铸铁的熔炼设备和技术(上)
铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼)
第三章 铸造合金及其熔炼
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。
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
（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。
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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
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。
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。
铸铁熔炼工艺流程
铸铁熔炼工艺流程
1.铁水准备：首先需要准备好高品质的铁水，通常使用生铁和废铁进行混合，经过预处理后，铁水中的杂质和气体会被去除。
2. 加料：将铁水倒入炉中，加入石灰、矽石、生石灰等辅助材料，以调整炉内化学反应的平衡，以及提高炉渣的流动性。
3. 加热：通过燃烧高热值的燃料，如焦炭或重油，使炉内温度升高，将材料熔化。
4. 炼铁过程：在高温下，铁水中的碳和硅等元素进行化学反应，形成不同种类的铸铁，如灰铸铁、球墨铸铁等。
5. 出铁：在适当的时间，将熔化的铁水倒入铸造模具中，冷却后即可得到成品铸铁。
6. 炉渣处理：在熔炼过程中，产生的炉渣需要处理，通常采用炉渣处理设备进行处理，以去除其中的杂质和有害物质。
以上就是铸铁熔炼的基本工艺流程，不同的生产厂家和生产工艺会有所不同，但一般都会包括以上几个步骤。
- 1 -。
3.1金属熔炼设备
•
坩锅炉是最简单 的一种熔炼炉， 坩锅炉特点：获 得金属液质量较 高，但是生产率 和热效率较低
• 另外还有中频感应加热设备、超高频感 应加热设备等。应用范围十分广泛。
工作原理：当工频电流通过感应线圈 时，金属炉料在交变磁场作用下，表面 层产生感应电流（称为涡流）而发热， 使金属熔化并过热达到所需温度。
感应电炉热效率为60%左右
感应电炉的优点在于钢中元素烧损率较低， 可以制得含气少、非金属夹渣少、含碳低、合金 元素损失少的各种优质钢；其熔炼速度快，能源 损耗少，易于实现真空熔炼，适用于中、小型铸 钢件熔炼。
缺点是炉渣的温度较低，故其冶金化学反应 能力较差，使得炼钢中的一些冶金反应进行得不 充分，另外其电气设备价格较贵，对炉衬材料要 求较高
（三）有色金属熔炼 1.有色金属：除铁与铁合金以外的其它金属。常用
于铸造的金属有铜、铝、镁、锡、铅、锌等。 2.熔炼要求：金属炉料快速熔化，以免合金元素的
烧损，同时要求燃料及电能消耗尽可能少，炉龄 要长，操作力求简便。 3.常用设备：坩埚炉
（一）冲天炉的结构 冲天炉由炉身、烟囱、炉缸和前
炉组成。
加料口以下，主风口以上部分 称为炉身； 高于加料口的部分，称为烟囱； 主风口以下至炉底部分为炉缸； 前炉是储存铁水和排渣用。
冲天炉生产率是用每小时能熔化多 少吨铁水表示，通常为0.5～30吨/ 小时（t/h），最常用的为1.5～10 吨/小时（t/h），炉子内径越大， 其生产率越高。
【2012考题·多选题】衡量冲天炉的技术经济指 标有（ ）。
A.容量 B.铁水出炉温度 C.有效功率 D设备 炼钢厂：氧气顶吹转炉炼钢法和电
弧炉炼钢法。 一般工厂：为了生产铸钢件，采用
电弧炉（容量为0.5～20t）和感应电 炉做为铸钢熔炼设备。
如何用冲天炉熔炼铸铁
如何用冲天炉熔炼铸铁（一）二十世纪七十年代末至九十年代末，应该说是我国使用冲天炉熔炼铸铁的鼎盛时期。
由于国家对农业生产的大力扶持，各种农机产品和农业机械的需求逐渐大起来，如小型柴油机、手扶拖拉机、水泵等。
农机产品需求的增加，反过来促进了铸造行业的蓬勃发展。
当时铸造行业熔炼铸铁的设备大多都是冲天炉。
但是近几年，由于国家对环保要求的提高，冲天炉熔炼铸铁逐渐被中频电炉所取代。
一、炉型的选择熔炼铸铁有很多炉型可以选择，如三排风眼冲天炉、多排风眼冲天炉、倒置两排大间距冲天炉、中央送风冲天炉、卡腰冲天炉、三节炉、搀炉等。
其实三排以上风眼的冲天炉都是为加强底焦燃烧而设计的。
由于当时我国生产的冶金焦质量差，固定碳含量低，灰份和硫含量高，为了加强底焦的燃烧，设计出多排风口。
它加强了冲天炉的送风，扩大了风口区，也就是扩大了氧化带。
优点是能充分利用质量差的焦碳，熔炼出高温铁水。
缺点是熔炼过程中金属炉料氧化烧损严重。
