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元素对铸件的影响研究论文

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元素对铸件的影响研究论文

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G T 决定生铁质量的元素怎么能不知道呢????

我有一篇原创的论文,请参考。桑拿天气对冲天炉熔炼的影响及预防措施摘要:高温潮湿闷热天气使冲天炉熔炼不正常,熔化率下降,铸件气孔缺陷增加。采用调整鼓风机风量及炉料比例、加强炉料管理及炉前脱气处理等措施,取得了明显效果。关键词:高温;潮湿;气孔;脱气;风量山东省临沂市风机厂生产的冲天炉专用鼓风机具有风压高、流量变化小、重量轻、结构简单、耗电少、噪音低等特点,广泛应用于冲天炉熔炼等强制鼓风场合,深得用户好评。进入夏天后,很多用户来检修风机并反映:与春节期间相比冲天炉熔化率降低、熔化不正常、铸件气孔增加、废品率上升,而各方面都未变化(如风口、炉料、操作),鼓风机经检修又无问题,令人百思不得其解。无独有偶,我厂铸造车间(冲天炉为4t/h二排大间距冷风、配套45kW的HTD85-21鼓风机)亦出现了上述问题,熔化率由4t/h降至3t/h,生产的轴承箱体部分出现了气孔,这在以前是从未有过的事情。1 原因分析 熔化率下降的原因分析 风量的影响夏季气温高、空气体积膨胀大,空气密度比冬天低约10%,而粘度系数则是冬天的倍。夏天同样的进风量其重量要比冬天少约10%,即氧气量少了;同时粘度系数增加,导致进风速度下降。进气量不足,造成底焦燃烧不充分,导致熔化率降低,铁液温度下降,使铁液中的气体、氧化物、硫化物等杂质进入型腔而造成气孔或渣气孔。进风量是影响焦炭燃烧、熔化率的一个重要因素。 风压的影响风机的压力与空气的温度有如下关系(忽略大气压力的变化):P1/P2=(T+t2)/(T+t1)式中 P1——气温为t1时的压力P2——气温为t2时的压力T=273℃例如:在冬天气温为-10℃,夏天为38℃工作的一台鼓风机,它的压力变化:P1=,即在夏天时鼓风机的压力要比冬天低。风压低不利于克服沿途的各种阻力,气流不能射入炉心,炉膛断面供风不均匀,不能改善中心焦炭的燃烧,不利于提高铁液温度,同时也致使熔化率下降。 产生气孔的原因分析送风湿度与铸造缺陷有密切关系,夏天空气湿度比冬天高,空气中的水汽进入炉内分别与赤热的焦炭、铁液接触相互作用,产生大量H2,发生吸热反应,故降低炉温。产生大量H2会大幅增加铁液的吸气程度,铁液中的H2量超过时,铁液在型内冷却过程中,H2来不及排出,会在铸件表皮下形成1~3mm的气孔。炉温降低会加重铁液氧化,FeO含量增多,炉内Mn、Si等元素烧损加大,这样的铁液白口倾向严重、凝固快、流动性差、质量不好,浇注的铸件极易产生氧化性气孔。铁液温度随送风湿度增大而呈线性降低,过高的湿度除影响铁液温度外,还影响冲天炉的熔化率、铸件化学成分和白口深度。2 预防措施为减轻高温潮湿天气对铁液质量的不利影响,提高铁液温度是关键,即常说的“高温治百病”。除避开雨雾湿热极端天气熔炼外,我们还采取了一些措施,熔炼达到正常,使铁液温度稳定在1420—1440℃,废品率明显下降。 调整鼓风机风量遇桑拿天气应增大送风量12%,打开进风调节闸门,适当加大电机电流,但不得超过电机的额定电流,防止烧坏电机。若电机已达额定电流、鼓风机满负荷工作,在无法直接加大送风量的情况下,可适当降低料柱高度或缩小风口区的直径。 调整炉料比例增加底焦高度和层焦量约10%,适当降低废钢用量,尽量不用铁屑饼,以减轻炉内氧化性气氛和铁液吸气量。 加强炉前脱气处理在出铁槽随流加入的稀土合金,对铁液进行脱氧去硫,净化铁液;扒净铁液表面的浮渣后,用烘干好的覆盖剂盖严包面,减少二次氧化、吸气。 严格炉料管理将炉料室内存放,保持干燥;万不得已露天存放时,遇雨雾潮湿天必须苫盖,特别是生铁、焦炭;筛选焦炭,大小相差不宜过分悬殊,即块度均匀、适中;破碎回炉料,减小炉料块度,清除干净炉料的杂质(如芯砂);孕育剂、覆盖剂、铁合金等使用前必须充分烘烤,去除水分;出铁槽、炉衬、包衬烘烤至暗红色。 规范操作当天造好的铸型当天浇注,减少吸潮,避免铸型长时间停放;严格配料、称量,保持适当高度的料柱;按规程操作,确保不出现事故,只有保持“四稳”(炉膛尺寸稳定、底焦高度稳定、风量控制稳定、合格炉料稳定)、“三通”(保持风口、渣口、出铁口明亮、通畅、干净),才能熔化稳定,铁液优良。3 结束语采取相应措施后,冲天炉熔炼正常,铁液质量稳定,熔化率恢复到正常水平,铸件气孔废品率下降8%-10%,为用户解决了技术难题,为企业赢得了经济效益和社会效益。

