冲天炉参数选择及热风形式(精)
外热风水冷无炉衬长炉龄冲天炉
外热风水冷无炉衬长炉龄冲天炉我公司独立研发的--国内首台--全自动化外热风水冷无炉衬长炉龄冲天炉（12t/h）于2005年2月于无锡正式投入运行。
节能、环保、余热及炉气的回收与利用、热风温度、铁水脱硫、铁水增碳等各方面技术指标均达到目前国际上同类产品的相同水平。
结束了发达国家同类产品对我国长期技术垄断的历史，填补了我国同类产品的空白。
我公司独立研发生产的外热风水冷无炉衬长炉龄冲天炉主要技术指标如下：1.热风温度： 450℃～500℃由于高温热风的加入，大大增强炉内还原性气氛，氧化烧损明显降低，显著提高了铁水温度， 对3万吨以上铸造企业来说，是降低生产成本的理想途径。
2.冲天炉可再生能源回收与利用：余热和炉气回收利用率大于98%，炉气中一氧化碳回收利用率大于95%。
3.熔化全过程保持2%的富氧送风。
4.计算机控制的底吹氮连续脱硫。
5.连续不间断熔化时间：650小时6.粉尘排放小于10mmg/Nm³7.本成套设备全部实现无按钮、全键盘、鼠标式自动化操作。
各个部位的参数均实时显示并故障自动分析文字提示。
A．全自动实时显示、可视的配料、称重、输送、加料系统。
B．全自动实时显示的供风、CO燃烧、热风换热、尾气冷却系统。
C．全自动实时显示的引风除尘系统。
D．全自动的铁水脱硫、增碳系统。
E．全自动实时显示的炉壁水冷系统。
F．全自动实时显示的风口水冷系统。
G．全程烟气可视监控系统。
H．全程加料可视监控系统。
8.彻底改变传统铸造企业冲天炉熔炼脏、乱、差的固有理念，还给铸造一片蓝天。
9.实现冲天炉铁水到保温电炉的自动化过渡。
实现了保温电炉铁水到造型线的自动化过渡。
我公司竭诚欢迎广大国内外用户前来参观考察。
全自动化—外热风（500℃热风）水冷长炉龄冲天炉全自动的炉料称重、配料、加料系统高效、实时控制、安全的冲天炉余热回收及CO燃烧、热风换热系统高效的实时控制炉气冷却及粉尘排放<10mmg/Nm³除尘系统实时控制的炉壁敞开式水冷系统和封闭式风口水冷系统完备的水冷循环系统、供风、引凤变频控制系统完备的工控系统完备的双机热备计算机管理、控制系统外热风冲天炉完备的辅机系统（水冷循环系统、炉气冷却系统、余热二次回收利用系统）500℃热风水冷长炉龄冲天炉熔化出的高温低硫、高质量铁水。
冲天炉操作需要控制和平衡操作参数
虽然 所有 的输 人都 对 冲天炉 操作有 影 响 ，但 是 许
多操 作项 目冲天 炉操作 工 是不能 改变 的 。不能 改变 的
项 目包 括 ：炉衬是 酸性还 是碱性 ，有炉衬 或是无炉 衬 ， 所鼓 的风 是热 风 还是冷 风 ，加料 机构 ，所 加炉 料 、铁
液要 求 ，以及 天 气条件 。但 是有 一些 项 目冲天 炉操 作
能控制得好 受到测量精 度和能 否控制输 入项 目的限制 。
最重 要 的控制 项 目是 送 风 。在 哪里 测量 风量 ？送 风管
道是 否有 泄漏 ？风量 计是 否定期 维 护 和校准 ？什 么 时
运行 情 况 。取样 的基本 要求 是样 品要 有代 表性 ，否 则
结果 就没有意义 或者造成误 导 。 对 于铁液 有几 种方 法 可 以获 得成 分信 息 ，虽然 这 些 方法 的结果 似 乎并 不完 全一 致 。出炉铁 液 可 以通 过
另外 分 析输 出项 目 （ 铁 液 ，炉渣 ，排放 ） 可 以得 到冲 天炉 正在 熔炼 时 的情景 。对 于铁 液可 以测 量温 度 、化 学成 分 、每小 时熔 化量 。通 过测 试 和实验 室分 析可 以
