第七章铸铁的熔炼探讨.ppt

第七章 铸铁熔炼 ;§7-1 概 述 ;铸铁熔炼的目的;冲天炉熔炼法 优　点 经济简便、生产率高、成本低； 连续生产。 缺　点 成分不易控制； 热量未充分利用； 操作要有更高要求。; 优点 可准确控制铁水成分； 获得高温铁水； 金属烧损较少，铁水质量较高； 环境较好，劳动强度低。 缺点 　耗电量大。;（1）双联熔炼 　　把熔化炉与保温（精炼）炉组合成一套熔炼设备装置。 （2）三联熔炼 　　把熔化炉、保温炉与精炼炉组合成一套熔炼装置。冲天炉—感应炉—电弧炉。 　　适合于大批量、机械化生产。;§7-2 冲天炉熔炼的基本原理;铸铁熔炼的基本要求;冲天炉的基本结构;冲天炉熔炼原理与特点;§7-3 冲天炉内炉气与温度分布;热量的产生; 表征焦炭层燃烧完全程度的指标称为炉气燃烧比，用ηv表示： ηv =CO2/(CO2+CO)×100% ηv越大，表明焦炭燃烧越完全。 ηv越小，燃料利用率越低，从充分利用能源的角度出发，燃烧比越高越好。 炉气中CO与CO2的比越低，炉子对金属元素氧化越强，如ηv太高，则对金属的氧化性太强。 因而冲天炉操作时，应有个合适的ηv值，不应追求太高的ηv。;　 焦炭是烟煤经粉碎、干馏后所得的残余物。 组成 固定碳＞80%以上；灰分：8-16%；其他成分——挥发物1.5%；S1.2%；水分7%。 分类 铸造用焦、冶金焦、地方土焦。 要求 除了对固定碳、灰分及其他成分要求以外，还要求块度大小合适，力求均匀；气孔率要小；反应性要低。; 炉壁效应 冲天炉内的炉气有自动趋于沿炉壁流动的倾向。 产生原因 主要是由于炉内阻力分布不均匀造成的，其产生的结果是：炉壁附近的炉气流量大，流速高，而炉子中心则流量小，流速低。;炉气与温度的分布;冲天炉内温度的分布（续）;§7-4 提高冲天炉铁水温度的措施;焦炭的质量;反应能力 C还原CO2的能力，反应能力越大，吸收的热量越多，炉温越低。 焦炭块度 块度越小，炉气越容易沿炉壁向上流动(炉壁效应)，使熔化区呈凸形，熔化区的平均高度下降，炉温降低。一般是块度越大越好。 焦炭强度 强度低，焦炭容易被破碎，无法抵抗料柱的压力。;焦铁比;风的影响—送风量;风的影响—风速;冲天炉的风口;基本概念：炉气燃烧比、炉壁效应 铸铁熔炼的方法主要有哪些？ 提高冲天炉铁水温度的措施有哪些？ 冲天炉熔炼的加热原理是什么？ 冲天炉内温度变化和二氧化碳变化有什么关系？ 可锻铸铁的生产主要包括那两个步骤？ 蠕墨铸铁生产包括哪两个关键工艺？ 如果生产薄壁铸铁件,并要求较高的塑性和韧性,你认为采用哪一种铸铁比较合适，为什么?;气流流线;风口位置与炉气分布状态;改进炉膛形状;风温的影响;燃烧室;富氧送风;§7-5 冲天炉内的冶金反应;1、组 成 　　O2、CO2、CO、N2、H2O、SO2 2、性 质 　　对Fe来讲，都是氧化性的（主要是O2、CO2）。 3、作 用 　　炉气不仅是热交换中的传热介质，而且还是冶金反应中的氧化介质。; 炉渣的成分 分解而得到的石灰 (CaO) 其它夹杂物反应而形成低熔点的复杂化合物，即炉渣。主要成分是SiO2、CaO、Al2O3，占80-90%。 性质 分为酸性、中性和碱性炉渣。 作用 去杂质，不仅能清除焦炭表面的灰渣，有利于炉内的燃烧反应，并使焦炭在炉内冶金反应中起更大的作用。直接参与冶金反应，影响铁水成分的变化。;炉料中元素的变化规律;含碳量的变化 渗碳　渗碳过程主要是焦炭中的碳不断溶入铁水,并在铁水内扩散的过程。 脱碳　在炉气中O2和CO2作用下碳的烧损。 Si、Mn变化 a. 直接烧损 Si+O2 → SiO2+Q　　Mn+O2 → MnO2+Q ? b.??间接氧化烧损 Si+2FeO → 2Fe + SiO2 　Mn +FeO → Fe + MnO;Ｓ的变化 铁水接触炉气与焦炭增硫。 部分硫会氧化烧失。 P的变化 磷的变化不大;§7-6 冲天炉熔炼的控制;配料计算;炉前快速分析;炉前快速分析（续）;环保的治理;§7-7 冲天炉铁水的炉外脱硫;冲天炉内的脱硫能力;脱硫剂与脱硫反应;脱硫方法;喷粉脱硫;§7-8 感应电炉熔炼;感应电炉的结构;有芯感应电炉结构;感应炉熔炼原理与特点; (1)、碳、硅含量变化 在酸性炉衬中，铁液脱碳增硅。 (2)、锰的变化 在酸性炉中，锰一般是烧损的，烧损量约为5%。 (3)、磷、硫含量的变化 磷、硫一般没有变化。; 温度成分均匀 铁液的强力搅拌使成分与温度均匀。但与此同时