内外两种资源, 提高资源保障能力为重点, 推动产业结构调整和优化升级, 促进有色金属工业可持续发展。

实现有色金属工业持续发展, 必须依靠科技进步, 关键在人才。为了全面提高劳动者素质, 培养一大批高水平的科技创新人才和高技能的技术工人, 由中国有色金属工业协会牵头, 组织中南大学出版社及有关企业、科研院校数百名有经验的专家学者、工程技术人员, 编写了《中国有色金属丛书》。《丛书》内容丰富, 专业齐全, 科学系统, 实用性强, 是一套好教材, 也可作为企业管理人员和相关专业大学生的参考书。经过编写、编辑、出版人员的艰辛努力, 《丛书》即将陆续与广大读者见面。相信它一定会为培养我国有色金属行业高素质人才, 提高科技水平, 实现产业振兴发挥积极作用。

康义

2009年3月