冲天炉熔炼层焦比
冲天炉底焦高度的控制
铁液过热充分 又可减少硅、锰的熔炼损耗 ，保证化学
成分的稳定。 一
的最高温度降低。
（）会造成送风阻力增 大 ，空气难 以深入 到炉子 中 ２
ｌ 合理的底焦高度 二 ，
由炉内温度分布曲线和金属的熔化温度，可找出冲 天炉理论底焦高度 ｈ（ 见图 １。 ）
若采用的底焦过高 （ ｈ ＞ｈ ，因底焦顶面的炉 即 ）
气 达 铁 的 化温 料在 焦 不能 ｌ 度 不到 料 熔 度 铁 底 顶面 熔 温
化， 有消耗掉一定底焦， 只 铁料进入高于 其熔点的区 域
件，就要求熔炼初期的铁液必须是高温铁液，以便即使
有些热量损失 ， 也能生产出合格的铸件。装炉底焦高度
山东省聊城市阀门厂铸造 车间 （５００ 王秀 国 ２２ｏ ）
笔者长年在铸造车间负责冲天炉熔炼工作 ， 实践证 后，熔化才能进行。底焦过高会造成冲天炉熔化率降
低 ，焦炭消耗增加。对铁 液 温度 ，因过多 的焦 炭消耗 。
明，通过合理控瓤冲天炉熔炼底焦的高度，对获得优质
铁液有重要意义。现结合有关资料及多年的工作经验，
缸板ｌ 热 工 加
维普资讯
应比熔炼时期的底焦高出４０～ ０ｍ 。由于每次修炉 ０ ６０ ｍ 的炉膛直径不一定完全相同， 上足底焦后，在开风前最
好测一下装炉底焦高度 。
炉火 （ 见图 ２ ；当料柱低、阻力小时，燃烧的高温炉气 ） 上升至加料１以上，在加料１ ３ ３ 可看到炉火 （ 见图３ ；当 ）
在冲天炉熔 炼过 程中 ， 如果层 焦量不 足以补偿 因底
焦燃烧和炉衬侵蚀后炉膛内径扩大所造成的底焦高度下
降 ，则底焦高度将逐 渐降低 ， 而导致铁液 温度逐 渐下 从
第7次课 冲天炉熔炼过程的参数选择及测量
1、热电偶测温
2、光学高温计测温
原理：通过亮度对比间接测量温度
3、辐射高温计测温
测温原理：物体温度高于热力学零度(-273.15摄氏度)时， 将辐射出不同的热射线。
二、风压与风量测量
1、风压测量 冲天炉的风压通常指风箱风压，即 风箱空气压力超过大气压力的那 部分压头，一般用U形压力计进 行测量。
光电直读光谱仪
将试样放于光源中激发，试样的不同原子会 产生不同波长的辐射，经摄谱仪分光照相， 根据谱线进行分析计算。
第五节 冲天炉熔炼过程的参数选择及测量
一. 冲天炉操作参数的选择与计算 二. 冲天炉熔炼过程的测试
第五节 冲天炉熔炼过程的参数选择及测量 1. 冲天炉操作参数的选择与计算 1) 冲天炉的网形图
冲天炉的网形图是描绘冲天炉风量、焦炭消耗率、 燃烧比、铁液温度与炉子熔化率之间关系的实验图表。
冲天炉的网形图
4) 底焦高度选取
底焦高度必须根据具体的冲天炉来选取，一般 在0.8~1.2m，底焦高度是否正常可通过以下现象来判 断 a. 开风后6~7min可在第一排风口见下滴的铁液
b.下落的铁液滴大小如绿豆
c. 开风后10~12min在炉前见到铁液
5) 熔剂量计算 熔剂是指一些造渣材料，主要有石灰石和氟石： （CaF2）
2、风量测量
冲天炉风量常用标准压力管或流量孔板，并配 备比较精确的压差计，在总风管内进行测量
三、炉气分析
冲天炉的炉气分析，主要是分析加料口炉气中的CO2、 CO和O2，以掌握底焦燃烧情况，计算燃烧比和实际进 风量。
四、化学成分的检测
热分析法测铁液化学成分
利用快速热电偶测量并记录样杯中铁液在凝固 过程中的冷却曲线，找出相应临界点温度，再 经计算机进行一定的数学运算，确定铁液的碳 、硫含量。
第2次课 冲天炉熔炼的基本要求,冲天炉的结构等
1
11
风机
1
12
1
13尘装置
-装置于除尘器灰斗上的卸灰阀等组成了除尘器的
卸灰系统，用于及时排出灰斗中收下来的物料。压
缩空气系统，包括压缩空气管道、减压阀、压力表 、气源处理三联
（六）加料装置
1
16
三、冲天炉内焦炭燃烧规律
1、焦炭燃烧的一般过程
1）加热着火（着火温度）加热方式 2）动力燃烧 3）扩散燃烧 氧化带定义：P142 还原带定义：P142
1 5
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 冲天炉结构示意图
1
6
(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：冲天炉主要工作区段 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
1 26
习题：
习题一：P31：1 习题二：简述冲天炉的基本结构及各部分所起 的主要作用。
