冲天炉熔炼工艺基础
冲天炉熔炼操作工艺
（7）熔化及控制
熔化初期应经常疏通风口，以保证风口畅通，观察并记录风量、风压的变化。从正式送风开始8～10min，在第一排风口可看到铁液滴快速下落，说明底焦高度合适。若大于10min，说明底焦高度偏高，应适当降低层焦量；若小于8min，说明底焦高度偏低，应适当增加层焦量，直至从风口看到底焦燃烧正常。冲天炉是连续熔化，应保证连续加料，始终保持炉料满炉 以满足炉料的充分预热，这对保证铁液温度稳定是很重要的。根据配料单，及时调整配料比例，每次调整前，应加一批隔离焦，处理好交界铁液。
冲天炉正常操作过程
（8）停风打炉
THANKS
冲天炉ห้องสมุดไป่ตู้炼操作工艺
A
燃料与原材料的选用
B
操作参数的选定
C
操作过程各个环节的控制
冲天炉熔炼操作工艺
冲天炉正常操作过程
（1）修炉
铲除炉壁表面残渣挂铁
刷上泥浆水
覆上修炉材料,敲打结实
修炉材料组成
40％～50％耐火泥
适量的水分
60％～50％石英砂
冲天炉正常操作过程
（1）修炉
修前炉则用老煤粉与耐火泥的混合料
结构紧实
尺寸正确
表面光滑
冲天炉正常操作过程
（2）烘炉
炉子修毕后，可在炉底和前炉装入木柴，引火烘炉；前炉必须烘透，以保证首包铁液温度。
（3）点火
烘炉后，开风前2．5～3h加入木柴，引火点着，并敞开风口盖作自然通风
冲天炉正常操作过程
（4）加底焦
待木柴燃旺后，由加料口往炉内加入三分之一的底焦，待其烧着后，再加入约一半左右的底焦，然后鼓小风几分钟，并测定底焦高度，再加底焦至规定的高度。这里的所谓底焦量，是指装入金属炉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起，至底焦顶面为止的那一部分高度，炉缸内的底焦是不包括在底焦高度内的。
第5章 冲天炉熔炼
第五章冲天炉熔炼第一节冲天炉熔炼的基本原理一、冲天炉基本结构图5—1所示为冲天炉的主要结构简图。
炉子由以下几部分组成：1 炉底与炉基炉底与炉基是冲天炉的支撑部分，对整座炉子和炉料柱起支撑作用。
2 炉体与前炉炉体是冲天炉的基本组成部分，包括炉身和炉缸两部分。
炉体内壁砌耐火材料，临近加料口处的炉膛则用钢板圈或铁砖构筑，以承受加料时炉料的冲击。
前炉由前炉体和可分离的炉盖组成。
前炉的作用是储存铁水，并使铁水的成分和温度均匀，减少铁水在炉缸内的停留时间，从而有利于降低炉缸对铁水的增碳与增硫作用，而且还有利于渣铁分离，净化铁水。
目前国内外的冲天炉大多是带有前炉的。
前炉的容量大致为冲天炉每小时熔化铁水量的0.8－2倍。
3 烟囱与除尘装置烟囱在加料口上面，其外壳与炉身连成一体，内壁砌耐火砖。
烟囱的作用是引导炉气向上流动并排出炉外。
除尘装置的作用是消除或减少炉气中的烟灰及有害气体成分，使废气净化。
4 送风系统冲天炉的送风系统是指自鼓风机出口至风口出口处为止的整个系统，包括进风管、风箱、风口及鼓风机输出管道。
送风系统的作用是按照炉子工作的要求，将来自鼓风机的供底焦燃烧用的一定量空气送入冲天炉内。
5 热风装置热风装置的作用是加热供底焦燃烧用的空气，以强化冲天炉底焦的燃烧。
常用热风装置有内热式和外热式两种。
以上是冲天炉的几个主要组成部分。
除此以外，冲天炉还必须配备鼓风设备、加配料设备、控制与调节设备以及有关的测试仪器。
二、冲天炉内炉气与温度的分布1 冲天炉内炉气的分布图5－2所示为沿冲天炉纵截面与横截面的炉气分布示意图。
由图5－2a可知，在冲天炉纵截面上，由于炉壁效应的影响，炉气比较集中在炉壁附近，离炉壁愈近，炉气的流速就越大。
在冲天炉横截面上，在风口前缘，因空气流速高，流量大，形成了强烈的燃烧带，而在两个风口之上的区域，则由于空气量少而形成所谓“死区”A。
此外，来自风口的空气流股，因焦炭块的阻力而逐渐失去动能，难于深入炉子中心，因而在炉膛截面的中心区域出现“死区”B。
冲天炉熔炼工序工艺规程
铸造工艺规程冲天炉熔炼1 目的：对冲天炉熔炼工序进行控制，保证熔炼质量。
2 范围：适用于冲天炉熔炼过程中的备料、修筑、烘干、上料和熔炼的全过程。
3 职责：3.1冲天炉班班长负责组织按冲天炉熔炼工序的工艺规程严格实施。
3.2各操作人员负责工艺规程的严格实施并做好记录。
3.3车间负责人负责监督工艺规程的执行，并对记录进行认可。
4 工作流程4.1 备料4.1.1 冲天炉班班长负责严格按工艺进行备料。
4.1.2 焦炭要筛分，焦末要剔除；焦炭块度不匀，应分级交替使用，同时注意焦块的大小：底焦块度以120mm 为准，层焦以60～100mm为准，允许有少量的偏移。
4.1.3 熔剂石灰石的成分应符合要求，不得混有杂物，块度以50～80mm为宜，允许有少量的单向长度不大于120mm。
4.1.4 金属炉料4.1.4.1 冲天炉班班长应保证按配料单备料，其中新生铁应具体到生产厂家和牌号。