随意推荐两篇,谨供参考1、国内外铸造生产线设计生产中的问题及解决办法 一.概述 随着国民经济的不断发展,近年来对铸件的要求越来越高,特别是汽车发动机缸体、缸盖类铸件,不仅要求材质好,而且还要求尺寸精度高、表面光法、重量轻。为此,作为影响铸件质量的关键工部件造型工部,纷纷采用新的工艺和设备,以满足铸件质量和产量的要求。据不完全统计,我国引进的高压造型线、气冲造型线、静压造型线已有60条左右;国内自己设计制造的高压造型线、气冲造型线已有70余条。 从使用情况来看,这些造型线确实为我国的铸件产量和质量的提高起了很重要的作用,但与我们的希望来比,还很不够。进口线的实际生产率一般在设计能力的5080%,国产线现在使用的估计只占50%,而在这50%中,开动率也较低,出现以上现象的原因是多方面的,归纳起来大概有以下几方面。 二.存在问题 1.设计存在的问题 由于造型线设备复杂,动作多,逻辑性强,因此,设计中就难免有考虑不周的地方,特别是造型线设计的初期,问题更多,比如:材质选用不合理,元件选用不当,逻辑关系不强等。这就决定了我国早期的高压线多数运行状况不太理想。比如:某大厂在70年代初期设计了一条高压造型线,制造安装后一直没有使用,其主要原因是:设计时许多辅机上的垂直液压缸原始位置设在中间位置,由于国产液压阀的泄漏,致使许多辅机不能处在原始位置;运行部件没有考虑制造的误差及液压泄漏,经常相碰,该联锁的电器上也没有联锁,放了这么多年,给工厂带来了很大的经济损失,听说最近要拆掉。国内如此,国外的造型线也同样存在设计上的不足,比如某厂引进一条高压造型线,由于设计时没有考虑砂箱走边的检测及清扫,以至砂箱的进翻箱机时经常卡死,甚至把翻箱机顶坏。还有一家厂引进的静压造型线在设计时工艺性考虑的不周,使上箱在下箱上边翻箱,从而导致造好的下箱内腔掉进砂子,造成铸件缺陷。 2.设备可靠性差 影响设计可靠性的因素主要有设计、制造、安装、生产管理、维修等。 设计中零件选用不当,材质选用不合理,是影响可靠性的重要原因之一,过去着重强调了国产化和降低成本,因此,元器件全为国产件。但由于国产无器件质量不过关,严重影响了造型线的开动率。比如:由于机械传动的误差,会导致转运车上的轨道与冷却道轨道对不准,致使输送器小车和砂箱脱轨,造成较长时间的停车;同样规格的密封件,国产的只能用3~6个月,而进口的能用12年;同样的管接头,国产的就漏油,进口的就不漏油,仅此一项,某一条造型线严惩时每年将漏油200多吨,价值100多万元;由于接近开关发讯不准,也常导致误动作造成停车;液压阀及气动阀的泄漏和精度不高,也是影响造型线开动率的主要因素。比如某厂造型机的控制不仅有电器联锁,而且有气动联锁,气动控制管路的管子是Φ8×1的,连接的管接头较多,由于管接头及气阀的漏气,常使控制气路压力降低,不能使气阀动作,为此,不得不冒险将部分联锁取消。 制造质量的好坏,也将影响造型线的开动率,包括内在质量和尺寸精度。比如:由于加工精度达不到要求,造成设备移动部分和固定部分相碰,定位不准等故障;由于元件的材质或热处理达不到要求,将影响设备的使用寿命和可靠性;由于液压系统的清理不干净,导致油液污染,使阀卡死的现象也经常出现。我到过一个现场,两台主机的工作台同样是球铁的,一台球化好了,用了几年就没问题,而另一台,没有多久就坏了,断面象马蜂窝似的。再如,某厂引进的气冲线96年投产以来,主机工作台油缸已更换了三次,第一次没过保质期就坏了,结果索赔了一台,此后,每两三年更换一次。另外,电线接头长时间使用后引起松动,也导致坏电路二三次。安装不按规范,偷工减料,也是造成可靠性差的重要原因之一。比如:安装时对管子不按规范进行清洗,该氩弧焊的用普通焊代替,造成管子里边有焊渣;该装管夹的地方不装或少装,造成管子震动,管接头松动,时间一长开始漏油;该用RVV软线的地方,用KVV代替,宜造成断路;该用螺栓固定的地方一焊了之,等等。 3.维修困难 由于设计人员现场经验不足,设计出来的设备往往只注意功能性,而没有注意维修容易,比如有些易损件或耐磨件,在制造厂装配时依次可以装上,但如果使用过程中磨损了,需要更换,则必须大卸八块,才能换上。这样,既费时,又影响了整个设备的精度。再如,过去将滤网放在泵的吸油口,并埋在油箱内,由于油的污染,经常要对滤网进行清理,但清理一次滤网必须先把油抽干净,而不是将滤网放在回油管上,清洗更换都方便。在阀箱里或多管平行的地方,安装管夹时,没有留出足够的维修空间,一旦一根管子漏油,必须选把别的管子拆掉,才能拧紧,形象地说,就跟栽葱的一样。制造过程中不注意质量,零件严重超差,也是造成维修困难的一个重要原因。比如一个零件与另一个零件为过度配合,由于加工超差,装配时变成了过盈配合,一旦零件出了问题需更换时,就很难取出。还有,经常拆装的缸端管接头,不用球铰接头,而用端直角接头,从而给维修带来困难。安装时只顾管子、电线走向,而忽略维修的可能性的情况也是常有的,比如,有些设备距地沟壁有一定的距离,本来是作为维修空间用的,但安装时不注意,觉得走管子或电缆桥架挺方便的,就装上了,但使用维修时就叫苦了。 4.生产任务不足,成本较高 在市场经济的今天,铸件成本的高低显得越来越重要了。近几年来,由于乡镇和民营铸造企业的蓬勃发展以及城市的环境保护要求,再加上乡镇和民营铸造企业的成本较低,企业经营灵活,这些企业的铸件在市场上的份额越来越大,从而导致一些具有造型线的大中型企业生产能力不足。例如:现在许多厂爱“开三停四”,一个月上半个月的班,由原来的两班或三班改为单班,经常放长假等。造型线的运行成本较高,也是影响使用的一个因素。如果开动造型线,必须所有设备开动,包括相关工部的设备,这样,用电量较大,同时,所有人员都得到岗,再加上漏油损失,在产量少的情况下,开机将很不划算。比如:有一个厂原来产量很大,上了一条气冲造型线,后来,产量锐减,开动造型线明显不划算,再加上实行成本核算,只好将造型线封存,改为地面造型。 5.管理不善 没有通盘计划,各自为政的现象严重,致使一些企业不考虑自己的实际情况,盲目上马,但后来由于资金不足,产品不对路等原因,造成虽已有较大投入,但尚未形成生产能力而闲置着的设备数量也不少。 企业内部管理不善,主要表现为:维修人员责任不明确,没有明确的设备维修制度,备件采购和维修脱节,维修人员素质较低,工资待遇差等。经常看到这样的现象:操作工上班时维修工在休息,操作工下班了维修工也下班了,至少设备是否需要备件,是否带病工作,是束需要维修,没有人去管,只有设备实在开不动了,才去修理,而这时换上的备件往往又不合适。比如某厂造型线上的备件是由设备科来组织,线上该备什么,备多少,基本不与维修人员通气,买来的备件也不与造型线上实际使用的实物对照,因此,常常出现原来是24伏的阀,更换时变成了220伏;应该是内控内泄阀,更换时变成了内控外泄阀;加工的备件更换时才发现超差等现象,从而影响生产。 6.各工部不匹配 由于国内外铸造设备的标定生产率与实际相差很大,所以,经常导致铸造车间各工部不匹配,从而影响造型线的开动率,据不完全统计,一般造型线由于各工部不匹配而占停机时间约为30-50%左右。例如有一个厂,在车间设计时引进了一条造型线,但其它工部选用国产设备,投入使用后出现两个问题:一是其它工部设备故障率高,严重影响了造型线的开动率,使造型线处于半停产状态;二是混砂能力不够,国产混砂机的混砂能力在实际实用中只能达到名义能力的一半左右,而设计时按名义能力考虑,因此,造成这样的后果。该车间这样生产了大概三、四年,厂里下决心又对砂处理工部进行了改造,目前,使用情况良好。 三.解决问题的办法 要想将一条造型线用好,无非要作好“防”和“备”两方面的工作,“防”是防止问题的出现,“备”是防不胜防时,出现问题了要有所准备,将问题尽快解决。但要做到这两点,必须在以下方面下功夫。 1.加强学习,吸引国内外先进技术和经验,以防为主 设计人员的素质直接影响到造型线的水平,只有设计水平提高了,才有可能制造出好的造型线。为此,设计人员必须掌握国内外的先进技术和设备,并不断总结经验,逐步提高,使设计水平从“小学”提高到“大学”。近年来,我国铸造设备设计人员已充分意识到这一点,通过他们的努力,再加上生产实践、消化吸引国外先进的工艺和技术,我国铸造设备设计水平大大提高,他们不仅具有了设计出高水平造型线的能力,而且具有现场动手的能力,通过不断改进,已设计出多条布置合理,性能可靠的造型自动线。这些改进有:工艺方面:由气动微震改为高压造型,再发展为气冲造型、静压造型、触头式动力撞击造型等。使设备越来越简单,工艺性越来越好。可靠性方面:过去造型线控制用顺控器控制,设备又庞大,故障又多,维修也困难,但有了PC以后,我们马上用在造型线控制上,目前,基本上没有人说电器有问题了;过去辅机及转运车为了实现慢--快--慢的动作,用子母电机或行程阀控制,现在有了调频电机和比例阀,很容易就解决了,可靠性也得到了提高;过去动作检测发讯用行程开关,现在用接近开关或编码器;过去由于油温过高,常使密封件容易老化,产生漏油等现象,严重影响造型线的开动,针对这一原因,现在增加了液压油冷却面积,改变溢流阀型号,使无负荷时泄荷,而不是溢流,减少产生热量的原因,降低落同温;活塞式蓄能器改为囊式蓄能器,性能可靠,动作灵敏;将不可靠的国产元件改为进口元件等。维修方面:一条造型线再好也不可能一点问题没有,但出了问题很难解决,设计水平就不能说很高,为此,设计人员也下了很大功夫。便好:过去液压系统出了故障,必须先把系统卸荷,回油完了再维修,现在将阀箱带在设备上,并在进出油口各加一个截止阀,维修时阀一关就行了,十分方便;还有,经常拆装的较大零件,设计时直接设计上两个吊装孔,使维修变的十分方便。专业设计方面:过去许多大厂车间设计由自己的技术人员来完成,但由于受专业和实际经验的限制,设计完成后问题较多,特别是各工部不匹配的现象普遍存在。因此,铸造项目最好不要请非专业的技术人员来设计,要请专业的设计院所来设计,这样,就会少出错或不出错,不走弯路。 2.强化质量意识,提高产品质量 “质量就是生命”这句话我们大家都很熟悉,但在实际中对质量的认识还很不够,还应该加强,使每一个员工意识到没有质量,就没有生存。一切操作按规范进行,绝对禁止为了一点小利进行偷工减料的行为。过去经常有这样的事,图纸归图纸,加工归加工,加工的人不看图纸要求,设备做成什么就是什么,比如端直通管接头的螺纹孔,由于要靠组合垫密封,图纸上螺纹孔和端面的锪平面有垂直度要求,但机加工工人是不管的,甚至不锪平,所以,容易造成漏油。还有多个螺钉固定的设备,往往有几个螺钉孔对不上,因此,把螺钉磨成丝锥一样拧进去或不拧。当然,经过这么多年的生产实践,许多厂已意识到质量的重要性,加工手段也提高了许多,比如现在许多厂用专机或加工中心加工砂箱,过去自己制造的油缸现在也外协到专业油缸厂制造。另外,必须提高基础件的质量,过去同样级的螺钉固定液压阀,进口的就不漏油,国产的就漏油。