1
27
1
1
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 共8学时。
1 2
冲天炉
1
3
1
4
第一节 冲天炉的基本原理
一、冲天炉熔炼的基本要求
2、冲天炉内温度分布 图5-6
冲天炉和电炉主要技术经济指标比1
冲天炉和电炉主要技术经济指标比较冲天炉熔炼基本原理:1、底焦燃烧2、热交换：预热、熔化、过热、炉缸3、冶金过程：造渣、化学成分变化工艺参数：底焦高度、底焦重量、送风量（米3/分）、送风强度（米3/米2.分）、风压（一般指风箱风压）、炉气成分（加料口COCO、2、O2%）、燃烧比ηV、炉气温度、热风温度（指风箱风温）、炉衬浸蚀、渣铁比（公斤/吨）、风机参数冲天炉热平衡计算；以100公斤铁料计算热量获得：热量消耗：冲天炉的热效率：η=Q铁/Q总Q铁—预热、熔化、过热铁料需要的热量（千卡）Q总—吸热的总热量（千卡）推荐：40-50%送风量计算：1、1kg焦炭燃烧是需要的空气量L0=9米3 （设固定碳100%2、理论送风量：Q0= L0S×16.6/K （米3/分）S—熔化率（T/H）K—焦炭消耗量，如铁焦比10:1，则K=103、实际送风量：Q=75［C］（1+η）S/K （标米3/分）V［C］—焦炭中的固定碳含量η—燃烧比V—=67+10/3C （标米3/米2.分）4、最佳送风强度经验式：W佳C—碳耗量（kg焦/100kg铁）（纯碳）×炉膛截面积（标米3/分）5、最佳送风量：W佳应考虑20%的漏风损失炉渣状况与熔化情况的关系：炉内脱硫：1、提高炉温，-0.02%，不明显2、加电石，效果不明显3、用碱性渣石灰石炉衬脱硫情况1、苏打（NaCO3）:0.3-0.5%, 脱20-30%2、电石（CaC）3、苛性钠（NaOH）4、复合脱硫电弧炉熔炼中频炉熔炼浇注：较大平面和薄壁形状复杂的——快浇形状简单的厚实件——慢浇与熔炼、浇注有关的铸造缺陷：1、缩孔、缩松：化学成分选择不当；合理选定浇注温度2、夹渣：降低铁水残余镁量，原铁水硫量越低越好；稀土残余量不能太高，0.02-0.04%之间；尽可能降低硅量；提高浇温，不低于1350度；铁水表面用少量冰晶石（Na3AlF6）除渣并覆盖（0.1-0.3%） 3.23、石墨漂浮：严格控制碳、硅含量，C≯3.8-4.0%，Si≯2.6-2.8%；低硅铁水，加强孕育；保证球化前提下，控制稀土元素含量 3.14、皮下气孔：保证球化前提下，降低残余镁量；尽量降低原铁水含硫量；孕育剂含铝量＜1% 11.155、球化不良：球化元素残余量不足；原铁水含硫量过高或铁水氧化严重；铁水中存在干扰元素6、球化衰退：残余镁、稀土量够；降低硫量，防止铁水氧化；缩短球化处理后的停留时间，用草灰覆盖严铁水表面，防镁及稀土元素逃逸。
冲天炉熔炼层焦比-推荐下载
450mm，最佳送风强度取 120m3(min·m2)，则风量为：
按焦炭消耗量和燃烧比计算：
W
式中:W—பைடு நூலகம்送风量，（m3/min 标态）
Q 120 (0.45)2 19.08m3 / min 4
燃烧比（ co2 % ),%； co% co2 %
4450 60
(1
)K
K—焦耗量，%；即熔化 100kg 铁料所消耗的焦炭量。
层 焦 比
比
层铁焦比 每批焦料量(kg) 层焦量（kg )
例如：铁焦比是 10 时，若已定每批铁料为 400kg，则层焦为 40kg。 层焦量：按照炉内焦炭层厚度来决定，其厚度以 100～160mm 为 宜。 层焦重量可用下式计算：
式中：W 焦—每批层焦量，kg；
W焦 Ahr
A——熔化带处炉膛断面积，m2;
送风强 度
风量：一般以每分钟送入炉内空气在标态下的立方米来计算， 其单位为 m3/min。
送风强度 Q送风量（m3 / min) A路断面积（m2 )
曲线炉膛的冲天炉，在计算送风强度时，一般按主风口处的炉 断面积来计算，一般冲天炉的送风强度在 90～150m3/(min·m2)。
例如：
一冲天炉，熔化带处内径为 720mm，主风口处炉膛内径为
C—焦炭中所含固定碳量，%；
S—冲天炉的熔化率，t/h。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
冲天炉熔炼过程中炉况判断
６ 设计实例 （ ． 见下图）
可旧物利用，若新制可采用圆锥形砂库，其倾角应 ＞ ６。 ０，以增加有效容量。
４ 除尘与风选设计 ．
