冲天炉熔炼知识培训课件

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1、1,冲天炉熔化讲座,2,一、铸铁一般知识,什么是铸铁?分那几类 一般情况下，人们把含碳量小于2%的铁碳合金叫钢，含碳量大于2%大于铁碳合金叫铁，在高炉中用矿石提炼出来的称呼生铁，生铁、废钢以及回炉铁要作为冲天炉熔炼的主要原材料。 铸铁的种类很多，主要有以下几种： 1 、普通灰口铸铁 2、孕育铸铁 3、白口铸铁 4、球墨铸铁 5、合金铸铁- 加入某些特定的元素，达到特定的性能，如耐热铸铁、耐蚀铸铁、耐磨铸铁 6、可锻铸铁 7、冷硬铸铁 - 又叫激冷铸铁，铸件断口靠铁摸一侧是白口，靠近砂模一侧是灰口，期间是麻口，这种材质，即耐磨，又有一定的的韧性，适合于汽缸柱塞类铸件 2、铸铁中主要含有那些元素？

2、 铸铁中主要含有C SI Mn P S ,称为铸铁5大元素，铸铁中各元素的多少是决定铸件机械性能的主要元素，因为各元素的含量影响铸件石墨数量、形状和分布。 C SI 含量的增加，石墨化程度增大，石墨数量增多、石墨变粗，几乎降低了铸件全部机械性能。同样因为C SI 都是促进石墨化 ，当冷却速度一定，碳当量（C + 1/3 SI）越低，则灰口铸铁中的石墨就越少，机械性能也就越高。 M n是阻碍石墨化的元素，在一般的灰口铸铁中， M n含量约为0.5-1.0%，在此范围之内， M n阻碍石墨的析出，稳定了珠光体，有利于提高强度和硬度，当锰含量超过5%，则铸铁变成白口。 S是强烈反石墨化元素，适量的硫

3、可以细化晶粒，但S高（0.12%) 则会促进白口，还会降低铁水的流动性。,3,二、冲天炉熔炼基本原理,冲天炉熔炼是将金属炉料预热、熔化、过热并调整成分和将其中的渣子排除，在熔炼过程中，炉料自上而下，热的炉气自下而上，在相对运动过程中发生一系列反应，燃烧的基本过程是，具有一定压力的空气自风口进入炉子内部，与炙热的底焦相遇，空气中的氧与碳作用，并放出热量，在这一段炉气温度达到1700以上。 冲天炉熔炼过程在预热区、熔化区和过热区进行，具体罗列如下： 预热区：从加料口下沿至底焦平面，铸铁开始熔化这一区域，这段距离内，由于炉气向上运动，炉内发生下列变化 对炉料进行预热去除水分及挥发物 将金属炉料加热到

4、红热状态接近熔化温度 石灰石被加热，分解为CaO CO2 熔化区：一般来说二排风口以上底焦顶面可以粗略看作熔化区开始位置，当炉料预热到开始熔化的温度，便开始熔化，位于底焦顶面上下若干距离处，从开始熔化到熔化完毕这一区域称为溶化区 炉缸区：位于一排风口以下至炉底，在此区域内，已经不发生反应，炉气没有剧烈运动，由于加热炉缸和炉缸散热，温度稍有下降，与此同时，铁水继续与红热焦碳接触，继续惊醒进行增碳和增硫，采用开渣口操作，可使炉缸区发生燃烧而保持铁水温度略有提高。,4,三、风量对冲天炉熔炼的影响，如何确定之,风量对熔化效果影响很大，主要有以下几点： 焦碳用量一定时而风量不足，增加风量可以提高铁水温度

5、和熔化率，增加风量到一定的程度，如再提高风量，铁水温度反而下降（因为焦碳燃烧过快，底焦下沉，铁料在教低的位置熔化，得不到足够的过热） 在风量一定而层焦略低时,增加焦炭用量能提高铁水温度, 增加到一定程度后,若继续增加焦炭,虽然铁水温度有一些提高,但是熔化率降低,铁水在炉缸区或前炉中时间延长铁水温度反而下降. 因此说风量和焦炭必须要有适合的配比,可以获得最高的铁水温度, 例如小件冲天炉1#炉, 目前使用焦炭可能1500mm水柱的风量可能是最好的。冲天炉所需要风量，以每分种鼓入每平方米炉膛面积的空气量来计算，称为送风强度，目前多采用100-160 米3/米2分， 但是风量又同焦炭质量、炉膛结构有很