4.1.4.2 各种金属炉料每块长度不得大于炉内径的1/3，即200mm，在重量不超标的情况下允许有少量的不大于220mm，或重量不超过批料重量的1∕10～1/20。
4.1.4.3备料人员在备废钢、回炉料时，应注意废钢中不得混有合金钢、铸铁件及易爆物。
厚度小于1mm 的废钢应打包，块重以0.25～10kg为宜；回炉料应保证材质的一致性，不得混有其它材质的回炉料。
4.1.4.4 各种金属炉料应按牌号、级别分类分堆存放，不得混淆。
4.1.5 球化剂、孕育剂的块度应保证球化剂以5～20mm为准，允许有少量的单向长度偏移。
孕育剂以13～18mm为准，允许有少量的单向长度在18～25mm之间。
4.1.6 电石的块度以30mm为宜。
4.1.7 耐火泥的准备耐火泥混碾时应保证耐火砂与耐火土的比例为2∶1，加水适量，充分碾制，湿度以混好后手握不粘手、易成团、手印清晰为宜。
混好后的耐火泥应用塑料单盖好以防水分的蒸发。
4.2 修筑4.2.1 修炉4.2.1.1 清炉a 待炉壁自然冷却后清理，必要时可用风冷，但严禁用水激冷。
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
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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。
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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
冲天炉熔炼操作工艺介绍
演讲人
目录
01. 冲天炉熔炼原理 02. 冲天炉熔炼操作 03. 冲天炉熔炼安全与环保
冲天炉熔炼原理
熔炼过程
01
装料：将炉料装入冲 天炉内，包括铁料、 焦炭、熔剂等
05
脱磷：铁水中的磷元 素在高温下与氧化钙 反应，生成磷石灰， 降低铁水中的磷含量
02
预热：将炉料预热至 一定温度，使炉料中 的水分蒸发，提高炉 料的透气性
原料称量：按
3
照熔炼配方称
量原料
原料混合：将各 4 种原料混合均匀， 确保熔炼效果
熔炼过程控制
温度控制：根据不同金属的熔点，控制炉
01
温在合适的范围内
气氛控制：通过调整炉内气氛，保证金属 02 的纯度和质量
熔炼时间控制：根据金属的熔化速度和熔 03 炼要求，控制熔炼时间
炉料配比控制：根据金属的熔炼要求和炉
事故处理与预防
操作人员必须 定期对设备进 制定应急预案，
经过专业培训， 行检查和维护， 提高事故处理 具备相应的操 确保设备安全 能力 作技能和经验 可靠
01
03
05
02
严格遵守操作 规程，避免违 规操作
04
配备必要的安 全防护设备， 如灭火器、防 毒面具等
06
加强环保意识， 减少废气、废 水、废渣等污 染物排放
01 冲天炉熔炼是一种利用高温和氧化还原反应进 行金属熔炼的方法。
02 反应过程中，燃料燃烧产生高温，使金属氧化物 和碳发生氧化还原反应，生成金属和二氧化碳。
03 反应过程中，金属氧化物被还原，碳被氧化， 产生大量的热能，使金属熔化。
04 反应过程中，金属和熔渣分离，形成金属液和 熔渣，分别排出。
冲天炉高温节焦的理论
冲天炉高温节焦的理论和操作一冲天炉熔炼基本原理1 底焦燃烧C＋O2→CO2 +34070 KJ/kg C （空气充足）Ｃ＋1/2O2→CO +10270 KJ/kg C （空气不充足）CO＋1/2O2→CO2 +23800 KJ/kg C （再遇空气）CO2＋Ｃ→２CO -12628 KJ/kg C （还原反应）焦炭的燃烧：扩散燃烧隔离层图强化焦炭燃烧的途径：热风增大风量加氧焦炭的灰分低氧化带还原带炉壁效应炉型冲天炉工作过程原理图（1）2 热交换⑴预热区下部炉气温度1200-1300℃ 30min铸铁预热，熔化，过热到1500℃，需热量1381 kJ/kg其中预热区需热量787 kJ/kg，占57％。
对流传热影响因素：有效高度，底焦高度，料块大小，熔化速度，焦铁比⑵熔化区底焦顶面高度的变化范围，或大致为层焦的厚度影响因素：炉气与温度的分布，焦炭燃烧速度，批料重量，料块大小⑶过热区穿越底焦高度 30s 内提高350℃影响因素：底焦高度很重要。
⑷炉缸区无空气供给，几乎不燃烧，铁水温度降低3冶金过程在冲天炉中，金属和炉气，焦炭，炉渣相接触，发生物理化学变化（冶金反应），引起铁水化学成分的变化。
⑴造渣炉料的铁锈，粘砂，焦炭的灰分，金属氧化烧损形成的氧化物，以及侵蚀剥落的炉衬材料相互作用，因太粘，故加熔剂（石灰石），形成炉渣。
⑵熔化过程中铁水化学成分的变化1）含碳量的变化含碳量总是趋向于共晶成分焦炭中的碳向铁水中溶解，增碳；（2）铁水中的碳被炉气，炉渣和溶解的氧所氧化，降碳。
