發(fā)布時間：2023-03-01 16:28:03
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的合金工藝論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
為了研究材料的組織遺傳性，對材料中間退火后的金相組織進行了觀察，如圖2。
2中間退火后材料的性能
新型3×××合金材料中間退火后的力學(xué)性能列于表2。可見，退火狀態(tài)下兩種厚度材料的性能相差不太大，其中0．21mm厚度材料退火后的強度稍高，伸長率稍低。拉伸試樣斷口的掃描電鏡觀察如圖3所示。可以看出，其斷口有較深較大的韌窩，呈現(xiàn)明顯的韌性斷裂特征［2］，大而深的韌窩是在應(yīng)力作用下，變形集中在粗大的第二相周圍，導(dǎo)致粗大第二相脫落形成的。
3生產(chǎn)工藝對箔材組織性能的影響
對于退火態(tài)箔材，冷軋變形量是影響箔材再結(jié)晶開始溫度及完全再結(jié)晶所需時間主要因素。在相同退火制度下，箔材冷軋變形量不同，晶粒度就不同。將冷軋變形量為97．4%、41．9%和14．3%的箔材分別進行成品退火制度試驗研究。97．4%冷變形量的成品箔材經(jīng)不同退火制度處理后的組織如圖4所示，可以看出，新型3×××鋁合金箔材隨著退火溫度的提高，晶粒組織沒有明顯的變化，晶粒尺寸在30μm～60μm范圍。41．9%冷變形量成品箔材經(jīng)不同退火制度處理后的組織如圖5所示。可以看出，41．9%冷變形量時新型3×××鋁合金箔材的偏光組織與97．4%冷變形量的有相同的趨勢，即隨著退火溫度的提高晶粒組織沒有明顯的變化。但是前者的晶粒尺寸為60μm～90μm，與97．4%冷變形量的相比較其晶粒有所增大。14．3%冷變形量的成品箔材經(jīng)不同退火制度處理后的組織如圖6所示。可以看出，14．3%冷變形量的新型3×××鋁合金箔材隨退火溫度升高，晶粒尺寸變化不大;但14．3%冷變形量的箔材晶粒尺寸比97．4%和41．9%冷變形量的大得多，在120μm～180μm之間。可見，冷軋變形量對箔材的晶粒尺寸起到?jīng)Q定性的作用。為了研究退火保溫時間對成品箔材組織的影響，以41．9%冷變形量的箔材為例，對箔材在420℃保溫0．5h～15h退火試驗，結(jié)果如圖7。可見，隨著退火保溫時間的延長箔材的晶粒不斷變大，保溫時間12h以后再延長保溫時間其組織沒有發(fā)生明顯變化，表明此時組織已完全再結(jié)晶并且晶粒已充分長大。對于這樣組織的箔材在更高的溫度下其組織也不會發(fā)生明顯的變化，亦即晶粒大小比較穩(wěn)定，所以在生產(chǎn)中，為了保證成品質(zhì)量，確定新型3×××鋁合金箔材成品的退火制度確定為420℃12h。
4箔材的高溫性能和承壓能力試驗
新型3×××鋁合金箔材在610℃0．5h高溫情況下的變形情況如表3。通過試驗后把14．3%冷變形量的新型3×××鋁合金箔材(0．18mm厚)送給用戶委托進行釬焊打壓試驗，打壓五次，平均承壓能力22．8MPa。表明0．18mm厚的新型3×××鋁合金箔材的承壓值遠遠超過0．20mm厚度常用3003鋁合金箔材的承壓能力(17MPa)，其冷加工性能也能夠滿足用戶的加工需要，用戶表示非常滿意，從而解決了換熱器翅片厚度減薄、承壓能力提高的問題。
5結(jié)論
一、開展“兩防一體化”建設(shè)是經(jīng)濟社會發(fā)展對人防工作提出的新要求
人類社會發(fā)展史，特別是一些發(fā)達目家的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)證明，社會的現(xiàn)代化程度越此文來源于文秘站網(wǎng)高，人們的物質(zhì)文化生活水平越此文來源于文秘站網(wǎng)高，政府對社會提供的保障服務(wù)也隨之不斷提高和完善。密切關(guān)注社會生產(chǎn)的安全和人民生活的安全，不斷提高社會運作和人民生活的質(zhì)量，是政府的一項重要職責(zé)。在我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)進程不斷加快，人民物質(zhì)文化生活水平不斷提高，社會物質(zhì)財富不斷豐富的同時，各種災(zāi)害事故隱患也逐漸增加，人民群眾的生產(chǎn)、生活安全和生存環(huán)境，已成為實施經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不可忽視的一個重大問題。我國是世界上災(zāi)害最嚴重的國家之一。有關(guān)資料顯示，建國五十年來，全國平均每年因各種災(zāi)害而死亡的人數(shù)多達數(shù)萬，所造成的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的3—6％，大大高于發(fā)達國家0．3—0．5％的比率。且不說震災(zāi)、水患等自然災(zāi)害，生產(chǎn)、生活中的災(zāi)害事故亦頻頻發(fā)生，在一些領(lǐng)域甚至呈上升趨勢。如化工事故，據(jù)統(tǒng)計，1969年至1981年，全國登記在案的為102起，到1987年已增至3617起，不僅上升趨勢很快，而且造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失也越此文來源于文秘站網(wǎng)來越此文來源于文秘站網(wǎng)大。僅黃島油庫、深圳清水河化學(xué)品倉庫兩起爆炸事件，就造成20多人死亡、100余人受傷，疏散轉(zhuǎn)移居民13萬余人，經(jīng)濟損失達3億多元。這些災(zāi)害事故，不僅給城市建設(shè)和人民生命財產(chǎn)造成了嚴重威脅和損失，而且影響和制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。在經(jīng)濟社會發(fā)展中，全面加強社會保障機制建設(shè)，保障人民群眾生產(chǎn)和生命財產(chǎn)安全，組織人民群眾對自然災(zāi)害和各種突發(fā)事故進行有效的防護與救援，預(yù)防和減少災(zāi)害損失，維護社會穩(wěn)定，已成為各級政府的緊迫任務(wù)。
目前，我國的防災(zāi)和搶險救災(zāi)組織體制和運行機制還比較松散，沒有從總體上建立起一套統(tǒng)一的社會救援組織體制和自如高效的運行機制，各種災(zāi)害救援力量分散于不同行業(yè)，隸屬于不同部門。這種組織體制，固然有專業(yè)性較強的特點，但又有綜合性不足以及條條管理、自成相對封閉體系，不便統(tǒng)籌救災(zāi)準備工作和協(xié)調(diào)使用各種救災(zāi)力量等嚴重缺陷，特別是現(xiàn)在，“復(fù)合型”災(zāi)害越此文來源于文秘站網(wǎng)來越此文來源于文秘站網(wǎng)多，這種救援工作體制更顯得與現(xiàn)實需要不相適應(yīng)，直接影響著防護和救援效果，也難以使防災(zāi)救災(zāi)工作走上制度化、規(guī)范化軌道。預(yù)此文來源于文秘站網(wǎng)防災(zāi)害事故的計劃性、災(zāi)害事故的突發(fā)性和搶險救災(zāi)行動的綜合性，迫切需要建立一個綜合管理開展災(zāi)害事故風(fēng)險評估和研究制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案，統(tǒng)一組織指揮和協(xié)調(diào)使用各種防災(zāi)救災(zāi)力量的組織機構(gòu)，以便有效組織調(diào)度有關(guān)部門、單位，制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案，在出現(xiàn)災(zāi)害事故時，根據(jù)需要采取協(xié)調(diào)一致的行動，形成防災(zāi)和搶險救災(zāi)合力，預(yù)防和最大限度地減煞災(zāi)害事故造成的損失。就目前政府機構(gòu)設(shè)置及其職責(zé)分工情況看，人防部門承擔(dān)防災(zāi)救災(zāi)職能，具有其他部門不可比擬的優(yōu)勢和條件。一是人防部門軍地共管的領(lǐng)導(dǎo)體制和業(yè)已形成的軍地密切協(xié)作的運行機制，便于協(xié)調(diào)軍地兩方面的力量參加重大災(zāi)害事故的應(yīng)急救援；二是人防部門已經(jīng)建立起較為完善的組織指揮體系和通信警報系統(tǒng)，具有實施搶險救災(zāi)指揮調(diào)度的便利條件和迅速有效的災(zāi)情報知手段；三是人防部門既有的組織指揮專業(yè)人才隊伍，熟悉組織指揮的內(nèi)容、方法和程序。由于組織實施人民防空與防災(zāi)救援行動特點相近、方法通用，人防部門的干部隊伍完全有能力承擔(dān)從災(zāi)害事故風(fēng)險評估、防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案準備到組織實施防災(zāi)救災(zāi)行動等一整套防災(zāi)救援任務(wù)；四是人防部門已經(jīng)組建和訓(xùn)練了一支包括七種專業(yè)技術(shù)力量的人防專業(yè)隊伍，可基本適應(yīng)遂行各種搶險救援任務(wù)的需要。戰(zhàn)時組織人民防空和平時組織防災(zāi)救援總體要求和目的的一致性，敵空襲后果和災(zāi)害事故后果的相似性，消除空襲后果和消除災(zāi)害事故后果在組織指揮方法、程序和力量使用上的共同點，說明人防部門承擔(dān)綜合管理防災(zāi)救災(zāi)的職能，既是經(jīng)濟社會發(fā)展的迫切需要，也是合理配置政府職能的最佳選擇。
二、“兩防一體化”是促進人防平戰(zhàn)結(jié)合向更高層次發(fā)展，推動人防向民防轉(zhuǎn)變的必由之路，也是加強人防建設(shè)的重大舉措
在人防平戰(zhàn)結(jié)合進程中，人防工程等設(shè)施的開發(fā)利用，推動了人防建設(shè)由封閉到開放，由消耗型向增值型發(fā)展的歷史性跨越此文來源于文秘站網(wǎng)，是人防工作為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的一項重大成果。“兩防一體化”勢必有力推動人防工作在更寬廣的領(lǐng)域服務(wù)和保障經(jīng)濟社會發(fā)展，更具體地體現(xiàn)其“保護人民的生命和財產(chǎn)安全，．保障社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的順利進行”的宗旨，加快我國人防與國際民防接軌的步伐，這既符合優(yōu)化配置資源的市場經(jīng)濟規(guī)律，也符合國際民防的發(fā)展規(guī)律；既是維護國家和人民根本利益的需要，也是人防建設(shè)新的生機、活力之源。