减速机内的齿轮,要求是硬齿面,耐实际是软齿面,用不了多外就坏,等等。 3.加强管理,健全维修制度,有备无患 首先上级主管部门要根据企业的具体情况,决定是否要上造型线,把好第一关,避免上了一半而中途下马,经国家和企业造成经济损失。如果上了造型线,企业内部必须加强管理,与造型线有关人员必须责、权、利分明,谁出了问题,谁负责任,谁来解决。要有严格的管理制度,注意各工部之间的匹配,注意人材的培养和合理利用。再好的一条线,如果管理维修跟不上,也不可能用好。因此,必须重视维修人员的素质。维修人员必须对造型线非常了解,明白每一个零件的用途,平时要进行预检预修及巡检,出了故障能很快正确地判断并及时排除。我到过一个现场,维修人员没见过造型线的液压原理图,对全线的动作原理不清楚,因此,出了故障手忙脚乱,最后捣鼓一通能用为止,究竟出了什么问题,怎样解决却不清楚。因此,大大影响了开动率。象这种状况,以后必须改进。备品备件的管理对自动化流水生产线来说,显得特别重要,建议此项工作由专人管理。备件清单的提供要与造型线上的需要一致,进货后要与造型线核对,并分类保管,保管条件要符合材质的要求,定期对备件进行检查,对过期的零件清理出去,及时补充新的零件。要做到造型线使用的备品备件随时能准确无误地提供,从而,确保造型线正常运转。总之,要用好一条造型,不是一件简单的事,几十台设备、一、二百个点,每天都毫无差错地运行,不仅要从设计、制造、安装、调试、维修、备品备件等造型线本身方面来下工夫,而且要从生产管理、各工部协调匹配、正确确定工艺参数等方面下功夫。随着技术水平、制造水平,加上设计人员的设计水平和使用者管理水平的不断提高,国产造型线一定能制造好,使用好。 刘小龙 2、浅谈如何提高压铸模寿命 材料自身存在的缺陷、维修和保养的方法都是会影响压铸模的寿命的。本文从后者来介绍如果提高压铸模的寿命,并列举了压铸模常见的故障原因及排除方法。 压铸模由于生产周期长、投资大、制造精度高,故造价较高,因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响,导致模具过早失效而报废,造成极大的浪费。 压铸模失效形式主要有:尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。 1、材料自身存在的缺陷 众所周知,压铸模的使用条件极为恶劣。以铝压铸模为例,铝的熔点为580-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸,型腔表面温度由室温直升至液温,型腔表面承受极大的拉力。开模顶件时,型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后,模具表面便产生龟裂等缺陷。 由此可知,压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的材料,据介绍,国外80%的型腔均采用H13,现在国内仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_艺性能不好,导热性很差,线膨胀系数高,工作中产生很大热应力,导致模具产生龟裂甚至破裂,并且加热时易脱碳,降低模具抗磨损性能,因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块,虽然这些合金即脆又有缺口敏感性,但其优点是有良好的导热性,对需要冷却而又不能设置水道的厚压铸件压铸模有良好的适应性。因此,在合理的热处理与生产管理下,H13仍具有满意的使用性能。 制造压铸模的材料,无论从哪一方面都应符合设计要求,保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此,在投入生产之前,应对材料进行一系列检查,以防带缺陷材料造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。 (1) 宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏柝、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。 (2) 金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。 (3) 超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。 2、压铸模的加工、使用、维修和保养 模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题,但在确定压射速度时,最大速度应不超过100m/S。速度太高,促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多;但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s,铸铝的最大压射速度不应超过53m/s,平均压射速度为43m/s。 在加工过程中,较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍,弯曲变形量减少85%,叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时,两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角,又不相互同心,那么在使用过程中,连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑,最好不留机加工痕迹。 电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛,但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中,模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定,粗加工时较深,精加工时较浅。无论深浅,模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力,在使用过程中,模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力可用:①用油石或研磨去除淬硬层;②在不降低硬度的情况下,低于回火温度下去应力,这样可大幅度降低模腔表面应力。 模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内,尽量降低铝液的浇铸温度,压射速度,提高模具预热温度。铝压铸模的预热温度由100~130℃提高至180~200℃,模具寿命可大幅度提高。 焊接修复是模具修复中一种常用手段。在焊接前,应先掌握所焊模具钢型号,用机械加工或磨削消除表面缺陷,焊接表面必须是干净和经烘干的。所用焊条应同模具钢成分一致,也必须是干净和经烘干的。模具与焊条一起预热(H13为450℃),待表面与心部温度一致后,在保护气下焊接修复。在焊接过程中,当温度低于260℃时,要重新加热。焊接后,当模具冷却至手可触摸,再加热至475℃,按25mm/h保温。最后于静止的空气中完全冷却,再进行型腔的修整和精加工。模具焊后进行加热回火,是焊接修复中重要的一环,即消除焊接应力以及对焊接时被加热淬火的焊层下面的薄层进行回火。 模具使用一段时间后,由于压射速度过高和长时间使用,型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物相当硬,并与型芯和型腔表面粘附牢固,很难清除。在清除沉积物时,不能用喷灯加热清除,这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生,从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除,但不得伤及其它型面,造成尺寸变化。 经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后,无论试模合格与否,均应在模具未冷却至室温的情况下,进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1/6~1/8时,即铝压铸模10000模次,镁、锌压铸模5000模次,铜压铸模800模次,应对模具型腔及模架进行450—480℃回火,并对型腔抛光和氮化,以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每12000~15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后,可每25000~30000模次进行一次保养。采用上述方法,可明显减缓由于热应力导致龟裂的产生速度和时间。 在冲蚀和龟裂较严重的情况下,可对模具表面进行渗氮处理,以提高模具表面的硬度和耐磨性。但渗氮基体的硬度应在35-43HRC,低于35HRC时氮化层不能牢固与基体结合,使用一段时间后会大片脱落:高于43HRC,则易引起型腔表面凸起部位的断裂。渗氮时,渗氮层厚度不应超过,过厚会于分型面和尖锐边角处发生脱落。 3、热处理 热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确,引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比重的一半左右。 压铸模型腔均由优质合金钢制成,这些材料价格较高,再加上加工费用,成本是较高的。如果由于热处理不当或热处理质量不高,导致报废或寿命达不到设计要求,经济损失世大。因此,在热处理时应注意以下几点: (1) 锻件在未冷至室温时,进行球化退火。 (2) 粗加工后、精加工前,增设调质处理。为防止硬度过高,造成加工困难,硬度限制在25-32HRC,并于精加工前,安排去应力回火。 (3) 淬火时注意钢的临界点Ac1和AC3及保温时间,防止奥氏体粗化。回火时按20mm/h保温,回火次数一般为3次,在有渗氮时,可省略第3次回火。 (4) 热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳会记过迅速引起损伤、高密度裂纹;增碳会降低冷热疲劳抗力。 (5) 氮化时,应注意氮化表面不应有油污。经清洗的表面,不允许用手直接触摸,应戴手套,以防止氮化表面沾有油污导致氮化层不匀。 (6) 两道热处理工序之间,当上一道温度降至手可触摸,即进行下道,不可冷至室温。