卡腰冲天炉是为了节省焦碳，冲天炉风口区设计成卡腰型。
中央送风冲天炉只适合于大型冲天炉，为减少和消除炉壁效应。
三节炉是简易的冲天炉。
一般都是单排风眼，没有前炉，用加深的炉缸储存铁水。
这种炉型有效高度低又不是热风，所以铁水温度并不高，铁水质量也差一些。
搀炉一般只有一个风眼，铁水温度不高，质量也很差，只适合生产没有要求的一般铸件。
我认为最适合熔炼铸铁的冲天炉应该是倒置两排大间距冲天炉。
这种炉型的冲天炉炉膛呈曲线型，风口倒置又是大间距，因此过热带拉长，有利于铁水的过热和增碳。
二、原材料的准备冲天炉熔炼铸铁需要用到的几种原材料是新生铁、焦碳、废钢、硅铁、锰铁、石灰石、孕育剂，以及各种修炉修包用的耐火材料，如耐火泥、焦碳粉、耐火砖、石英砂等等。
1）新生铁最好选用Z14-Z22生铁，使用最多的是Z18生铁。
因为这种生铁含硅量在1.6-2.0之间，含碳量在4.0以上。
生铁中的石墨较粗大，数量也多，经过冲天炉重熔后浇铸出来的铸件显微组织容易得到A型石墨。
铸铁熔炼中应注意的问题
铸铁熔炼中应注意的问题
铸铁熔炼过程中，必须将有害的元素成分(磷、硫以及其它干扰铸铁正常结晶和组织控制的微量元素等)，控制在限量以下。
1)脱硫
冲天炉熔炼中铁液中硫的来源，一是炉料中固有的硫，二是从焦碳中吸收的硫。
酸性冲天炉不具有脱硫能力，碱性冲天炉能在一定程度上起到脱硫的作用。
炉渣碱度在一定范围内提高时，有利于降低铁液含硫量；温度提高时，铁液在熔炼过程中增硫量减少；炉气氧化性强时，渣中FeO含量增高，不利于脱硫反应的进行。
适当提高焦铁比，减小送风强度，有利于脱硫。
但当生产球墨铸铁件时，除了用热风冲天炉进行炉内脱硫外，还常采用炉外脱硫的措施。
炉外脱硫的基本要点是尽量扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积，以加强脱硫效果。
常用方法有：利用电石脱硫的摇动包脱硫法、喷射脱硫法、机械脱硫法、机械搅拌脱硫法和多空塞脱硫法等。
2)脱磷
磷对铸铁的机械性能，特别是对球墨铸铁和可锻铸铁的韧性有害，因此要严格控制铸铁的含磷量。
冲天炉熔炼的脱磷能力很弱。
因此对铁液的含磷量只能通过配料来控制。
应采用一定比例的低磷生铁和废钢进行配料。
3)铁液纯净，含有的渣、气体、夹杂物量少
为了将冲天炉熔炼中形成的夹杂物从铁液中去除，常在熔炼过程中按照炉料重量，加入一定量的石灰石CaCO3作为溶剂。
石灰石在高温下分解，与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物——熔渣。
熔渣易于与铁液分离便于去除。
当熔渣粘度高时，可加入一些萤石(CaF2)，以降低炉渣熔点。
铸铁熔炼
三、金属炉料对冲天炉铁液温度的影响
金属炉料块度
大：预热、熔化时间长，熔化区下移，过热区缩短。
卡料，炉料不能均匀下移，恶化热交换条件。 小：阻塞气流通道，造成严重氧化。 一般最大料块尺寸应小于1/3炉内径 炉料的纯洁度 表面的泥沙和铁锈，阻碍料块受热，熔融成渣消耗 热量
四、熔炼操作参数对冲天炉铁液温度的影响
送风位置 侧部送风 侧部插入式 中央送风
中央送风冲天炉
整体结构
直筒型，整块式炉底门 盅罩保护
中央风嘴
钢管，耐火泥和石英砂
主要特点
1 供风均匀，炉衬侵蚀小
削弱炉壁效应，减少炉壁冲刷，降低鼓风消耗，充分利用小 块焦炭
2 结构简单，炉况较稳定
炉体结构和送风系统简单而严密，漏风少，风口尺寸稳定， 炉衬侵蚀小，炉膛尺寸稳定，炉况稳定
程度增大，CO比CO2具有更大
的稳定性
炉气燃烧比
概念 意义：
v
CO2 100 % CO2 CO
10200 23800 v 100 % 34000
燃料利用率： A
炉气性质：判断氧化性或还原性 燃烧温度：ηv增加，温度上升 燃烧产物量：燃烧产物脱离焦炭层时的气相成分
四 冲天炉内焦炭燃烧
扩大过热区，铁液温度提高
批料层过薄：铁焦混杂串料 成分与温度波动大
五、冲天炉结构参数对铁液温度的影响
1、炉型的影响（气温分布）
缩小送风区直径：
送风强度提高、有利穿透 炉气均匀、强化燃烧。 扩大溶化区直径： 溶化强度提高、溶化区域 小,提高平均熔化区高度。 缩小加料口直径： 下料均匀、减少炉壁效应
2、风口布置的影响
二、送风对冲天炉铁液温度的影响
1、风量的影响
铸铁的熔炼
1 灰铸铁灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁，这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面的优良性能，因而在机械制造中业获得最广泛的应用。
表1为灰铸铁的新的国家标准。
该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的。