树脂砂生产中，灰尘来源主要有以下几个方面 ： （ ）树脂膜烧灼后形成的灰尘。 １ （）涂料烧灼后形成的粉末。 ２
液温度低 ，应立 即查找原因 ，补加接力焦 。
在熔化过程 中 ，如果前 期风 口明亮 ，中后期 发红 ，
焦，增加石灰石的加入量，并对铁液进行必要的炉前处
理。
（）炉渣中带有 白 和 白点 ，说 明炉温低 ，石灰 石 ３ 道
加入量较多， 炉渣较稀，对炉衬的侵蚀大。此时应补加 接力焦，适当减少石灰石的加入量。 （）炉渣呈黑色玻璃状且很致密，说明炉温较低， ４ 石灰石加入量少 ， 铁液氧化，炉渣中 ＦＯ含量高。此时 ｅ 应补加接力焦，适当增加石灰石的加入量。
维普资讯
圆
冲天 炉 熔炼 过 程 中炉 况 判 断
江苏清江拖拉 机有 限公 司 （ 江苏淮安 ２３０ ） 吕建强 ２０ １
１ 前炉炉况判断 ．
正式开炉后 ６ ８ ｉ ｍｎ ，可从风Ｉ见到铁液滴下落， ： １ 说明底焦高度合适。风口见铁时间过长，说明底焦高度 偏高，对熔炼虽无不利影响，但会增加焦炭的消耗；风 口 见铁时间过短，说明底焦高度偏低，应及时补加接力 焦，否则会影响铁液温度。 正常熔炼时，风口应是明亮耀眼的，无结渣，铁液 滴下落均匀。如果风口发红或发暗，结渣严重时说明铁
４ 皮带输送机 ５ 储砂斗 ６ 螺旋给料器 ． ． ． ７５ｈ ． ｔ 连续混砂机 ８ 备 ／ ， 用储砂斗 ９ 输送皮带 １ ． ． Ｏ 磁选机 １ ． １ 除尘风管 １． ２ 震动破碎再牛机 １ ． ３ 旧砂上料皮带机
冲天炉熔炼过程控制
1 前言“获得优良铸件的关键在于大炉和型砂”，这是铸造届多年来的经验总结。
铸铁熔炼工序的重要性在于它直接影响铸造工作的最终结果，尤其是因铁水质量造成的铸件缺陷，往往难以或者根本无法补救，例如：化学成分不合格，造成的铸件机械性能或物理、化学性能不能满足要求。
有如：铁水温度低，流动性差造成的缺浇和其他缺陷等。
其结果都能使铸件成为废品。
据不完全统计，目前，铸造生产中的废品约有50%是与熔炼有关。
而熔炼铁水的成本有约占铸件成本的25～35%。
随着工业的发展，对铁水质量的要求越来越高，为了获得优质产品，不论在经济上还是在铸件质量上，铸铁熔炼工序都占有十分重要的地位。
1.1 铸铁熔炼技术的发展史[1,2,3]我国是一个历史悠久的文明古国，前任在金属发展史上做出了卓越的贡献。
据考古记载：我国早在公元前八世纪到七世纪就已经掌握了冶铁和化铁的方法；公元513年，晋国铸造出大型鼎。
湖南长沙、常德等地出土的春秋时期的铁铲、铁锨等就是例证。
隋、唐以后，大型铸件的生产愈来愈多，公元953年五代周广顺三年，铸造出沧州大铁狮。
采用分段铸造后组装而成，总重达五万余斤。
汉、唐两代，特别是宋代，我国铸造技术发展到较高的水平。
湖北当阳县，玉泉寺的铁塔。
建于公元1061年，塔高23m，共十三层，每层八面，总重53300kg，塔身造型精美，玲珑剔透，充分显示了我国古代铸造技术的高度成就。
历史记载：李曾伯在荆州每月能铸炮二千门。
到了明代能铸万斤的铸件，一次熔铁10～20t。
铸件重达5～10t以上。
欧洲使用铸铁，开始于十四世纪。
英人李约瑟认为：欧洲铸铁技术是十一至十二世纪由中国传入的。
从海绵铁到生铁，西方延续了2500多年，我国生铁器物比国外早1900多年。
古代铸造技术的发展余熔化炉密切相关；熔化炉需要提供合适的温度、成分、铸造性能和机械性能的材质，才有可能铸造出优美的铸件来。
古代熔化炉与冶铁炉是分不开的。
最早是利用矿石冶炼出的铁水直接浇注铸件，以后，由于铸件应用范围而的扩大，熔化炉与冶铁炉才铸件分开，我国有悠久的冶铁历史，在长期生产实践中，炉型不断改进和完善为熔化炉的发展奠定了基础。
改用铸造焦后冲天炉熔炼工艺的调整
３ 熔 炼 工艺 的进 一 步调 整 ．
以 上 分 析 表 明 ， 防 止 氧 化 带 过 长 是 解 决 铁 液 氧
冲天 炉铁 液 氧化 一般 与 炉料 、铁 焦 比 、送 风 强 化 的关 键 。进 一 步 采取 的措 施 如 下 ： （ ）铸造 焦 块 度 由 １０ １０ ｍ 减 小 到 ８ １ ０ ～ ５ｒ ａ ０～ 度 、氧化带 长短 有关 。炉料 的 纯净 度 对铁 液氧 化 有
ｈ氧 Ａｗｄ ／ｒ
率低 、反应 性 能低 、热强 度 高等 优点 。为 了达 到 预 期效 果 ，针 对 铸造 焦 的特 点 ，我 们 对原 冲 天炉 熔 炼