钙元素对儿童的影响研究论文

从小我们就会在电视上看到很多宣传补钙的广告,补钙这件事一直深入人心。自然界中含钙的矿物很多,如方解石等。在我们人体中,钙元素主要存在于血液、牙齿和骨骼中。钙是生物体中的重要的微量元素,缺钙会引起孩子发育不良、肌肉抽搐等。

一、钙的来源

人体自身是不能产生钙元素的,必须依靠外界摄取。钙元素主要来源于食物,从一些含钙元素的食物中获取。例如豆腐,燕麦,三文鱼,牛奶等等。依靠这些食物可以补充我们体内所需的微量元素。

二、钙对于生命的作用

钙元素对于维持骨骼的强健有重要作用,能帮助骨骼生长。对于牙齿的健康也很有好处,能够使牙齿不易蛀牙。其次,钙元素还能维持规则的心律。人体的心脏运动同样需要钙元素的参与,它对于维持心跳的稳定有重要作用。

钙元素还能够缓解失眠症状。现在许多年轻人工作压力大,晚上常常失眠,睡不好觉,许多老年人因为身体体质的下降也出现失眠的症状。钙元素可以帮助人们缓解失眠的症状,例如睡前喝一杯牛奶,可以让大家拥有一个放松的晚上。

铁的代谢也需要钙元素的助力。我们都知道,人体中的铁元素与血红蛋白结合运输氧气,而钙元素有利于铁的代谢,这样就能让血红蛋白充分供氧。人到中年,骨髓的造血能力有所下降,多补补钙也可以预防缺氧、呼吸不畅。

由此可见,钙在生命中的作用实在不少。

钙元素缺乏常见的表现及症状有骨骼发育畸形、生长发育缓慢、睡眠质量不好等。

缺钙的会影响到宝宝身体健康发育的。一定要注意补钙,奶粉中的钙是比较好吸收的,比如圣元盖诺安

钙是人体不可缺失的元素之一。它可以促进骨骼的生长发育,而且钙是很多消化酶的组成,可促进食物的消化从而可以达到减肥的效果。

有害元素对钢的影响研究论文

1、碳(C)  碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。碳是区别铁与钢,决定钢号、品级的主要标志。碳是对钢性能起决定作用的元素。碳在钢中可作为硬化剂和加强剂,正是由于碳的存在,才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能, 钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。2、硅(Si):由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入,在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有-的硅。如果钢中含硅量超过,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入-的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。3、锰(Mn):少量由原料矿石中引入,主要是在冶炼钢铁过程中作为脱硫脱氧剂有意加入,钢铁中主要以MnS状态存在,如S含量较低,过量的锰可能组成MnC、MnSi、FeMnSi等,成固熔体状态存在,在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰-。在碳素钢中加入以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。4、磷(P):由原料中引入,有时也为了特殊需要而有意加入,以Fe2P或Fe3P状态存在,在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于,优质钢要求更低些。5、硫(S):主要由焦炭或原料矿石引入钢铁,主要以MnS或FeS状态存在,硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于,优质钢要求小于。在钢中加入的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