的 冲天炉 目标值 是多 少 ，冲天 炉操作 工应 该保 持 目标
值 一致 。这 个 目标碱度 是保 持 炉渣成 分 和 冲天 炉操 作 的平衡 点 。冲 天炉温 度必 须足够 高 ，以使 炉渣 从 冲天
Ｆｅｂ．２０１ ７
・
２ １ ２・
Ｆ ＯＵＮＤＲＹ
Ｖ Ｏ１ ． ６ ６ Ｎ０． ２
冲天炉操作 需要控 制和 平衡操作参数
冲 天 炉操 作 是 将 几 种 输 入 材 料 转 变 为 输 出产 物 （ 铁 液 、炉 渣和 炉 气等 ） 的过 程 。这个 循 环 是 一个 简
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。
冲天炉有关技术参数表
冲天炉有关技术参数表
南京工学院铸工教研组
【期刊名称】《铸造》
【年(卷),期】1976(000)006
【摘要】为用较简便的方法解决有关冲天炉的部分繁杂计算,并为推广和普及冲天炉的科学操作方法创造条件,我院七四届工农兵学员,在开门办学过程中,根据生产实际需要制作了下列各表。
从冲天炉的实际操作经验来看,一般多以送风强度或熔化强度作为控制冲天炉的主要参数。
在正常情况下,此两值分别为120~140米3/米2·分和9~10吨/米2·时。
近年来高焦铁比的炉子,此值仅有50~80米3/米2·分和8~9吨/米2·时。
【总页数】8页(P8-15)
【作者】南京工学院铸工教研组
【作者单位】七四届工农兵学员
【正文语种】中文
【中图分类】F4
【相关文献】
1.冲天炉新技术(1):冲天炉操作新理论与底焦控制 [J], 张明
2.冲天炉新技术(3):炉气余热与热风冲天炉 [J], 张明
3.冲天炉新技术(4):天然气冲天炉 [J], 张明
4.冲天炉新技术(5):冲天炉的尾气除尘 [J], 张明
5.国际先进冲天炉技术——第三届国际冲天炉大会文集 [J],
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冲天炉工作原理与操作1(精)
冲天炉
第六次课 讲解
冲天炉的类型
按炉膛形状分：直线炉膛冲天炉和曲线炉膛冲天炉； 按送风方式分：侧送风式、中央送风式和混合送风式； 按送风温度分：热风冲天炉和冷风冲天炉；
按炉衬耐火材料的性质分：酸性、碱性和中性冲天炉；
按风口排数分：两排大间距式和多排小风口冲天炉；
第六次课 讲解
冲天炉的构造
第六次课 案例
WRL—n 型外热风长炉龄冲天炉冷却系统
第六次课 案例
外热风长炉龄冲天炉开炉现场
冲天炉 优缺点
1. 熔炼过程中排放大量的灰尘和废气，易造成环境污染. 2. 由于冲天炉铁液直接与焦炭接触，因此在熔炼过程中会发 生铁液增碳和增硫现象， 3. 铁液的化学成分和温度波动较大，冲天炉内O2和CO2的 含量越多，氧化作用越强，合金元素的烧损越严重。 4. 由于需要大量焦炭、产生较多炉渣，会增 缺点 加运输量。
冲天炉操作工艺
过程控制 参数选定 材料选用
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 修 炉 烘 炉 点 火 加底焦 装 料 送风熔化 熔化及控制 停风打炉
冲天炉 燃料的选用 原材料的选用 操作参数的选定
第六次课 讲解
1. 熔化率高、能耗低，且设备简单，适用各种类型的企业。 2. 可连续出铁，其中大型水冷无炉衬长炉龄冲天炉，可以 连续工作300 h。 优点 3. 冲天炉设备费用低。
1-除尘器；
2-烟囱
3-进风系统；
5-过桥； 7-出渣口； 9-出铁槽； 11-炉底板； 13-加料口
4-送风系统；
6-前炉； 8-出铁口； 10-支柱； 12-进风；