工艺 操 作做 了相 应 的改变 。 （ ）增 加送风量 １ 铸造焦 固定碳 比冶金焦 固定碳 高５ ％～８ ，铁 焦比相 同时 ，相应提高 了送风量 。 ％ （ ）增 大风 口比 由 于焦 炭质 量提 高 ，使 风 口 ２
・
６８ ・
机 械 ｚ人 ｔ 加 Ｉ ） ２ ０ 年 热 ０２
第 １ １期
维普资讯
天水 长城控制 电器厂 （ 甘肃
７ １ １ ） 侯 文 洪 ４ ０ ８
带。冲天炉 内碳的反应 ：ｃ＋ ２ ｏ ，｛ｏ ＋ Ｏ Ｏ 一ｃ ２ ２ Ｃ
—Ｃ 由于 碳 与 氧生 成 二 氧 化 碳 的 活 化 能 比一 氧 Ｏ 化 碳 的要 低 ，所 以 在 自由氧存 在 的 氧化 带 主要 以二 氧 化碳 为 主 。特 定条 件 下 ，氧化 带 高度 是造 成 铁液 氧 化 的主要 原 因 ，氧化 带 高度 受 焦炭 块 度 、送 风强 度 影响 较 大 氧 化带 高 度可 用 下 式表 示 ：
冲天炉熔炼
冲天炉熔炼熔炼的目的是要获得一定温度和所需成分的金属液。
一、铸铁在铸造生产中，用得最多的合金是铸铁，铸铁常用冲天炉或电炉来熔炼。
1．冲天炉的构造。
冲天炉的构造，如图所示。
它由以下几个主要部分组成：(1) 炉身。
是冲天炉的主体，外部用钢板制成炉壳，其内砌耐火炉衬。
炉料的预热和整个熔化过程是在炉身内进行的。
(2) 炉缸。
主风口中心线以下至炉底部分。
熔化的铁水经炉缸和过桥流入前炉。
(3) 前炉。
是储存铁水和排渣用的，并使铁水的成分和温度更为均匀。
(4) 烟囱。
用于排烟，其顶部装有捕集火花的湿式除尘器。
冲天炉的辅助设备有称料、运料、上料、送风等设备。
冲天炉的大小是以每小时熔化的铁水量来表示的，称为熔化率。
常用的冲天炉熔化率为1.5～10t。
冲天炉的内径愈大，生产率愈高。
2．冲天炉的炉料及作用。
(1) 金属料。
金属料包括新生铁、回炉铁、废钢和铁合金。
①新生铁，又称高炉生铁，是冲天炉炉料的主要组成物。
②回炉铁，包括浇冒口、废铸件。
按配料的需要加入一定量的回炉铁，可降低铸件成本。
③废钢，包括废钢件、钢料、钢屑等，加入废钢可以降低铁水的含碳量。
④铁合金，包括硅铁、锰铁、铬铁等，可以调整铁水的化学成分或配制合金铸铁。
(2) 燃料。
常用的燃料是焦炭。
对焦碳的要求：含挥发物、灰分及硫量要少，发热量要高，块度适中。
每批金属料与层焦重量之比称铁焦比，一般为10:1。
(3) 熔剂。
熔剂的作用是造渣，提高炉渣的流动性。
常用的熔剂有石灰石（CaCO3）或莹石（CaF2），加入量为层焦重量的25%～45%。
3．冲天炉的熔化过程。
在冲天炉熔化过程中，底焦的高度一般在主风口以上0.6～1m，当底焦烧红后则停止鼓风并加料。
炉料从加料口装入，其次序为熔剂、金属料和层焦，分批加入至加料口。
化铁时炉料自上而下运动，被上升的热炉气预热，并在熔化带（底焦顶部，温度约1200℃）开始熔化，铁水在下落过程中又被高温炉气和炽热焦炭进一步加热，温度可达1600℃左右，过热的铁水经炉缸、过桥进入前炉，此时温度稍有下降，最后出炉温度约为1360～1420℃。
冲天炉熔炼原理
（3）焦炭的块度与均匀性 焦炭块度过小时，由于炉膛单位容积内 的反应面积过大，因而燃烧反应加速，氧化 带缩短，还原带扩大，加以此时氧化带内还 原反应发展较快，致使高温区域短，炉气最 高温度较低。此外，小块焦炭对送风阻力大， 空气难于深入炉中心，炉壁效应加剧，对铁 液过热不利。 焦炭块度过大，燃烧速度慢，虽然氧化 带扩大，但燃烧区域不集中，炉气最高温度 低，不利于铁液过热。 推荐冲天炉内径与焦块平均直径之比为 10:1左右。
（2）焦炭的强度 焦炭的力学强度包括抗压强度、抗冲击 强度、抗碎裂强度（M40）和耐磨强度 M10）。 焦炭抗冲击强度可用焦炭的落下强度来 表示。试验时首先取焦炭30㎏，块度大于50 ㎜，装入450㎜×700㎜×380㎜的铁箱中。 提铁箱至1830㎜的高度，打开料底门，焦炭 自由落下与铺底的13㎜厚铁板相冲击，反复 四次，称其大于50㎜焦块质量并以百分数表 示，即落下强度。我国焦炭的抗冲击强度为 70%～90%。
9.2.2 焦炭的燃烧计算 （1）焦炭的发热量 1）焦炭发热量的概念 燃料发热量亦称燃料发热值。 它是指单位重量的固体燃料或液体燃料，或标 准状态下单位体积的气体燃料，经完全燃烧，且燃烧 产物冷却到反应物质的温度时所放出的热量。 高发热量 0℃的水。 低发热量 20℃的水蒸气
2）焦炭发热量计算 焦炭低发热量的计算公式如下：
（2）焦炭的燃烧计算 1）焦炭燃烧用氧量的计算