常存杂质元素对碳钢钢材性能的影响普通碳素钢除含碳以外,还含有少量锰(mn)、硅(si)、硫(s)、磷(p)、氧(o)、氮(n)和氢(h)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。l.硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(fes)的形态存在于钢中,fes和fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于fes化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢:s<~;优质钢:s<~;普通钢:s<~以下。2.磷磷是由矿石带入钢中的,一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高,但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时,它使钢材显著变脆,这种现象称"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏,含磷愈高,冷脆性愈大,故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢:p<;优质钢:p<;普通钢:p<。3.锰锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的mns,一定程度上消除了硫的有害作用。锰具有很好的脱氧能力,能够与钢中的feo成为mno进入炉渣,从而改善钢的品质,特别是降低钢的脆性,提高钢的强度和硬度。因此,锰在钢中是一种有益元素。一般认为,钢中含锰量在~以下时,把锰看成是常存杂质。技术条件中规定,优质碳素结构钢中,正常含锰量是~;而较高含锰量的结构钢中,其量可达~。4.硅硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。硅与钢水中的feo能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去,因此硅是一种有益的元素。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性降低。镇静钢中的含硅量通常在~,沸腾钢中只含有~。由于钢中硅含量一般不超过,对钢性能影响不大。5.氧氧在钢中是有害元素。它是在炼钢过程中自然进入钢中的,尽管在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧,但不可能除尽。氧在钢中以feo、mno、sio2、al2o3等夹杂形式,使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响。6.氮铁素体溶解氮的能力很低。当钢中溶有过饱和的氮,在放置较长一段时间后或随后在200~300℃加热就会发生氮以氮化物形式的析出,并使钢的硬度、强度提高,塑性下降,发生时效。钢液中加入al、ti或v进行固氮处理,使氮固定在aln、tin或vn中,可消除时效倾向。7.氢钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷。白点常在轧制的厚板、大锻件中发现,在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色斑点;在横断面上则是细长的发丝状裂纹。锻件中有了白点,使用时会发生突然断裂,造成不测事故。因此,化工容器用钢,不允许有白点存在。氢产生白点冷裂的主要原因是因为高温奥氏体冷至较低温时,氢在钢中的溶解度急剧降低。当冷却较快时,氢原子来不及扩散到钢的表面而逸出,就在钢中的一些缺陷处由原子状态的氢变成分子状态的氢。氢分子在不能扩散的条件下在局部地区产生很大压力,这压力超过了钢的强度极限而在该处形成裂纹,即白点。

钢中的主要有害元素有:硫、磷、氮、氧硫多数以FeS的形式存在于钢中,它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物,受力时容易中,降低钢的强度和疲劳强度,同时硫对热加工和焊接很不利,且偏析严重;磷多数溶于铁素体中形成固溶体,磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能,但显著提高了脆性转变温度,增大了钢的冷脆性,并降低可焊性,且偏析严重;氮也溶入素体中形成固溶体,能提高钢的强度和硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性,增大钢的敏感性和冷脆性;氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中,它是一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低,并增大时效敏感性。

钢中的主要有害元素有:硫、磷、氮、氧。

硫多数以FeS的形式存在于钢中,它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物,受力时容易中,降低钢的强度和疲劳强度,同时硫对热加工和焊接很不利,且偏析严重。

磷多数溶于铁素体中形成固溶体,磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能,但显著提高了脆性转变温度,增大了钢的冷脆性,并降低可焊性,且偏析严重。

氮也溶入素体中形成固溶体,能提高钢的强度和硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性,增大钢的敏感性和冷脆性。

氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中,它是一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低,并增大时效敏感性。

相关信息

钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。

钢液不是纯金属,而是以Fe为基的含有一定量C、Si、Mn及其他一些元素的多元合金。因此,它的结晶过程不是在某一固定的温度(熔点)进行,而是在一定的温度范围内完成的。在平衡结晶条件下,钢液温度降至其液相线温度(tL)时开始出现晶体,而达到固相线温度(ts)时结晶方告结束。

此液相线和固相线间的温度区间,即tL-ts=Δtc。便称为该合金的结晶温度范围。某一钢种的结晶温度范围主要取决于所含元素的性质及其含量,并可由铁与相应元素的二元或三元相图来确定。各元素对结晶温度范围的影响可近似地看成可加和的。即某一具体钢种的结晶温度范围。

生铁含碳量对铸件的影响研究论文

最近工作需要,查阅了一些铸造生铁的资料:铸造生铁分几个牌号:z14,z18,z22,z26,z30分类的基础是硅的含量.根据硫,磷,锰的含量的不同,又分为不同的级别.具体可以查铸造生铁的标准 GBT/718-1982

G T 决定生铁质量的元素怎么能不知道呢????

铸造生铁铁中含有许多元素,一般都检测五大元素:C,Si,.含量对铸造出来的铸件影响:延伸率。拉力值。

生铁的牌号是按其含硅量来划分的:10#生铁的含硅量为、12#生铁的含硅量为、14#生铁的含硅量为、16#生铁的含硅量为、18#生铁的含硅量为以此类推;一般生铁的含碳量为4%、含锰量为;按其含硫量、磷量的多少分为一类生铁、二类生铁及炼钢生铁等。一类生铁一般含量为:硫量小于、磷量小于、钛量小于!

铅元素对于环境的影响研究论文

通过对家乡环境情况的调查,了解家乡环境中存在的问题,认识到环境污染的严重性,加强我们的环保意识。同时希望通过我的调查和宣传,提高家乡农民的环保意识,改善农村环境的现状,把农村建设成子孙后代向往的美丽乐园。我居住在农村,大大小小