從國際上看，國外“民防”最早也是以“防空”的概念提出來。隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的變化和經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀需要，“民防”這一概念的內(nèi)涵不斷擴大，不僅包括了防空襲，而且包括了保護居民在戰(zhàn)爭中免受各種傷害，進而延伸到平時保護居民生命和財產(chǎn)安全。當前，在國際上，民防已發(fā)展成為戰(zhàn)時和平時保國保民的一項重要的防御國策，其職責(zé)已從保護平民生命財產(chǎn)少受戰(zhàn)爭和災(zāi)害事故的威脅與破壞，一直延伸到各種人道主義救援；從保存國家戰(zhàn)爭潛力拓展到平時搶險救災(zāi)，甚至保護生態(tài)環(huán)境和人類文明遺址。可見國際“民防”已經(jīng)是一個全方位、多層次、綜合性的概念，其職能已囊括戰(zhàn)時和平時經(jīng)濟社會生活的諸多方面，研究和落實的是生存與發(fā)展這兩個事關(guān)國家安全利益和長遠利益的最基本的問題，是一種體制和機制上的高層次的平戰(zhàn)結(jié)合。我國已于1992年加入國際民防組織，又是一個擁有13億人口的發(fā)展中大國，面對與國際民防的差距，應(yīng)當深入研究國際民防的發(fā)展規(guī)律，借鑒其先進經(jīng)驗和做法。要通過實施“兩防一體化”，推動人防平戰(zhàn)結(jié)合向更深程度和更高層次發(fā)展，把人防戰(zhàn)時防空救災(zāi)的職能延伸到平時的防災(zāi)救災(zāi)，把兩者在體制的層面上結(jié)合起來，并切實體現(xiàn)在國家經(jīng)濟社會發(fā)展的機制中和藍圖上，使人防建設(shè)不僅能夠筑牢空天防護的“盾牌”，而且能夠為經(jīng)濟社會發(fā)展系上一條“安全帶”。
就人防事業(yè)本身的發(fā)展而言，空襲與反空襲、防空襲已成為現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)形式，“ 矛”與“盾”的較量空前尖銳、劇烈，人民防空的建設(shè)水平和御敵能力，直接關(guān)系戰(zhàn)爭勝負及國家和人民生命財產(chǎn)安全。同時，現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭，敵空襲的隱蔽性增強、突然性增大，目標破壞集中，毀傷程度嚴重，消除空襲后果任務(wù)艱巨，因此，也需要通過平時的防災(zāi)救災(zāi)行動，鍛煉提高處置各種突發(fā)性事故的能力，不斷增強人民防空隊伍的戰(zhàn)斗力，為贏得防空襲斗爭勝利奠定堅實的基礎(chǔ)。目前，人防系統(tǒng)雖然建立了比較完善的組織指揮、人口疏散、通信警報和掩蔽工程體系，組建了人民防空專業(yè)隊伍，但實戰(zhàn)能力尚未經(jīng)過檢驗，尤其是人民防空的組織指揮系統(tǒng)和專業(yè)隊伍，由于缺少類似實戰(zhàn)的鍛煉，戰(zhàn)時能否有效發(fā)揮作用_，能否確保“打贏”，目前尚不好完全做出肯定性的回答，亟需通過參加平時的搶險救災(zāi)，大力推進“兩防一體化”工作，使人防隊伍得到應(yīng)有的鍛煉，從而不斷檢驗和提高其戰(zhàn)斗力。由此可見，加強“兩防一體化”工作，不僅是經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，而且也是關(guān)乎人防建設(shè)質(zhì)量和人防事業(yè)生存、發(fā)展的一件大事。
三、省級人防部門在“兩防一體化”工作中應(yīng)抓好的幾個方面的問題
對于如何搞好“兩防一體化”工作，近年來，一些省、市已經(jīng)進行了有效的探索和實踐，積累了一些經(jīng)驗。1999年，我省按照“以承擔(dān)化學(xué)事故應(yīng)急救援為重點，兼顧其他與人民防空關(guān)系緊密的救援，組織協(xié)調(diào)社會有關(guān)方面力量，消除事故(災(zāi)害)后果，推進人民防空與應(yīng)急救援一體化”的思路，在石家莊等五個城市開展了化學(xué)事故應(yīng)急救援試點，在取得初步經(jīng)驗后，從20__年開始將此作為人防工作改革的一項重要任務(wù)，向全省各市人防部門做出部署，縣級人防部門的專業(yè)隊伍，正在按照“兩防一體化”的要求組建。目前，滄州市已在人防辦成立化學(xué)事故應(yīng)急救援指揮中心，邯鄲市邯山區(qū)人防辦已承擔(dān)防汛和抗洪救災(zāi)職能，其他各市也在結(jié)合實際，積極研究開展“兩防一體化”工作的措施和辦法。從試點至今，已有五個市共接警處警30多次，邁出了實施“兩防一體化”的第一步。但從我省乃至全國范圍看，“兩防一體化”工作還處于探索起步階段，尤其是各省、自治區(qū)，所轄各城市情況差別較大，防救重點不盡相同，領(lǐng)導(dǎo)層對這項工作的認識程度也不盡一致。如何把這項工作開展起來，堅持下去，有待研究解決的問題還很多。我們認為，推動“兩防一體化”工作，并使之走上制度化、規(guī)范化軌道，省人防部門應(yīng)著力抓好以下幾個方面的工作。
一是政策推動。開展“兩防一體化”，是一項涉及面廣、政策性強的工作，是人防平戰(zhàn)結(jié)合和經(jīng)濟社會發(fā)展中的一件新生事物，要在一省范圍內(nèi)展開，需要有明確的政策措施。在這項工作中，省人防部門的主要任務(wù)是宏觀指導(dǎo)，總體調(diào)度，出臺政策，推動各市以政府行為抓好落實。應(yīng)把“兩防一體化”工作作為人防工作改革和更好地服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的重大課題，深入研究，精心謀劃，主動與省直有關(guān)部門和各市政府、軍事機關(guān)溝通協(xié)調(diào)，闡明利害；積極為省政府、省軍區(qū)當好參謀，站在落實“三個代表”要求的高度，著眼全省經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和深化人防工作改革，大力提高人民防空建設(shè)水平和戰(zhàn)時、平時的服務(wù)保障能力，提出實施“兩防一體化”的意見建議，以省政府、省軍區(qū)或省國防動員委員會的名義出臺開展“兩防一體化”的政策措施，確保其高起點開頭、舉步。
二是制訂規(guī)范。圍繞“兩個適應(yīng)”、平戰(zhàn)兩個需要和遂行防災(zāi)救援任務(wù)，對“兩防一體化”工作的領(lǐng)導(dǎo)體制、運行機制和機構(gòu)設(shè)置，人防部門與其他有關(guān)部門的防護職責(zé)界定和任務(wù)分工，建立社會救援網(wǎng)絡(luò)等方面的問題，提出明確要求；對事故災(zāi)害風(fēng)險評估、分門別類制訂防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案和各項保障計劃、完善指揮通信手段、整組專業(yè)隊伍以及器械裝備配備等明確標準，做出規(guī)范，并督導(dǎo)各市抓好落實，確保“兩防一體化”工作沿著規(guī)范化軌道發(fā)展。
關(guān)鍵詞：冶金工業(yè)，高速鋼軋輥，研究現(xiàn)狀
一、冶金工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
（一）鋼鐵生產(chǎn)工藝流程逐步優(yōu)化
20世紀90年代以來,世界鋼鐵工業(yè)在激烈的國際市場競爭中,由20世紀80年代以前的以擴大規(guī)模、增加產(chǎn)量為主轉(zhuǎn)向降低消耗、降低成本、提高質(zhì)量、增加品種和保護環(huán)境。博士論文，高速鋼軋輥。鋼鐵工業(yè)技術(shù)進步的主流是縮短生產(chǎn)流程,減少工序,提高質(zhì)量,降低消耗,提高效率。技術(shù)進步中有兩大主要趨向:一是尋找可以替代傳統(tǒng)工藝的新工藝流程的研究開發(fā);二是現(xiàn)有工藝和技術(shù)裝備的完善化。兩大技術(shù)進步趨向互相競爭、相互滲透,促使鋼鐵工業(yè)不斷提高鋼材質(zhì)量、減少消耗、降低成本、減輕對環(huán)境的污染,進一步走向集約化。
傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程是一種“冷態(tài)”下間歇式生產(chǎn)的工藝流程。日本在20世紀60年代建設(shè)的10多個大型鋼鐵廠都是采用這種工藝流程。20世紀80年代以后,世界鋼鐵業(yè)已逐步將上述傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程改造成為現(xiàn)代化“熱態(tài)”連續(xù)生產(chǎn)工藝流程。這種工藝流程具有高效、連續(xù)、緊湊、智能等特點。20世紀80年代末期,德國、法國、日本、意大利、美國等鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家開發(fā)成功接近最終鋼材產(chǎn)品形狀的連鑄、連軋技術(shù),如帶鋼、型鋼的連鑄連軋等。由于該技術(shù)具有工藝流程緊湊、生產(chǎn)周期短、物料消耗少、生產(chǎn)效率高等一系列優(yōu)點,在近十多年來得到了快速發(fā)展。自從1989年世界第一條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在美國紐柯公司克勞福茲維爾廠投產(chǎn)以來, 經(jīng)過10多年發(fā)展,到2002年底,世界上已有38個薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)廠共56條生產(chǎn)線,總生產(chǎn)能力已超過5 500萬噸。我國現(xiàn)已有5個鋼鐵企業(yè)建成8條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,到目前為止又有5個鋼鐵企業(yè)正在建設(shè)厚板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,不久的將來總生產(chǎn)能力將達2000萬噸,預(yù)計屆時將占全世界同類生產(chǎn)線能力的1/4以上。博士論文，高速鋼軋輥。2001年我國連鑄比達到89.71%,已經(jīng)超過了2000年的世界平均水平。2003年達到了96.96%,目前,全國重點大中型企業(yè)中,連鑄比達到99%以上的企業(yè)已達41家。
帶鋼連鑄連軋技術(shù)是世界主要鋼鐵生產(chǎn)國家正在積極開發(fā)應(yīng)用的一項重大鋼鐵生產(chǎn)前沿技術(shù),它將是21世紀鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。
（二）鋼鐵產(chǎn)量不斷增長
冶金行業(yè)的發(fā)展受到國內(nèi)與國際宏觀經(jīng)濟環(huán)境的共同影響。國內(nèi)方面,國家采取的宏觀調(diào)控措施初見成效,鋼鐵行業(yè)投資規(guī)模過大,低水平重復(fù)建設(shè)得到遏制,有效打擊了“地條鋼”等劣質(zhì)產(chǎn)品沖擊鋼材市場的行為,進一步凈化了市場,鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)對市場更加理性化。消費結(jié)構(gòu)的升級和城鎮(zhèn)化速度加快為鋼鐵行業(yè)發(fā)展提供了基本的保障;西部大開發(fā)和振興東北老工業(yè)基地的戰(zhàn)略也為鋼鐵行業(yè)提供了新的發(fā)展機會。國際方面,世界經(jīng)濟仍保持總體向好的發(fā)展態(tài)勢,全球鋼鐵需求持續(xù)增長。