2）焦炭燃烧用空气量的计算 焦炭燃烧所需的干空气量为：
3）焦炭燃烧产物的组成 焦炭燃烧产物指包括水蒸气在内的全部气 态燃烧产物， 燃烧产物的组成为： CO2、CO、H2O、SO2、N2。
4）焦炭燃烧产物量的计算 燃烧产物的体积为各可燃元素燃烧气和水蒸气的体积之和。
（4）焦炭的反应性与气孔率 反应性是指焦炭还原二氧化碳的能力， 亦称反应能力，通常以R表示。
冲天炉熔炼几个问题的
冲天炉熔炼几个问题的处理(2008-06-30 20:35:26)目前，各铸造公司（厂）随着生产量不断扩大，冲天炉的吨位在提高，铸件日生产量也在逐步上升。
在冲天炉熔炼过程中，经常会碰到一些较难解决的问题，笔者根据自己多年的实践经验，介绍一些解决办法，供同行参考。
1 熔化带以上的耐火砖易掉落问题国内一般铸造厂家的冲天炉大多数都有炉衬，而为了防止耐火砖的缝隙渗漏铁液，一般情况下总是砌内外二层耐火砖，并且使里外两层火砖的缝隙错开。
然而，如果在熔化带以上砌内外二层耐火砖，由于支撑法兰经过多次熔化很容易被侵蚀(因为法兰是钢板，靠近法兰的耐火砖侵蚀后，法兰也容易侵蚀)，致使上层耐火砖(内层砖)失去支撑，受到撞击、震动时很容易掉落，有时还会伤人。
经过改进，我们把熔化带以上的耐火砖，做成整体。
这样，即使法兰化掉三分之二，耐火砖也不易掉落。
2 过桥、出铁口易被侵蚀问题随着铸件日产量的提高，及铁液过热温度的升高，冲天炉的过桥、出铁口很容易被侵蚀扩大。
过桥侵蚀扩大以后容易造成铁液氧化，以及过桥渗漏；而且出铁口侵蚀扩大以后，容易造成铁液堵塞不住，易烫伤人，影响冲天炉的正常生产。
我们采取以下措施来防止。
（1）在修搪过桥、出铁口的普通耐火泥中，增加10％~20％的刚玉砂（Al2O3）来提高这两处的高温强度，这种方法简单、可靠、成本低。
（2）在出铁温度比较高（≥1 500℃），熔化时间比较长（≥20h）时，采用联矿的#126或#127耐火材料，效果比较理想，但成本较高。
我们采用以上两种方法，克服了生产中过桥、出铁口易出现故障的问题。
3 固定式前炉容量的选择在我国采用固定式前炉的铸造厂家还是比较多的，一般情况下都考虑前炉可以多储存铁液，来均匀批料的化学成分。
因此大多数铸造厂家选择的前炉容量都为批料重量的5~10倍，这样一来前炉的容量是扩大了，但是也不利于前炉的炉渣尽快排出，特别是对生产球墨铸铁是非常不利的。
因为炉渣中的w(S)为0．1％~0．3％，而原铁液的w（S）量一般情况下低于0．1％，炉渣长时间停留在前炉内，越积越厚，从过桥流到前炉的铁液要穿过厚的渣层，原铁液的w （S）也随之升高。
冲天炉-电炉双联熔炼和中频感应电炉熔炼对比分析
Ｄ ＯＩ ：１ ０３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ２ １ ． ０ ２ １
．
冲天炉 一电炉双联熔炼和 中频感应电炉熔炼对比分析
针 对铸 铁生 产 ， 主 要从 铁液 质量 、 工 艺性能 、 能 源利 用 、 环保 、设备投资等几个方面 ，详细对比分析 了冲天炉 一电
工 程 技 术 推 广
碳和增硅元素 ，减少合金元素的烧损 。大容量外热风长炉 龄 的冲天炉 ，其稳定性非常强 ，大大提高 了铁液的质量。 冲天炉内铁液会有过热现象，虽然只有短短的几分钟 ，但 是高温的铁液会有细小的股流和铁液滴，在与炉气、炉渣 和焦炭的接触中增大了表面积 ，能充分吸收热能。冲天炉 中炉渣和铁液有有流动性 ，这可以使金属氧化物转移到炉
优 点比较 明显 。 （ ３ ）冲 天 炉 的 费 用 低 廉 。但 是 除 尘 净 化 的 设 备 高 ，
电 炉 熔 炼 的 缺 点 （ １ ）电炉熔炼相 比冲天炉更容易产生 白Ｉ ｑ，容 易产 生过 冷石 墨 ，这样 会使 铸件 的硬 度和 强 度增大 。 （ ２ ）电炉相比冲天炉效率比较低。
渣 中；铁液 的 过热 温度 往往 在 １ ６ ０ ０ ￣ Ｃ 以 上 ，出炉 铁液 可 以
冲 天炉 和 电炉 的 污 染排 放物 都 有 灰尘 和 有害 气 体 ，不 同的是 冲天 炉 的灰 尘 中大颗 粒 的 比例 很大 ，其 中主要 是 焦 炭 颗粒 ，而 电炉烟 尘 为 氧化 物微 细 颗粒 ，冲天 炉 烟气 排 放 量 多 。 电炉 有较 强 的电磁 污染 。 。