第六次课 讲解
冲天炉熔化过程示意图
1 - 熔剂和铁料 前炉； 6 - 焦层
第六次课 讲解
冲天炉的工作原理是什么
冲天炉的工作原理是什么？1.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。
2.冲天炉（热风炉，鼓风温度＞400℃）掺风系数规定为2.5
3.冲天炉余热的热处理炉，其主要特点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。
4.一种热处理炉，由热源装置和退火炉组成，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。
1、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。
2、冲天炉（热风炉，鼓风温度＞400℃）掺风系数规定为2.5
3、冲天炉余热的热处理炉，其主要特点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。
4、一种热处理炉，由热源装置和退火炉组成，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。
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%。
冲天炉基本结构(精)
注意：风管布置应尽量缩短， 减少曲折， 避免管道截面突变， 总风管内流速应控制。 10吨以下的炉子使用专用风机。如表所示
热风装置 作用:是加热供底焦燃烧用的空气பைடு நூலகம்以强 化焦炭的燃烧。 分类：内热式和外热式。
特点
(五) 烟囱与除尘装置 （六）加料装置
冲天炉的基本结构
(一)炉底与炉基 (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
冲天炉的基本结构
冲天炉的基本结构
(三)前炉：前炉由前炉体和可分离的炉盖构成。
前炉的作用：
1、储存铁液； 2、使铁液成分和温度均匀； 3、降低铁液在炉缸中的增碳与增硫； 4、分离渣铁，净化铁液；
过桥：连接炉 缸与前炉的部 位
(四) 送风系统
指自鼓风机出口至风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。
冲天炉
2吨/时熔化率三排小风口冲天炉一、结构参数：1、炉膛直径：Φ600mm2、风口排数：3排3、每排风口个数：6个4、各排风口排距：180-200mm5、风口尺寸：第一排（下）：风口直径×个数×下斜角度Φ22×6×15º第二排（中）：风口直径×个数×下斜角度Φ35×6×10º第三排（上）：风口直径×个数×下斜角度Φ22×6×5º6、炉缸深度：200-250mm7、炉底厚度：200mm8、炉壳外径×厚度：Φ1000×6mm9、送风管直径：Φ200mm10、风口比（风口总面积/炉膛截面积）：3.6%11、主风口面积/风口总面积:56%12、冲天炉与前炉中心距:1200mm13、前炉尺寸：A、内径：Φ700mmB、外壳直径：Φ1050mmC、渣口高度：260/550 mmD、有效容量：0.7/1.5吨E、炉底厚度：250mm二、工艺参数：1、装炉底焦高度：1700mm（约240公斤）2、层焦重量：25-28公斤3、层铁重量：200公斤左右4、石灰石重量：8-10公斤/每批5、风量：24m³/min6、风箱风压：11-12 kpa7、熔化强度：7-9t/m².h8、送风强度：80-100m³/m².min9、燃烧比：约50-60%10、炉内元素烧损：Si15%Mn20%11、金属炉料块度：小于200mm12、焦炭块度：50-100mm备注：熔炼期间力求“风焦平衡”，稳定底焦高度；熔炼末期适当减少入炉风量。