由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80MPa）。
5 铸铁的熔炼9.1 熔炼对保证铸件质量的重要性熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节。
铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等，这些都与铁液方面因素有直接的关系。
如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响，而熔炼的铁液化学成分是否符合要求，则对铸件的机械性能有直接的影响。
铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度，而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。
随着机械制造科学的发展，对铸铁提出薄壁、高强度的要求，铸件的最小壁厚由过去4~6mm减小至2~3mm，这要求相应提高铁液浇注温度。
铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响，如灰铸铁件的质量指标（GZ），即与铁液温度有显明的关系。
在球墨铸铁生产方面，熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件。
9.2 对铁液质量的基本要求1．出炉温度不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330-1410C。
在一般情况下，铁液的出炉温度至少比浇注温度提高50C，故根据铸铁牌号（自HT100至HT350）和铸件结构条件的具体情况，铁液出炉温度应不低于1380-1460C。
当需要浇注特薄（2-4mm）铸件时，出炉温度还应提高20-30C。
为了满足浇注铸件的需要，不同牌号可锻铸铁的出炉温度应不低于1460-1480C。
对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁，在其球化一孕育处理过程中铁液的温度会有显著的下降，为了补偿铁液的温度损失，需相应提高铁液的出炉温度。
铸铁的熔炼设备和技术
维普资讯
２
［ 国 铸 造 协 会 ＣＨＩ Ａ ＯＵＮＤＲ １ 】 Ｎ Ｆ Ｙ ＡＳＳ ＯＣＩＴ ＯＮ Ａ Ｉ
一
．
冲 天 炉 与 电 炉 的 比较
我 国各 行 各业 均 在 发 展 ， 电力 ？ ｘ 短 缺 ，目前 铸 铁 的熔 炼 设 备 主 要是 冲 天 炉 ， 且 以小 型 ｌ， ｌ／ 而Βιβλιοθήκη １ ．冲 天 炉 、
冲天 炉 的优 点 很 多 ， 备 费 用 低 、占地 面 积小 、可 连 续供 应 铁 水 等 ，是 大 家所 熟 知 的 ，不 设 需 加 以解 释 。此处 简 要说 说 通 常 未被 充 分注 意 的两 点 。 冲天 炉 内只 在 风 Ｆ 附近有 限 的 区域 内存 在 着 自由氧 。 着炉 气 的上 升 及 其 与 焦炭 的反 应 ， Ｉ 随
１ ５ ～１ ９ 年 ，德 国铸 铁 件 生产 厂 采 用 熔炼 设 备 的情 况见 图 ｌ ９０ ９５ 。
用 不 同
熔 炉 生 产 的 铸 件
，
年 份
图１
德 国铸铁 件 生 产 采用 熔 炉 的 情 况
除冲 天炉 和 电炉 外 ，也还 有 其 他熔 炼 设 备 问世 。可 以说 ，在铸 铁 熔 炼 设 备 方 面 ，目前 是 以 冲 天炉 和 电炉 为 主 的 多元 化 态 势 。 按 １９ ９ ８的资 料 ，美 国生产 的铸铁 件 中 ，冲 天 炉熔 铁 的 占 ５ ％ 多一 点 ， 电炉 熔炼 的 占 ３ ％ ０ ０ 多 一 点 ，用 其 他 熔炼 设 备 熔铁 的不 到 ２ ％。 ０
性 优于 电炉铁 水 。
其 次 ， 年 来 ， 车零 件 及 其 他钢 铁 制 品 经表 面 防锈 处 理 者 （ 其 是镀 锌 ）日益 增 多 ， 近 汽 尤 作
铸铁的熔炼与浇注
浇注
• 将熔融金属从浇包注入铸型的操作，称为浇注。浇注是铸造 生产的一个重要环节。
• １．浇包
• 用来盛放、输送和烧注熔融金属用的容器称为浇包。常用的 浇包如图所示。手提浇包容量为15～20ｋｇ；抬包容量为 25～100ｋｇ，由2～6人抬着浇注；容量更大的浇包用吊运， 称为吊包。浇包的外壳用钢板制成，内衬为耐火材料。
机械制造实训教程
铸铁的熔炼与浇注
• 铸铁的熔炼是获得高质量铸件的一个重要环节。 • 铸铁熔炼应满足：铁水温度高；铁水化学成分符合要求；