二、冶金工業(yè)對軋輥的需求
鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展,為軋輥制造業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。博士論文，高速鋼軋輥。一方面,隨著鋼產(chǎn)量的不斷增加,軋輥需求量大幅增長。僅就國內(nèi)而言,據(jù)統(tǒng)計,每年消耗的軋輥材料有50萬噸以上,價值數(shù)十億元。另一方面,隨著軋鋼技術(shù)和裝備水平的不斷提高,對軋輥的質(zhì)量也提出了更高的要求。而國內(nèi)軋輥生產(chǎn)廠家的制造水平還較落后。僅以寶鋼為例,2000年,寶鋼用于軋輥的采購資金超過2億元,其中國內(nèi)的只占30%,國外的占70%。因此,不斷研究新型軋輥材質(zhì)及制造工藝,為軋機配備高性能的軋輥已成為國內(nèi)軋輥生產(chǎn)行業(yè)面臨的重要課題。
三、軋輥材料的研究現(xiàn)狀
為提高熱軋輥的表面耐磨性,熱軋輥材料不斷地得到改進,其基本的發(fā)展過程是從冷硬鑄鐵到高鉻鑄鐵到半高速鋼和高速鋼。高速鋼材料用于軋輥制造,使軋輥性能顯著提高,軋材質(zhì)量明顯改善。
（一）高速鋼軋輥的特點
高速鋼軋輥是用具有高硬度,尤其是具有很好的紅硬性、耐磨性和淬透性的高速鋼作為軋輥的工作層,用韌性滿足要求的高強度灰鐵、球鐵、鑄鋼及鍛鋼作為軋輥的芯部材料,把工作層和芯部以冶金結(jié)合的方式結(jié)合起來的高性能軋輥。
1、高速鋼軋輥的化學(xué)成分特點
(1)含有較多的C和V。C和V可以形成高硬度的MC型碳化物,提高軋輥耐磨性;
(2)有較高的Cr含量。Cr含量高,可在軋輥組織中形成一定數(shù)量的M7C3型碳化物,有利于降低軋制力并改善軋輥輥面的抗粗糙性;
(3)含有一定量的Co(≤10%)。Co可提高高速鋼軋輥的紅硬性,從而提高軋輥耐磨性;
(4)離心鑄造高速鋼軋輥中含有≤5%的Nb。Nb可降低軋輥組織中因合金元素密度差大而引起的偏析。
2、高速鋼軋輥的組織特點
高速鋼軋輥的性能取決于其微觀組織結(jié)構(gòu)特征:(1)碳化物的種類、形狀、體積分數(shù)及分布;(2)馬氏體基體的性能特點;(3)晶粒尺寸大小。軋輥用高速鋼材料的微觀組織結(jié)構(gòu)與合金成分及工藝條件有關(guān)。因材料成分和工藝條件的不同,出現(xiàn)了各種不同的研究結(jié)果。同以往的高鉻鑄鐵軋輥相比,高速鋼軋輥中的碳化物類型較多,除含有MC型碳化物外,還含有M2C、M6C和M7C3型碳化物。
（二）高速鋼軋輥的生產(chǎn)工藝及其特點
圍繞著軋輥外層與芯部的結(jié)合問題,高速鋼軋輥的制造技術(shù)不斷發(fā)展。博士論文，高速鋼軋輥。目前國外主要采用離心鑄造法(CF)、連續(xù)澆鑄復(fù)合法(CPC)和電渣熔鑄法(ESR)制造,而熱等靜壓法(HIP)和噴射成形法(Osprey)仍在完善和發(fā)展中。CPC法制造軋輥裝備復(fù)雜,我國仍無法生產(chǎn);ESR法制造軋輥能耗高,僅適合于制造冷軋輥;用離心鑄造法生產(chǎn)軋輥裝備簡單,工藝穩(wěn)定,效率高,是制造高速鋼軋輥的重要方法。博士論文，高速鋼軋輥。離心鑄造法生產(chǎn)高速鋼軋輥盡管存在著合金元素容易產(chǎn)生偏析的問題,但由于其突出的優(yōu)點,使它在相當長一段時間內(nèi)仍處于高速鋼軋輥生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。博士論文，高速鋼軋輥。
（三）高速鋼軋輥的應(yīng)用
自20世紀80年代以來,國外在熱帶鋼連軋機上開始試用高速鋼軋輥并取得良好效果。目前高速鋼軋輥的比例不斷提高,在某些機架上,甚至全部采用了高速鋼軋輥。使用高速鋼軋輥后,輥耗明顯下降,換輥次數(shù)顯著減少,軋輥研磨量減少,軋機能力提高,燃料和動力消耗降低,有助于降低軋制成本和提高帶鋼質(zhì)量。
近年來我國也開展了鑄造高速鋼軋輥的研究,北京冶金設(shè)備研究院采用普通離心鑄造方法生產(chǎn)了高速鋼輥環(huán),其成分(質(zhì)量分數(shù),%)為:2.0~2.4C,8~15W,2~3Mo,4~7V,3~5Co;金相組織為:馬氏體+共晶碳化物+二次碳化物+殘余奧氏體;力學(xué)性能為:硬度60~65HRC,沖擊韌性(5~10)J/cm,抗拉強度(400~600)MPa。
四、結(jié)語
隨著軋機向自動化、連續(xù)化、重型化方向發(fā)展,對軋輥的幾何尺寸、表面精度和力學(xué)性能提出了更高的要求。軋輥生產(chǎn)廠、研究機構(gòu)和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)必須加強冶金軋輥材料的基礎(chǔ)性研究、軋輥生產(chǎn)技術(shù)的研究、軋輥工藝裝備的研究和軋輥使用技術(shù)的研究,不斷提高我國軋輥制造業(yè)和鋼鐵產(chǎn)品的國際競爭力。
參考文獻：
[1]符寒光.高速鋼軋輥研究的現(xiàn)狀及展望[J]鋼鐵,2000,(05).
[2]翁宇慶.我國冶金工業(yè)在新世紀最初幾年的科技進步[J]鋼鐵,2004,(01).
關(guān)鍵詞：定向凝固;電磁約束;深過冷;單晶連鑄;激光超高溫度梯度;特種定向凝固
所謂定向凝固[1]，是在凝固過程中采用強制手段，在凝固金屬和未凝固熔體中建立起特定方向的溫度梯度，從而使熔體沿著與熱流相反的方向凝固，獲得具有特定取向柱狀晶的技術(shù)。該技術(shù)較好地控制了凝固組織的晶粒取向，消除了橫向晶界，大大提高了材料的縱向力學(xué)性能。
1.傳統(tǒng)定向凝固技術(shù)的發(fā)展過程
傳統(tǒng)的定向凝固技術(shù)經(jīng)歷了由發(fā)熱鑄型法（EP法）、功率降低法（PD法）、快速凝固法（HRS法）、液態(tài)金屬凝固法（LMC法）、流態(tài)床冷卻法（FBQ法）等的發(fā)展過程。
這些方法所獲得的冷卻速度都是很有限的。首先是冷卻速度太慢，使得凝固組織有充分的時間長大、粗化，以致產(chǎn)生嚴重的枝晶偏析，限制了材料性能的提高；其次，是凝固界面與液相中最高溫度面距離太遠，固液界面并不處于最佳位置，因此所獲得的溫度梯度不大，這樣為了保證界面前液相中沒有穩(wěn)定的結(jié)晶核心的形成，所能允許的最大凝固速度就有限。為了更進一步提高材料的各項使用性能和綜合性能，有必要對傳統(tǒng)定向凝固技術(shù)進行改造。在充分吸收其他凝固技術(shù)如快速凝固等優(yōu)點基礎(chǔ)上出現(xiàn)了許多新型的定向凝固技術(shù)。
2.新型定向凝固技術(shù)
2.1電磁約束成形定向凝固法（DSEMS法）[2]
其原理是利用電磁感應(yīng)加熱使合金熔融，然后用在金屬熔體表層部分產(chǎn)生的電磁壓力來約束已熔化的金屬熔體成形，同時,由于冷卻介質(zhì)與鑄件表面有的直接接觸, 鑄件固相的冷卻能力得到增強,使得固液界面附近熔體內(nèi)可以產(chǎn)生很高的溫度梯度,使凝固組織超細化。但該技術(shù)涉及電磁流體力學(xué)、冶金、凝固以及自動控制等多學(xué)科領(lǐng)域，目前還處于研究階段。
2.2深過冷定向凝固（DUDS法）
過冷熔體中的定向凝固首先由B.Lux 等在1981年提出，其基本原理是將裝有試樣的坩堝裝在一個高頻線圈中循環(huán)加熱，通過蒸發(fā)與分解或加入凈化劑去除、吸附和鈍異質(zhì)核心，從而獲得深過冷的合金熔體；然后再將坩堝的底部激冷，讓合金熔體底部先形核，晶體自下而上生長，形成定向排列的樹枝晶骨架， 殘余的金屬液向已有的枝晶骨架上凝固，最終獲得了定向凝固組織。深過冷熔體凝固速度很快，凝固時間很短，可大幅度提高生產(chǎn)效率，改善組織和性能。
2.3單晶連鑄技術(shù)[3]
單晶連鑄技術(shù)，即O.C.C法。其基本原理是：將結(jié)晶器的溫度保持在熔體的凝固溫度以上，絕對避免熔體在型壁上形核，熔體的凝固只在脫離結(jié)晶器的瞬間進行。隨著鑄錠不斷離開結(jié)晶器， 晶體的生長方向沿?zé)崃鞯姆捶较蜻M行。O.C.C法可以得到完全單方向凝固的無限長柱狀組織；鑄件氣孔、夾渣等缺陷較少；組織致密，消除了橫向晶界。
2.4激光超高溫度梯度快速定向凝固法（LRM法）[4]
利用激光表面熔凝技術(shù)實現(xiàn)超高溫度梯度快速定向凝固。其關(guān)鍵在于：在激光熔池內(nèi)獲得與激光掃描方向一致的溫度梯度；根據(jù)合金凝固特性選擇適當?shù)墓に噮?shù)以獲得胞晶組織。激光能量高度集中的特性，使,其溫度梯度可高達106K/m,速度可高達24mm/s,冷卻速度，較區(qū)熔液態(tài)金屬冷卻法大大提高(約為三個數(shù)量級)。
2.5特種定向凝固技術(shù)[5]
2.5.1側(cè)向約束下的定向凝固
側(cè)向約束下的定向凝固考慮到沿凝固方向，制品的截面形狀與大小發(fā)生變化時對凝固過程和組織的影響。以施加側(cè)向約束使試樣截面突然減小，模擬葉片的變截面時得到的單晶鎳基高溫合金凝固組織為例。隨著試樣截面的突然減小，合金凝固組織由發(fā)達的粗枝狀很快轉(zhuǎn)化為細的胞狀。隨著凝固的繼續(xù)進行，胞晶間距逐漸增加，之后胞晶間距趨于恒定，凝固進入新的穩(wěn)態(tài)。最后當試樣截面由小突然增大時，凝固狀態(tài)也由胞狀很快轉(zhuǎn)化為粗枝狀。對存在截面變化的實際單晶合金鑄件，在生產(chǎn)過程中不應(yīng)采用恒定的鑄型抽拉速度，而應(yīng)在其整個凝固過程中適時調(diào)節(jié)抽拉速度及其他冷卻條件，以獲得組織和成分均勻的單晶合金鑄件。
2.5.2對流下的定向凝固
對流下的定向凝固主要利用加速坩堝旋轉(zhuǎn)技術(shù)裝置（ACRT）。在加速旋轉(zhuǎn)過程中液相強迫對流，由于極大的改變熱質(zhì)傳輸過程而引起了界面形貌的顯著變化。在一般定向凝固條件下，合金組織中枝晶發(fā)達，糊狀區(qū)寬度變大。ACRT狀態(tài)下的糊狀凝固區(qū)寬度較靜態(tài)下的要小得多。對Al-Si共晶合金，在定向凝固開始時就讓坩堝旋轉(zhuǎn)，則強烈的對流導(dǎo)致Si相得斷裂。Si碎片可進一步破碎并生長，最后形成塊狀Si共晶組織。施加坩堝的變速旋轉(zhuǎn)，則Si相在坩堝加速旋轉(zhuǎn)階段變得更加規(guī)則。只有當坩堝旋轉(zhuǎn)方式與定向凝固參數(shù)合理配合時，才能獲得理想的定向組織。在通常情況下，提高GTL/υ的值，當GTL過高時，Si相雖然定向生長，但粗化現(xiàn)象明顯。
2.5.3二維定向凝固
二維定向凝固（bi-directional solidification）的概念是J.Brigme于20世紀80年代初提出來的，主要用于制備高性能葉片和圓盤件。對圓盤件而言，二維定向凝固的主要原理是控制熱流方向，使得金屬由邊緣向中心定向生長，最后獲得具有徑向柱狀晶（宏觀）和枝晶軸（微觀）組織的材料。目前利用這種方法已制備出鋁合金樣件和高溫鎳基合金的樣件。
