铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼).ppt

二、铸铁熔炼 铸铁熔炼是铸铁件生产的首要环节，也是决定铸铁件质量的一项重要因素。它的基本任务是提供成分和温度符合要求，非金属夹杂物与气体含量少的优质铁液。 对铸铁熔炼的基本要求可概括为优质、高产、低耗、长寿与简便等五个方面，即铁液质量高、熔化速度快、熔炼耗费少，炉衬寿命长及操作条件好。 铸铁熔炼可以用冲天炉、非焦化铁炉、电炉、反射炉、坩锅或冲天炉与电炉双联等方法，其中以冲天炉熔炼的应用最为广泛。 1. 冲天炉的结构（图3-12）  冲天炉的类型很多，但基本结构大体相同。常用的冲天炉由四部分组成：炉底部分、炉身部分（包括送风系统）、前炉部分、炉顶部分（烟囱及除尘系统）。 图3-12 冲天炉结构简图 1—炉脚 2—炉底板 3—炉底门 4—风口窥视孔 5—风箱 6—耐火砖 7—加料口 8—烟囱 9—除尘器 10—风口 11—过桥 12—前炉盖 13—前炉窥视孔 14—出渣口及出渣槽 15—出铁口及出铁槽 2. 冲天炉操作工艺 冲天炉的操作工艺是决定冲天炉工作效果的基本因素。它包括燃料与原材料的选用、操作参数的选定、操作过程中各环节控制等方面的内容。 （1）炉料的准备 冲天炉的炉料由金属料、燃料及熔剂等组成。 金属料有新生铁、回炉铁、废钢及铁合金等。所有金属料的质量必须符合规定要求，不同成分的金属料应分类管理，防止相互混杂。使用前应除污去锈并破碎。新生铁、回炉铁、废钢等金属料的料块最大尺寸不应超过炉径的1/3，重量不应超过批料重的1/10～1/20，废钢屑应压成团块后使用，以防氧化。铁合金的块度以40～80mm为宜。块度过大，易造成成分不均；块度过小，易串料。 焦炭的质量和块度大小对熔炼质量有很大的影响，必须符合规定。用于底焦的块度应大些，以100～150mm为宜，层焦可小些。 冲天炉造渣用的熔剂有石灰石（CaCO3）、氟石（CaF2）等。熔剂的块度一般为20～50mm。 （2）修炉与烘炉 一般冲天炉，每开一次炉、炉衬都要受到很大的侵蚀和损坏，在下一次开炉前必须进行修理。 修炉时，先铲除炉壁上的残渣挂铁，然后刷上耐火泥浆水，将事先混制好的耐火泥和硅砂混和料覆上，用木锤打实。修好的炉壁必须紧实，尺寸正确，表面光滑。风口的位置、尺寸和斜度必须完全符合图纸要求。最后，合上炉底门，先放一层干砂，再放一层型砂，分别均匀捣实，其厚度为200～350mm。 修炉完毕，用木柴或烘干器慢火充分烘干前、后炉。前炉必须烘透，以保证铁液温度。 （3）点火与加底焦 烘炉后，加入木柴，引火点着，并打开主风口、出铁口、出渣口。待点火木柴全部燃着后，加入质量分数为40%的底焦，待全部燃着后，从风口将底焦捣实，再加入质量分数为40%的底焦，鼓风几分钟，并测量底焦高度，再加入剩余焦炭，调整底焦至规定高度。这里所谓的底焦，是指装入金属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，至底焦顶面为止的那一段高度，炉缸内的底焦量不包括在底焦高度内。 （4）装料与开风 加完底焦后，加入石灰石，其加入量为批料中石灰石量的两倍。然后加入一批金属料，以后的加料顺序为焦炭、熔剂、废钢、新生铁、铁合金、回炉铁。批料中石灰石的加入量约为层焦重量的20%～50%。批料应一直加到加料口的下沿为止，并在熔化过程中，使料柱始终保持这一高度。 层焦的作用是补充底焦的消耗，以维持底焦高度不变。当层焦不能补充底焦的消耗时，每隔若干批料可多加一批层焦，这层焦炭称为补焦或接力焦。如果发现铁液温度超出正常温度而熔化速度降低，则可能是底焦高度过高。反之，则可能是底焦高度过低。 装料完毕后，自然通风30min左右，即可开风。开风时，仍应打开部分风口，待鼓风机运转正常后方可关闭，以免一氧化碳积聚引起爆炸。 （5）熔化与出渣 在正常熔化过程中，应严格控制风量、风压、不得随意停风。按规定及时取样，测量铁液温度、风量、风压、风温等。经常观察风口、出渣口、出铁口、加料口，注意铁液、炉渣质量，风量、风压、三角试块白口变化。及时发现和排除故障，保证熔化正常。应按时打开出渣口出渣，一般每隔30～45min出一次渣。 从炉渣的颜色、状态可以判断冲天炉的熔化质量。观察酸性冲天炉炉渣时，一般用铁棒蘸些炉渣，抽拉成丝，在亮处观察。炉况正常的炉渣为黄绿色玻璃状。炉渣呈深咖啡色，说明铁液含硫偏高；炉渣上带白道或白点，说明石灰石加入量过多；炉渣呈黑色玻璃状，致密、密度大，说明铁液已严重氧化。 （6）停风与打炉 停风前应根据铁液需求量和存铁量估算好正常投炉批料数；正常加料完毕后应加二批打炉料。停料后，应适当降低风量、风压、保证最后几批料的熔化质量。前炉存铁量足够时即可