可以搬忙写的,挺好写

1923 年开始在汽油中加入铅用作抗爆剂以后, 更加速了全球性铅的污染。因此可以说如今世界上已难找到土壤铅含量不受人类活动影响的一片“净土”。Kabata - Pendias 和Rendias[5 ]报道在靠近公路的某一块土壤铅含量高达7000μg/ g。潘如圭等[6 ]研究了汽车尾气中铅对公路两侧蔬菜的污染情况。试验结果表明: 在公路两侧200 m 范围内生长的蔬菜均受到汽车尾气中铅的污染。管建国[7 ]等研究了在金属冶炼厂周围和公路两侧200 m 范围内蔬菜的受污染情况, 发现所调查的普通叶菜的铅含量均超过国家食品卫生标准。彭珊珊等[8 ]对我国一些常用茶中Pb 进行了测定, 结果表明茶叶中的铅超过一般标准, 应引起重视。土壤中的铅大部分形成PbS , 少部分形成PbCO3 、PbSO4 和PbCrO4 等无机化合物, 或与有机物螯合。铅的无机化合物大多难以溶解, 而且因受到下列因素影响, 铅在土壤中的迁移能力也很弱: (1) 土壤有机质对铅的络合作用。土壤有机质的—SH , —NH2 基因能与铅离子形成稳定的络合物。(2) 土壤粘土矿物对铅的吸附作用。粘土矿物的阳离子交换位点可对铅离子进行交换性吸附。另外, 铅离子进入水合氧化物的配位壳, 直接通过共价键或配位键结合于固体表面。由于铅在土壤中迁移能力弱, 而且溶解度低, 因而人为因素造成的铅污染大多停留在土壤表层, 随土壤深度的增加其含量急剧降低, 20 cm 以下趋于自然水平。进入土壤中的铅有可能被植物吸收, 或溶解到地表水中, 通过食物链和饮用水进入动物和人体, 进而影响人类健康。近年来的研究发现, 铅对人类健康的影响具有不可逆性和远期效应[9 ] 。Page[2 ]等研究表明, 人体血铅与土壤铅含量存在一定关系:0112 (Pb - B , μg/ 100mg) = ln (Pb - S ,μg/ g) - 4185这一关系式仅说明了某一地区的特殊情况, 并无广泛适用价值, 但它足以表明土壤铅含量与人体健康有直接关系。2 铅污染土壤的修复技术由于铅对人体具有很强的毒性, 近年来对铅污染土壤的修复引起了人们的普遍关注。铅污染土壤的修复技术可以分为两大类: 物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分为隔离包埋技术、固化稳定技术、Pyrometallurgical Separation 、化学稳定技术和电动修复技术等。生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。211 隔离包埋技术(isolation and containment)该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来, 减少铅对周围环境的污染或增加铅的土壤环境容量。具体措施为: 以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料, 在污染土壤四周修建隔离墙, 并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜, 应用也最为普遍。为减少地表水的下渗, 还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜, 或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层。212 固化稳定技术(solidification and stabilization)固化稳定技术包括两个方面: 采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性, 同时采用物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler 报道[10 ]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污染土壤中, 搅拌均匀凝固之后, 形成一个大石块, 将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热原理给土壤加热升温, 当土壤冷却后, 土壤凝固成玻璃样块状结构, 称之为玻璃化。该方法包括三个具体步骤: (1) 在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路, 土壤温度上升并熔化。(2) 在自然冷却过程中, 土壤凝固形成玻璃样土块。(3) 在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实际应用于铅污染土壤的修复。·13 · 广东微量元素科学 2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights Pyrometallurgical Separation在一定温度下, 金属就会熔解或升华为气态。Pyrometallurgical separation 技术利用这一原理,将铅等重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到净化土壤的目的。“蒸发”出来的金属可以再回收或固定, 同时富含金属的剩余炉渣也可用于进一步提炼[11 ] 。铅污染土壤在高温熔化之前要进行预处理, 以促进铅的熔解。这一技术主要应用于具有较高回收效率的严重污染土壤(5 %~20 %) 。214 化学稳定技术(chemical stabilization)化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原, 从而达到降低土壤中重金属的活性[11 ] 。对于铅污染土壤, 可用还原剂(二氧化硫、亚硫酸盐或硫酸亚铁) 将铅离子还原, 以减少土壤中铅的可提取量。这一技术也可作为其他修复技术(如固化稳定技术) 的前处理步骤。但必须注意的是, 还原剂的施用可能会造成二次污染。初步研究表明, 施用石灰调节土壤PH7 可降低铅在土壤中的溶解度, 减少植物对铅的吸收[13 ] 。研究表明, 施用羟基磷灰石[14 ] 、水合氧化锰[15 ] 、磷灰岩[16 ,17 ]也可促进铅的沉淀, 减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac 和Pohland[18 ]已将这一技术运用于地下水的修复。215 电动修复技术(electrokinetice technology)在污染土壤两端插上电极, 接通电源后, 土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动, 最终积聚或沉淀在电极上, 以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲, 这一技术不仅应用于铅污染土壤[19 ] , 同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。216 微生物修复技术(microremediation)微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌(SRB) 将硫酸根还原为HS - 再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化,甲基化的金属更容易蒸发, 可做为Pyrometallurgical Separation 的预处理。生物吸附是利用细菌细胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。Leusch 等[20 ]报道一种海藻( S . f luitans )对铅的最大吸附量可达到369 mg/ g。Rahmani 等[21 ]研究了浮萍(Lemna minor) 对污染水体中铅的清除能力。结果表明浮萍在亚致死水平下也能有效清除水体中的铅。217 植物提取修复技术(phytoextration)植物提取修复技术主要是利用超积累植物, 将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株体内特别是地上部分, 从而修复污染土壤[22 ] 。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断泵到植株体内[23 ] 。植物修复技术可分为两种, Salt 等[24 ]把利用超积累植物来吸收土壤重金属的方法称之为持续植物提取(continuous phytoextraction) ; 而把利用螯合剂来促进植物吸收土壤重金属的方法称之为诱导植物提取(inducced phytoextraction) 。21711 持续植物提取(continuous phytoextraction)运用持续植物提取技术来修复铅污染土壤的关键是植物超积累铅的能力。一般认为, 只有铅积累量达到1000μg/ g (干重) 才能称为铅超积累植物[25 ] 。已见报道的铅超积累植物有Brassica .nigua [26 ] , Brassica . pekinensis [27 ] , Brassica . juncea [27 ]和T. rotungifolium [28 ] 。其中T. rotungi2folium 的铅积累量最大, 可达到8200μg/ g (干重) [28 ] 。目前对于植物吸收、运输和积累铅以及耐铅胁迫的机制研究甚少。Liu 等[29 ]研究发现印度芥菜( Brassica juncea) 可在根部积累大量的铅但只有极少部分运输到地上部。原因一方面可能是由于根部细胞内存在高浓度磷酸盐或碳酸盐,在细胞内近中性pH 条件下, 铅主要以磷酸盐或碳酸盐形式沉淀在根细胞壁或细胞内; 另一方面·14 · 广东微量元素科学 2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.铅从根部向中柱迁移的过程还会受到内皮层凯氏带的阻拦。Wozny 等[30 ]认为铅进入中柱后随蒸腾流被动运输到地上部分。运输过程中铅可能会与中柱内的阳离子交换位点结合, 从而被固定在茎部中柱内。研究表明, 铅可与多种小分子有机物螯合[31~33 ] 。推测铅也有可能与各种小分子有机酸、植物螯合肽结合, 减少与阳离子交换位点结合的机会, 从而增加进入了叶部的数量。作者在对浙江西部的某一铅锌矿土壤进行调查时, 发现一种可高浓度积累铅和锌的植物, 据初步调查结果, 其地上部分锌和铅的最高积累量分别达到了5000μg/ g 和1182μg/ g。对于这种植物超积累锌和铅的生理生化机制, 正在进一步的研究中。21712 诱导植物提取(inducced phytoextraction)对于在土壤中极难移动的铅元素, 施用螯合剂可促进植物对其的吸收。施用螯合剂诱导植物超富集作用被称为螯合诱导修复技术。Romheld 和Marschner[34 ]认为螯合物与金属结合后, 金属螯合物可以从内皮层裂口处进入根内, 然后被迅速地转移到茎叶。在用14C - EDTA - Pb 作标记的试验中, Blaylock 等[35 ]发现, 在含这种标记物的介质中生长的植物地上部能快速积累铅, 表明铅与螯合物结合有利于植物对铅的吸收。Salt 等[36 ]认为金属与螯合物结合后阻止了金属的沉淀和吸附, 从而提高了金属的可提取性。螯合诱导修复技术既可选用一般植物也可选用超积累植物。在土壤铅浓度为2500μg/ g 的污染土壤上种植玉米和豌豆, 加入EDTA 后, 植物地上部铅的浓度从500μg/ g 提高到10000μg/ g ; 而且EDTA 还能极大的提高铅从根系向地上部的运输能力,每千克土中加入110 g EDTA , 24 h 后, 玉米木质部中铅的浓度是对照的100 倍, 从根系到地上部的运输转化量是对照的120 倍[37 ] 。不同螯合剂促进植物对铅吸收的效应与螯合剂促进铅从土壤解吸的效应相一致: EDTA > HEDTA >DTPA > EGTA > EDDHA。螯合诱导技术对超积累植物吸收金属的强化效应也很明显。印度芥菜是一种可富集多种金属的植物。Blaylock 等[35 ]研究了柠檬酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGTA、CDTA 对印度芥菜( Brassica juncea) 吸收Cd 和Pb 的效应,发现土壤酸化与施加螯合物相结合可显著增加铅的吸收效率。Vassil 等[38 ]报道用铅和EDTA 共同处理印度芥菜, 其地上部分含量高达55 mmol/ kg (干重) , 相当于培养液铅浓度的75 倍。对印度芥菜茎部提取液的直接测定证明, 茎部的大部分铅是与EDTA 结合的形式运输的。由于螯合剂的价格一般较贵, Blaylock 等[35 ]指出螯合剂( EDTA 和乙酸) 将使每吨铅污染土壤修复成本增加715 美元。此外螯合剂在增加土壤中重金属生物有效性的同时, 也增加了重金属离子的移动性。因而对于螯合诱导修复技术的环境风险应加以系统评价。由于已发现的铅超积累植物种类极少, 而且植物生长慢、生物量小, 因而螯合诱导修复技术比持续提取技术更引人注目。但不论哪种植物修复技术都具有其它物理化学方法所没有的优点:(1) 成本低。据估计, 如果某种植物的茎部铅积累量达到1 % , 且每年产量40 t/ hm2 , 那么通过10 年种植将土壤铅含量从114 %下降为014 %所需费用是245000 美元, 而用物理化学修复技术则需要1600000 美元。(2) 植物利用太阳能, 不破坏生态平衡, 同时还能美化环境, 易为公众所接受。(3) 将富铅植物残体用于植物炼矿, 可产生经济效益。相比之下, 虽然植物修复技术所需时间较长, 而且植物的生长要受到环境的影响, 但这些缺点都不成为重要问题。可以预言, 植物修复将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的修复铅污染土壤的方法。参考文献:[3 ] 陈怀满等. 土壤- 植物系统中的重金属污染[M] . 北京: 科学出版社, 1996.[4 ] Nriagu J O , Acyna J M. Quantitative assessment of worldwide contamination of air , water and soil by trace metal[J ] . Nature , 1988 , 333 : 134~139.[5 ] Kabata - Rendias A , Rendias H. Trace elements in the soil and plant [M] . Florida CRC Press , 1994.[6 ] 潘如圭, 宋佩扬. 汽车尾气中铅对蔬菜污染的研究[J ] . 江苏环境科技, 1998 , 11 (3) : 9~11 , 28.[7 ] 管建国, 潘如圭. 蔬菜铅污染状况及其防治对策[J ] . 南京农专学报, 1998 , 14 (3) : 22~27.[8 ] 彭珊珊, 石燕. 茶叶中的铅[J ] . 广东微量元素科学, 1998 , 5 (6) : 32~33.[9 ] 沙拉麦提, 沙达提. 儿童的铅接触及危害[J ] . 新疆环境保护, 1996 , 18 (1) : 36~38.[10 ] Wheeler P. Leach repellent [J ] Ground Engng , 1995 , 28 : 20~22.[11 ] USEPA. Engineering Buttetin : Technology Alternatives for the Remediation of Soils Contaminated with Arsenic ,Cadmium , Mercury and Lead [M] . U S Envionmental Protection Agency. Office of Emergency and RemedialResponse , Cincinnati . OH. 1996.[12 ] Evando C R , Dzombak D A. Remediation of metals - comtaminated soils and groundwater . Technology Evalua2tion Report , TE97 - 01 [ R ] . Pittsburgh P A. Ground - water Remediation Technologies Analysis Center ,1997.[13 ] Hooda P S , Alloway B J . The effect of liming on heavy metal concentrations in wheat , carrots and spinach grownon previously sludge - applied soils [J ] . J Agric Sci , 1996 , 127 : 289~294.[14 ] Ma L Q. Factors influencing the effctiveness and stability of aqueous lead immobolization by hydroxyapatite [J ] .J Environ Gual , 1996 , 25 (6) : 1420~1429