生产率高和燃料消耗少等经济技术条件。 • 铸铁熔炼的设备有冲天炉、反射炉、电弧炉和工频炉等。 • 目前使用较多的是冲天炉，其优点是结构简单、操作方便、
成本低，而且能连续生产。
• 炉气再继续上升，二氧化碳与一氧化碳含量不再 起变化。但炉气却预热炉料，使炉温继续下降， 到加料口处的炉温为300～500℃。从还原区顶部 至加料口之间的区域，称为预热区。
• 从以上变化可以知道，焦炭消耗多，并不一定炉 温就高。关键在于焦炭的热量是否得到充分的利 用。
• 从分析加料口处炉气的成分，可以判断炉内燃烧 情况是否良好。假如炉气中一氧化碳含量很高， 则说明有相当多的焦炭是消耗在吸热的还原反应 中，炉温就高不了。
• ２．燃料 • 常用的燃料是焦炭。 • 焦炭的燃烧为铸铁熔炼提供热量，要求焦炭中碳的含量要
高，挥发物、灰份、硫等的含量要少。
• 焦炭燃烧的情况直接影响铁水的温度和成分。 • 每批炉料中金属炉料和焦炭的质量比称为铁焦比，铁焦比
铸铁的熔炼方法及其特点
铸铁的熔炼方法及其特点铸铁是一种常见的铁碳合金，广泛应用于机械制造、建筑和汽车工业等领域。
铸铁的熔炼方法多种多样，每种方法都有其独特的特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的铸铁熔炼方法及其特点。
1. 高炉法高炉法是目前应用最广泛的铸铁生产方法之一。
它是将铁矿石、焦炭和石灰石等原料投入高炉中，经过高温燃烧和还原反应，使铁矿石中的铁氧化物被还原为铁，并与焦炭中的碳相互作用形成铸铁。
高炉法的特点是炉温高、产量大、适用范围广，但是过程复杂，对原料的成分和炉料的配比要求较高。
2. 立炉法立炉法是一种传统的铸铁熔炼方法，在一些地区仍然广泛使用。
这种方法使用煤炭作为还原剂，将炉料直接放入炉膛中进行燃烧和还原反应，得到铸铁。
立炉法的特点是工艺简单，设备成本低，但炉温较低，产量相对较小。
立炉法适用于小型铸造企业和一些特殊需求的铸铁产品。
3. 电炉法电炉法是一种以电为热源的铸铁熔炼方法。
通过将电能转化为炉内的热能，达到熔融炉料的目的。
电炉法的特点是温度控制精确，炉内反应平稳，生产过程自动化程度高。
电炉法适用于批量生产、要求炉料纯度较高的铸铁产品。
4. 中频感应炉法中频感应炉法是一种利用感应加热原理进行铸铁熔炼的方法。
通过感应线圈在高频电磁场作用下，使炉料中的金属颗粒和渣滓产生摩擦热，达到熔融的目的。
中频感应炉法的特点是能耗低、熔化速度快、炉内温度均匀，适用于小型铸造企业和精密铸造。
综上所述，铸铁的熔炼方法多种多样，每种方法都有其独特的特点和适用范围。
高炉法适用于大规模生产和广泛应用的铸铁产品；立炉法适用于小型企业和特殊需求的铸铁产品；电炉法适用于纯度要求较高的铸铁产品；中频感应炉法适用于小型企业和精密铸造。
选择合适的熔炼方法，可以提高铸铁的品质和生产效率，满足不同领域对铸铁产品的需求。
铸铁熔炼技术
铸铁熔炼技术分几种？关键词：铸铁熔炼技术分几种？1铸铁熔炼技术分几种？.1 冲天炉技术冲天炉仍稳居铸铁熔炼设备之首，至今仍担负着80%,以上重量的铸铁件的熔炼任务。
建国50多年来，我国的冲天炉技术得到了快速的发展。
在早期，我国铸造行业沿用原苏联的直筒形三排大风口冷风冲天炉，经过多年来的生产实践，结合我国具体情况，改进和创造了多种冲天炉炉型，如曲线炉膛多排小风口热风冲天炉，倒置大排距两排风口冲天炉，中央送风冲天炉排交叉风口冲天炉，旋转进风冲天炉，卡腰冲天炉，无炉衬水冷冲天炉等。
其它特种炉和煤粉化铁炉，天然气化铁炉，国内也有过研究和应用，但使用还不普遍。
尤其20世纪70年代以后，符合我国特点的炉型和熔炼技术已逐渐完善和成熟，形成了独具我国特色的多排小风口和两排大间距冲天炉系列。
在操作技术上，从一度追求低焦耗到重视铁水质量，进而讲求提高技术经济、劳动卫生和环境保护的综合指标，逐步正确地开发应用了从炉料处理、修炉、烘炉到配加料、鼓风、炉况控制、铁检验等全过程的操作技术。
国外铸铁件生产中，熔炼时普遍采用铸造用焦，热风冲天炉和双联熔炼应用普遍，冲天炉富氧送风、除湿送风已得到应用，铁液温度高于1500度。
国内铸铁件生产中，熔炼时铸造焦应用比例不足1%，热风炉和双联熔炼应用很少，富氧和除湿送风已经开始研究，出炉铁液温度大多为1400度左右。
在比较短的历程中，我们在冲天炉理论研究、炉子结构、修炉材料、送风系统、热能利用、强化底焦燃烧、炉内气氛调整控制、铁水炉前检验、消烟除尘、非焦炭化铁、配料及熔炼过程计算机优化控制等诸多方面都取得了可喜的成绩。
冲天炉技术的进步是我国铸造业实现现代化的重要方面。
50多年来，我们已经走出了一条独具特色的冲天炉技术发展的成功之路，在我国的具体条件下发展了冲天炉理论和生产实践。
冲天炉熔炼的质量和效益与生产规模及炉子容量有密切的关系。