2.6存在的問題及展望
雖然定向凝固技術(shù)能獲得小偏析甚至無偏析的超細化的組織等，具有廣闊的應(yīng)用前景，但仍有一些問題要解決。
第一，激光超高溫度梯度定向凝固技術(shù)的凝固組織是從基體外延生長的，界面上不同位置的生長方向也不相同，在對凝固組織進行定量分析時造成困難。
第二，深過冷還需解決在不同過冷度條件下，過冷熔體激發(fā)形核后晶體的生長方式和組織形成規(guī)律； 確定適用于形成枝晶陣列微觀組織的試驗條件和工藝因素。
第三，快速定向凝固技術(shù)只適合于制備一維或二維小尺度材料，在應(yīng)用上受到一定限制。如何解決大體積深過冷熔體激發(fā)快速定向凝固技術(shù)，利用該技術(shù)獲得具有一定外形的零件。
綜上述說，合理調(diào)節(jié)溫度梯度和過冷度是定向凝固發(fā)展的一個方向。另外，采取不同控制措施以獲得細小的定向組織，便成為新一代定向凝固技術(shù)發(fā)展的又一方向。在今后較長一段時間內(nèi)，材料加工技術(shù)的研究將傾向于：性能設(shè)計與工藝設(shè)計的一體化和材料設(shè)計、制備、成型與加工處理的全過程中隊材料組織性能和形狀尺寸進行精確控制等方面。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：氬弧焊；大搖擺操作法；焊接工藝；焊接質(zhì)量
中圖分類號 TG444.74 文獻標識碼：A
0前言
普光氣田地面集輸工程天然氣H2S含量13%～18%，CO2含量8%～10%，我公司承建的普光氣田地面集輸工程集氣站項目中，根據(jù)設(shè)計要求使用了INCOLOY825(φ114×17.5/14.2；φ89×11mm)特種抗硫管材。
目前抗硫管材的焊接在國內(nèi)還沒有成熟的經(jīng)驗可借鑒，由于管道內(nèi)輸送的是高含硫化氫的天然氣，介質(zhì)輸送壓力高達30MPa，焊接工藝較為復(fù)雜，對焊接質(zhì)量的要求極高，特別是井口管道使用條件苛刻。參與該項目的國內(nèi)幾家施工單位的焊工沒有此類工程的施工經(jīng)驗。也尚無成熟的焊接工藝借鑒，焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到管道使用安全。
其焊接工藝為手工氬弧焊打底+手工電弧焊填充蓋面。在前期的焊接技能培訓(xùn)中，組織焊工和技術(shù)人員進行技術(shù)攻關(guān)，通過不同焊接操作方法的試驗摸索，優(yōu)選的大搖擺操作方法顯現(xiàn)出明顯技術(shù)優(yōu)勢，該操作方法尤為適用于INCOLOY825合金的焊接。在施焊中采用此種操作方法進行焊接，焊縫根部熔合及內(nèi)表面質(zhì)量得到明顯提高，焊接一次合格率達到98%以上。
1 焊接工藝分析
近幾年來，手工鎢極氬弧焊工藝在國內(nèi)外承壓管道建設(shè)中應(yīng)用較廣，但是采用大搖擺焊接工藝操作的方法焊接有色金屬管道使用的較少，其操作方式與國內(nèi)的傳統(tǒng)操作方法有顯著不同(國內(nèi)手工鎢極氬弧焊的傳統(tǒng)操作方法是：手靠著或不靠著工件，采用直線運作焊槍的方式進行熔焊)，該操作工藝具有一定的操作難度。而INCOLOY825合金則具有焊接低熔透性、在根焊時需對管內(nèi)進行充氬保護。結(jié)合大搖擺焊接操作工藝及INCOLOY825合金的焊接特性，將大搖擺焊操作方法應(yīng)用到實際施工中，可加快焊接施工進度，確保焊接質(zhì)量。
1.1大搖擺焊接操作工藝
采用手工鎢極氬弧焊，在規(guī)定的焊接參數(shù)條件下，焊工操作方式上通過氬弧焊把的陶瓷嘴靠著焊縫坡口兩側(cè) ，采用較大的搖擺幅度和一定的搖擺節(jié)奏來熔化焊絲和根部的焊縫，使達到一定的熔孔效應(yīng)或熔池效應(yīng)，以在焊接過程中及時觀察和掌握焊縫的形成，從而及時調(diào)整手工送絲的質(zhì)量和頻率 ，按個人技術(shù)水平掌握的良好幅度和頻率來搖擺焊接，保證根部焊縫質(zhì)量。大搖擺焊接操作工藝具有大間隙、小電流、細焊絲、大搖擺的特點。
1.2大搖擺焊接操作工藝的結(jié)構(gòu)特點
大搖擺焊焊接接頭的結(jié)構(gòu)特點如圖1所示。
圖1 焊接接頭裝配結(jié)構(gòu)
焊接接頭的結(jié)構(gòu)必須滿足如下要求 ：根部裝配間隙必須保證 a=3～5mm，在 4mm為佳 ；鈍邊量 b=0.5~1.5 mm；采用相同材質(zhì) 、一定直徑規(guī)格的點固棒點焊組對焊口。
1.3 大搖擺焊接操作工藝優(yōu)點
大搖擺焊接工藝操作特征如圖2所示。
f-擺動頻率；A-擺動幅度；d-根部熔孔直徑
圖2大搖擺焊接工藝操作特征
（1）大搖擺焊接操作工藝的焊接接頭結(jié)構(gòu)，其根部裝配間隙比國內(nèi)的傳統(tǒng)操作工藝間隙大 2～3min。根部打底的第一層焊縫采用大搖擺焊接操作工藝 ，根據(jù)熔孔效應(yīng)判斷根部成形質(zhì)量，保證根部焊透和熔合良好，在焊縫收口處預(yù)留 15～20mm焊縫暫時不焊，作為根部焊縫成形的觀察窗口（圖3）。這個觀察窗口為焊工觀察 、分析根部焊縫質(zhì)量提供了良好條件，只要配備一把聚光小手電簡就可判斷根部質(zhì)量 ，若有缺陷便可及時做好返工處理。最后再焊接此觀察窗口。因此，采用大搖擺焊接工藝操作能夠提高根部的焊接質(zhì)量，提高焊接合格率，減少焊縫的RT檢驗返修率，降低 RT檢驗成本，提高焊接效率 。
圖3 焊接觀察口
（2）大搖擺焊接操作工藝的焊接接頭根部裝配間隙較大，在根部打底焊時，如果在現(xiàn)場疑難位置焊接，對于開敞性很差的位置，能夠較為容易地達到焊接熔池背面送絲（圖4）。控制背部焊縫成形和透明度，提高根部焊接質(zhì)量和焊接合格率。
圖4熔池背面送絲
（3）采用大搖擺焊接操作工藝 ，由于焊接搖擺有一定的幅度和搖擺節(jié)奏 ，只要在坡口兩側(cè)停留的時間合適 ，層間熔合質(zhì)量就可以得到保證。由于焊接搖擺具有一定的幅度和搖擺節(jié)奏，噴嘴中的氬氣保護具有良好的跟蹤保護性，對焊接熔池和熱影響區(qū)有跟蹤保護和冷卻的作用。因此，采用大搖擺焊接工藝操作可以提高焊縫的表面成形和質(zhì)量。在整個焊接過程中，減少氣孔的產(chǎn)生，細化晶粒，提高強度，同時使焊縫具有良好的致密性 ，對于不銹鋼材料還具有很好的耐腐蝕性。
（4）大搖擺焊操作難點。大搖擺焊接操作工藝主要是裝配間隙、焊接過程中的擺幅及頻率、坡口兩側(cè)的停留時間、送絲量的控制。如何在焊接過程中合理匹配這些參數(shù)，需要通過嚴格的培訓(xùn)方能達到。
1.4INCOLOY825合金的焊接工藝特點
鎳基合金在耐腐蝕、耐高低溫方面具有獨特的優(yōu)點。但由于其特性決定，在其焊接過程中需采取一些特殊措施方能保證焊接質(zhì)量。常見的焊接缺陷主要包括以下幾點。
1.4.1雜質(zhì)污染和晶界開裂
鎳在高低溫下均具有良好的塑性及加工性能，在結(jié)晶溫度200℃~600℃以上退火可消除加工硬化，提高塑性。鎳的化學(xué)活性低，在氧化初期形成的氧化膜能防止其進一步的氧化和腐蝕。鎳與Cr、Mo等其他元素形成合金后，力學(xué)性能、抗腐蝕性能、抗氧化性能顯著改變，熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率下降。純鎳焊接性能良好，但極易被鉛、硫等雜質(zhì)污染，延晶界開裂。所以在焊接時應(yīng)注意防止污染。
1.4.2熱裂紋及晶間腐蝕
焊縫中的低熔點雜質(zhì)元素易與鎳元素形成低熔共晶物；其熔池流動性差，表面張力大。增加焊縫晶間腐蝕、焊接熱裂紋的發(fā)生傾向。此外，鎳對氫、氮等比較敏感，容易產(chǎn)生氣孔和弧坑裂紋。對于含Gr、Mo等元素的焊接接頭具有晶間腐蝕傾向，主要是由于焊接接頭在敏化溫度范圍內(nèi)停留時間較長，造成晶界附近貧Gr貧Mo引起。因此，在焊接過程中應(yīng)采用較小線能量，防止Gr、Mo等元素的燒損；同時，收弧接頭要飽滿。
1.4.3氣孔及氫瘤
O2、H2、CO2在液態(tài)鎳中溶解度較大，但在冷卻時溶解度明顯減小，熔池中的氣體來不及逸出，可能會在焊縫中產(chǎn)生氣孔和氫瘤。因此，在焊接過程中要對焊接區(qū)域進行可靠的保護，使熔池得到脫氧，避免氣水等缺陷。鎳基合金熔化焊具有低熔透性的特點，但不宜采用大線能量增加熔透性，一般采用較大坡口及較小鈍邊。例如，坡口加工時采用較大坡口角度（75°）和小鈍邊（0～1.5mm），焊接時擺動焊槍，增加熔深。
1.4.4焊接區(qū)域的保護
根據(jù)以上幾點分析，在鎳基合金的焊接施工中對焊接區(qū)域的保護極為重要。在采用手工鎢極氬弧焊根焊中，必須在管內(nèi)持續(xù)充氬，防止氧化。且在焊接過程中，須對焊縫進行觀察，焊縫區(qū)、熱影響區(qū)金屬呈銀白、金黃色說明氣保護效果好，方可繼續(xù)施焊。
2手工氬弧焊大搖擺操作工藝在INCOLOY825合金管材焊接上的應(yīng)用
根據(jù)以上對大搖擺操作方法及鎳基合金工藝性的分析，我們在施工中將大搖擺操作方法應(yīng)用到鎳基合金的焊接中得到了很好的效果。
(1)大搖擺操作方法要求較大的組對間隙，在鎳基合金的焊接過程中需要足夠的間隙以便對內(nèi)部焊縫進行觀察。
(2)鎳基合金熔池流動性差，大搖擺焊操作方法可以對熔池進行有效地攪動，有利于熔池內(nèi)各種氣體的逸出，防止產(chǎn)生氣孔。且有利于焊縫內(nèi)表面成型。
(3)鎳基合金的焊接要求采用較小線能量。大搖擺焊操作工藝具有細焊絲、小電流的特點，有利于防止焊接接頭熱裂紋。
(4)鎳基合金具有低熔透性的焊接特點。大搖擺焊操作工藝組對間隙大，主要控制焊縫坡口兩側(cè)的停留時間，可以對坡口兩側(cè)金屬有效地熔合，增強焊接接頭熔透。大搖擺對焊接熔池和熱影響區(qū)有跟蹤保護和冷卻的作用，降低了焊接接頭在敏化溫度范圍內(nèi)的停留時間，避免晶界貧Gr、貧Mo，以提高焊接接頭的抗晶間腐蝕性能。
(5)大搖擺焊接操作工藝結(jié)構(gòu)的裝配間隙比較大，焊接填充金屬量多，焊縫較寬，變形量大，如果裝配控制不當，在一定程度上需要采取反變形措施。
3應(yīng)用效果
大搖擺焊接工藝具有焊接合格率高 、焊縫成形好、返修率低等的優(yōu)點，對鎳基合金的焊接尤為適合。在普光氣田地面集輸工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用效果良好，鎳基合金管道的焊接一次合格率達到98%以上，大大降低了焊縫返修率，提高了焊接質(zhì)量，加快了工程建設(shè)速度。
參考文獻：
[1]中國石化集團第五建設(shè)公司.SH3501石油化工有毒可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范.2001