6、密切的关系，不能一概而论。送风强度增加可使风量加快，加速对O2对焦炭表面的扩散，强化燃烧，当炉温达到一定的程度，再加大送风量，底焦燃烧过快，如焦碳补充不足，温度反而下降，如同我们冬天生炉子是一样的道理。,5,四、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.

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。,6,五、什么是底焦、底焦高度对铁水温度和熔化率有何影响？,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

8、，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： 顺置 等置 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

9、眼直径,7,风口分配比的选择主要主要取决于焦炭质量，质量好的焦炭（灰分10%以下二级铸造焦，8-10%一级铸造焦，灰分8%以下的特级铸造焦）具有较高的风口前受风能力，并能在炉内形成较宽的过热区域，曾作过试验，采用铸造焦，风口分配采用顺置或等置比采用倒置可以提高铁水温度20，对冶金焦而言，采用倒置要好，但是这种观点并不一定完全正确。 倒置是一排风口小，送风能力相对小，想要延长铁水在炉内的过热时间及距离，多采用炉内温度场的高温分布向上移动，也就导致了熔化区向上移动，从而达到提高底焦高度的目的，,8,六、冲天炉为什么要配料，如何配料,在冲天炉熔炼中，为获得稳定的化学成分，满足铸件的机械性能和铸造性能

10、，这就是配料的目的，配料要考虑增碳以及元素烧损。 配料考虑有关考虑如下： 铸件最终的化学成分 本厂原材料情况 炉内元素增加以及烧损情况，增加的配料要扣除，烧损的配料要加上,9,七、冲天炉开炉前应做那些准备工作,冲天炉开炉前做点火烘炉、装料预热等准备工作。 点火烘炉，点火使先装入刨花或者木材，用小火烘烤3-4小时，然后装入40%的底焦，打开各风眼自然通风燃烧，待全部烧红后，用铁杆捣紧，再加入40%底焦，等炉内暗红后，再捣实一次，第三次加入15%的焦炭，关闭风口，鼓风2-5分测量底焦高度，余下的5%底焦做调整高度使用。 装料首先装入两批溶剂（石灰石），然后依次装入废钢、生铁、铁合金以及回炉铁，接着

11、加入焦炭、溶剂、金属料，这样循环一直把炉料装至加料口下面的喇叭口下沿为止。 炉料预热： 炉料装好后闷炉15-30分，使炉料预热，然后送风送风熔化。,10,八、炉料准备,炉料准备包括金属料、熔剂、铁合金和燃料四类 金属炉料准备：冲天炉使用的金属炉料主要是生铁、废钢和回炉料。 生铁：进厂的生铁要严格按照批号分批堆放，标明牌号和批号以免混淆，合格证要妥善保存，以便查对，进货时，如果化学成分不明，必须及时化验。 废钢： 炉料常加入一定量的废钢，废钢应采用碳素钢，以防止不应有的元素混入，废钢过薄或者生锈严重，易造成铁水氧化，不易加入。使用的废钢最好经过滚筒除锈，大块必须切割，其尺寸不能超过炉膛内径的1/

12、3，废钢加入以前必须景象进行检查，去除爆炸的物品以及混杂的有害物质（如 铅、铝、胶皮等） 回炉料：所谓回炉料就是铸件的浇冒口、废铸件以及废芯骨等使用以前应去除表面的粘砂、泥芯，并要进行破碎，块度不得超过炉膛内径的1/3，铸铁重熔的次数越多，含硫量就越高，因此加入回炉料应按照铸件不同的要求，最好不要超过70%。 溶剂：冲天炉内加入溶剂，是使它与炉料表面的泥沙、氧化物、焦炭中的灰分以及炉衬的剥离物结合成熔点低、流动性好的炉渣，以便和铁水分离而去除，常用的溶剂是碳酸钙（GaCO3 ). 又叫石灰石，要求杂质含量少（如黏土、沙子），块度一般要求在20-50MM. 燃料：冲天炉常用焦炭作为燃料，焦炭的标