从产业结构方面看，我国的相关企业追求小而全、大而全的生产结构，致使国内至今冲天炉林立，其中3t/h以下的小型冲天炉占大多数，由此而造成的资源浪费和环境污染已是不容忽视的问题。
第五章 铸铁的熔炼
本章主要内容
第一节 冲天炉的基本原理 第二节 冲天炉强化熔炼的主要措施 第三节 冲天炉熔炼过程中化学成分的变化规律 第四节 铁液的脱硫处理 第五节 冲天炉熔炼过程的参数选择及测量 第六节 感应电炉熔炼
第一节 冲天炉的基本原理
一、冲天炉熔炼的基本要求
要求：优质 高产 低耗 长寿 简便
3、焦炭中的还原带 CO2 +C=CO -175kJ 978K以上进行 图5-4 ΔG＜0 不需动力 4、炉气燃烧比 燃烧比：Ηv=CO2/(CO2+CO)×100% 愈高愈好，但从热力学的角度看，不 可避免的存在着CO，而且为了保证 铁液质量，要求炉内成弱氧化性较 好，因此，燃烧比一般控制在 40%~60%
二、冲天炉的基本结构
1、炉底、炉基 2、炉体、前炉 3、烟囱、除尘装置 4、送风系统 5、热风装置 6、风机
图5-1 冲天炉主要结构简图
(一)炉底与炉基 对整座炉子和炉料柱起支撑作用 (二)炉体 炉身：加料口下缘至第一排风口之间的炉体 其内部空腔称为炉膛，其直径决定熔化率 有效高度：冲大炉主要工作区段 炉缸：第一排风口中心线至炉底之间的炉体 炉缸的主要作用： 1、保护炉底， 2、汇聚铁液和炉渣使之进入前炉。 3、无前炉的炉缸，则主要起储存铁液的作用
第五节冲天炉熔炼过程的参数选择及测量
2、冲天炉的分量计算 1）按最惠送风强度计算： q=Q/F 2）按焦炭消耗量和燃烧比计算： Q=4450/60（1+ηv）βacQ溶 β焦炭消耗率，a焦炭中含固定碳量。 3、冲天炉层焦量、层铁量的选定 1）层焦量 按炉膛内堆积厚度计算，（140~200mm） Pk=Fhρ 2）按层铁焦比计算 Pk=W层铁/K W层铁=1/10熔化率
铸造厂球墨铸铁产品生产线设备设施及工艺流程
铸造厂球墨铸铁产品生产线设备设施及工艺流程一、设备设施1.熔炼设备：主要包括高炉、中频感应炉、电弧炉等熔炼设备，用于将铁水熔化，并加入适量的合金元素和球化剂。
2.造型、浇注设备：主要包括模具、造型设备、浇注设备等，用于将熔化的铁水倒入模具中进行冷却凝固，形成球墨铸铁产品。
3.探伤设备：主要包括超声波探伤仪、磁力探伤仪等，用于检测球墨铸铁产品中的缺陷和裂纹。
4.热处理设备：主要包括炉子、冷却设备等，用于对球墨铸铁产品进行淬火、回火等热处理工艺，提高产品的力学性能。
二、工艺流程1.原料准备：准备铁矿石、废铁、合金元素等原料，并根据配方进行称量和混合。
2.熔炼：将铁矿石和废铁等原料放入熔炼设备中，进行冶炼过程，熔化铁水，并加入适量的合金元素和球化剂。
3.浇注：将熔化的铁水倒入模具中，经过冷却凝固，形成球墨铸铁产品。
4.脱砂：将球墨铸铁产品进行脱砂处理，去除表面的砂壳和残留物。
5.修整：对球墨铸铁产品进行切割、研磨等修整工艺，使其达到规定的尺寸和平整度。
6.探伤：使用探伤设备对球墨铸铁产品进行探伤检测，检查是否存在缺陷和裂纹。
7.热处理：将球墨铸铁产品进行热处理，如淬火、回火等工艺，提高产品的力学性能。
8.表面处理：对球墨铸铁产品进行喷漆等表面处理，增强产品的耐腐蚀性和美观度。
9.质检：对球墨铸铁产品进行全面的质量检测，包括化学成分分析、力学性能测试等，确保产品符合标准要求。
10.包装：对球墨铸铁产品进行包装，以保护产品免受损害，在运输和储存中保持良好的状态。
三、质量控制1.原料质量控制：对采购的原料进行严格的检测，确保其符合产品制造的要求。
2.工艺控制：在生产过程中，采取各种措施保证工艺的稳定性和一致性，确保产品的质量稳定。
3.过程控制：对生产过程进行实时监测和控制，发现问题及时处理和调整，避免次品的产生。
4.产品质量控制：通过各种质检手段对产品进行全面的检测和测试，确保产品的质量达到标准要求。
四、环境保护1.废气处理：对熔炼过程中产生的废气进行收集和处理，减少对环境的污染。
铸造车间各熔炼用炉的介绍
工业炉在铸造车间，有熔炼金属的冲天炉、感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等下面介绍一下各种炉子的特点及应用。
一、冲天炉冲天炉，是铸造生产中熔化铸铁的重要设备，将铸铁块熔化成铁水后浇注到砂型中待冷却后开箱而得到铸件。
冲天炉是一种竖式圆筒形熔炼炉，分为前炉和后炉。
前炉又分为出铁口，出渣口，炉盖前炉缸和过桥。
后炉又分为三个部分，顶炉，腰炉和炉缸。
腰炉与热风围管分开，修炉之后合上，用泥巴密封。
顶炉上是热交换器。
主要用于铸铁件生产，也用以配合转炉炼钢，因炉顶开口向上，故称冲天炉。
简介一种竖式圆筒形熔炼铸铁的铸造设备。
主要用于铸铁件生产，也用以配合转炉炼钢，有时还用来化铜，因炉顶开口向上，故称冲天炉。