能 源利 用方 面 冲 天 炉 以 焦炭 为 燃 料 ，每 吨 铁 液 的 焦 炭 （ 固 定 碳 质 量分数 ８ ５ ％）消耗 量在 １ ０ ０ ｋ ｇ左右 ，完全 燃烧发 热量为 ２ ８ ９ ６ ＭＪ 。冲 天 炉 以 电 为 能 源 ，每 吨 铁 液 耗 电 能 ２ １ ６ ０ ＭＪ （ ６ ０ ０ ｋ Ｗｈ）左 右 。我 公 司采 用 应 达 ｌ Ｏ ｔ 中频 感应 电 炉 ，
冲天炉熔炼工艺操作规程
冲天炉熔炼工艺规程1、范围本规程规定了冲天炉熔炼的炉料准备、装炉、炉前控制、质量控制、熔炼球铁、修炉和修包。
本规程适用于冲天炉熔炼灰铸铁和球墨铸铁。
2、炉料准备2.1、焦碳2.1.1焦碳块度：底焦100mm~150mm、层焦大于60mm。
焦碳应分类存放。
2.1.2焦碳的硫分含量小于或等于1.0%，灰分含量小于或等于13.5%，水分含量小于或等于5%。
2.1.3焦碳应存放于棚内，不应受风、雨、雪等侵蚀，不应混有其它物质。
2.2金属材料2.2.1金属炉料的长度不大于熔炉加料口处最小直径的三分之一，重量在25公斤以下。
2.2.2废钢表面应干燥、清洁、无严重锈蚀、无泥砂杂物，不应有密闭容器。
重量在0.10公斤~5公斤、厚度小于1mm的应打包。
2.2.3生铁屑应压块使用，块度约φ155mm×60mm，重约7公斤。
2.2.4加入炉内的硅铁块度应小于70mm，最小不小于20mm，铁合金应避免潮湿。
2.2.5严禁危险物及其它有害物质混入炉料。
2.3孕育剂和球化剂2.3.1硅铁含硅量及球化剂的硅、镁含量应符合标准。
2.3.2硅铁和球化剂应存放在干燥处，防止受潮。
2.3.3硅铁粒度为3mm~8mm，粉状硅铁和粉化球化剂不能使用。
2.4熔剂2.4.1各种熔剂块度20mm~60mm，最大块度不大于80mm。
2.4.2石灰石中氧化钙不低于85%，不应混有泥土、砂石等有害杂质。
2.5耐火砖及点火木材应符合标准规定。
2.5.1耐火砖不应有疏松、裂纹、不合格的不能使用。
2.5.2耐火砖应放在棚内。
2.5.3潮湿木材和刨花不能使用，长度应小于500mm，高和宽应小于200mm。
3、装炉3.1炉底、炉壁烘干后，铺上刨花，再装入木材，然后打开风口，点火。
加入底焦总量的40%~60%，，等全部烧着后再加入余下底焦，随后短时鼓风，吹净灰分，趟透过桥，并从风口处观察和测量底焦高度、进行调整。
3.2装料时注意炉料均匀分布，在熔化过程中使炉料料柱与装料口平齐。
冲天炉和电炉主要技术经济指标比1
冲天炉和电炉主要技术经济指标比较冲天炉熔炼基本原理:1、底焦燃烧2、热交换：预热、熔化、过热、炉缸3、冶金过程：造渣、化学成分变化工艺参数：底焦高度、底焦重量、送风量（米3/分）、送风强度（米3/米2.分）、风压（一般指风箱风压）、炉气成分（加料口COCO、2、O2%）、燃烧比ηV、炉气温度、热风温度（指风箱风温）、炉衬浸蚀、渣铁比（公斤/吨）、风机参数冲天炉热平衡计算；以100公斤铁料计算热量获得：热量消耗：冲天炉的热效率：η=Q铁/Q总Q铁—预热、熔化、过热铁料需要的热量（千卡）Q总—吸热的总热量（千卡）推荐：40-50%送风量计算：1、1kg焦炭燃烧是需要的空气量L0=9米3 （设固定碳100%2、理论送风量：Q0= L0S×16.6/K （米3/分）S—熔化率（T/H）K—焦炭消耗量，如铁焦比10:1，则K=103、实际送风量：Q=75［C］（1+η）S/K （标米3/分）V［C］—焦炭中的固定碳含量η—燃烧比V—=67+10/3C （标米3/米2.分）4、最佳送风强度经验式：W佳C—碳耗量（kg焦/100kg铁）（纯碳）×炉膛截面积（标米3/分）5、最佳送风量：W佳应考虑20%的漏风损失炉渣状况与熔化情况的关系：炉内脱硫：1、提高炉温，-0.02%，不明显2、加电石，效果不明显3、用碱性渣石灰石炉衬脱硫情况1、苏打（NaCO3）:0.3-0.5%, 脱20-30%2、电石（CaC）3、苛性钠（NaOH）4、复合脱硫电弧炉熔炼中频炉熔炼浇注：较大平面和薄壁形状复杂的——快浇形状简单的厚实件——慢浇与熔炼、浇注有关的铸造缺陷：1、缩孔、缩松：化学成分选择不当；合理选定浇注温度2、夹渣：降低铁水残余镁量，原铁水硫量越低越好；稀土残余量不能太高，0.02-0.04%之间；尽可能降低硅量；提高浇温，不低于1350度；铁水表面用少量冰晶石（Na3AlF6）除渣并覆盖（0.1-0.3%） 3.23、石墨漂浮：严格控制碳、硅含量，C≯3.8-4.0%，Si≯2.6-2.8%；低硅铁水，加强孕育；保证球化前提下，控制稀土元素含量 3.14、皮下气孔：保证球化前提下，降低残余镁量；尽量降低原铁水含硫量；孕育剂含铝量＜1% 11.155、球化不良：球化元素残余量不足；原铁水含硫量过高或铁水氧化严重；铁水中存在干扰元素6、球化衰退：残余镁、稀土量够；降低硫量，防止铁水氧化；缩短球化处理后的停留时间，用草灰覆盖严铁水表面，防镁及稀土元素逃逸。
