专利名称：双层多风口冲天炉的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种铸造生产的冲天炉，具体的是高温、低硫、双层多风口冲天炉。
背景技术：
中国是世界上最早发明熔炼技术的国家，有两千多年铸冶的历史。自1774年冲天炉问世至今，冲天炉作为铸铁件生产的主要熔炼设备，铸铁熔化量的80％以上是由冲天炉来完成的，因为冲天炉具有设备简单、投资少、热效率高、可连续生产且成本低等优点，所以国内外铸铁的熔化仍以冲天炉为主。
常用冲天炉的炉型有①大排距双层送风冲天炉，②多排小风口冲天炉，③卡腰冲天炉，④炉底中央送风冲天炉。上述几种炉型的冲天炉在正常操作时，均可以获得较高的出铁温度，尤其是大排距双层送风冲天炉和卡腰冲天炉配合热风，均可以达到前炉出铁槽出铁温度为1460～1510℃。但是，在获得高温铁水的条件下，对于进一步净化铁水、降低原铁水的含硫量、如何减少金属的氧化熔损，长期以来是铸铁熔化需要解决的技术问题。传统冲天炉熔化铁水，含硫量一般在0.05～0.08％，即使采用碱性耐火材料，含硫量也在0.04％左右；不可回收的氧化熔损为6～7％；在出铁温度为1450～1510℃时，稀土镁硅铁球化剂的加入量是1.2～1.8％。
各种不同类型的冲天炉，除了预热送风系统外，或针对冷风冲天炉而言，其差别是在自进入熔化带开始向下的部分，即以风箱段为主的部位，经开炉熔炼后，炉衬侵蚀的部位主要是在每层风眼排距之间的部分及每层风眼中，每个风眼相隔的部位；卡腰炉在卡腰处，即上排风口以上300～500毫米处、而大排距双层送风冲天炉在上排风口以上500～700毫米处侵蚀较大。由于金属料在预热区停留时间约30min左右，传递热量不到837KJ/kg，传热强度仅0.46KJ/kg.s，金属材料在熔化区停留时间约5～7min，传递热量230KJ/kg，传热强度为0.64KJ/kg.s，金属液滴在过热区停留时间一般不到30s，而温度升高达150～250℃以上，传递热量147～209KJ/kg以上，传热强度达4.9～7.0KJ/kg.s；因此减少炉衬的侵蚀，稳定炉型尺寸，优化熔炼工艺是获得高温优质铁水的基本条件之一。
发明内容
本发明的目的是设计一种高温、低硫、低熔损的冲天炉，为生产优质、低成本球墨铸件及灰铸铁件创造条件。
为了提高冲天炉过热区内的热交换，减少金属的氧化烧损，获得高温低硫铁水，设计了如图1所示的冲天炉熔炼主体部分。鼓风机风管以风箱切线位置插入风箱，将环境温度的空气送入风箱。其特点是①两排风口间距离为28cm，斜度为45度由风箱探出的铁制风管作为风口送风通道，在风箱内，送风管的下端，开设长方形的进风口，所开设长方形进风口的面积是炉内单个风眼面积的10倍；上排风口在炉衬内壁，每两个相邻风眼的中心距离为5cm，均匀分布，下排风口在炉衬内壁，每两个相邻风眼的中心距离为5～10cm，均匀分布；自炉缸至上排风口以上20cm处均为直筒式炉膛，自上排风口以上20～60cm为炉膛最大直径区间，采用曲线型或折线型炉膛，自上排风口以上60cm至加料口为直筒式炉膛。②缩短过桥，尽量降低过桥下沿至前炉底的距离。③由风箱探出的铁质风管数量的增加及延长，提高了进风的预热效果。④内置单风箱，风箱内壁处耐火材料厚度小于10cm。以上述技术工艺方案改进后的效果是①每层风口中，由于每两个风眼间隔距离的减小，每两个风口之间的炉衬侵蚀状况显著减少，尤其是上排风口部位基本维持不变、稳定熔化状况达到了均匀送风的效果。②缩短过桥，尽量降低过桥下沿至前炉底的距离可以减少铁水的流动距离及落差造成的温度损失，在炉底及前炉底铺砌轻质保温转，其上为焦炭块，厚度为60～80cm，表面为造型旧砂，加强保温措施。③风口送风铁管数量的增加及由风箱探出部分的延长至距炉衬内壁＜3cm，使风眼内送风通道的总内表面积和增加，加大了热交换。④风箱内壁处耐火材料的厚度小于10cm，有利于风箱内空气的预热。