工作过程冲天炉的工作过程：先将一定量的装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。
点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。
然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。
在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。
经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。
熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。
随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。
每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。
应用领域：冲天炉主要应用于钢铁、冶金、矿山等行业。
炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。
石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。
熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。
在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应 3个重要过程。
根据物理、化学反应的不同，冲天炉以燃烧区为核心，自上而下分为：预热带、熔化带、还原带、氧化带和炉缸等 5个区域。
由于炉气、焦炭和炉渣的作用，熔化后的金属成分也发生一定的变化。
金属液(铸铁、铸铝)短流程铸造工艺与设备研发建设方案(一)
金属液（铸铁、铸铝）短流程铸造工艺与设备研发建设方案一、实施背景随着制造业的不断发展，对于金属铸件的需求持续增长。
传统铸造工艺往往需要大量的能源和人力投入，且生产周期长，效率低。
此外，随着环保政策的日益严格，铸造业面临的环保压力也逐渐增大。
因此，寻求一种高效、环保、节能的短流程铸造工艺与设备迫在眉睫。
二、工作原理本方案所涉及的金属液短流程铸造工艺与设备，主要包括以下几个部分：熔炼设备、浇注设备、冷却设备、输送设备以及控制系统。
1.熔炼设备：主要负责将金属材料进行熔炼，设备采用高效电炉或者燃气炉熔炼，能够有效地提高熔炼效率。
2.浇注设备：在熔炼完成后，通过浇注设备将熔融的金属液注入到模具中，完成铸件的生产。
浇注设备需具备高精度、高稳定性以及易操作的特点。
3.冷却设备：浇注后的铸件需要在冷却设备中进行快速冷却，以防止出现铸造缺陷。
4.输送设备：在各个工艺环节之间，需要输送设备进行自动化运输，以减少人力需求，提高生产效率。
5.控制系统：整个工艺流程由控制系统进行集中控制，能够实现生产过程的自动化和智能化。
三、实施计划步骤1.需求分析：对当前市场和客户需求进行深入调研，明确工艺和设备研发的目标和方向。
2.方案设计：根据需求分析结果，进行短流程铸造工艺与设备的整体方案设计。
3.技术研发：开展各项技术研发工作，包括熔炼技术、浇注技术、冷却技术等关键技术的研发。
4.设备制造：根据设计方案，进行设备的制造和调试工作。
5.现场安装与调试：在客户现场进行设备的安装和调试，确保设备的正常运行。
6.试运行与优化：在设备安装调试完成后，进行试运行，并根据运行情况进行优化和改进。
7.推广应用：将优化后的工艺和设备推广应用到其他客户现场，实现规模化应用。
四、适用范围本方案适用于各种金属铸件的生产，特别是大型铸件的生产，如汽轮机铸件、发电机铸件等。
同时，对于高精度、高强度、高耐磨性等要求的铸件也有很好的适用性。
五、创新要点1.短流程生产：通过优化工艺流程，减少不必要的生产环节，提高了生产效率。
铸造厂球墨铸铁产品生产线设备设施及工艺流程
铸造厂球墨铸铁产品生产线设备设施及工艺流程球墨铸铁（又称为球化铸铁）是一种优质的铸铁材料，具有较高的强度、良好的塑性和韧性，广泛用于汽车制造、机械制造、工程机械等领域。
球墨铸铁产品生产线主要包括原料处理设备、炉前处理设备、铸造设备、热处理设备以及表面处理设备等。
下面是一个球墨铸铁产品生产线的设备设施及工艺流程：一、原料处理设备：1.生铁炉：用于熔化生铁，并去除其中的杂质；2.调质炉：用于在生铁中加入适量的合金元素，调整材料的成分；3.除渣机：用于去除熔炼过程中产生的渣滓。
二、炉前处理设备：1.轧机：用于将原始铁水经过轧制，形成直径适宜的球化种子，以提高铸件的球化效果；2.转砂机：用于去除铁水中的砂粒；3.脱硫炉：用于去除铁水中的硫元素。