關(guān)鍵詞： 金屬工藝學(xué) 教學(xué)方法 創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力指運用知識和理論，在科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)和各種實踐活動領(lǐng)域中不斷提供具有經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。創(chuàng)新能力是民族進步的靈魂、經(jīng)濟競爭的核心。《金屬工藝學(xué)》作為技工院校機械類各專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容極為豐富，涵蓋金屬的力學(xué)性能、金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、鑄鐵、非鐵金屬材料、非金屬材料與復(fù)合材料、鑄造、鍛壓、焊接、膠接技術(shù)、金屬切削加工的基礎(chǔ)知識、各種表面的加工方法等內(nèi)容。我從事多年該學(xué)科教學(xué)工作，由衷地感到在教學(xué)中不僅要向?qū)W生傳授上述專業(yè)知識和專業(yè)技能，更要將對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿始終。
一、轉(zhuǎn)變觀念，創(chuàng)新方法
目前職業(yè)學(xué)校中《金屬工藝學(xué)》的教學(xué)方法大多仍沿用“滿堂灌”，主要以教師傳授知識為主，以課堂為中心，學(xué)生學(xué)知識的過程實際上是對教師講授的知識的“吸收―儲存―再現(xiàn)”的過程，了無新意，更談不上創(chuàng)新。面對高度信息化的社會，教師已經(jīng)不能再依靠自身知識優(yōu)勢維護自己的主導(dǎo)地位。必須更新觀念，掌握現(xiàn)代化教學(xué)手段，如借助多媒體技術(shù)，努力利用計算機遠程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)輔助教學(xué)，提高教學(xué)的直觀性，并且經(jīng)常與各地優(yōu)秀教師相互聽課，探討教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)方法等，提高自身教學(xué)水平，增強教學(xué)效果，從而使自己成為富有創(chuàng)新精神的指導(dǎo)者和組織者。
在課堂教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生求異思維能力的一條有效途徑是多方向練習(xí)、多角度思考和多層次變化。在講授鐵碳合金相圖這一部分內(nèi)容時，先介紹簡化的Fe-Fe3C相圖的幾個特性點、特性線的溫度、含碳量及含義，然后圍繞GS線、ES線、PSK線這三條線逐一提出問題：第一，試問這三條線中哪一條線是溫度隨含碳量的增加而下降的？第二，這三條線是鋼在極緩慢加熱和冷卻時的臨界點，但在實際加熱和冷卻條件下，實際各臨界點與之有什么關(guān)系？第三，鋼的淬火冷卻起始溫度可根據(jù)Fe-Fe3C相圖選擇，那么應(yīng)該怎樣選擇？在一個問題面前盡可能地提出多種設(shè)想、多種解答和多個答案，使認識主體的求異思維向多方向發(fā)散。我們在“工藝路線的制定”這節(jié)課中，應(yīng)積極鼓勵學(xué)生大膽想象，質(zhì)疑問難，多思善想，鼓勵學(xué)生破除“常規(guī)思維”的心理障礙，標新立異，在保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率的前提下，讓每位學(xué)生都自由發(fā)揮，各自制定一些典型零件的工藝路線，互相交流，進一步完善。
一般認為，創(chuàng)造性思維的基本品質(zhì)有“流暢性”、“變通性”、“獨特性”、“深刻性”、“跨越性”和“預(yù)測性”等七種，求異思維具有前三種特征。因此，培養(yǎng)學(xué)生求異思維能力還要從以上三個特征入手。思維的流暢性是對思維速度和效價的評判，它是一種極寶貴的思維品質(zhì)，常常直接影響一個人的學(xué)習(xí)效率、工作速度和活動質(zhì)量。我們常用“思潮如涌”形容才思敏捷的科學(xué)家的思維風(fēng)格和特色，又用“一氣呵成”描述才華橫溢的文學(xué)家的工作狀態(tài)和時效。一個“涌”字、一個“呵”字，充分體現(xiàn)了創(chuàng)造性思維的高速度、高效價特征。思維的變通性常表現(xiàn)為思路靈活、聞一知十、觸類旁通、隨機應(yīng)變。能巧妙合理地改弦易轍以達通，能將思路轉(zhuǎn)到別人不易想到、比較隱蔽的方面。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在思維及解決問題的過程中，不呆板，審時度勢，擺脫老框框，能“一計不成，又生一計”，能隨機糾正錯誤，不重蹈覆轍，則常會出現(xiàn)“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”的出人意料的效果。思維獨特性的核心是新，它是衡量創(chuàng)造性思維水平高低的主要指標，目前，世界上流行的對青少年學(xué)生創(chuàng)造力與創(chuàng)造性思維的測驗中，首要的評分原則就是每題的所得分數(shù)與該題答案出現(xiàn)的頻率成反比。回答得越獨特，做出此答案的人數(shù)越少，得分越高。可見在學(xué)生知識范圍內(nèi)和智力能達到的前提下，培養(yǎng)學(xué)生大膽想象和“同中求異”的思維能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要策略。
二、激發(fā)興趣，挖掘潛能
興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的心理傾向，這種傾向使人們對某事某物予以優(yōu)先注意，并具有向往的心情。職校學(xué)生一般性格活潑、好奇心強、動手能力強，這是他們的優(yōu)勢。在教學(xué)中要揚長避短、因材施教，抓住學(xué)生的思想脈搏，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此在教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容組織參觀，利用實物、掛圖等現(xiàn)場教學(xué)。為加強直觀教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，在講述“車刀的種類和組成”時，可把教室搬到實習(xí)車間，邊展示各種車刀，邊介紹幾種常用刀具的作用和種類，并讓學(xué)生仔細觀察90°外圓車刀的切削部分由幾個部分組成，對個別動手能力強的學(xué)生，讓他們先學(xué)刃磨，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，并在實習(xí)車間黑板上展出掛圖，指導(dǎo)刃磨的技能和方法，在學(xué)生結(jié)束刃磨成就感最高的時候，總結(jié)出車刀切削部分大體由“三面、兩刃、一刀尖”組成。
《金屬工藝學(xué)》概念多且理論性較強，60學(xué)時的教學(xué)時數(shù)很難滿足教師和學(xué)生的需求。同時，教育過程中授課形式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很難得到激發(fā)。因此，教學(xué)要以直觀教學(xué)為主，雙邊活動為輔，發(fā)揮學(xué)生主體作用。借助多媒體、幻燈片等科技手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。主觀性教學(xué)不僅能將抽象的問題具體化，還能將復(fù)雜的問題簡單化。不僅活躍學(xué)生思維，還能讓學(xué)生具有濃厚的學(xué)習(xí)興趣。如講“鐵碳合金相圖”的過程中，幻燈片不僅能演示出顯微組織，還能讓學(xué)生更直觀、更真實地掌握五種基本組織。同時，在教學(xué)過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也要輔助雙邊活動。在以往一言堂式教學(xué)中，學(xué)生被動聽，主體作用被忽視，則學(xué)生自然會感到《金屬工藝學(xué)》枯燥乏味，如果輔助雙邊活動教學(xué)，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑問題，則能讓學(xué)生將實際經(jīng)驗融入理論中。如在講“退火與正火的區(qū)別”時，教師可以提出一系列問題，讓學(xué)生帶著問題在課堂中大膽質(zhì)疑并指出錯誤。學(xué)生只有在課堂上品嘗到收獲的喜悅，才會興致勃勃。
要想使全體學(xué)生學(xué)會認識、學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會操作，掌握知識和技能，具有創(chuàng)新能力，就得根據(jù)學(xué)生的個別差異及學(xué)識水平用一些行之有效的方法喚醒學(xué)生的主體意識，發(fā)揮其主觀能動性。在教學(xué)中，一是教師要從實際出發(fā)，在充分了解學(xué)生知識水平、心理特征及學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，做到面向全體，兼顧兩頭，把握好教材的深度，注意課堂教學(xué)定準“坡度”，增加“密度”，變換“角度”，使之具有一定的普及性、針對性，又具備一定的靈活性和特征性，使不同層次學(xué)識水平的學(xué)生都能在各自基礎(chǔ)上得到發(fā)展，有潛能的學(xué)生才能顯現(xiàn)出來。二是在當前市場經(jīng)濟條件下，在機械專業(yè)課教學(xué)中，教師得靈活施教，不單獨強調(diào)專業(yè)理論的系統(tǒng)性、完整性，而強調(diào)知識的針對性和實用性，按職業(yè)技術(shù)崗位的應(yīng)知應(yīng)會要求，設(shè)計模塊式教學(xué)體系，并強調(diào)基礎(chǔ)扎實寬厚，知識面廣，以適應(yīng)未來社會的需要，針對工作中的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和在生產(chǎn)一線進行現(xiàn)場技術(shù)操作的能力，使學(xué)生一畢業(yè)就能“真刀真槍”地參加生產(chǎn)實踐。
創(chuàng)新是職業(yè)教育的一個永恒主題。中職教師在《金屬工藝學(xué)》，當然也包括其他學(xué)科的一體化教學(xué)中，應(yīng)有意識、有目的、有計劃地融入創(chuàng)新知識的教育和培養(yǎng)，使學(xué)生在獲得科學(xué)、技術(shù)知識的同時插上創(chuàng)新的翅膀，使其受益終生，這也是教育的出發(fā)點和落腳點。
參考文獻：
[1]劉莉明.以就業(yè)為導(dǎo)向深化金屬工藝學(xué)教學(xué)改革[A].農(nóng)業(yè)教育與農(nóng)村改革發(fā)展――云南省農(nóng)業(yè)教育研究會2007年學(xué)術(shù)年會論文匯編，2007.