浅谈冲天炉的熔炼
浅谈冲天炉的熔炼边毅敏【摘要】冲天炉是当前铸造行业应用于熔炼的极其普遍的设备,在熔炼过程中环节较多,稍有不慎就会有意外事故发生.这里就冲天炉在熔炼过程中应注意的问题提供一些粗浅的看法和认识,供大家参考.【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2010(000)017【总页数】2页(P59-60)【作者】边毅敏【作者单位】石家庄工业泵厂有限公司,河北,050100【正文语种】中文在冲天炉熔炼过程中，其涉及面较广，工序较繁杂。
要想达到一个良好的熔炼效果，必须对各个环节严格把关。
下面对冲天炉熔炼谈一些粗浅的认识和看法。
在冲天炉熔炼过程中，主要是通过焦炭和风量提供热量来源，故“风焦配合”是冲天炉熔炼的一个基本性问题。
所谓“风焦配合”就是指熔炼过程中风机的风量与焦比的一种定量关系。
我们在购进一座冲天炉时，首先要对其选型。
在选型时就要确定其熔化率、送风结构、送风系统、炉体本身的结构及几何尺寸。
再有就是熔炼过程中的焦比，从成本方面考虑，焦比是一个很重要的参数。
在这些技术参数都确定后，我们就可以通过熔化率和焦比值来计算风机的风量。
对于计算出的风量还需进行送风强度的校验，然后以确定的风量对风机进行选型。
从以上叙述中，我们知道熔化率、风量、焦比三者之间存在着定量关系，因此冲天炉在熔炼过程中，就要以“风焦配合”为原则，来展开实际操作。
风机的风量一般来说不会有大的变化，为了保证冲天炉熔炼的正常进行，进一步达到所要求的熔化率及熔化效果，就必须根据批料的加入量和焦比值来掌握层焦的加入量。
在此基础上对造渣剂(石灰石)的加入量也应有所控制。
但冲天炉的熔炼是一个动态变化过程，炉膛会随着熔化的进行而不断扩大，为了维持相对的底焦高度，层焦的加入量也应相应地略有增加。
由于冲天炉内的变化较复杂，在实际生产中，如果发现铁液的温度偏高，熔化速率偏慢，就需适当减少层焦的加入量;反之，如果铁液温度偏低，熔化速率太快，就需适当增加层焦的加入量，否则就可能导致氧化。
工业炉：冲天炉
⼯业炉：冲天炉⼀、冲天炉炉型结构及其熔炼过程冲天炉是熔炼铸铁的主要设备，其⼯作特点是连续熔化，铁料与燃烧的焦炭直接接触，因⽽热效率⾼，⼀般可达40%~50%。
冲天炉多以焦炭为，⽬前使⽤的炉型主要有⼤间距双层送风冲天炉、卡腰冲天炉、多排风⼝前线炉膛冲天炉和中央送风冲天炉等，在缺焦炭地区也有使⽤燃油、燃煤粉或燃天然⽓的冲天炉。
为了强化熔炼过程和节约焦炭，在⼀般冲天炉的熔化带下部150~250mm处沿圆周布置6~8个25~30mm的风⼝向炉内喷吹煤粉，称为附加煤粉冲天炉。
采⽤这种炉型可以实现节约焦炭、提⾼炉⼦熔化率（或提⾼铁液温度）、减少元素烧损等⽬的。
冲天炉结构由炉⾝、烟囱、前炉三部分组成。
第⼀排排风⼝以上⾄加料⼝下沿为炉⼦的有效⾼度，在有效⾼度范围内，下部装⼊底焦层，即炉料的预热段。
预热段与底焦交界处为熔化带位置，铁料与层焦组成的料柱，即炉料的预热段。
预热段与底焦交界处为熔化带位置，铁料在此处熔化。
熔化带有⼀下落范围，确定层焦厚度时往往依次定为160~180mm。
第⼀排风⼝中⼼⼀下⾄炉底的距离为炉缸深度。
⽆前炉时，炉缸⽤于贮存铁液；有前炉时，炉缸深度可缩⼩⾄使⼀排风⼝空⽓流不冲刷炉底铁液液⾯为限。
有效⾼度与炉缸组成炉⾝，炉⾝是冲天炉的主要组成部分。
加料⼝以上为烟囱，冲天炉设有独⽴的除尘系统时，烟囱可与除尘系统相连；⽆独⽴的除尘系统时，烟囱应穿出⼚房最⾼天窗3m以上并在其顶部设灭⽕除尘器。
燃烧⽤空⽓由专⽤风机故⼊风箱，再经各排风⼝进⼊炉内与底焦燃烧。
燃烧⽣成的炉⽓向上流动，与下降的铁料进⾏逆流式热交换。
经预热段后的铁料在底焦顶⾯融为液滴，流经底焦时被过热到较⾼温度，然后通过炉缸、过桥流⼊前炉贮存。
消耗的底焦由料柱中的层焦随铁料的熔化补充到底焦内。
⼆、⼤间距双层送风冲天炉⼤间距双层送风冲天炉是冷风冲天炉中易于获得⾼温铁液的⼀种炉型。
主要特点是：1.风⼝排距⼤两排风⼝的间距为⼀般冲天炉的3~4倍，通常取平均炉膛直径的0.8~1.1倍。
冲天炉内的热平衡及提高热效率的途径.
