專利名稱：雙層多風(fēng)口沖天爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種鑄造生產(chǎn)的沖天爐，具體的是高溫、低硫、雙層多風(fēng)口沖天爐。
背景技術(shù)：
中國是世界上最早發(fā)明熔煉技術(shù)的國家，有兩千多年鑄冶的歷史。自1774年沖天爐問世至今，沖天爐作為鑄鐵件生產(chǎn)的主要熔煉設(shè)備，鑄鐵熔化量的80％以上是由沖天爐來完成的，因為沖天爐具有設(shè)備簡單、投資少、熱效率高、可連續(xù)生產(chǎn)且成本低等優(yōu)點，所以國內(nèi)外鑄鐵的熔化仍以沖天爐為主。
常用沖天爐的爐型有①大排距雙層送風(fēng)沖天爐，②多排小風(fēng)口沖天爐，③卡腰沖天爐，④爐底中央送風(fēng)沖天爐。上述幾種爐型的沖天爐在正常操作時，均可以獲得較高的出鐵溫度，尤其是大排距雙層送風(fēng)沖天爐和卡腰沖天爐配合熱風(fēng)，均可以達(dá)到前爐出鐵槽出鐵溫度為1460～1510℃。但是，在獲得高溫鐵水的條件下，對于進(jìn)一步凈化鐵水、降低原鐵水的含硫量、如何減少金屬的氧化熔損，長期以來是鑄鐵熔化需要解決的技術(shù)問題。傳統(tǒng)沖天爐熔化鐵水，含硫量一般在0.05～0.08％，即使采用堿性耐火材料，含硫量也在0.04％左右；不可回收的氧化熔損為6～7％；在出鐵溫度為1450～1510℃時，稀土鎂硅鐵球化劑的加入量是1.2～1.8％。
各種不同類型的沖天爐，除了預(yù)熱送風(fēng)系統(tǒng)外，或針對冷風(fēng)沖天爐而言，其差別是在自進(jìn)入熔化帶開始向下的部分，即以風(fēng)箱段為主的部位，經(jīng)開爐熔煉后，爐襯侵蝕的部位主要是在每層風(fēng)眼排距之間的部分及每層風(fēng)眼中，每個風(fēng)眼相隔的部位；卡腰爐在卡腰處，即上排風(fēng)口以上300～500毫米處、而大排距雙層送風(fēng)沖天爐在上排風(fēng)口以上500～700毫米處侵蝕較大。由于金屬料在預(yù)熱區(qū)停留時間約30min左右，傳遞熱量不到837KJ/kg，傳熱強度僅0.46KJ/kg.s，金屬材料在熔化區(qū)停留時間約5～7min，傳遞熱量230KJ/kg，傳熱強度為0.64KJ/kg.s，金屬液滴在過熱區(qū)停留時間一般不到30s，而溫度升高達(dá)150～250℃以上，傳遞熱量147～209KJ/kg以上，傳熱強度達(dá)4.9～7.0KJ/kg.s；因此減少爐襯的侵蝕，穩(wěn)定爐型尺寸，優(yōu)化熔煉工藝是獲得高溫優(yōu)質(zhì)鐵水的基本條件之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種高溫、低硫、低熔損的沖天爐，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低成本球墨鑄件及灰鑄鐵件創(chuàng)造條件。
為了提高沖天爐過熱區(qū)內(nèi)的熱交換，減少金屬的氧化燒損，獲得高溫低硫鐵水，設(shè)計了如圖1所示的沖天爐熔煉主體部分。鼓風(fēng)機風(fēng)管以風(fēng)箱切線位置插入風(fēng)箱，將環(huán)境溫度的空氣送入風(fēng)箱。其特點是①兩排風(fēng)口間距離為28cm，斜度為45度由風(fēng)箱探出的鐵制風(fēng)管作為風(fēng)口送風(fēng)通道，在風(fēng)箱內(nèi)，送風(fēng)管的下端，開設(shè)長方形的進(jìn)風(fēng)口，所開設(shè)長方形進(jìn)風(fēng)口的面積是爐內(nèi)單個風(fēng)眼面積的10倍；上排風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁，每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為5cm，均勻分布，下排風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁，每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為5～10cm，均勻分布；自爐缸至上排風(fēng)口以上20cm處均為直筒式爐膛，自上排風(fēng)口以上20～60cm為爐膛最大直徑區(qū)間，采用曲線型或折線型爐膛，自上排風(fēng)口以上60cm至加料口為直筒式爐膛。②縮短過橋，盡量降低過橋下沿至前爐底的距離。③由風(fēng)箱探出的鐵質(zhì)風(fēng)管數(shù)量的增加及延長，提高了進(jìn)風(fēng)的預(yù)熱效果。④內(nèi)置單風(fēng)箱，風(fēng)箱內(nèi)壁處耐火材料厚度小于10cm。以上述技術(shù)工藝方案改進(jìn)后的效果是①每層風(fēng)口中，由于每兩個風(fēng)眼間隔距離的減小，每兩個風(fēng)口之間的爐襯侵蝕狀況顯著減少，尤其是上排風(fēng)口部位基本維持不變、穩(wěn)定熔化狀況達(dá)到了均勻送風(fēng)的效果。②縮短過橋，盡量降低過橋下沿至前爐底的距離可以減少鐵水的流動距離及落差造成的溫度損失，在爐底及前爐底鋪砌輕質(zhì)保溫轉(zhuǎn)，其上為焦炭塊，厚度為60～80cm，表面為造型舊砂，加強保溫措施。③風(fēng)口送風(fēng)鐵管數(shù)量的增加及由風(fēng)箱探出部分的延長至距爐襯內(nèi)壁＜3cm，使風(fēng)眼內(nèi)送風(fēng)通道的總內(nèi)表面積和增加，加大了熱交換。④風(fēng)箱內(nèi)壁處耐火材料的厚度小于10cm，有利于風(fēng)箱內(nèi)空氣的預(yù)熱。