燃煤过程中铬铅去向分析论文

摘 要:对煤炭燃烧后其中的铅、铬等危害环境的重金属元素的转化、迁移方向进行了分析研究,为电厂的环保工作提供了技术支持。

关键词:铅、铬元素;化学提取;分布规律

0 前言

煤炭中含有众多的微量元素,由于消耗量巨大,微量元素通过燃烧途径的迁移、转化,已成为其地球化学循环的重要分支之一。目前,我国煤炭消耗的大户是火电厂。煤炭及燃烧后灰渣中微量元素含量对环境影响巨大,而有关煤中痕量重金属在燃烧过程中的迁移转化规律,特别是在燃烧产物中的分布、形态分配以及环境稳定性的系统研究更少。

1 化学逐级提取法

本文采用的化学逐级提取法:将样品研磨过100目筛,称样品(准确至),放入聚乙烯离心管,同时做平行样,进行逐级分离试验。逐级提取的样品经离心分离后取上清液测定,残渣消化后测定,同时对样品中各元素总量进行测定,以验证形态分离数据的合理性。

2 燃煤过程中微量重金属铬、铅的迁移转化规律研究

灰渣中微量元素的含量高低与燃用煤种、燃烧方式、燃烧温度、燃烧气氛、煤粉细度、元素存在形态等均有紧密的关系,影响因素复杂。

本次研究以河南省某电厂为实例,该厂总装机容量6×200MW,主要燃用山西煤,全厂采用静电除尘、灰渣分除、干除湿排的除灰渣方式。

入炉原煤、煤粉中铬、铅元素形态分析

由于元素的化学性质及在煤中存在形式不同,导致它们在燃烧中的行为也有所不同。以硫化物和有机物形式结合的元素以及在燃烧温度下易挥发的元素,易于在细微颗粒表面富集,而在燃烧温度下不易挥发的元素,易于留在较大颗粒中。只有深入了解煤中痕量元素的分布形式及化学亲和性,才能对煤燃烧产物中痕量元素的分布做出正确判断。

对采集的入炉原煤、煤粉用化学逐级提取法进行铬、铅的元素形态分析。结果显示,煤中Cr 、Pb均主要以稳定的残渣态存在。其中:

Cr主要以残渣态(80~93%)、铁锰氧化物结合态(5~12%)、有机结合态(2~6%)为主,碳酸盐结合态约。不同浸取状态百分含量高低顺序为:残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>>水溶态、可交换态。