影响因素：焦炭含碳量高，灰分少，块度小，易增碳；铁水在底焦及炉缸处通过时间长，易增碳；冲天炉内温度高，易增碳。
炉气中的CO越少，氧化性越强，碳易烧损；炉渣中的FeO越多，碳越易烧损。
2）硅锰含量的变化炉气中的O2，CO2含量越多，氧化性越强，合金的烧损越严重。
炉渣中的FeO含量越多，合金的烧损越严重。
酸性炉中，硅的烧损为15-20%，碱性炉中，烧损为20-30%。
冲天炉熔炼工艺基础
冲天炉熔炼工艺基础1、冲天炉熔炼基本原理（1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带：A、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽，二氧化碳浓度达到最大值的区域。
B、还原带：从氧化带顶面到炉气中[C02]/[C0]浓度基本不变的区域,从风口引入的风容易趋向炉壁，形成炉壁效应，形成一个下凹的氧化带和还原带，对熔化造成不利影响。
①不易形成一个集中的高温区，不利于铁水过热；②加速了炉壁的侵蚀；③铁料熔化不均匀，铁液不易稳定下降，影响化学成分。
解决方法：①采用较大焦炭块度，使风均匀送入；②采用插入式风嘴；③采用曲线炉膛；④采用中央送风系统；⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗，送风量要与焦炭损耗相适应。
根据炉气、炉料、铁水浓度和温度，炉身分为4个区域：（1）预热区：从加料口下沿，炉料表面到铁料开始熔化的区域称为预热区，下面的炉气温度可达1200°C—1300°C，预热带的上部炉气温度为200C—500C。
由于这一区域的平均温度不高，炉气黑度和辐射空间较小，炉气在料层内流速较大，炉料与炉气之间的热交换以对流为主，炉料在预热区内停留时间较长，一般为30分钟左右，预热区的高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、熔化速度、焦铁比的影响。
（2）熔化区：从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域称为熔化区，在实际熔炼过程中，底焦顶面高度的波动范围大致等于层焦的厚度，熔化区内的热交换方式仍以对流为主，在实际熔炼过程中，熔化区不是一个平面区带，而是一个中心下凹的曲面，从铁水过热和成分均匀度出发希望熔化区窄而平直，熔化区在炉内位置的高低基本上是由炉气和温度分布状态决定，也受焦炭的烧失速度、批料重量、炉料块度等因素影响，这些因素将使铁料的受热面积、受热时间、受热强度发生变化，造成熔化区高度波动（影响出铁温度），当焦铁比一定，熔化区的平均高度将会因批料重量的减小而提高，从而扩大了过热区，提高了铁水温度，但是批料层不宜过薄否则易混料使加料操作不便。
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℃。
浅谈冲天炉的熔炼
化 。此外 ，还需对放渣 口火苗 的颜色及渣子 的颜色进 行
下 面对冲天炉熔炼谈一些粗 浅的认识 和看法 。
１ 确保熔炼的正常进行 ．
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
以 “ 风焦配合” 为原则 ， 展开实际操作。风机 的风量 来
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
为 了避免混料 ，在实际操作过 程 中 ，应注意 以下 几
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。
冲天炉熔炼工艺基础
冲天炉熔炼工艺基础1、冲天炉熔炼基本原理（1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带：A、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽. 二氧化碳浓度达到最大值的区域。
B、还原带：从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域.从风口引入的风容易趋向炉壁. 形成炉壁效应. 形成一个下凹的氧化带和还原带. 对熔化造成不利影响。
①不易形成一个集中的高温区. 不利于铁水过热；②加速了炉壁的侵蚀；③铁料熔化不均匀. 铁液不易稳定下降, 影响化学成分。
解决方法：①采用较大焦炭块度. 使风均匀送入；②采用插入式风嘴；③采用曲线炉膛；④采用中央送风系统；⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗. 送风量要与焦炭损耗相适应。