三、铸造设备：1.高频感应炉：用于将球化铁水加热到合适的温度，保证铸件完全液化；2.球墨铸铁机：通过压铸工艺，将液态铸铁注入到铸型中，在高温下形成铸件；3.模具：用于将液态铸铁注入，通过冷却凝固形成铸件。
四、热处理设备：1.预脱模机：用于将铸件从模具中取出；2.调质炉：用于对铸件进行热处理，使其拥有更好的力学性能和组织结构；3.淬火槽：用于对铸件进行淬火处理，增加其硬度。
五、表面处理设备：1.毛坯抛丸机：用于清除铸件表面的氧化皮和砂粒，提高表面质量；2.砂带抛光机：用于对铸件表面进行抛光，提高光洁度；3.涂层设备：可选择性地在铸件表面涂层，增加其耐腐蚀性和耐磨性。
球墨铸铁产品生产线的工艺流程如下：1.原料处理：将生铁熔化并去除杂质，调整材料成分；2.炉前处理：将铁水进行轧制、转砂和脱硫等处理；3.铸造：将铁水加热至合适温度后，通过压铸工艺形成铸件；4.热处理：对铸件进行调质和淬火处理，改善其力学性能和组织结构；5.表面处理：清除铸件表面的氧化皮和砂粒，提高表面质量，可选择性涂层；6.检验：对生产的球墨铸铁产品进行质量检验，确保符合相关标准；7.包装和出货：将符合标准的球墨铸铁产品进行包装，准备发货。
铸铁的熔炼方法及其特点
铸铁的熔炼方法及其特点熔炼铸铁的方法依照所用的熔炉设备而分为冲天炉熔炼，感应电炉熔炼，电孤炉熔炼，反射炉熔炼，以及由某些方法的联合，如冲天炉一电孤炉、冲天炉一感应电炉双联法等。
1．冲天炉熔炼法（1）冲天炉构造冲天炉的基本构造示如图4。
炉身、风箱及烟道等用钢板焊成。
炉身内部通常砌以耐火砖层，以便抵御焦碳燃烧产生的高温作用。
为了储存铁液，多数冲天炉都配有前炉。
（2）冲天炉熔炼原理在熔炼过程中，炉身的下部装满焦碳，称为底焦。
在底焦的上面交替装有一批批的铁料（生铁、废钢、回炉料、铁合金等）、焦碳及熔剂（石灰石、萤石等）。
通过鼓风，使底焦强烈燃烧，产生的高温炉气沿炉身高度方向上升，使其上面一层铁料熔化。
（3）冲天炉熔炼的优缺点及其应用冲天炉是最普遍应用的铸铁熔炼设备。
它用焦炭作燃料，焦炭燃烧产生的热量直接用来熔化炉料和提高铁液温度，在能量消耗方面比电孤炉和其它熔炉节省。
而且设备比较简单，大小工厂皆可采用。
但冲天炉也存在一定的缺点，主要是由于铁液直接与焦炭接触，故在熔炼过程中会发生铁液增碳和增硫的过程。
采用了冲天炉一电孤炉双联熔炼法或冲天炉一感应电炉双联熔炼法，以充分利用冲天炉熔化效率较高、电孤炉和感应电炉对铁液过热能力强及化学成分控制容易的优点。
2．感应电炉熔炼（1）感应电炉构造及工作原理感应电炉是利用电流感应产生热量来加热和熔化铁料的熔炉。
炉子的构造分为有芯式和无芯式两种，在无芯式感应电炉中，坩埚内的铁料在交变磁场的作用下产生感应电流，并因此产生热量，而将其自身熔化和使铁液过程热。
在有芯式感应电炉中，需要加入用其它熔炉（如冲天炉）熔化的铁液，在环形铁芯内产生的交变磁场使沟槽内的铁液过程，并利用沟槽中铁液与其上面熔池中的铁液循环作用而加热全部铁液。
无芯式感应电炉具有熔化固体炉料的能力，而有芯感应电炉只能过热已熔化的铁液，但在过热铁液的电能消耗方面，则以有芯感应电炉更为节省。
1—感应线圈 2—轭铁 3—耐火材料 4—铁液 5—熔渣（2）感应电炉熔炼的优缺点及其应用与冲天炉熔炼相比，感应电炉熔炼的优点是熔炼过程中不会有增碳和增硫现象，而且熔炼过程可以造渣覆盖铁液，在一定程度上能防止铁液中硅、锰及合金元素的氧化，并减少铁液从炉气中吸收气体，从而使铁液比较纯净。
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４．结 论
进行 调整 ，这 是保 证提 高高 铬铸铁 冲击 耐磨性 能 的
（ ）高 铬铸铁 的硬度 主要 取决 于基 体组 织 和碳 前 提 条件 。对 冲击 韧度 要求 高 的铸件刑 下 限控 制碳 １
化物 的相 对 数量及 其 显微 硬度 ，而 韧性则 取 决 于基 含量 ，对 于耐 磨性 要求 高 的则 上限控 制碳 含量 。 体组织 的 类 别 和 碳 化物 的 形 态 、 数 量 及 其 分 布 状 况 。均匀 分 布在基 体 组织 中 的碳化 物是控 制 磨损 速
是 排 放 大量废气 和 灰尘 。如无 适 当 的处理措
电炉作 为铸铁 的熔 炼 设 备 的 铸 造厂 有 明显 的增 加 ， 施 ，则会 造 成 环境污 染 。 目前 ，我 国对 废气 的排放 已有 明确 的规定 ，其 中 可吸人 颗粒 物含量 不得 多 于 实 际上 ， 冲天 炉 和 电 炉 都 各 自有 其 优 点 和 局 ２ ０ ／ 。按 此要 求 ，现 有 的 冲 天 炉绝 大部 分 都 ０ ｍｇｍ３