關(guān)鍵字：循環(huán)經(jīng)濟；鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)；工業(yè)生態(tài)化建設(shè)
中圖分類號： Q14 文獻標識碼： A
鉬是具有較高工業(yè)應(yīng)用價值的有色金屬，它在各個領(lǐng)域中都有著廣泛的用途，在經(jīng)濟利益的驅(qū)使下，眾多企業(yè)開始進行鉬業(yè)生產(chǎn)，而未成規(guī)模的生產(chǎn)或落后的工藝技術(shù)造成了鉬資源的嚴重浪費 [[[] 王德志,楊劉曉,趙寶華.走循環(huán)經(jīng)濟之路―促進鉬業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J]. 中國鉬業(yè),2006,30(3):5-8]]。此外，鉬礦采、選、冶煉及加工過程中排放的大量廢石、尾礦、污水及廢氣引起區(qū)域環(huán)境的嚴重污染及生態(tài)破壞。因此，尋求一條經(jīng)濟、環(huán)境與資源相互協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展道路，是鉬業(yè)發(fā)展所面臨的一個重大問題。以循環(huán)經(jīng)濟為基礎(chǔ)進行鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)工業(yè)生態(tài)化建設(shè)，同時實現(xiàn)資源能源高效利用、減少污染物質(zhì)排放、促進區(qū)域經(jīng)濟增長等，是鉬工業(yè)發(fā)展的必然選擇。鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)工業(yè)生態(tài)化建設(shè)具體體現(xiàn)在企業(yè)、園區(qū)及社會三個經(jīng)濟活動的不同層面上。
1 鉬企業(yè)實施清潔生產(chǎn)
作為園區(qū)組成的最小單元，企業(yè)內(nèi)部實施清潔生產(chǎn)是對鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)進行工業(yè)生態(tài)化建設(shè)的第一步，體現(xiàn)于清潔的原料與能源、清潔的生產(chǎn)過程以及清潔的產(chǎn)品三方面[[] 趙家榮.張德霖.清潔生產(chǎn)促進法問答[M].北京:學(xué)苑出版社,2003]]。
（1）清潔的原料與能源
在鉬業(yè)生產(chǎn)過程中要求充分循環(huán)利用水資源。礦坑水經(jīng)沉淀處理后可一水多用于采礦區(qū)和選礦廠生產(chǎn)用水；選礦廠產(chǎn)生的尾礦漿經(jīng)尾礦庫處置后，澄清的尾礦水可滿足生產(chǎn)要求回用于選礦生產(chǎn)，多余部分可作道路灑水和車間沖洗用水；鉬產(chǎn)品加工企業(yè)生產(chǎn)用水或排入尾礦庫與尾礦漿一同處置利用，或在企業(yè)內(nèi)部回用，力爭做到污水零排放，提高水資源利用率。
（2）清潔的生產(chǎn)過程
在鉬業(yè)生產(chǎn)中需要采用高效生產(chǎn)工藝及技術(shù)，以低毒、低毒原料替代高危害性原料，減少生產(chǎn)過程中的危險因素，使工藝副產(chǎn)品和廢物能在廠內(nèi)和廠外得到綜合利用。
企業(yè)生產(chǎn)工藝和裝備的技術(shù)水平與產(chǎn)品的能源消耗、物質(zhì)消耗有著直接關(guān)系。采用先進的工藝和設(shè)備，能提高資源利用率，降低產(chǎn)品的物耗、能耗，減少污染物排放，是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)過程的核心要素。
（3）清潔的產(chǎn)品
從清潔生產(chǎn)角度考慮，鉬產(chǎn)品生產(chǎn)中除了禁止使用毒副作用較大的生產(chǎn)輔料以避免產(chǎn)品攜帶有毒有害物質(zhì)外，還要求鉬制品在達到其使用壽命后，易于回收、再生和復(fù)用，注意對區(qū)域鉬二次資源回收再生。
2 鉬園區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建
以循環(huán)經(jīng)濟理論為指導(dǎo)，以實現(xiàn)物質(zhì)與能量利用最優(yōu)化為目的，構(gòu)建工業(yè)系統(tǒng)的原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)物及廢物的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈是實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化建設(shè)的核心內(nèi)容。對園區(qū)進行物能代謝，明確主要資源及能源的代謝途徑是進行生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計的基礎(chǔ)。生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計需要首先明確園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈，其次以鏈上企業(yè)生產(chǎn)過程為基礎(chǔ)，從技術(shù)角度探討其中間產(chǎn)物及廢棄物的資源化途徑，以其為源頭拓展產(chǎn)業(yè)鏈，進而引入輔助產(chǎn)業(yè)鏈，形成一個行內(nèi)企業(yè)縱向共生、跨行企業(yè)橫向耦合的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)[[[] 由文輝.生態(tài)工程原理與應(yīng)用[M].華東師范大學(xué)出版社,1998]]。
2.1 園區(qū)物能代謝分析
鉬產(chǎn)業(yè)是典型的制造行業(yè)，貫穿其生產(chǎn)過程的鉬、硫等資源以及生產(chǎn)廢渣、廢氣等都對生產(chǎn)或環(huán)境產(chǎn)生一定影響。因此，分析這些物質(zhì)的代謝過程是提高資源利用效率，理清生產(chǎn)全過程物能流動與數(shù)量的重要手段。
根據(jù)鉬工業(yè)的生產(chǎn)工藝，可以明確鉬礦從采礦到選礦、冶煉加工的過程中，鉬元素的代謝途徑。圖1說明了鉬礦主要資源代謝的基本途徑。
圖1 鉬工業(yè)代謝示意圖
2.2 主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈確定及延伸
鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)是以鉬礦選采及冶煉為主的區(qū)域，其“關(guān)鍵種企業(yè)”包括鉬礦采選、冶煉及加工在內(nèi)的一群企業(yè)，而鉬礦的開采加工則成為鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈。由鉬工業(yè)代謝分析圖（圖1）可以看出，伴隨著鉬產(chǎn)品的生產(chǎn)過程會有伴生資源產(chǎn)品、生產(chǎn)廢氣、工業(yè)固廢等中間產(chǎn)品和廢棄物產(chǎn)生，因此，延伸主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈是構(gòu)建輔助產(chǎn)業(yè)鏈的前提。
完整的鉬業(yè)生產(chǎn)鏈應(yīng)集采礦、選礦、冶煉及深加工于一體。鉬業(yè)小區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的核心即為鉬資源的產(chǎn)品鏈，即“鉬精礦-鉬焙砂-鉬酸銨（氧化鉬）-鉬化工（鉬金屬）”，大致可分為鉬初級產(chǎn)品生產(chǎn)鏈及鉬深加工產(chǎn)品生產(chǎn)鏈。
（1）鉬初級產(chǎn)品生產(chǎn)鏈
鉬的初級產(chǎn)品主要有鉬鐵、鉬焙砂及鉬酸銨。浮選出鉬精礦后可采用干法或濕法工藝直接生產(chǎn)鉬焙砂或鉬酸銨，亦可先干法焙燒生產(chǎn)鉬焙砂后再加工生產(chǎn)鉬鐵或濕法產(chǎn)出鉬酸銨。
（2）鉬深加工產(chǎn)品生產(chǎn)鏈
鉬的深加工產(chǎn)品包括鉬化工及鉬金屬兩類，其中，鉬化工產(chǎn)品是以鉬酸銨或高純氧化鉬為生產(chǎn)原料，而高純氧化鉬需以鉬酸銨或鉬焙砂為原料生產(chǎn)；鉬金屬的生產(chǎn)則需還原高純氧化鉬產(chǎn)出純鉬粉后進一步加工。
據(jù)此，鉬產(chǎn)品生產(chǎn)鏈可細分為“鉬精礦-鉬焙砂-鉬酸銨-鉬化工”、“鉬精礦-鉬焙砂-高純氧化鉬-鉬化工”、“鉬精礦-鉬焙砂-氧化鉬-純鉬粉-鉬金屬”、“鉬精礦-鉬酸銨-鉬化工”、“鉬精礦-鉬酸銨-氧化鉬-純鉬粉-鉬金屬”等。
2.3 輔助產(chǎn)業(yè)鏈引入
在鉬礦采選及加工工程產(chǎn)生的中間產(chǎn)品和污染物中，伴生資源、含硫煙氣和尾礦渣最為典型并有較大利用價值，由此，可將伴生資源回收及含硫煙氣和尾礦渣的綜合利用作為鉬工業(yè)生產(chǎn)的輔助鏈條。
（1）伴生資源回收鏈
目前具有開采價值的鉬礦主要是輝鉬礦，在輝鉬礦的伴生礦物中，以硫元素居多，此外還伴生有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、鉛鈾鈦鐵礦等幾十種礦石物種，具有極大的回收價值。目前選鉬工藝一般采用優(yōu)先浮選法，在優(yōu)先選鉬后進行掃選尾礦回收伴生礦物，經(jīng)反復(fù)多次的掃選可實現(xiàn)對鉬礦中硫、鉛、銅、鐵等油價的綜合回收。