根据炉气、炉料、铁水浓度和温度.炉身分为 4 个区域：（1）预热区：从加料口下沿. 炉料表面到铁料开始熔化的区域称为预热区. 下面的炉气温度可达1200C —1300C .预热带的上部炉气温度为200C—500C。
由于这一区域的平均温度不高.炉气黑度和辐射空间较小.炉气在料层内流速较大.炉料与炉气之间的热交换以对流为主. 炉料在预热区内停留时间较长. 一般为30 分钟左右. 预热区的高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、熔化速度、焦铁比的影响。
（2）熔化区：从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域称为熔化区. 在实际熔炼过程中. 底焦顶面高度的波动范围大致等于层焦的厚度. 熔化区内的热交换方式仍以对流为主. 在实际熔炼过程中. 熔化区不是一个平面区带. 而是一个中心下凹的曲面. 从铁水过热和成分均匀度出发希望熔化区窄而平直.熔化区在炉内位置的高低基本上是由炉气和温度分布状态决定.也受焦炭的烧失速度、批料重量、炉料块度等因素影响. 这些因素将使铁料的受热面积、受热时间、受热强度发生变化. 造成熔化区高度波动（影响出铁温度）. 当焦铁比一定. 熔化区的平均高度将会因批料重量的减小而提高. 从而扩大了过热区. 提高了铁水温度. 但是批料层不宜过薄. 否则易混料使加料操作不便。
冲天炉熔炼原理及构造
冲天炉熔炼原理及构造来源：泊头新宇机械点击：87 发布时间：2009-10-12 8:03:00一、首先要了解冲天炉构造：冲天炉是熔炼铸铁的设备，其构造如图所示。
炉身是用钢板弯成的圆筒形，内砌以耐火砖炉衬。
炉身上部有加料口、烟囱、火花罩，中部有热风胆，下部有热风带，风带通过风口与炉内相通。
从鼓风机送来的空气，通过热风胆加热后经风带进入炉内，供燃烧用。
风口以下为炉缸，熔化的铁液及炉渣从炉缸底部流入前炉。
1—出铁口2—出渣口3—前炉4—过桥5—风口6—底焦7—金属料8—层焦9—火花罩10—烟囱11—加料口12—加料台13—热风管14—热风胆15—进风口16—热风17—风带18—炉缸19—炉底门冲天炉的大小是以每小时能熔炼出铁液的重量来表示的。
常用的为l.5～10t／h。
二、冲天炉炉料及其作用：1、金属料金属料包括生铁、回炉铁、废钢和铁合金等。
生铁是对铁矿石经高炉冶炼后的铁碳合金块，是生产铸铁件的主要材料；回炉铁如浇口、冒口和废铸件等，利用回炉铁可节约生铁用量，降低铸件成本；废钢是机加工车间的钢料头及钢切屑等，加入废钢可降低铁水碳含量，提高铸件的力学性能；铁合金如硅铁、锰铁、铬铁以及稀土合金等，用于调整铁液化学成分。
2、燃料冲天炉熔炼多用焦炭作燃料。
通常焦炭的加入量一般为金属料的1／8～1／12，这一数值称为焦铁比。
3、熔剂熔剂主要起稀释熔渣的作用。
在炉料中加入石灰石（CaCO3）和萤石（CaF2）等矿石，会使熔渣与铁液容易分离，便于把熔渣清除。
熔剂的加入量为焦炭的25％～3O％。
四、冲天炉的熔炼原理：在冲天炉熔炼过程中，炉料从加料口加入，自上而下运动，被上升的高温炉气预热，温度升高，鼓风机鼓入炉内的空气使底焦燃烧，产生大量的热。
当炉料下落到底焦顶面时，开始熔化。
铁水在下落过程中被高温炉气和灼热焦炭进一步加热（过热），过热的铁水温度可达1600℃左右，然后经过过桥流入前炉。
此后铁水温度稍有下降，最后出铁温度约为1380～1430℃左右。
冲天炉熔炼法
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。
图4 冲天炉结构简图。
铸锻厂冲天炉熔炼工艺培训教材
（1）硅被炉气中的CO2氧化
[Si］+CO2→ SiO2+ 2CO（10)
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
（2)在冲天炉风口区被自由氧氧化
[Si］+ O2→ SiO2（11)
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
铸铁中的碳被氧化烧损主要发生在熔化以后，其被氧化烧损的主要形式为：
[C] + CO2→ 2 CO（7）
2[C] + O2→ 2 CO（8）
FeO + ［C］ → ［Fe] + 2CO(9）
影响碳氧化烧损的主要因素：
（1）炉气的燃烧比越大，氧化性越强越有利于烧损脱碳。
（2）随着炉渣中FeO含量的增加，脱碳过程加剧，使铁液含碳量降低。
影响硅烧损的因素：
（1）炉气中CO2增加，即燃烧比增加,将加剧炉气对硅的氧化趋势，减少SiO2被还原的可能性。
（2）降低炉渣中FeO的含量是减少硅氧化烧损的关键措施。
（3）铁液的含硅量越高，被氧化的程度越高.