13、准是：质地致密、坚实、不易破碎，破碎面一般呈银灰色、有光泽，碰击时有清脆的响声，硫斑（焦炭上黄色或者棕黄色的斑点）少。加入冲天炉的焦碳应大小适中，均匀一般不小于75-100mm，以干燥含量量低为佳。,11,九、怎样进行炉前操作,炉前操作通常包括送风熔化、出铁、出渣、打炉四个工序。 送风熔化：金属炉料满炉以后，一般经过1-30分的自然通风，“闷火”预热，就可以开始送风熔化，送风以前封上前炉（或者炉缸）工作门。鼓风机送风前必须检查，鼓风开始后，检查有无漏风现象，风压是否正常。一般送风5-6分从风口就可以看见铁水滴下，出铁口和过桥窥视孔可敞开，一直到铁水流出时再堵塞。在整个熔化过程中,应该尽量避免中

14、间停风,如果熔化过程中必须停风,应立即打开风口，直到重新鼓风时再关闭风口，如果超过半小时，必须放尽炉中的铁水和熔渣，以免冻结。 出铁：送风后小时后，可以依据具体情况出铁。当第一次堵塞失败时，应立即进行第二次堵塞。 出渣：熔化开始后1小时左右开始出渣，以后每隔一定的时间定时出渣，风量有剩余时，出渣口可一直开着，只在铁水面超过出渣口才堵塞，这样，不仅能减少出渣操作，还可提高铁水温度，但底焦消耗快。 熔化结束：打炉，当加料的数量足够浇完所有的铸型，停止加料，有时为了最后几批料能正常熔化以及保护炉壁，必须多加几批料，这几批料不熔化称为压炉铁。对于前炉来讲，铁水出净后，敞开出铁眼，放净釉子，并将前炉盖打

15、开。,12,十、如何进行炉后操作,炉后操作主要是加料，也非常关键，作为施工员更应该关注炉后操作。 底焦加好并燃烧好以后，应立即加料，不要使底焦空燃烧，加料时应先在底焦表面加入溶剂，然后加入金属炉料，以后加料的次序是：焦炭石灰石废钢回炉铁和生铁铁合金。炉料一直到加料口下面的喇叭口下沿，不能过满，以免“棚料”（又叫“搭棚”），在以后的熔化过程中，炉料应该保持满炉。 炉料加入按照配料单的规定，认真秤量，按照上述顺序加入，不得任意更改，金属炉料用磁盘吊秤量加入，溶剂和铁合金也要尽量加在炉子中心，溶剂的加入量一般为层焦重量的20-50%，但是具体量应该依据熔化过程中炉渣的流动性适当增减。 变化炉料时，两

16、种不同配料之间应增加为原来的，以增加批料熔化的时间间隔，这层增多的焦炭，叫做隔焦。 在熔化过程中，也可能出现底焦平面不断下降的情况（也就是层焦的数量不能完全补偿底焦的燃烧）为使底焦平面维持正常的高度，每若干批（一般为10批料左右）要补加一批，这批多加的层焦叫接力焦。 加料应由专人负责，熔化正常时，炉料的下降应该是均匀的，如果炉料长时间不下降，可能是“棚料”，应该能看到加料口的火焰。在正常情况下，加料口没有火焰，或者是断续的桃红色的火焰，炉料下降时火焰变大，新料加入时，又暂时熄灭，如果一直有大量的火焰冒出，加料后也不熄灭，可能是风量过大，或者产生“棚料”。,13,十一、如何观察风口,观察风口，可以观察炉内燃烧是否正常，底焦高度是否合适，估计铁水温度的高低及炉内有无故障，若风口发白、发亮，说明焦炭燃烧良好，炉温较高，若铁水滴下如路都绿豆大小，下落很快，说明底焦合适，铁水温度高，若风口发暗，铁水发红，铁水滴下落如黄豆大小，且流动比较慢，说明底焦低、炉温低，铁水温度低，加料时应少