近些年來鉬礦中錸元素的回收成為鉬礦伴生礦物回收領(lǐng)域的一個研究重點。錸是一個真正稀有并且分散的元素，由于它可用來制造特種燈泡、高溫電偶、合成具有較高硬度及抗磨抗蝕性的合金以及高度選擇性催化劑，因而其回收備受人們關(guān)注。然而，自然界中含錸礦物非常稀少，輝鉬礦是迄今為止人們發(fā)現(xiàn)的最主要的錸依附體，因此，輝鉬精礦處理過程中，從含錸煙氣及溶液中回收錸元素是鉬提取過程中一項重要的任務(wù)。
（2）含硫煙氣綜合利用鏈
在鉬精礦焙燒為工業(yè)氧化鉬的過程中，精礦中的硫被氧化為SO2，隨煙氣進入煙氣凈化系統(tǒng)，成為廢氣中的主要污染物。在有色金屬冶煉工業(yè)中，鉛鋅行業(yè)的低濃度SO2煙氣回收工藝已經(jīng)發(fā)展成熟且普遍應(yīng)用，大多是采用兩轉(zhuǎn)兩吸法生產(chǎn)硫酸對其加以回收利用。參考鉛鋅冶煉的成功實例，鉬礦冶煉煙氣中SO2的回收也逐漸成熟。
在制酸的過程中產(chǎn)生的酸泥，經(jīng)石灰石中和后產(chǎn)生的中和沉渣因含有硫酸鈣、氟化鈣，可用作緩蝕劑而被水泥生產(chǎn)廠家使用，構(gòu)建起化工與建材企業(yè)間的生產(chǎn)聯(lián)合。此外，制酸裝置產(chǎn)生的過熱蒸汽可用于發(fā)電，供企業(yè)內(nèi)部或園區(qū)企業(yè)使用，解決園區(qū)企業(yè)的部分用電，既節(jié)約的能源又降低了生產(chǎn)成本。
（3）選鉬尾礦綜合利用鏈
在選鉬過程中，約有95%的礦石最終以尾礦的形式堆存于尾礦庫，尾礦的長期堆放需占用大量土地，亦會在雨季造成泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。對其加以綜合利用，不僅可減少園區(qū)工業(yè)固廢的產(chǎn)生量，緩解園區(qū)生態(tài)壓力，也豐富了園區(qū)產(chǎn)業(yè)種類，有利于其經(jīng)濟的發(fā)展。
目前研究出的選鉬尾礦綜合利用途徑主要有生產(chǎn)水泥、微晶玻璃等建筑材料及生產(chǎn)硅肥。有色金屬選礦尾砂多以SiO2為主，含Ca、Mg等氧化物，在硅酸鹽類建筑材料生產(chǎn)中，可以代替主料石英砂，配以其他所需元素可以用于生產(chǎn)水泥、燒制玻璃等。若綜合利用鉀、鉬、鐵、鋅，則可制作含多種中微量元素的硅肥。
值得一提的是，用尾礦制建筑材料及硅肥存在其含放射性物質(zhì)及重金屬等有害元素而影響健康的隱患。因此，綜合利用尾礦砂需要特別慎重，要詳細分析尾礦中是否存在對健康不利的元素[[[] 顏學(xué)軍.礦山尾礦資源利用和環(huán)境保護[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金,2005,(33):23-25]]。
3 區(qū)域內(nèi)鉬資源的回收再生
作為循環(huán)經(jīng)濟的最后一環(huán)，對鉬的二次資源的回收利用是鉬生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設(shè)不可缺失的一環(huán)。隨著我國鉬深加工產(chǎn)業(yè)的不斷擴大，包括桌面料、地面料、切削料在內(nèi)的鉬金屬廢料以及鉬冶金化工廢料產(chǎn)量與日俱增，僅石化、化肥生產(chǎn)中使用的廢催化劑就有上千噸的量，這些都是鉬的可再生資源[[[] 張文樸.落實科學(xué)發(fā)展觀促進生態(tài)鉬業(yè)建設(shè)[J].中國鉬業(yè),2006,30(6):3-6]]。總的說來，鉬的二次資源主要包括以下幾類[[[] 張啟修,趙秦生.鎢鉬冶金[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005]]：
① 鉬制品及其加工廢料。此類廢料主要來自鉬及其他含鉬材料制品的生產(chǎn)加工過程，如鉬棒、鉬絲及鉬塊等的殘料和機械切削碎片、磨屑廢料及金屬鱗皮。其含鉬成分一般較高，通常為92%~99.5%。
② 冶煉過程廢料、廢液。冶煉過程廢料主要來自鉬冶煉現(xiàn)場的地面垃圾、不合格粉末制品，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉬廢渣、廢液等。
③ 合金廢料，主要為含鉬的廢舊合金鋼。
④ 含鉬廢催化劑，主要來自于石油化工行業(yè)。
通過對鉬產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉬二次資源及一定區(qū)域內(nèi)的二次資源進行回收再加工，可以擴大鉬金屬資源供給量，減少環(huán)境污染，增加生態(tài)效率。特別值得一提的是，通常情況下，含鉬廢催化劑中的鉬含量遠高于鉬礦石中的鉬含量，從中提取鉬及其他有價元素不僅能回收資源，而且生產(chǎn)成本也相應(yīng)較低一些。
如同原生金屬生產(chǎn)對精礦有一定要求一樣，鉬二次資源回收冶煉過程對回收資源的物理規(guī)格和化學(xué)成分是有一定要求的，需要對其進行嚴格的預(yù)處理，達到鉬冶煉生產(chǎn)要求后方可與原生精礦一同進行加工生產(chǎn)。由于鉬加工企業(yè)并非專業(yè)的再生企業(yè)，只能依靠現(xiàn)有的冶煉技術(shù)和設(shè)備，對符合工藝要求的鉬二次資源處理，因此需要與專業(yè)的物資回收企業(yè)建立聯(lián)系，回收符合生產(chǎn)要求的二次資源。
4 鉬業(yè)區(qū)工業(yè)生態(tài)化建設(shè)模式
綜合前面的分析，在一個鉬產(chǎn)業(yè)區(qū)的工業(yè)生態(tài)化建設(shè)過程中，可以通過建立如下產(chǎn)業(yè)鏈形成生態(tài)鉬業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
① 以鉬礦的采礦-選礦-冶煉-深加工為主的鉬產(chǎn)品生產(chǎn)鏈。
② 以回收伴生礦物為主的副產(chǎn)品生產(chǎn)鏈，如硫、鉛、鐵、銅、錸的回收。
③ 以廢物綜合利用為主的生產(chǎn)鏈，包括將采礦渣綜合利用于回填礦坑、筑路筑墻； 回收選冶過程的含鉬粉塵，返回生產(chǎn)線進行再加工；回收焙燒煙氣中SO2制酸，減少污染，提高硫資源利用率；綜合利用選廠尾礦渣，用做生產(chǎn)水泥、硅肥或微晶玻璃的原輔料；回收鉬加工廢料、冶煉廢渣廢液，或綜合利用，或處理后返回生產(chǎn)線進行再生產(chǎn)；
④ 區(qū)域二次資源回收鏈，收購社會區(qū)域內(nèi)的廢鉬合金及催化劑等二次資源，篩選及處理后進入鉬加工生產(chǎn)系統(tǒng)。
⑤ 水資源循環(huán)利用鏈。主要體現(xiàn)在鉬生產(chǎn)鏈中，如：礦坑水經(jīng)處理后首先回用于冷卻工藝補水、礦區(qū)綠化、道路灑水等，多余部分可進入選礦企業(yè)；選礦廢水經(jīng)尾礦沉淀處理后回用于選礦工序，爭取實現(xiàn)園區(qū)污水的零排放。
⑥ 硫酸廠余熱綜合利用鏈。硫酸廠余熱則回收后用于發(fā)電，供硫酸廠自身生產(chǎn)使用，多余電量出售于園區(qū)內(nèi)其他生產(chǎn)企業(yè)使用。
關(guān)鍵詞 中厚板連鑄坯；角部橫裂紋；成因；預(yù)防措施
中圖分類號TF777 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）34-0094-03
Reasons Analysis and Preventive Measures of Transverse Corner Crack on the Surface of Medium and Heavy Continuous Casting Slab
LI Heishan，CHEN Meng
Baosteel, ShangHai 201900
Abstract Transverse corner crack on the surface of medium and heavy continuous casting slab is a kind of common surface defects. Combining Baosteel Luo Jing No.2 continuous casting machine in actual production condition and slab quality,the papers analyse the reasons and generating mechanism of transverse corner crack on the surface of medium and heavy continuous casting slab ,and describes some preventive measures from the aspects of state of continuous casting machine equipments, steel grade and chemical composition,process parameters etc. These preventive measures can instruct production management and operation and can effectively control Transverse corner crack to improve slab quality.