三、冲天炉熔炼过程操作规范：1、点火与加底焦：A、开风前2-2.5小时点火;点火时先将风口打开,在炉内装好木柴,油棉纱等引火物,注意不要损坏炉底;B、底焦可分三批加入,木柴烧旺后加入40%焦炭,待完全燃烧时再加入50%焦炭,其余焦炭用于调整底焦高度;C、开风前应预热出铁槽及前炉.2、装料:A、从通风口捣实底焦,检查其高度,如有不足应补加底焦;B、底焦烧透后,鼓风吹净炉灰,然后在底焦顶面加入15-20公斤石灰石;C、按配料单配料和投炉,加料次序为:层铁(新生铁+废钢+回炉料)→层焦及石灰石→层铁→层焦顺序加入;D、炉料加至加料口下沿100-200mm处,不得过满以免搭棚,装满料后自然通风20-30min预热炉料,此时应打开风口,以免CO积聚，发生爆炸。
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。
冲天炉热风炉和冷风路的划分标准
冲天炉热风炉和冷风路的划分标准
冲天炉（Blast Furnace）是一种重要的冶金设备，用于将铁矿石等原料转化为铁和副产品。
冲天炉热风炉和冷风路是冲天炉内部的组成部分，用于供给炉内所需的热风和回收冷风。
它们的划分标准如下：
冲天炉热风炉（Hot Blast Stove）：冲天炉热风炉是提供冲天炉所需高温热风的设备。
其主要功能是将空气加热到高温（通常为600°C至1200°C），然后通过热风管道输送到冲天炉内，用于燃烧和冶炼矿石。
热风炉通常由砖石材料构成，能够承受高温和压力。
冷风路（Cold Blast System）：冷风路是冲天炉内回收冷却废气和冷风的系统。
在冲天炉的底部或侧面设置有多个风口，通过这些风口将冷风引入冲天炉的炉腔。
冷风路的主要作用是保持冲天炉的温度，并在冶炼过程中提供足够的氧气，以促进矿石和焦炭的燃烧反应。
总体来说，冲天炉热风炉负责提供高温热风，而冷风路负责回收冷风并将其引入冲天炉内。
这两个部分共同作用，保证冲天炉内的冶炼过程能够顺利进行，并提高冲天炉的热效率。
冲天炉结构工艺参数
冲天炉结构工艺参数冲天炉是一种常见的炉子结构，主要用于高温工艺加热和物料燃烧过程。
在设计和使用冲天炉时，合理设置和控制工艺参数是非常重要的。
下面将介绍冲天炉常见的结构工艺参数。
1. 炉体结构参数炉体结构参数是冲天炉的基本参数之一，包括炉膛形状、尺寸、材料等。
1.1 炉膛形状常见的炉膛形状有矩形、圆形、椭圆形等。
选择合适的炉膛形状取决于具体的工艺要求和物料特性。
矩形炉膛结构简单，易于制造和维修，但热工性能较差；圆形炉膛能够较好地均匀分布热量，适用于高温工艺加热；椭圆形炉膛可在一定程度上兼顾两者的优点。
1.2 炉膛尺寸炉膛尺寸是根据具体加热工艺和处理物料的规格来确定的。
尺寸较小的炉膛一般能够提供更高的加热效率，但加工规模受限；尺寸较大的炉膛能够处理更多的物料，但加热效率相对较低。
在实际应用中需要综合考虑工艺要求、生产能力、物料特性等因素来确定合适的炉膛尺寸。
1.3 炉体材料常见的炉体材料有耐火砖、陶瓷纤维、不锈钢等。
耐火砖是常用的炉体材料，具有较好的耐高温和化学腐蚀性能；陶瓷纤维具有优异的隔热性能，适用于高温绝热层部分；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于要求较高的工艺加热。