（4）提高炉温有利于抑制硅的氧化，促进SiO2的还原。
3。铁液中含锰量的变化
铁液中锰的变化与硅相似，也受到氧化和还原两个不同过程的影响。
图14.3冲天炉主要结构简图
铸锻厂冲天炉基本尺寸见表2。
表2冲天炉基本尺寸
树脂砂车间7T/H冲天炉
10T/H双排大间距冷风冲天炉
10T/H冷风水冷冲天炉
后炉尺寸（mm）
风口尺寸
尺寸
排数
第一排
Φ32×8×50
Φ60×7×50
Φ45×10×50
第5章 冲天炉熔炼
第五章冲天炉熔炼第一节冲天炉熔炼的基本原理一、冲天炉基本结构图5—1所示为冲天炉的主要结构简图。
炉子由以下几部分组成：1 炉底与炉基炉底与炉基是冲天炉的支撑部分，对整座炉子和炉料柱起支撑作用。
2 炉体与前炉炉体是冲天炉的基本组成部分，包括炉身和炉缸两部分。
炉体内壁砌耐火材料，临近加料口处的炉膛则用钢板圈或铁砖构筑，以承受加料时炉料的冲击。
前炉由前炉体和可分离的炉盖组成。
前炉的作用是储存铁水，并使铁水的成分和温度均匀，减少铁水在炉缸内的停留时间，从而有利于降低炉缸对铁水的增碳与增硫作用，而且还有利于渣铁分离，净化铁水。
目前国内外的冲天炉大多是带有前炉的。
前炉的容量大致为冲天炉每小时熔化铁水量的0.8－2倍。
3 烟囱与除尘装置烟囱在加料口上面，其外壳与炉身连成一体，内壁砌耐火砖。
烟囱的作用是引导炉气向上流动并排出炉外。
除尘装置的作用是消除或减少炉气中的烟灰及有害气体成分，使废气净化。
4 送风系统冲天炉的送风系统是指自鼓风机出口至风口出口处为止的整个系统，包括进风管、风箱、风口及鼓风机输出管道。
送风系统的作用是按照炉子工作的要求，将来自鼓风机的供底焦燃烧用的一定量空气送入冲天炉内。
5 热风装置热风装置的作用是加热供底焦燃烧用的空气，以强化冲天炉底焦的燃烧。
常用热风装置有内热式和外热式两种。
以上是冲天炉的几个主要组成部分。
除此以外，冲天炉还必须配备鼓风设备、加配料设备、控制与调节设备以及有关的测试仪器。
二、冲天炉内炉气与温度的分布1 冲天炉内炉气的分布图5－2所示为沿冲天炉纵截面与横截面的炉气分布示意图。
由图5－2a可知，在冲天炉纵截面上，由于炉壁效应的影响，炉气比较集中在炉壁附近，离炉壁愈近，炉气的流速就越大。
在冲天炉横截面上，在风口前缘，因空气流速高，流量大，形成了强烈的燃烧带，而在两个风口之上的区域，则由于空气量少而形成所谓“死区”A。
此外，来自风口的空气流股，因焦炭块的阻力而逐渐失去动能，难于深入炉子中心，因而在炉膛截面的中心区域出现“死区”B。
冲天炉熔炼知识培训教材
五、什么是底焦、底焦高度对铁 水温 Nhomakorabea和熔化率有何影响？
1. 2. • 什么是底焦高度？ 为了使金属能在合适的高度上熔化，从炉底到风口以上的距离全部填入焦炭，支撑上面 的炉料，这一部分焦炭称为底焦，从第一排风口中心线起，到底焦顶面的距离称为底焦高度。 怎样认识符合实际的底焦高度 底焦高度是否合适，对冲天炉熔炼是有影响的，若底焦太高，金属炉料下降到底焦顶面时，温 度还达不到熔点，不能熔化，必须等到底焦过量部分燃烧掉，金属炉料继续下降后，才能熔化， 这样即浪费了焦碳，又使熔化速度下降。若底焦过低，虽然金属炉料能较快的熔化，但是因为 过热距离短，温度也会很低，当底焦很低时，还可能使金属炉料处于氧化区内（风口附近）熔 化，由于这里炉气氧化气氛极强，可能致使铁水发生剧烈氧化。 在实际操作中，底焦高度是否适当，可依据鼓风后滴铁时间来判断，一般鼓风5-6分，从上排风 口能看到铁水滴下来，此时底焦高度比较合适，若超过5-6分，底焦稍高，若小于5-6分，底焦 高度低，要依据实际情况加以调整 风口分配比 一排风眼：靠近炉缸一圈风眼叫第一排风眼 二排风眼：一排风眼上部的一圈风眼叫二排 风眼 对两排大间距而言，风口分配一般分为三种方式：① 顺置 ② 等置 ③ 倒置 顺置：一排风眼直径大于二排风眼直径 等置： 第一排和第二排风眼直径相等 倒置：第一排风眼直径小于第二排风眼直径
四、风压对冲天炉熔炼的影响， 如何确定之
• 冲天炉熔炼需要一定的风压，才能将焦炭燃烧所需要的空 气鼓入，空气在冲天炉内流动过程中要遇到各种阻力，没 有足够的风压，是不能克服这些阻力的。冲天炉所需要的 风压大小，由冲天炉的阻力确定，如炉子结构、内径、有 效高度、风口比、炉料块度、底焦高度、曾焦用量、炉内 温度以及炉气成分，我公司大件10T冲天炉的风压一般在 12-15 KPa 小件10T冲天炉风压一般在7.5- 10 KPa ， 都是同样的10吨冲天炉，熔炼所需要的风压有明显的区别。
冲天炉的工作原理和基本结构
冲天炉的工作原理：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。