Pb主要以残渣态(60~69%)、碳酸盐结合态(13~23%)、铁锰氧化物结合态(15~20%)为主,有机结合态约2~5%。不同浸取状态百分含量高低顺序为:残渣态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>水溶态、可交换态。

燃煤过程中铬、铅在燃烧产物中的分布规律

入炉原煤、煤粉、灰、渣样中铬、铅含量分析结果表明:

(1)原煤中微量元素含量及分布规律与成煤物质和成煤过程有密切关系,与文献资料相比,电厂煤中Cr含量高于植物低于土壤,而Pb均高,说明Pb比Cr更易于富集在煤中。

(2)入炉煤粉与入炉原煤相比,Cr、Pb含量变化不大,Cr略有增加。电厂使用的钢球属低铬合金铸铁钢球,铬含量为,衬瓦铬含量为。

根据吨煤球耗121 g/t、煤本身的含铬量10~13mg/kg以及冲灰用水中的'总铬约计算,由冲灰用水带入生产系统中的铬约占生产系统的~,由钢球带入生产系统中的铬含量约占生产系统的~(由于吨煤球耗包含锅炉大小修和清理滚筒时弃去不用的钢球,实际的钢球消耗量更低)。因此,电厂燃用煤是生产过程中铬主要来源。

(3)干灰、炉渣中Cr、Pb含量均较煤有明显升高,说明煤炭燃烧后,Cr、Pb都在干灰、炉渣中进一步富集,Cr更易于在炉渣中富集,Pb更易在干灰中富集。

Cr、Pb属亲氧元素,Cr的熔点和沸点高于Pb(见表1)。熔点高,燃烧时不易挥发,排入大气中少,而富集在灰渣中多;熔点低,燃烧时易挥发,当烟气冷却时,将发生凝聚和结核作用,导致其在细灰粒中有较高含量。结合前面元素形态分析的结果来看,原煤中Pb残渣态含量低于Cr,而碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态高于Cr,也说明Pb比Cr更易于燃烧完全,富集在灰粒中。

比较灰、渣中的铬和铅含量与文献值和国外公开发表的有关飞灰、底灰中元素含量,铬和铅属于该范围内的低值区;与全国土壤水平相比,铬含量与其相接近,铅含量高于土壤水平;与农用粉煤灰中污染物控制标准(GB8173-87)相比,远低于标准。

不同粒度灰样中铬、铅的分布规律

在煤炭中微量元素向环境传输的过程中,微量元素在燃煤灰样中的粒度分布是一个重要环节。灰样中微量元素的地球化学行为、归宿以及对外环境的效应都与粒度分布有密切关系。 不同电场灰样的粒度构成以及铬、铅元素在不同粒度范围内的含量分布:

(1)#1炉<粒子含量约50~75%,#6炉<粒子含量约80~88%, #6炉灰较#1炉灰样粒度细。

(2)不同电场,铅、铬含量呈现一定的变化趋势,表现在:#1炉二三电场>#1炉一二电场、#6炉三电场>#6炉二电场>#6炉一电场。 Pb、Cr都更易在细粒径上富集,大部分存在于<灰粒上,最高值均在<的颗粒级分,前3级分粒子中元素质量百分含量之和基本均达90%以上,有的达100%。

(3)飞灰中元素含量及富集情况与锅炉类型、燃烧方式有密切关系,充分燃烧,更有利于重金属元素在燃烧产物中富集。#6炉灰渣中的铅、铬含量高于#1炉灰渣,与#6炉燃烧更完全也有关。

燃煤灰渣中铬、铅形态分布的研究

环境颗粒物中不同化学形态的金属具有不同的化学活性和生物可利用性,因此,环境颗粒物中金属元素的形态分配研究受到人们关注。目前,对土壤、底泥等颗粒物中痕量金属的形态分析研究较多,而从污染源角度出发,对煤燃烧排放颗粒物(灰渣)中痕量重金属的形态分配研究甚少。

从前面的研究可看出,铬易富集在灰渣中,铅易富集在干灰中,不同粒径的颗粒具有不同的元素含量,它们均有在细粒子中富集的显著倾向。为研究它们在冲灰过程中以及环境中的释放和迁移,我们用化学逐级提取法研究了不同电场灰粒中六价铬、总铬与总铅的形态分布,从而对其在环境中的行为有一定的了解,为开展污染预防治理提供理论依据。

(1)试验结果。

试验方法同表1,结果见表2。

(2)结果分析。

①无论是干灰还是炉渣,Cr、Pb均主要以稳定的残渣态存在,这部分元素在环境中表现出高的稳定性,随着电厂冲灰过程,仍以颗粒物的形式向土壤或底泥迁移。

②水溶态、可交换态一般认为是由于吸附-解吸作用的颗粒物表面的离子形态,是环境中具较高迁移性的形态。从以上分析可看出,经高温燃烧后,干灰、炉渣中的Cr虽不主要以吸附作用存在于颗粒物中,但其水溶态、可交换态含量均比原煤中含量增加,环境稳定性降低。Pb在干灰、炉渣中的水溶态、可交换态含量基本为0,环境稳定性高。

③干灰中六价铬、Cr的水溶态、可交换态含量高于炉渣,环境稳定性低于炉渣。

④#6炉干灰样中Cr6+、Cr的水溶态、可交换态含量比#1炉高,#6炉灰样中Cr6+、Cr更易迁移到环境中。这与#6炉燃烧更完全有一定的关系,与实际冲灰过程的结果相符。

3 结论

当煤粉进入煤粉炉经高温燃烧后,铬、铅以与原来不同的比例分配在炉渣和除尘器下干灰中,它们在灰渣中进一步富集,由于元素本身及其化合物的物理化学特性差异,铬易于富集在炉渣中,铅则在干灰中的含量更高;铬、铅更易于在细灰粒中进一步富集,大部分存在于<灰粒上,其含量随电场不同的变化趋势均为:三电场>二电场>一电场;充分燃烧,更有利于重金属元素在燃烧产物中的富集。

干灰和炉渣中的Cr、Pb均主要以稳定的残渣态存在,这部分元素在环境中表现出高的稳定性,随着电厂冲灰过程,仍以颗粒物的形式向土壤或底泥迁移;但干灰中的六价铬、Cr在水溶态、可交换态含量增加,环境稳定性降低,变得易在环境中迁移,而Pb的水溶态、可交换态含量基本为0,环境稳定性高。

参考文献

[1]@国家环境监测总站.中国土壤环境背景值[M].北京:中国环境科学出版社,1990.

[3]@金龙珠、吴涤生.石墨炉原子吸收测定河流底泥和煤飞灰中铅、镉、铜和铬[J].环境化学,,1983:13~19.

[4]@王起超等.燃煤灰渣中微量元素分布规律的研究[J].环境化学,1996,15(1):20~26.

  • 索引序列
  • 元素对铸件的影响研究论文
  • 钙元素对儿童的影响研究论文
  • 有害元素对钢的影响研究论文
  • 生铁含碳量对铸件的影响研究论文
  • 铅元素对于环境的影响研究论文
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