采用上述工艺措施，配合适宜的风量风压，风量供给与传统工艺相同，风压应采取下限值。在历经28个炉次的试验证明，连续熔化炉况稳定，铁水温度始终不变，实用性强。在层焦铁比为1∶8.5时，出铁槽出铁温度为1470～1520℃，不可回收的氧化熔损＜4％，球化处理前原铁水含硫量＜0.03％，采用冲入包内法球化处理，加入Mg8RE7Si41或Mg8RE5Si41的球化剂，加入量为0.45～0.7％。另外，由于炉衬侵蚀部分减小，降低了修炉材料的用量，减少了修炉时间，并且修炉操作简便；前炉和炉底合为一个整体升降移动，在炉身部分同炉底和前炉之间填充湿型砂，消除了过桥漏铁水的问题，在1分钟之内安全快速完成打炉工序，底焦损失少。由于简化了冲天炉的热风装置，冲天炉制造成本大幅度降低，并延长了冲天炉的使用周期。
图1是冲天炉熔炼主体部分剖面图具体实施方式
实施例1如图1所示冲天炉，熔化率为1.5吨/小时，连续开炉时间5小时，炉身部分修砌的耐火材料是酸性炉衬，耐火砖为普通粘土砖，使用的上排风口个数是32个，炉内每两个相邻风眼的中心距离≤5cm，直径为16mm，使用的下排风口个数是16个，炉内每两个相邻风口的中心距离为≤10cm，直径为16mm，两排风口排距为28cm，炉膛风口区直径为500mm，过桥长度为18cm，有效高度为320cm，铁焦比为8.5，熔剂为石灰石，加入量为层焦的30％，风量20～27米3/分，风压为620～670mmH2O。开炉放铁水烫包约100kg后，第一包铁水处理球墨铸铁，出铁槽出铁温度为1476℃，至开炉结束前最后一包铁水出铁槽出铁温度仍为1472℃，开炉期间增加小块回炉料用量的比例，出铁槽最高温度可达1520℃，球化前原铁水含硫量0.028％，整个炉次平均Mg8RE7球化剂加入量为0.5％，球化反应完包内的温度为1450～1471℃，经球化处理后铁水中含硫量为0.012％，后期机械性能抗拉强度496Mpa，延伸率24.1％，球化率95％，铁素体为90％，无渗碳体。在整个开炉过程中，无需捅风眼。
实施例2如图1所示冲天炉，在下排风口炉内每两个相邻风口的中心距离为5cm，其它工艺条件同实施例1，在炉后加入35％生铁屑压块，其余为回炉机铁，连续开炉熔化两小时，测得投入炉内的金属炉料的收得率为(熔化出的金属液总和+打炉余铁)÷投炉金属料总和＞96％，不可回收的氧化熔损＜4％。炉前三角试块孕育前无白口。
权利要求
1.一种双层多风口冲天炉，其特征是，两排风口的距离为28cm，以两排斜度为45度由风箱探出的铁制风管作为风口送风通道，在风箱内，送风管的下端，开设长方形的进风口，所开设长方形进风口的面积是炉内单个风眼面积的10倍；上排风口在炉衬内壁每两个相邻风眼的中心距离为≤5cm均匀分布，下排风口在炉衬内壁每两个相邻风眼的中心距离为5～10cm均匀分布；自炉缸至上排风口以上20cm处均为直筒式炉膛，自上排风口以上20cm～60cm为炉膛最大直径区间，采用曲线型或折线型炉膛，自上排风口以上60cm至加料口为直筒式炉膛。前炉和炉底为整体式，过桥长度≤18cm。
2.根据权利要求1所述双层多风口冲天炉，其特征是炉身部分修砌的耐火材料是酸性炉衬，耐火砖为普通粘土砖。
3.根据权利要求1所述双层多风口冲天炉，其特征是，在炉底及前炉底铺砌轻质保温砖、其上为焦炭块，厚60～80mm，表面为造型旧砂。
4.根据权利要求1所述双层多风口冲天炉，其特征是炉身部分同炉底和前炉之间填充湿型砂。
全文摘要
本发明涉及一种高温、低硫、双层多风口冲天炉。炉膛为直筒型，两排斜度为45度由风箱探出的铁制风管作为风口送风通道，上层风口在炉衬内壁每两个相邻风眼的中心距离为≤5cm均匀分布，下层风口在炉衬内壁每两个相邻风眼的中心距离为5～10cm均匀分布；前炉和炉底为整体可以升降，过桥长度≤18cm。以酸性耐火材料为炉衬，在层铁焦比为8.5时，可获得1470～1520℃的出铁槽铁水温度，原铁水含硫量＜0.03％。
文档编号F27B1/14GK1932423SQ20061015011
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者刘年路 申请人:刘年路