1、冲天炉是一种热处理炉，由热源装置和退火炉组成，主要是在冲天炉进料口上部增加一退火炉，去掉冲天炉大烟囱，利用冲天炉余热及可燃气体充分燃烧放出的热能，满足了铸件的热处理需要，不仅提高了冲天炉的热能利用率，节约热处理专用热源，而且减轻了环境污染。
2、冲天炉掺风系数是指从加料口等处进入炉体的空气量与冲天炉工艺理论空气需要量之比值。
其特征是热源装置采用冲天炉熔炼炉膛，退火炉设置在冲天炉进料口上部，取代冲天炉大烟囱，在退火炉炉壁上开设有调温孔，构成一种利用冲天炉余热的热处理炉。
基本结构：1、炉底和炉基2、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作用：1、保护炉底2、汇聚铁液和炉渣是指提前进入前炉3、无前炉的炉缸，则主要起储存铁液的作用。
武穴市金之源冲天炉设备有限公司熔主要生产的热风、冷风冲天炉、高温铁屑炉、长龄炉、中频炉等熔炼设备。
主要产品有：铁水包、钢水包、球化包、球铁包、茶壶包、系列浇包、浇注设备、冲天炉、化铁炉鼓风机、浇包专用减速机、屑饼机、清理设备、砂处理设备、除尘设备等。
公司主页：//shop/show.html联系人：饶经理联系电话：139********传真：0713-*******。
冲天炉熔炼原理教材
（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产物的体积 与燃料含氮量、燃料水分所生成的水蒸气以及 空气带入的氮气和水蒸气的体积之和。
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：
（3）焦炭理论燃烧温度的计算
理论燃烧温度为：燃料完全燃烧，且所 放出的热量全部用于加热燃烧产物时所能达 到的最高温度。计算公式如下：
1）焦炭完全燃烧时的理论燃烧温度
2）焦炭不完全燃烧时的理论燃烧温度
冲天炉熔炼原理
9.1 冲天炉的结构与操作工艺 9.1.1 冲天炉的基本结构 （1）冲天炉结构简介
下图为系列设计中7吨/小时冲天炉的结构 简图。
9.2 冲天炉内焦炭燃烧的基本规律
冲天炉内焦炭的燃烧是固体块状燃料层 状燃烧的一种特殊方式。
9.2.1 焦炭 （1）焦炭的成分 １）固定碳 固定碳是指焦炭中以单质存在的
推荐冲天炉内径与焦块平均直径之比为 10:1左右。
（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。
（5）铸造用焦炭的要求
冲天炉内的焦炭，由于要承受加料时冲 击力和料柱的压力，必须具有足够的强度， 以免因焦炭易于破碎而阻塞气流通道，影响 底焦燃烧，妨碍炉子的正常工作。焦炭块度 合适，是保证炉子正常工作的基本条件。焦 炭的合适块度随炉子大小而异。对于中小型 冲天炉，焦炭块度大致可在50～150㎜之间， 并力求块度均匀。大型冲天炉则用块度更大 的焦炭。
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冲天炉熔炼工艺基础1、冲天炉熔炼基本原理（1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带：A、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽. 二氧化碳浓度达到最大值的区域。
B、还原带：从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域.从风口引入的风容易趋向炉壁. 形成炉壁效应. 形成一个下凹的氧化带和还原带. 对熔化造成不利影响。
①不易形成一个集中的高温区. 不利于铁水过热；②加速了炉壁的侵蚀；③铁料熔化不均匀. 铁液不易稳定下降, 影响化学成分。
解决方法：①采用较大焦炭块度. 使风均匀送入；②采用插入式风嘴；③采用曲线炉膛；④采用中央送风系统；⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗. 送风量要与焦炭损耗相适应。
根据炉气、炉料、铁水浓度和温度.炉身分为 4 个区域：（1）预热区：从加料口下沿. 炉料表面到铁料开始熔化的区域称为预热区. 下面的炉气温度可达1200℃—1300℃ . 预热带的上部炉气温度为200℃—500℃。
由于这一区域的平均温度不高.炉气黑度和辐射空间较小.炉气在料层内流速较大.炉料与炉气之间的热交换以对流为主. 炉料在预热区内停留时间较长. 一般为30 分钟左右. 预热区的高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、熔化速度、焦铁比的影响。