2. 燃烧工艺参数燃烧工艺参数是冲天炉的关键参数之一，直接影响到炉内温度和能量利用效率。
2.1 燃料类型和供给方式常见的燃料类型有煤、天然气、液体燃料等。
选择合适的燃料类型要考虑燃料供应方便、价格合理、燃烧效率高等因素。
燃料供给方式有手工供给和自动供给两种，自动供给方式能够实现燃料的连续供应，提高生产效率。
2.2 燃烧风量和风温燃烧风量和风温直接影响到炉内的氧浓度和温度分布情况。
适当的燃烧风量可以保证燃烧充分，避免产生过多的烟尘和有害气体。
合理控制燃烧风温可以保证炉内温度稳定，提高燃烧效率。
2.3 燃烧器结构和布置燃烧器是实现燃料燃烧的关键设备，其结构和布置直接影响到燃烧效果。
常见的燃烧器结构有鼓风式、预混式等。
鼓风式燃烧器将燃料和空气分别供给，在燃烧器内部进行混合燃烧，适用于需求较高的高温工艺加热。
冲天炉熔炼工艺的选择
过桥 ： 受 高 温铁水 和渣 质 的强烈 冲刷 ， 采 用质量
好 的耐 火砖 。
前炉 ： 受 高 温 铁 水 和 渣 质 的作 用 ， 并 要 求 用 搪 炉 材 料 ， 外 层 采 用 隔 热
按 照 规 定 的炉 料 比 例 投 料 。
轮采 用耐 磨钢 铸 造 ， 使 用 寿 命 长 。⑥ 湿 法 除 尘 主体 内涂 高级 环氧 树脂 防腐 ， 使 用 寿命 可 达 ５ ａ ～７ ａ 。 喷
淋系 统分 三级 喷 淋 ， 喷淋 头 材 质 为 ３ ０ ４不 锈 钢 。 ⑦
配料 单 ： 废钢 、 回炉 料 、 生铁 、 锰 铁 ４种 。 废 钢 是 Ｑ２ ３ ５的 料 头 ， 化 学成 分 ： Ｃ≤ Ｏ ． ２ ， Ｍｎ
量 的要 求 ， 所 以 抚 顺 煤 矿 电 机 制 造 有 限 责 任 公 司 一
炉缸 ： 同样 受高 温铁 水和渣 质 的作用 ， 采 用 优 质
耐火材 料 和搪炉 材料 。
炉底 ： 同样 受高 温铁水 和渣 质 的作用 ， 每 浇注一
次 都要 更换 ， 采用 型砂 。
直使 用 ３ ｔ热 风 冲 天 炉 进 行 熔 炼 ， 同 时 因 为 目 前 对 环 境 的要 求 比较严 格 ， 配套 综合 湿法 除尘 器 ， 不 仅 铸 件
２ ０ １ ５年 ４月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ８ Ｌ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ
Ａ ｐｒ ｉ ｌ ２ ０１ ５
冲天炉结构工艺参数
02
冲天炉的工作原理
燃烧原理
燃料燃烧过程：燃料在炉内与空气混合后燃烧，产生高温烟气
传热方式：高温烟气通过辐射、对流等方式将热量传递给炉料
热量分配：炉料在下降过程中不断获得热量，达到熔化温度后熔化成铁水
燃烧效率：通过控制空气量、燃料种类和燃烧方式等参数，提高燃烧效率
炉膛：是冲天炉的核心部分，由炉衬和炉壳围成，炉膛内设有出铁口和出渣口
送风系统：由鼓风机和送风管道组成，向炉膛内提供热风，使炉内金属熔化
炉壳材料
材质：碳钢、低合金钢、不锈钢等
厚度：根据炉型和设计要求而定
结构：由钢板拼接而成，具有足够的强度和刚度
防腐措施：采用喷漆、镀锌等防腐措施，延长使用寿命
炉衬材料
焦炭消耗量：冲天炉的焦炭消耗量与其生产率、炉子结构、炉料成分和炉气成分等因素有关。
焦炭粒度：冲天炉的焦炭粒度应适中，以保证燃烧充分且不堵塞炉条。
工艺参数调整：在生产过程中，需要根据实际情况调整焦炭粒度和消耗量等工艺参数，以保证冲天炉的正常运行和产品质量。
金属炉料的配入量
金属炉料种类：生铁、废钢、回炉料等
送风方式
热风炉和冷风炉组合送风
热风炉送风