Keywords continuous casting machine; transverse corner crack; preventive measures
0 引言
目前，寶鋼羅涇二號連鑄機生產(chǎn)的鑄坯存在表面角部橫裂缺陷，鑄坯需要下線人工火焰清理，對產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、生產(chǎn)成本和物流成本等方面造成制約性影響。
1 寶鋼羅涇二號連鑄機目前鑄坯角裂情況
目前在寶鋼羅涇二號連鑄機生產(chǎn)的鑄坯中，角部橫裂紋產(chǎn)生的現(xiàn)象較嚴重，上半年的精整實績中，板坯角部橫裂發(fā)生比例約占總比例的50%以上。按照鋼種碳含量不同，對部分鋼種發(fā)生角部橫裂比例情況進行統(tǒng)計（如表1）。
從表1中可以看出，各鋼種角部橫裂發(fā)生比例均較高，其中包晶微合金鋼角部橫裂≥2級(角裂≥2級：角橫裂紋長度≥10mm)的鑄坯占檢查鑄坯總數(shù)的72％，中碳微合金鋼為50%，低碳微合金鋼為31%。由此表可以看出，包晶微合金鋼特別容易產(chǎn)生角部橫裂紋。
2 鑄坯表面角部橫裂紋產(chǎn)生部位與形貌特征
2.1 鑄坯表面角部橫裂紋宏觀形貌
圖1所示是中碳包晶鋼鑄坯表面角部的橫裂紋，從圖中可以清楚看到它是位于鑄坯角部的一種細小的橫裂紋，裂紋主要分布在鑄坯角部，通常在振痕波谷處，裂紋長度通常為5mm~30mm，裂紋寬度約1mm~2mm，裂紋深度大約2mm~5mm。
2.2 角部橫裂紋微觀形貌
鑄坯角部橫裂紋的微觀金相形貌如圖 2所示。通過檢查分析，角部橫裂紋在連鑄坯內(nèi)、外弧側(cè)的角部振痕波谷處都有發(fā)生。在鑄坯角部開裂，分別向連鑄坯寬面和窄面延伸。
根據(jù)試驗情況，鑄坯出結(jié)晶器900mm左右已經(jīng)有角部裂紋，因此可推斷可能在結(jié)晶器內(nèi)鑄坯角部振痕已有微裂紋或者星狀龜裂紋產(chǎn)生，在受矯直應(yīng)力的作用下，細小裂紋擴展成角部橫裂紋。
2.3 角橫裂紋成因和機理分析
關(guān)于連鑄鑄坯表面角部橫裂紋，國內(nèi)外已發(fā)表了大量關(guān)于在鋼的連鑄過程中出現(xiàn)鑄坯裂紋及其形成機理的論文。目前大多數(shù)研究者認為角橫裂紋是在鑄坯凝固過程中產(chǎn)生的。比如Mintz認為鋼中N易與Al、V、Nb等元素形成氮化物在晶界析出而降低鋼的熱塑性，促進了裂紋的發(fā)生。Harada等研究發(fā)現(xiàn)偏析是橫向裂紋的起源，振痕下容易發(fā)生裂紋并在奧氏體晶界發(fā)展，并最終形成大量的橫裂紋。
2.4 鑄坯表面角部橫裂紋產(chǎn)生的影響因素
2.4.1 化學(xué)成分因素對鑄坯表面角部橫裂紋的影響
C含量為0.09%~0.15%之間的鋼液凝固時，可能會發(fā)生較大的體積收縮和線收縮，極易產(chǎn)生角部橫裂。因此，在鋼種成分允許的前提下，鋼中的[C]應(yīng)盡量避開0.09%~0.15%范圍。可以減少板坯角部橫裂紋發(fā)生機率。
2.4.2 鋼水溫度和拉速的影響
目前在羅涇二號連鑄機技術(shù)規(guī)范中規(guī)定了中間包溫度對拉速的管理基準，中間包溫度和拉速對應(yīng)關(guān)系。在中間包溫度方面，從前工序出來的鋼水溫度明顯偏高，每個鋼種在澆注時目標過熱度為20℃，而實際在澆注時經(jīng)常達到25℃~30℃，被迫降速，且低拉速下振動頻率減慢，振痕加深，增加了應(yīng)力集中。
通過分析鋼水過熱度和拉速波動過程中板坯的角裂發(fā)生比例，在鋼水過熱度和拉速的控制不當時，相應(yīng)板坯角裂發(fā)生也較嚴重。
2.4.3 結(jié)晶器冷卻水
結(jié)晶器冷卻水過大會引起坯殼冷卻不均，在鑄坯表面形成各種裂紋，在澆鑄包晶鋼時，由于包晶相變，凝固坯殼產(chǎn)生較大的凝固收縮，使得結(jié)晶器彎月面出的出生坯殼凝固不均勻，這種坯殼不均勻程度隨著結(jié)晶器冷卻強度增加而加劇。
2.4.4 保護渣
在澆鑄包晶鋼鋼種時，有的保護渣在結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面上鋪展性不好，澆鑄過程中在結(jié)晶器角部熔融性不均勻，有渣條出現(xiàn)。渣條吸收鋼水中的氧化鋁夾雜物后性能發(fā)生改變，容易被卷入彎月面改變結(jié)晶器角部的熱流密度，不利于初生坯殼的冷卻和，導(dǎo)致應(yīng)力集中而產(chǎn)生角部橫向裂紋。實踐表明，保護渣結(jié)晶溫度和堿度較低，粘度較高，形成的渣膜較薄，加快了向銅板的傳熱速度，不利于坯殼的均勻冷卻，導(dǎo)致角部裂紋的產(chǎn)生。
2.4.5 二次冷卻方式
鑄坯成批發(fā)生角部裂紋后對鑄機二冷水進行了檢查，發(fā)現(xiàn)：一是二冷噴嘴堵塞嚴重，二是二冷氣水比例失調(diào)，造成鑄坯冷卻不均勻，邊角部產(chǎn)生局部應(yīng)力，加劇了角部裂紋的擴展。另外，發(fā)現(xiàn)個別輥的軸承座漏水嚴重，造成角部溫度過低，也是誘發(fā)鑄坯角部橫裂的一個因素。
2.4.6 結(jié)晶器振動
由于結(jié)晶器振動主要作用是產(chǎn)生負滑脫，使坯殼和結(jié)晶器壁分離，負滑脫時間越長，振痕越深，容易產(chǎn)生表面和角部橫裂紋，結(jié)晶器振動負滑脫時間大小將影響角部橫裂紋的產(chǎn)生。
2.4.7 結(jié)晶器錐度對鑄坯表面角部橫裂紋的影響
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結(jié)晶器的兩個窄面錐度降低，錐度太大會增加坯殼的應(yīng)力，增加產(chǎn)生裂紋的機率。結(jié)晶器錐度過大，鑄坯出結(jié)晶器下口時，摩擦力過大，會導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生角部橫裂。將錐度適當減小，角部橫裂會得到一定程度的改善。
2.5 預(yù)防措施
2.5.1 控制鋼水溫度和拉速
在作業(yè)區(qū)嚴格推行標準化作業(yè)，在生產(chǎn)時要求前工序嚴格控制到達回轉(zhuǎn)臺的鋼水溫度，從而保證中間包鋼水過熱度在目標范圍內(nèi)。使得拉速隨中間包鋼水溫度的降低而提高，在一定程度上減少了鑄坯角部橫裂紋的發(fā)生。
2.5.2 降低冷卻強度
首先降低結(jié)晶器冷卻水量，在調(diào)試過程中，將結(jié)晶器窄面兩側(cè)的冷卻水量適當降低，改進前后的參數(shù)。如表2所示：
降低結(jié)晶器窄面冷卻水量之后，使得結(jié)晶器窄面冷卻強度降低，冷卻更加均勻，減少鑄坯角部的橫裂紋產(chǎn)生。同時將二冷冷卻強度降低，在澆鑄包晶鋼時，特別將2#回路冷卻水流量進行了改進，2#回路也是對結(jié)晶器窄面進行冷卻的，改進的二冷水參數(shù)，減弱了二冷強度，從而使得冷卻更加均勻，降低鑄坯角部橫裂紋的產(chǎn)生幾率，同時發(fā)現(xiàn)板坯的角裂相對較細較淺。
2.5.3 調(diào)整結(jié)晶器錐度
結(jié)晶器倒錐度是鑄坯連鑄機的一個重要參數(shù)。因為鋼水從液態(tài)到固態(tài)有一個體積縮小的過程，結(jié)晶器必須有一個合適的倒錐度才能滿足坯殼體積收縮的要求，倒錐度太大或太小都會影響鑄坯的質(zhì)量，必須根據(jù)鑄坯斷面尺寸、鋼水特點、實際收縮比，采用合適的結(jié)晶器倒錐度。
通過調(diào)節(jié)優(yōu)化結(jié)晶器倒錐度參數(shù)，板坯角裂發(fā)生比例有所降低，低碳微合金鋼、包晶微合金鋼、中碳微合金鋼角裂對比優(yōu)化之前均有所降低。
2.5.4 結(jié)晶器振動
由于結(jié)晶器振動參數(shù)對鑄坯角部橫裂紋產(chǎn)生一定的影響，將大厚度的包晶鋼鋼種的結(jié)晶器振動參數(shù)做了相應(yīng)的調(diào)整，如表所示。從表4中可以看出，調(diào)整后，在一定的拉速情況下，振幅變小，振動頻率增大，有利于減少角部裂紋的產(chǎn)生。
2.5.5 連鑄機扇形段和輥縫標定
每次更換扇形段之后以及定期進行扇形段標定，使得扇形段位置達到目標要求。定期走輥縫儀，每次更換扇形段后，都要進行對弧，保證扇形段對中良好。
從上圖（3、4、5、6）輥縫標定、弧度對中前后的對比圖可以看出，輥縫重新標定、弧度對中之后，設(shè)備狀態(tài)明顯改善，分析對應(yīng)時間生產(chǎn)的鑄坯表面角裂也得到有效控制，明顯減少。
因此，建議每次更換扇形段之后，定期進行扇形段標定，使得扇形段位置達到目標要求。定期走輥縫儀，每次更換扇形段后，都要進行對弧，保證扇形段對中良好。這樣可以有效控制鑄坯表面產(chǎn)生角部裂紋。
3 結(jié)論
改進后比改進前，板坯發(fā)生角部橫裂百分比有所下降，目前雖然還沒有完全消除鑄坯表面角部橫裂紋，具體的成因機理和改善措施仍需要深入研究，但是通過攻關(guān)，寶鋼羅涇二號連鑄機的角部橫裂紋得到控制和減少，特別是鑄坯上表面角部橫裂紋減少更為明顯。
建議從如下幾方面制定預(yù)防鑄坯表面角部橫裂紋的措施：
1）產(chǎn)品成分設(shè)計過程中控制碳含量，盡量避開包晶凝固區(qū)；
2）調(diào)整優(yōu)化和穩(wěn)定工藝參數(shù)。降低一冷、二冷強度，采用平穩(wěn)的熱冷卻，控制矯直鑄坯溫度；采用合適的保護渣，可以減少振痕和防止坯殼粘結(jié)；
3）對鑄機設(shè)備狀況狀態(tài)動態(tài)監(jiān)控。良好的鑄機輥縫和弧度；調(diào)整振動參數(shù)，采用高頻率、小振幅結(jié)晶器振動，保持結(jié)晶器液面穩(wěn)定，可以減緩板坯角裂發(fā)生。
參考文獻
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