冲天炉是一种非常适用的冶炼设备,品种很多,但基本结构相似,由炉腿、炉底、炉身、烟囱、火花捕集器及前炉等部分组成。由于炉型结构、送风方式、冷热风的应用不同,冲天炉形成了很多类型。由于冲天炉操作简单,使用成本低,而且还能满足铸件质量的要求,所以抚顺煤矿电机制造有限责任公司一直使用3t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,不仅铸件质量可以保证,而且也满足了环保的要求。
2 冲天炉的技术参数
①炉壳直径1200mm,炉膛直径650mm,有效高度4800mm,热风胆高度1500mm,前炉容量3.5t。②额定熔化率≥3t/h,在使用固定碳含量>83%时,焦铁比为1∶10~12,出铁温度1460℃~
1520℃。③风箱焊接完成后进行气密性试验,确保在使用过程中不会出现漏气现象。④在炉主体和热风胆之间设有柔性连接活动段,随温度变化而上下移动保护热风胆,以起到延长热风胆寿命的作用。在正常使用情况下,热风胆使用寿命>5000h。⑤加料装置为简易翻斗加料,造价低,安全系数高,运转轻便。料头容积为0.345m3,一次装铁料量为0.6t。料斗为上开式,料车滑轮安装轴承。料车车轮采用耐磨钢铸造,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5a~7a。喷淋系统分三级喷淋,喷淋头材质为304不锈钢。⑦水泵扬程为30m,引风机功率18.5kw,鼓风机功率37kw。⑧综合湿法除尘器除尘效率95%,粉尘排放量<150mg,林格曼黑度<1级,二氧化硫排放浓度<400mg。
3冲天炉的熔炼工艺
3.1 修炉
根据冲天炉各部位工作条件不同,使用的炉衬材料也不一样,在能够保证工艺要求的情况下,为了降低成本,尽量采用价格便宜的耐火材料。首先是清炉,
然后各部位进行修筑炉衬,具体使用炉衬材料如下。
烟囱:不受外力,温度不高,采用普通耐火砖。
料口下1m内:受冲击力最大,采用铸铁砖。
预热区:主要受炉料的摩擦作用,温度较高,采用普通耐火砖。
熔化区和过热区:受高温气体、铁水和渣质的作用,炉衬需要经常更换,采用优质耐火材料和搪炉材料。
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。
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,并要求有良好的保温性能,所以内层采用搪炉材料,外层采用隔热材料。
出铁槽和出渣槽:受高温铁水和渣质的冲刷作用,采用搪炉材料。
3.2 点火与烘炉
如果是新砌的炉衬或者是冬季,要用木材和焦炭长时间烘炉,否则影响铁水的温度和质量。熔化前2h左右开始点火,出铁口、出渣口、观察孔要打开,底焦要分几批加入,后一批要在前一批全部燃烧后加入。开风前应对铁水包充分烘干。
3.3 装料熔化
检查底焦高度。底焦全部烧红后,先加正常量2倍左右的石灰石,然后每批料的加入顺序是:废
钢—生铁—铁合金—废铁—焦炭—石灰石。应严格按照规定的炉料比例投料。
配料单:废钢、回炉料、生铁、锰铁4种。
废钢是q235的料头,化学成分:c≤0.2%,Mn≤1.4%,Si≤0.35%,S≤0.045%,p≤0.045%。
回炉料是ht-200的废料,化学成分:C=3.1%~3.4%,Mn=0.8%~1.0%,Si=1.5%~1.8%。
生铁化学成分平均含量:C=4.38%,Mn=0.3%,Si=1.56%,S.p不超标。
实际生产过程中,根据铸件大小的不同,各种料的比例有所不同,小件:废钢∶回炉料∶生铁=2∶3∶5
中件∶废钢∶回炉料∶生铁=2.5∶3∶4.5
大件∶废钢∶回炉料∶生铁=3∶3∶4
锰铁加1.4kg~1.5kg,回炉料、废钢块度不宜过大,最大不得大于炉膛最小直径。
3.4 停炉
焖炉时要打开风口盖通风,应经常打开风口盖
观察风眼情况,防止风口挂渣堵死,铁水出炉温度应
控制在1400℃以上,停风前要至少打开3~4个风
口盖,保持通风。
停炉前把观察孔打开,然后停风,把炉内铁水和
熔渣出净。
3.5 浇注
浇注过程应遵循两小一大原则,即开始浇注时
铁水流要小,中间过程大流,将要浇满时再小流的方
法,浇注时应注意挡渣,并在铁液即将进入上箱时及时引水,浇注温度一般控制在1330℃~1360℃之间。对易缩铸件,除采用其他工艺措施外,在浇注过程中应特别注意补浇。补浇的时机要掌握好,要在冒口中的铁水将要凝固但还没有完全凝固时进行。
4 结论
在我们日常的实际工作中,只要把冲天炉的炉料、炉温、通风控制好,按照合理的熔炼工艺操作,在砂型、砂芯质量保证的情况下,就可以浇注出合格的铸件。
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