冷风炉送风
热风炉和冷风炉组合送风的优缺点
排烟原理
排烟系统组成：包括排烟管、排烟风机和烟囱等部件
排烟原理：炉气通过排烟管进入排烟风机，经过风机加压后进入烟囱，最终排出冲天炉外部
排烟作用：将炉气中的废气和烟尘排出，保持炉内负压，提高产品质量和生产效率
注意事项：定期检查排烟系统部件，确保正常运行；根据生产需要调整排烟量。
金属炉料配入量对冲天炉的影响
金属炉料配入量的调整方法
冲天炉结构工艺参数
冲天炉结构工艺参数冲天炉是一种常见的高炉炼铁设备，其结构和工艺参数对于炉内的炼铁过程有着重要的影响。
本文将不涉及标题，而是详细介绍冲天炉的结构和关键的工艺参数。
冲天炉的结构主要包括炉身、炉底、炉顶和风口等部分。
炉身是冲天炉的主要组成部分，一般由内衬层、中层和外层构成。
内衬层一般采用耐火砖进行铺砌，以抵抗高温和化学侵蚀；中层是炉身的支撑结构，通常由钢板或砖块构成；外层主要起到保温和减少热能损失的作用。
炉底是冲天炉炉身的下部，需要具备耐高温、耐熔融铁水和足够的强度。
炉顶通常由钢板制成，具备防止炉内烟气外漏和保持压力稳定的功能。
风口用于控制冷风和热风的进出，根据需要可以进行调节。
冲天炉的工艺参数主要包括炉容积、炉效率、冶炼周期和炉温等。
炉容积是指冲天炉的有效容量，通常以立方米为单位。
较大的炉容积可以容纳更多的原料，在一定程度上提高了生产能力。
炉效率是指冲天炉在冶炼过程中的能量利用率，一般以百分比表示。
高炉的炉效率越高，意味着能量损失越少，生产成本也会相应降低。
冶炼周期是指冲天炉完成一次冶炼过程的时间，决定了生产的连续性和效率。
炉温是指冲天炉内部的温度，对冶炼反应的速率和炉渣的流动性具有重要影响。
此外，冲天炉还有其他的工艺参数需要考虑，如炉压、风量和燃料消耗等。
炉压是指冲天炉内部的气压，对炼铁过程和炉渣的流动有影响。
风量是指进入冲天炉的冷风和热风的流量，对燃烧和冶炼反应的效果有重要作用。
燃料消耗是指冲天炉在冶炼过程中所使用的燃料的数量，对生产成本和资源利用有重要影响。
综上所述，冲天炉的结构和工艺参数对于炼铁过程有着重要的影响。
合理选择和调整这些参数，可以提高炉效率、减少能源消耗和资源浪费，从而提高冲天炉的生产效益。
冲天炉是一种广泛应用于冶金行业的设备，用于高炉炼铁过程中。
冲天炉的结构和工艺参数对于炼铁过程的效果和能耗有着重要的影响。
因此，在设计和操作冲天炉时，需要综合考虑各种因素，以确保最佳的工艺条件和性能。
炉窑基准氧含量
炉窑基准氧含量
炉窑基准氧含量是指工业炉窑废气排放时规定的含氧量。
根据不同的炉窑类型和排放标准，基准氧含量也有所不同。
在《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中，对于不同类型的炉窑，其基准氧含量规定如下：
冲天炉（冷风炉，鼓风温度≤400℃）：掺风系数规定为4.0。
冲天炉（热风炉，鼓风温度＞400℃）：掺风系数规定为2.5。
其它工业炉窑：过量空气系数规定为1.7。
而在《火电厂大气污染物排放标准》（GB13221-2011）中，燃煤锅炉废气的基准含氧量为6%，燃油锅炉及燃气锅炉废气的基准含氧量为3%，燃气轮机组废气的基准含氧量为15%。
请注意，这些数值是基于不同标准和规定的，可能会因地区和行业而有所不同。
在实际操作中，应按照相关法规和标准进行操作，并咨询专业人士以获取准确信息。
铸造参数
两排大间距冲天炉主要结构参数
铸造用焦炭规格
按块度分为三类：>80 mm、80~60 mm和>60 mm
2.块度、灰分、硫分和强度为质量考核指标。
废铁分类（摘自GB/T4223-96）