普遍 ，以至于 曾有人 以为 冲天炉将 逐渐 被 淘汰 而被 世 。可 以说 ，在 铸铁熔 炼设 备方 面 ， 目前 是 以 冲天
９ ０年 代 以来 ，各 工 业 国家 的环 境保 护法 规 对 炉熔铁 的 占 ５ ％多 一 点 ，电炉 熔炼 的 占 ３ Ｏ ０％多一 ０ 废气 、废 渣 的排 放要 求很 严 ，铸造 行业 中很 多 人都 点 ，用其 他熔 炼设 备熔 铁 的不 到 ２ ％。 认 为 ，这 将 使 电炉 比冲天 炉 占有更 大 的优 势 ，因为
５ 试 用 效 果 ．
根据 抛 丸机抛 丸室 钢 丸 （ ． ～ 如 ．ｍｍ，硬 如 ４ ６
度 的重要 因素 ，如 果 基体 组织 韧性 较差 ，碳 化 物将 度为 ４ ５～５ Ｈ ） 冲 击 护 板 冲 击 力 较 小 的 工 况 ， Ｏ Ｒｃ 失去 支撑 并 在切应 力 作用 下产 生断 裂 ，同 时磨损 也 选用牌 号 为 Ｋ Ｂ ｒ５ ２ Ｄ 的 高 铬铸 铁 制 作 ＭＴ Ｃ ｌ Ｍｏ － Ｔ 随之发 生—— 高 铬 铸铁 件 失 效 的 主要 原 因。 因 此 ， 护板 ，其碳 含量 控 制 上 限 。碳 和铬 含 量 按 照 Ｃ ／ ｒＣ 要求 高铬 铸 铁必 须通 过适 当的热 处理 使 铸态 组 织中 ≥ ６进 行 调 整 ， ｃ ． ％ ～２ ８ ， ｃ： １ ％ ～ ＝２ ５ ．％ ５ 的大 量残 余 奥 氏体量 进一 步 降低 ，从而 使 其基体 组 １ ％时 ，经 ９ ０ ×０ ５ ８ ５℃ ．ｈ风 冷 后 ，硬 度 为 ５ ９～ 织既 有 高 的硬度 ，又有一 定 的韧性 。
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铸铁 的熔 炼设 备和 技术 （ ） 上
中国铸造协会 （ 北京 １０８ ） 李传 拭 ００９ 当前 ，面 临环 境 、能源 、资源等 方 面 日益严格 善 ，从废弃 物 处理 的角度 看 来 ，冲天 炉反 而 比电炉 的要求 ，铸造 这一 传统技 术 也相 应地走 向 了进一步 更 为优越 。 现代化 的进程 。 １５ －１９ ９ ０ ９ ５年 ，德 国 铸铁 件 生 产 厂 采 用 熔 炼 传 统 的 冲天炉 是造价 低 廉 的熔铁设 备 ，对小型 设 备 的情况 如 图 １ 示 。 所 铸 造 厂和 大型 铸造 厂都非 常适用 。用 冲天 炉 可以熔 制 品质 相 当 高 的 灰 铸 铁 和 球 墨 铸 铁 。 因此 ，在 ２ ０ 世纪 ５ Ｏ年 代 以前 ，在 铸 铁行 业 中 ，传 统 的冷 风 冲 天 炉一 直 占有绝 对 的优势 。 ６ ０年代起 ，铸 铁 行 业 中使 用 感 应 电炉 的工 厂
６ＨＲ ２ Ｃ，淬 火 态 使 用 ，其 耐 磨 性 和 冲击 韧 度 皆能
（０ ２ １４ ２０ ０ ０ ） 机械Ｉ＾ｔ 热抽Ｉ ２ ０ ０２年 摹 ４精
（ ）牌 号 为 Ｋ ２ ＭＴ ｌ Ｍ０ 一ＤＴ 的高 铬 铸 铁 满 足使 用要求 。抛 丸机 连续 工 作 时 间 可达 ｌ Ｂ ５ ２ ０天 以 件在碳 、铬 量 控 制 上 ，应 按 照 Ｃ ／ ｒＣ≥６对 碳 和 铬 上 。
业 发达 国家中铸 铁 厂用 电炉作 熔炼 设备 的情 况 相 当 电炉取代 。 与此 同时 ， 冲天炉 也有 了很 多重大 的改进和发展 。
圉 １ 德 国铸 铁件生产采用熔炉 的情况
除冲天 炉 和 电炉 外 ，也还 有 其 他 熔 炼 设 备 问 炉 和电 炉为 主 的多元化 态 势 。 按 １９ ９ ８的资 料 ，美 国生 产 的铸 铁 件 中 ，冲天
譬 雹 ｛ Ｌ
刊
增多 ，尤 其 是 ７ Ｏ年 代 后 无 心 感 应 电 炉 电源 方 面不
断 有重 大 的改 进 ，铸 铁厂 采用 电炉者迅 速 增加 。 由
缝
叵 雎
于采用 电炉时工 作 环境较 好 、铁 液成分 易 于准 确控 制 ，加 以电炉设 备及 所用 的耐火 材料都 有 改善 ，工
一
电炉 熔炼 比较洁 净 。但是 ，实 际情 况并 不一 定是 这 样 。近几 年 来 ，自冲天炉 风 口将 冲天炉 灰尘 、废 砂
、
冲 天 炉 与 电 炉 的 比 较
我 国各行 各业 均 在发展 ，电力相 对 短缺 ．铸铁
而 乃至 粉 状 垃 圾 吹 人 炉 内再 循 环 的技 术 逐 渐 趋 于 完 的熔 炼 设 备 主要 是 冲 天 炉 ， 且 以小 型 冲天 炉 为
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多 ，用 电炉 者 甚少 ，在 今后 相 当长 的一段 时期 ，也
目前 ，冲天炉仍 存 在的 问题 主要有 三方 面 ：
一
仍将 保 持这 种情 况 。但应 该看 双联者 为 多。