铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼)

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第三章 铸造合金及其熔炼
从炉渣的颜色、状态可以判断冲天炉的 熔化质量。观察酸性冲天炉炉渣时，一般 用铁棒蘸些炉渣，抽拉成丝，在亮处观察。 炉况正常的炉渣为黄绿色玻璃状。炉渣呈 深咖啡色，说明铁液含硫偏高；炉渣上带 白道或白点，说明石灰石加入量过多；炉 渣呈黑色玻璃状，致密、密度大，说明铁 液已严重氧化。
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第三章 铸造合金及其熔炼
层焦的作用是补充底焦的消耗，以维持底 焦高度不变。当层焦不能补充底焦的消耗 时，每隔若干批料可多加一批层焦，这层 焦炭称为补焦或接力焦。如果发现铁液温 度超出正常温度而熔化速度降低，则可能 是底焦高度过高。反之，则可能是底焦高 度过低。
装料完毕后，自然通风30min左右，即可 开风。开风时，仍应打开部分风口，待鼓 风机运转正常后方可关闭，以免一氧化碳 积聚引起爆炸。
炉衬都要受到很大的侵蚀和损坏，在下一次开炉前必 须进行修理。
修炉时，先铲除炉壁上的残渣挂铁，然后刷上耐 火泥浆水，将事先混制好的耐火泥和硅砂混和料覆 上，用木锤打实。修好的炉壁必须紧实，尺寸正确， 表面光滑。风口的位置、尺寸和斜度必须完全符合 图纸要求。最后，合上炉底门，先放一层干砂，再 放一层型砂，分别均匀捣实，其厚度为200～350mm。
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第三章 铸造合金及其熔炼
（6）停风与打炉 停风前应根据铁液需求量和 存铁量估算好正常投炉批料数；正常加料完毕 后应加二批打炉料。停料后，应适当降低风量、 风压、保证最后几批料的熔化质量。前炉存铁 量足够时即可停风，待后炉铁液出完后即可打 炉。对于热风炉胆冲天炉，打炉时不能停风， 以冷却炉胆。
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第三章 铸造合金及其熔炼
图3-12 冲天炉结构简图
1—炉脚 2—炉底板 3—炉底门 4—风口窥视孔 5—风箱 6—耐火砖
7—加料口 8—烟囱 9—除尘器 10—风口 11—过桥 12—前炉盖 13—前炉窥视孔 14—出渣口及出渣槽
15—出铁口及出铁槽
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第三章 铸造合金及其熔炼
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第三章 铸造合金及其熔炼
（4）装料与开风 加完底焦后，加入石灰
石，其加入量为批料中石灰石量的两倍。然后 加入一批金属料，以后的加料顺序为焦炭、熔 剂、废钢、新生铁、铁合金、回炉铁。批料中 石灰石的加入量约为层焦重量的20%～50%。 批料应一直加到加料口的下沿为止，并在熔化 过程中，使料柱始终保持这一高度。
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二、铸铁熔炼
铸铁熔炼是铸铁件生产的首要环节，也是决定 铸铁件质量的一项重要因素。它的基本任务是 提供成分和温度符合要求，非金属夹杂物与气 体含量少的优质铁液。
对铸铁熔炼的基本要求可概括为优质、高产、 低耗、长寿与简便等五个方面，即铁液质量高、 熔化速度快、熔炼耗费少，炉衬寿命长及操作 条件好。
修炉完毕，用木柴或烘干器慢火充分烘干前、后 炉。前炉必须烘透，以保证铁液温度。
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（3）点火与加底焦 烘炉后，加入木柴，引
火点着，并打开主风口、出铁口、出渣口。待点火 木柴全部燃着后，加入质量分数为40%的底焦，待 全部燃着后，从风口将底焦捣实，再加入质量分数 为40%的底焦，鼓风几分钟，并测量底焦高度，再 加入剩余焦炭，调整底焦至规定高度。这里所谓的 底焦，是指装入金属料以前加入炉内的全部焦炭量； 而底焦高度则是从第一排风口中心线，至底焦顶面 为止的那一段高度，炉缸内的底焦量不包括在底焦 高度内。
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（5）熔化与出渣 在正常熔化过程中，
应严格控制风量、风压、不得随意停风。按 规定及时取样，测量铁液温度、风量、风压、 风温等。经常观察风口、出渣口、出铁口、 加料口，注意铁液、炉渣质量，风量、风压、 三角试块白口变化。及时发现和排除故障， 保证熔化正常。应按时打开出渣口出渣，一 般每隔30～45min出一次渣。
焦炭的质量和块度大小对熔炼质量有很大的影响，必须符 合规定。用于底焦的块度应大些，以100～150mm为宜，层 焦可小些。
冲天炉造渣用的熔剂有石灰石（CaCO3）、氟石（CaF2）等。 熔剂的块度一般为20～50mm。
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（2）修炉与烘炉 一般冲天炉，每Baidu Nhomakorabea一次炉、
打炉前，应在炉底铺上干砂不能有积水或潮湿。 打开炉底门，用铁棒将底焦和未熔炉料捅下， 用水浇灭。
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3. 冲天炉熔炼的一般过程 冲天炉熔炼的一般过程是： 冲天炉开风后，由风口进入炉内的空气与底焦发生燃 烧反应，产生热量。由此而生成的高温炉气穿过炉料 向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金 属炉料熔化。熔化的铁滴，在穿过底焦层缝隙下落过 程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步过热，然后经 炉缸和过桥流入前炉。随着底焦的燃烧损耗和金属炉 料的熔化，料层逐渐下降，由层焦补偿底焦，批料不 断熔化，使熔炼过程连续进行。在炉气的热作用下， 石灰石分解成二氧化碳和石灰。后者与焦炭中的灰分 和侵蚀的炉衬结合成低熔点的炉渣。在炉气、焦炭和 炉渣的作用下，金属的化学成分发生一系列变化，得 到最终化学成分的铁液。
2. 冲天炉操作工艺 冲天炉的操作工艺是
决定冲天炉工作效果的基本因素。它包括燃 料与原材料的选用、操作参数的选定、操作 过程中各环节控制等方面的内容。
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（1）炉料的准备 冲天炉的炉料由金属料、燃
料及熔剂等组成。
金属料有新生铁、回炉铁、废钢及铁合金等。所有金属料 的质量必须符合规定要求，不同成分的金属料应分类管理， 防止相互混杂。使用前应除污去锈并破碎。新生铁、回炉 铁、废钢等金属料的料块最大尺寸不应超过炉径的1/3，重 量不应超过批料重的1/10～1/20，废钢屑应压成团块后使 用，以防氧化。铁合金的块度以40～80mm为宜。块度过大， 易造成成分不均；块度过小，易串料。
铸铁熔炼可以用冲天炉、非焦化铁炉、电炉、 反射炉、坩锅或冲天炉与电炉双联等方法，其 中以冲天炉熔炼的应用最为广泛。
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第三章 铸造合金及其熔炼
1. 冲天炉的结构（图3-12）
冲天炉的类型很多，但基本结构大体相 同。常用的冲天炉由四部分组成：炉底部 分、炉身部分（包括送风系统）、前炉部 分、炉顶部分（烟囱及除尘系统）。