1.高硫、高磷废铁指硫的质量分数和磷的质量分数分别大于0.12%和1.0%的废铁；铁屑压块的密度≥3t/m。
2.合金废铁指在废铁中的Ni、Mo、Cu的质量分数分别大于0.30%、0.20%和0.30%的废铁。
3.高炉填加料的铁的质量分数应在65以上，外形尺寸应≥10mm×10mm×10mm。
各种形状物体体积和表面积计算公式
1.灰口层
2.麻口层
3.白口层
掌握淬水速度：若水强烈沸腾，则试样温度过高，下水速度过
快：若水中微沸腾，并有吱吱声响，则速度合适。
测量限
一
度（㎜）
碳硅含量和铸铁牌号：
圆棒型试样金属型特点：一般都用于检验低牌号铁液
常用合金的孕育剂。
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冲天炉参数选择及热风形式
任树勇郑喜龙张小为时间:2008-09-27
中国铸造业的飞速发展，使我国铸件总产量稳居世界第一。
而冲天炉是我国铸件生产中的一种主导熔炼炉型，总结和推广冲天炉应用中的成熟经验，符合铸造行业的快速发展的需要。
1、冲天炉主要风口参数
1.1风口面积分配比
风口面积分配比指冲天炉各排风口面积之比。
国内冲天炉的风口面积分配比以倒置、顺置和等置类型为主。
面积最大的主风口在上排的称为倒置风口，主风口在下排的称为顺置风口，风口面积分配比为50%：50%的称为等置风口。
风口面积分配比并不等于风量分配比。
选择冲天炉的风口面积分配比应以本地气候条件、炉型特点、炉料和铸件材质等相关条件为依据，如熔炼HT250、QT450铸件时，应选择双排大间距冲天炉，风口面积分配比取上排60%，下排40%的倒置形式，可获得高温优质铁液；相同条件下，如取上排70%，下排30%的风口面积分配比，虽然熔化率提高，但在熔炼过程中，开炉6h~8h，上排风口耐火材料侵蚀程度大约在250mm~300mm左右，易于烧穿炉壳，出炉铁水温度也比上述风口面积分配比的低30℃~50℃。
在焦炭的块度小，质量差，开炉时间短，炉料铁块大小块度不均匀，风机风压低的条件下，应选择风口面积分配比为等置（多排小风口冲天炉）或顺置两种形式，同样可以获得理想的出炉铁水温度。
1.2风口比
风口比为风口总面积与炉膛面积之比，是冲天炉设计中广泛应用的重要参数，直接影响冲天炉的有关性能指标。
一般双排大间距冲天炉的风口比为3%~4%，多排小风口冲天炉的风口比为2.5%~3%，水冷长炉龄冲天炉的风口比为4%~5%。
高原气候比平原气候的风口比大，罗茨风机比离心风机的风口比小。
例如5t/h双排冲天炉，熔化区及风箱段的炉膛直径为900mm，风口区的炉膛直径为700mm，则炉膛平均直径800mm，风口总面积为3200mm2，选择等置式风口面积分配比，上下风口12个，设计风口比5%，则风口.6mm。
如果该炉的其它设计参数条件不变，风口区的炉膛修砌形状发生了变化，如风口区炉膛直径修砌到650mm，炉膛平均直径为775mm，则风口
直径应变为50mm.图1为冲天炉的风口比。
科学合理的设计冲天炉的风口比，应依据气候条件、风机性能、炉型结构、开炉时间、焦炭和生铁块度大小、铸件材质、生产工艺特点等相关条件因素来选择。
大家普遍认为风口比越小，风口的风速就越大，鼓风就越容易到达炉膛的中心，加速底焦的燃烧速度，就容易获得高温优质铁液。
这种效果还可以用别的方法实现，例如，选用湖北广水天桥风机有限公司风机的5t/h 双排冲天炉，风机的性能对比如表1。
表1 风机性能对比
在风口比、炉型结构、炉膛形状、炉料、铸件材质及风量等参数均相同的情况下，风压的高低不同，风口的进风速度则不相同，底焦燃烧过程中的冶金反应也不相同，铸件材质的碳、硅、硫的含量变化也有区别。