（2）熔化区：从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域称为熔化区. 在实际熔炼过程中. 底焦顶面高度的波动范围大致等于层焦的厚度. 熔化区内的热交换方式仍以对流为主. 在实际熔炼过程中. 熔化区不是一个平面区带. 而是一个中心下凹的曲面. 从铁水过热和成分均匀度出发希望熔化区窄而平直.熔化区在炉内位置的高低基本上是由炉气和温度分布状态决定. 也受焦炭的烧失速度、批料重量、炉料块度等因素影响. 这些因素将使铁料的受热面积、受热时间、受热强度发生变化.造成熔化区高度波动（影响出铁温度）. 当焦铁比一定. 熔化区的平均高度将会因批料重量的减小而提高.从而扩大了过热区. 提高了铁水温度.但是批料层不宜过薄. 否则易混料使加料操作不便。
（3）过热区：从铁液熔化以后. 铁水下滴过程中.与高温炉气和炽热的焦炭相接触.温度进一步提高. 此区域称为过热区（过热区炉气温度一般在1600℃—1700℃）。
过热区内以焦炭与铁水接触传导传热为主. 焦炭表面燃烧温度对热交换效果有重要影响。
因而设法强化底焦燃烧.经测定铁水滴成铁水小流穿越底焦的时间一般不超过30 秒.而在这一区间内铁水却要提高350℃左右.比预热区大了24倍左右. 其传热强度为11KJ/Kg.s. 达到这样高的传热强度除了以高炉温做保证外.还要保证底焦具有足够的高度. 这是提高过热效应的关键。
（4）炉缸区：在一般操作条件下. 炉缸内没有空气供给. 焦炭几乎不燃烧. 此区域温度一般不超过1520℃ .所以对高温铁水来说.炉缸区是一个冷却区. 且炉缸越深.冷却作用越大。
为了提高此区域的温度. 可以适当地开渣口操作.但对铁水的氧化程度有害. 所以当熔炼稳定以后还要闭渣操作。
3、冶金过程金属在冲天炉内被预热、熔化、过热的过程中. 金属与炉气、焦炭、炉渣相接触. 发生一系列的物理、化学、冶金反应. 引起铁水化学成分的变化。
（1）、砂、焦炭中的灰分、金属元素氧化形成的氧化物. 以及侵蚀剥落的炉衬材料等相互作用形成炉渣.其主要成分为二氧化硅、三氧化二铝. 这种粘滞的炉渣包附在焦炭表面.不仅阻碍燃烧. 而且不利于冶金反应的顺利进行。
因此必须用熔剂加以中和和稀释. 以便顺利地排除熔剂主要是石灰石.加入量一般为焦炭重量的30%左右. 炉渣的性质通常以炉渣碱度衡量. 碱性炉渣有利于炉内的脱硫反应. 可以降低铁水的含硫量。
（2）、化学成分的变化. 冲天炉熔炼化学成分变化有如下规律：①、含碳量的增加。
铁水的含碳量的变化. 总是趋于共晶成分；②、含硫量往往增加40%—100%.铁水增硫量主要来自于焦炭；③、磷量基本不变；④、铁、硅、锰等合金元素烧损. 炉内氧化作用越大. 元素烧损越严重。
附：冷风水冷无炉衬冲天炉一期工程为12T1、炉体结构：上部为加料口. 下面装有料位传感器和环形抽气道（抽走气物）。
炉壳为圆锥形.上小下大.便于冷却水顺壁而下冷却炉壁.自加料口至风口这段炉身内. 除抽气道砌有耐火材料外都没有炉衬. 在炉壁外壳设有多道的环形喷水管. 用于喷淋. 冷却炉壁. 风口数量8 个. 为使空气伸入到熔炉的中心.减少炉壁效应. 改善底焦燃烧.并避免高温气流冲刷炉壁. 用水冷风口插入炉内供风. 炉缸内砌有耐火材料. 炉缸内分别有出铁口、除渣口可以进行连续地出铁和除渣. 并且从冲天炉加料口下方抽出的炉气经过螺旋重力除尘以后. 通过布袋除尘器。
2、冲天炉的水系统：由炉体及风口冷却水和冲渣水两部分组成. 炉体冷却水和风口冷却水共用一套供水装置. 冲渣水单独一套供水装置。
冲天炉送风系统采用高压离心式风机. 电机功率130KW .额定风量：3000m3 /h 。
在环形抽气道管道上配备一台冷风机.把抽出的气体与冷风机的气体混合.将高温炉气降温.一般应降到150℃以下。
炉后的加料系统采用计算机自动配料控制系统振动给料.传感器传输数据. 反馈回的数据由计算机计算后自动平衡炉料。
上料机构为爬式加料机. 冲天炉设有中央微机控制室. 通过屏幕监测和控制设备。
4、主要特点：①CO含量通常比CO2高.炉气的燃烧比一般在40％左右.最大不超过60％.所以.炉气氧化性弱. 铁和合金的烧损小.Si 的烧损通常不到5％. 渣中的氧化铁含量低. 一般不到2％. 在弱氧化性条件下. 熔炼铸铁是目前国内外冲天炉较为普遍的一种操作方式目的是为了以最低的熔炼损耗获得高温优质铁水。
②炉况稳定连续工作时间长. 这种熔炼炉由于没有炉衬. 在整个熔炼操作期间炉型和炉膛尺寸始终是稳定的. 风量和风口插入深度. 都可以进行调节和控制因而炉况稳定。
此外. 各种熔炼炉.没有因为炉衬熔蚀所形成的炉渣. 渣量只占熔炼铸铁重量的0.1-0.3 ％。