6.燃料因机械不完全燃烧损失的热量............................Q 机
7.打炉残料带走的热量..................................................Q 打炉
8.燃料中水分的蒸发热..................................................Q 蒸发
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
（1）选取合理的炉型结构尺寸，组织好底焦的燃烧。冲天炉的热量收入，主要靠 焦炭的燃烧发热，应尽量避免元素氧化烧损发热，否则硅、锰烧损的损失远远超过节焦 费用，且降低铁液质量。冲天炉的热量支出项目中，炉气带走的物理热和化学热占很大 比例，因此采用余热利用（预热送风等）、适当提高有效高度、缩短过桥尺寸，加强前 炉保温措施等是可取的。用烟囱式热风装置充分利用炉气的物理化学热，用外热式热风 装置获得较高温度的热风，用煤气或喷煤粉预热保温前炉等，值得引起重视。
（2）使用洁净的炉料，防止粘砂混杂。焦炭与金属炉料块度应合乎要求，熔剂加 入适量，采用较好的修炉耐火材料，尽量减轻炉壁侵蚀，以避免过大渣量。
（3）掌握适当的操作工艺，严格控制风量、风压、铁焦比和底焦高度等，减少金 属元素的氧化烧损。
（4）炉衬砌砖的厚度适宜，炉壳与砌体间填衬绝热材料，以降低砌体的蓄热损失 和向周围环境散热损失的热量。同时也有助于改善冲天炉劳动条件。
从表 2 和图 1 可知，冲天炉热量收入主要靠焦炭燃烧放热。其它还有铁液中元素氧
化烧损放出的热量和空气在炉外预热所带入的热量等。铁料预热、熔化及过热所需的热
量与热量总收入之比称为热效率，其计算公式如下：
热
Q熔 Q总
（1）
式中：热 —冲天炉热效率；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
)
k )(g kg 层焦量（每批焦料量层铁焦比= 例如：铁焦比是10时，若已定每批铁料为400kg ，则层焦为40kg 。
层焦量：按照炉内焦炭层厚度来决定，其厚度以100～160mm 为宜。
层焦重量可用下式计算：
Ahr W =焦 式中：
W 焦—每批层焦量，kg ； A ——熔化带处炉膛断面积，m 2;
r ——焦炭的堆积比重，400～500kg/m 3
例如：有一冲天炉直径为900mm ，层焦厚度去120mm ，则层焦量为:
g W k 34.3445012.0)9.0(4
2=⨯⨯= 焦 则每批层焦量为35kg.
底焦高度：1.7m
π0.452
×1.7×450=486kg
加500kg 焦炭。
风量：一般以每分钟送入炉内空气在标态下的立方米来计算，其单位为m3/min 。
)
m min)/23路断面积（送风量（送风强度A m Q = 曲线炉膛的冲天炉，在计算送风强度时，一般按主风口处的炉断面积来计算，一般冲天炉的送风强度在90～150m 3/(min ·m 2
)。
例如：
一冲天炉，熔化带处内径为720mm ，主风口处炉膛内径为450mm ，最佳送风强度取120m 3(min ·m 2)，则风量为：
min /08.19)45.0(412032m Q =⨯= 按焦炭消耗量和燃烧比计算：
S C K W ⋅⋅+=)1(60
4450νη 式中:W ——送风量，（m 3/min 标态）
；燃烧比（),%%
%%22co co co +--νη K —焦耗量，%；即熔化100kg 铁料所消耗的焦炭量。
C —焦炭中所含固定碳量，%；
S —冲天炉的熔化率，t/h 。
例如：
某冲天炉的熔化记录数据如下：
S=5T/h ηυ=65% C=82% K=8%(即铁焦比12.5:1) 计算实际送风量：W=40.1m3/min
OptionButton
1
热风胆炉：风温一般在150～250℃。
有些可达到300℃。
外加预热装置其风温能够达到350～550℃，但设备复杂，成本较高。
作用：1.提高炉温，获得高温铁水；
2.减少风口冷风区；
3.加速炉内氧化反应，升温快，硅锰烧损少，增碳作用提升。
送风中含氧量和湿度的影响:
通常空气中氧气的体积占空气体积的21%。
提高空气中氧的浓度，对加速焦炭燃烧，提高炉温和铁水温度，节约焦炭等方面的效果很显著，例如：某厂采用制氧机供氧，使空气中的氧的浓度达23.5%，铁水温度从1470℃上升至1530℃。
又有些工厂用沸石型分子筛处理干燥空气，使处理后氧的浓度为23%，降低焦炭消耗15～18%，铁水温度和熔化率也有所提高。
送风湿度的影响：
沿海城市夏季绝对湿度为1m3空气中含水分20～30g。
如熔一吨铁料，需850m3（标态）的空气，若空气绝对湿度为20g/m3，则熔化一吨铁料就要送入17kg水。
这些水分若不去除，就会大量
消耗热能，是铁水温度降低，并使铁水质量恶化。
有的厂实验：空气的湿度如从18～20g/m3降为5g/m3时，铁水温度可提高约30℃，同时提高了熔化率和增碳率。
方法：1）用冷却器脱湿，水分凝结成水滴；2）用吸收法脱湿，硅胶吸收，也用氯化钙或氯化锂等干燥剂吸收空气中的水分。
在大陆干燥的地区，过分干燥也不利于强化燃烧过程，空气湿度以7g/m3,不足时，应加湿送风。