风压高比风压低的熔化率提高10%~20%，铁水温度提高30℃~50℃，焦炭用量降低10%~15%。
1.3风口间距、排数及风口个数
合理设计冲天炉的间距大小、风口排数及风口个数，目的是达到最佳熔炼效果。
应综合考虑本地焦炭和生铁资源条件、铸件材质、开炉时间等，选择适宜的双排或多排冲天炉。
在各型冲天炉中，双排大间距仍占主导地位。
炉径和间距之比应在0.8~1.1之间，盲目追求通过大间距增加熔炼效果的想法不是十分正确。
例如文献[3]中，河南黄泛区缸套厂1.5t/h双排冲天炉的改造方案中，不改变风口比和风口面积分配比，将排距450mm变为500mm，上排增加2个风口；河南太行机械厂3t/h双排冲天炉，由原12个风口改造为上排风口Ф24.5mm×12个×150，下排风口Ф25mm×6个×50；济南玫德公司一车间，将10t/h冲天炉的间距改为900mm，上排风口Ф38mm×12个×100，下排风口Ф28mm×12个×70。
这些都是设计应用了风口面积分配比、风口比等参数基本不变的条件下，适当增大排距、排数、风口个数，加快底焦燃烧速度，获得了高温优质铁液的理想效果。
2热风形式
2.1内热式密筋炉胆
内热式密筋炉胆是物理热风冲天炉的一种。
开炉熔炼时，依靠炉壁和料位层下移过程中的不间断的密切接触，在炉气上端温度200℃~300℃，下端炉气温度1200℃~1300℃变化范围内传导热原理，制作成内热式密筋炉胆冲天炉，获取物理热风。
密筋炉胆的安装位置高低的变化，直接影响风温温度的变化，即风温的变化与炉体预热区间位置范围有直接关系。
如密筋炉胆安装位置太高，风温只有100℃~150℃左右；炉胆安装位置太低，风温可达约200℃~300℃左右，但炉胆内壳由于气流冷却炉壳，易于粘铁、挂渣，引起棚料现象发生，更容易烧穿炉胆下端风圈。
密筋炉胆热风冲天炉设计中，可以采用内、外筋片状整体炉胆、铸焊组合炉胆、液压法兰翻边炉胆。
或依据冲天炉熔炼特点，制作成上下炉胆分层入炉供风方式，形成温差炉胆，加快底排风口的焦碳燃烧速度，达到获得优质铁液的目的。
2.2顶置式及侧外式炉气余热回收
顶置式热风冲天炉，一般在加料口的上方安装铸焊组合炉胆、管式换热器两种方式。
管式换热器采用U型管相互连通，其热风管的长度约60m~70m左右。
热风管分铸铁管、耐热铸钢管、不锈钢管，热风温度300℃~500℃，热风管使用年限3a~5a。
河北玉田县铁力铸造厂采用顶置式热风换热器，热风温度350℃左右，焦铁比1：12。
侧外式热风冲天炉是在封闭炉体下端引入炉气管道，和侧外热风集气装置的换热器相连通，物理热风和化学热风相互结合。
炉气余热回收过程中，除尘采用干法旋风除尘，即达到了热风利用，又符合环保要求。
河北无极东方冶炼厂采用侧外式热风装置，热风温度500℃~600℃。
2.3炉气余热回收利用效果
密筋炉胆、顶置式、侧外式热风冲天炉，其目的是利用炉气余热，获取物理热风，达到节能降耗，加速底焦的燃烧速度，获得高温优质铁液的最佳方案。
表2为风温对焦炭、熔化率及出铁温度的影响。
表2 风温对焦炭、熔化率及出铁温度的影响
3、冲天炉的发展特点和应用
铸造业的飞速发展，冲天炉有向大型化，热风水冷长炉龄冲天炉，低消耗，高技术含量（自动化等），少污染，低成本方向发展；信息技术；电子技术的应用将提高冲天炉熔炼质量及其稳定性，推广应用冲天炉新技术特点，自主创新发展内热式热风冲天炉，采用水煤气发生炉入炉助燃；提高优质铸件产量，降低生产成本，迈向集约化，清洁化，“绿色铸造”为冲天炉重要的发展方向。