由于渣量少. 由炉渣（一般有炉衬冲天炉渣量3-6 ％）引起的铁水化学成分的波动也就小。
所以.铁水化学成分含量正确控制并保持稳定。
熔炉的连续工作时间不再受炉衬寿命的制约. 而主要取决于炉缸的寿命。
③调节范围大. 这种熔炼炉的风量、风口插入深度以及决定炉缸深度的炉底厚度都可以调节和改变. 所以在保持铁水温度不变的情况下.熔炉的熔化率可以灵活的调节. 熔炉的最高和最低熔化率可以相差一倍. 在全部用废钢作炉料时. 通过改变炉底厚度. 可以熔炼得含 C 量低到2.8％. 高至 4.0 ％的铁水。
此外. 通过造碱性渣（碱度 1.3-1.6 ）可以将铁水的含S量降到0.035 ％以下.因此.这种熔炉适用球墨铸铁管的生产。
④对周围的环境污染小. 由于炉气净化设备比较完善. 经过净化后的炉气含灰量仅为0.05-0.1g/m 3 . 低于环保标准（不大于0.2g/ m 3 的标准）。
附：一、冲天炉熔炼过程在熔化过程中底焦燃烧而消耗. 为了保证整个熔炼过程连续正常进行就必须及时得补充底焦以此来始终保持底焦的高度。
随同铁料一起加入的焦碳就可以补尝底焦的消耗. 熔化过程的底焦同点火前所加底焦不是同一高度. 底焦的顶面是指金属炉料大体熔清的位置。
在底焦高度内只有铁水和熔渣不断的穿过焦炭柱. 它的高度和上界面的形状随熔化工艺和供风方式而改变.底焦燃烧状况（炉温、炉气成份、炉气成分的分布）是冲天炉熔化过程的基础.冲天炉的熔化过程就是合理的组织底焦燃烧.以此来获得炉内的高温. 同时造成铁料与焦碳炉气间的最佳热交换过程。
（一）、造渣过程冲天炉燃烧和换热过程中会从各个方面带入炉内各种各样的氧化物. 其中有焦碳的灰分、金属炉料的铁锈、粘土和砂子腐蚀掉的炉衬的。
金属炉料中一些元素的烧损也会产生氧化物. 主要有二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化亚铁其中以酸性氧化物二氧化硅为主. 如果这些氧化物残留在铁水中会使铁水粘度增大流动性下降. 并恶化铸件的机械性能. 因此伴随熔化过程必须有一个造渣过程. 随同每批炉料加入一定数量的溶剂. 以便使这些化合物变为熔渣从炉内排出获得干净的铁水和洁净的焦碳表面。
常用的造渣熔剂石灰石加入炉内后逐步加热到900℃时开始分解生成石灰. 石灰（CaO）是较强的碱性氧化物可以同高熔点酸性氧化物组成低熔点的复杂盐类. 炉渣成分对冲天炉熔炼过程、铁水质量有重大影响. 调整炉渣成分可以促成或者是阻碍一些反应的进行. 按照组成物的化学性质分有三类：酸性氧化物包括二氧化硅、五氧化二磷. 碱性氧化物包括氧化钙.氧化镁. 氧化锰. 氧化亚铁. 中性氧化物包括氧化铝。
如果渣中的酸性氧化物多就称为酸性渣. 碱性=CaO%+MgO%碱.性在0.8 以下SiO2%时称为酸性渣. 碱性在0.8~1.0 时称为中性渣.1.0 以上称为碱性渣. 在冲天炉内还可以加入萤石（CaF2）用以降低炉渣熔点. 这种氟盐投炉以后可以生成氟化氢对人体极其有害.目前许多工厂已禁止使用。
经验表明. 不加入萤石对炉渣性质并没有不良影响。
（二）、单个焦碳或炭柱的燃烧碳的燃烧具有两个条件：温度和氧.碳在一定温度以上才能和氧发生燃烧反应. 温度范围是600~700℃ . 此范围称为碳的着火温度.在这一温度下. 焦碳表面上的碳开始与空气中的氧作用首先形成CxOy. 然后分解成一氧化碳和二氧化碳并放出热量这叫一次反应. 所生成的二氧化碳扩散到焦炭表面就会被碳还原生成一氧化碳并吸收热量CO2+C=2C—O 3438 千卡/公斤碳（1-1 ）反应条件温度800~1200℃才可顺利进行. 二氧化碳的氧被碳夺走生成一氧化碳. 在化学上称为二氧化碳的还原反应. 这一反应消耗了碳而不放出热量反而吸收了热量. 这是冲天炉燃烧过程所不希望的. 一次燃烧的另一产物一氧化碳由焦炭表面扩散出来与氧相遇可生成二氧化碳并放出热量.CO+1/2O2=CO2+3000千卡/ 公斤碳. 这个气相反应在一定空间压力之下温度在900~1000℃范围内才可能进行. 通过温度、氧的数量和焦炭性质等因素的变化调整一氧化碳和二氧化碳的数量. 氧过剩时或者是温度较高时可以获得单一产量二氧化碳. 此时每公斤碳只能放出2201 千卡热量C+1/2O2=CO+2201千卡/公斤碳,碳加氧分子生成二氧化碳叫做完全燃烧；碳加氧原子生成一氧化碳叫做不完全燃烧. 不完全燃烧释放的热量只有完全燃烧的约三分之一. 完全燃烧时每公斤碳需要供给8.89M3 的空气；不完全燃烧时每公斤碳需要供给 4.44M3 的空气。
实际上焦炭的燃烧过程属于气固多相反应. 包括气体扩散以及焦炭表面上的反应等几个环节. 整个反应过程的速度同各个环节的进行速度有关。