采用上述工藝措施，配合適宜的風(fēng)量風(fēng)壓，風(fēng)量供給與傳統(tǒng)工藝相同，風(fēng)壓應(yīng)采取下限值。在歷經(jīng)28個爐次的試驗證明，連續(xù)熔化爐況穩(wěn)定，鐵水溫度始終不變，實用性強。在層焦鐵比為1∶8.5時，出鐵槽出鐵溫度為1470～1520℃，不可回收的氧化熔損＜4％，球化處理前原鐵水含硫量＜0.03％，采用沖入包內(nèi)法球化處理，加入Mg8RE7Si41或Mg8RE5Si41的球化劑，加入量為0.45～0.7％。另外，由于爐襯侵蝕部分減小，降低了修爐材料的用量，減少了修爐時間，并且修爐操作簡便；前爐和爐底合為一個整體升降移動，在爐身部分同爐底和前爐之間填充濕型砂，消除了過橋漏鐵水的問題，在1分鐘之內(nèi)安全快速完成打爐工序，底焦損失少。由于簡化了沖天爐的熱風(fēng)裝置，沖天爐制造成本大幅度降低，并延長了沖天爐的使用周期。


圖1是沖天爐熔煉主體部分剖面圖具體實施方式
實施例1如圖1所示沖天爐，熔化率為1.5噸/小時，連續(xù)開爐時間5小時，爐身部分修砌的耐火材料是酸性爐襯，耐火磚為普通粘土磚，使用的上排風(fēng)口個數(shù)是32個，爐內(nèi)每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離≤5cm，直徑為16mm，使用的下排風(fēng)口個數(shù)是16個，爐內(nèi)每兩個相鄰風(fēng)口的中心距離為≤10cm，直徑為16mm，兩排風(fēng)口排距為28cm，爐膛風(fēng)口區(qū)直徑為500mm，過橋長度為18cm，有效高度為320cm，鐵焦比為8.5，熔劑為石灰石，加入量為層焦的30％，風(fēng)量20～27米3/分，風(fēng)壓為620～670mmH2O。開爐放鐵水燙包約100kg后，第一包鐵水處理球墨鑄鐵，出鐵槽出鐵溫度為1476℃，至開爐結(jié)束前最后一包鐵水出鐵槽出鐵溫度仍為1472℃，開爐期間增加小塊回爐料用量的比例，出鐵槽最高溫度可達(dá)1520℃，球化前原鐵水含硫量0.028％，整個爐次平均Mg8RE7球化劑加入量為0.5％，球化反應(yīng)完包內(nèi)的溫度為1450～1471℃，經(jīng)球化處理后鐵水中含硫量為0.012％，后期機械性能抗拉強度496Mpa，延伸率24.1％，球化率95％，鐵素體為90％，無滲碳體。在整個開爐過程中，無需捅風(fēng)眼。
實施例2如圖1所示沖天爐，在下排風(fēng)口爐內(nèi)每兩個相鄰風(fēng)口的中心距離為5cm，其它工藝條件同實施例1，在爐后加入35％生鐵屑壓塊，其余為回爐機鐵，連續(xù)開爐熔化兩小時，測得投入爐內(nèi)的金屬爐料的收得率為(熔化出的金屬液總和+打爐余鐵)÷投爐金屬料總和＞96％，不可回收的氧化熔損＜4％。爐前三角試塊孕育前無白口。
權(quán)利要求
1.一種雙層多風(fēng)口沖天爐，其特征是，兩排風(fēng)口的距離為28cm，以兩排斜度為45度由風(fēng)箱探出的鐵制風(fēng)管作為風(fēng)口送風(fēng)通道，在風(fēng)箱內(nèi)，送風(fēng)管的下端，開設(shè)長方形的進(jìn)風(fēng)口，所開設(shè)長方形進(jìn)風(fēng)口的面積是爐內(nèi)單個風(fēng)眼面積的10倍；上排風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為≤5cm均勻分布，下排風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為5～10cm均勻分布；自爐缸至上排風(fēng)口以上20cm處均為直筒式爐膛，自上排風(fēng)口以上20cm～60cm為爐膛最大直徑區(qū)間，采用曲線型或折線型爐膛，自上排風(fēng)口以上60cm至加料口為直筒式爐膛。前爐和爐底為整體式，過橋長度≤18cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層多風(fēng)口沖天爐，其特征是爐身部分修砌的耐火材料是酸性爐襯，耐火磚為普通粘土磚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層多風(fēng)口沖天爐，其特征是，在爐底及前爐底鋪砌輕質(zhì)保溫磚、其上為焦炭塊，厚60～80mm，表面為造型舊砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層多風(fēng)口沖天爐，其特征是爐身部分同爐底和前爐之間填充濕型砂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫、低硫、雙層多風(fēng)口沖天爐。爐膛為直筒型，兩排斜度為45度由風(fēng)箱探出的鐵制風(fēng)管作為風(fēng)口送風(fēng)通道，上層風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為≤5cm均勻分布，下層風(fēng)口在爐襯內(nèi)壁每兩個相鄰風(fēng)眼的中心距離為5～10cm均勻分布；前爐和爐底為整體可以升降，過橋長度≤18cm。以酸性耐火材料為爐襯，在層鐵焦比為8.5時，可獲得1470～1520℃的出鐵槽鐵水溫度，原鐵水含硫量＜0.03％。
文檔編號F27B1/14GK1932423SQ20061015011
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者劉年路 申請人:劉年路