冲天炉新技术特点及炉气余热利用

第十届 2l 省 (市、自治区 )4 市铸造学术会议 冲天炉新技术特点及炉气余热利用 任树勇 1，郑喜龙2张小为 3 (1山东科技大学材料工程研究所研究开发中心山东泰安， 271200 2湖北省武穴市铸造机械厂湖北武穴 435400 3安徽合力股份有限责任公司宝鸡合力叉车厂，陕西宝鸡 721001) 摘要：冲天炉中国铸造业的飞速发展，铸件总产量稳居世界第一，冲天炉是铸件熔炼中广泛应用的一种主导熔炼炉。 冲天炉的炉型特点，生产周期，制作水平，余热利用，环保除尘，技术革新，科学设计，综合利用等。推广和研究 冲天炉的新技术特点应用，符合铸造行业的快速发展特点。 关键词：风口而积分配比，风 El 比，风口排距，个数及余热利用 径 800mm风口总面积 3200mm2，选择等置式风口面积分 一风口设计 配比，上下风口 12 个，设计风口比 5，则风口直径 51 6mm， 1风口面积分配比 如果该炉的其它设计参数条件不变，风口区的炉膛修砌 冲天炉的风口面积分配比不等于风量分配比。困内 形状发生了变化。风口区炉膛直径修砌 650mm，则炉膛 所设计冲天炉的风口面积分配比为等置、倒置、顺置类 平均直径为 775mm，则风口直径 50mm。 型为主选择冲天炉的风口面积分配比应依据本地气候 科学合理设计冲天炉的风口比，应依据气候条件， 条件，炉型特点，炉料和铸件材质等相关条件来设计冲 风机性能，炉型结构，开炉时间，炉料中焦炭，生铁块 天炉的风口面积分配比多少：如熔炼 HT250， QT450 铸件 度大小，铸件材质，生产工艺特点等相关条件因素来设 时，选择双排大间距冲天炉。设计风口面积分配比上排 计冲天炉的风口比大小，大家普遍认为风口比越小，风 60。下排 40的倒置面积分配比。获得高温优质铁液创 口的风速越大，鼓风越容易到达炉膛的中心。加速底焦 造有利条件。相同条件下，上排 70。下排 30的风口面 的燃烧速度，获得高温优质铁液的想法不是十分合理， 积分配比。熔炼过程中，开炉 6-8 小时，上排风口耐火 例如， 5T h 双排冲天炉的风口比，炉型结构，炉膛形状， 材料侵蚀程度大 250 300ram 左右，易于烧穿炉壳，熔化 炉料，铸件材质及其它参数相同，选用湖北广水天桥风 率提高，出炉铁水温度低于上述风口面积分配比的出炉 机有限公司的风机。风机的性能 HI： t；如下表 l 所示。 铁水温度的 30 500C，焦炭的块度小，质量差，开炉时 表 l 风机性能参数 间短，炉料铁块大小块度不均匀风机风压低条件下， 选择设计风口面积分配比 (多排小风口冲天炉 )为等值、 顺置两种冲天炉，同样获得理想的出炉铁水温度。 2风口比 相间的风量，风机性能的差异，风压的高低不同。 风口的进风速度则不相同。底焦燃烧过程中的冶金反应 嵇癣鬯 则不相同，铸件材质的碳，硅，硫的含量变化区别。风 压高比风压低的熔化率提高 10 20。铁水温度提高 30。 500C。焦炭用量降低 10。 15。 3风口间距，排数及风口个数 双排大间距冲天炉仍占主导地位，底焦燃烧过程中 町 b) r) 各自形成一个燃烧带，燃烧带中焦炭燃烧都会产生碳的 图 l 冲大炉的风 U 比 氧化和还原反应，形成氧化带和还原带，熔炼过程中燃 风口比为风口总面积与炉膛面积之比，设计冲天炉 烧带 (上排风口 )送入气流入炉温度约 1500。 C 左右进入 中广泛应用的重要参数，直接影响冲天炉的有关性能指 第一个燃烧带 (下排风口 )末端，促进高温下焦炭的激 标。一般设计双排大间距冲天炉的风口比为 3 4。多 烈的扩散燃烧，集中放出热量心 1。冲天炉间距的大小相 排小风口冲天炉的风口比为 2 5 3，水冷长炉龄冲天 互制约，相互影响，间距大小的参数设计，依据炉径和 炉的风口比为 4 5，风口比采用科学合理的设计方案。 间距的比为 0 8 1 1 左右的参数基础设计，盲目追求双 高原气候比平原气候的风口比大，罗茨风机比离心风机 排大间距冲天炉熔炼效果想法不是十分正确，综合利用 的风口比小，例如 5T h 双排冲天炉熔化区及风箱段的 本地条件，焦炭。生铁资源有利条件。生产铸铁材质 直径 900mm，风口区的炉膛直径为 700mm，则炉膛平均直 开炉时间等条件局限，选择符合本地适宜的双排、多排 第十届 2l 省 (市、自治区 )4 市铸造学术会议 冲天炉。 道和侧外热风集气装置的换热器相连通。物理热风和化 设计冲天炉的间距大小，风口排数及风口个数，目 学热风相互结合，炉气余热回收过程中，除尘采用干法 的达到最佳熔炼效果。例如旧 1，河南黄泛区缸套厂 1 5T 旋风除尘，即达到了热风利用，又符合环保要求。河北 h 双排冲天炉的改造方案，排距 450mm 变为 500mm，双排 无极东方冶炼厂采用侧外式热风装置，热风温度 500 12 个风口基础上，不改变风口比，风口面积分配比，设 600 。 计上排 8 个，下排 6 个，增加 2 个风口 1 。河南太行机 3炉气余热回收利用效果 械厂 3T h 双排冲天炉共12 个风口的基础上设计改造 密筋炉胆，顶置式，侧外式热风冲天炉，其目的利 方案应用了上排风口 24 5mm12 个 150 ，下排风口 用炉气余热，获取物理热风，达到节能降耗，加速底焦 25ram6 个 50 佑 1，济南玫德公司一车间。 10T h 冲天炉 的燃烧速度，获得高温优质铁液的最佳方案。 的间距为 900mm，上排风口 38mmx 12 个 100 。下排风口 三冲天炉的发展特点和应用 28ram12 个 x 70，设计应用了风口面积分配比，风口比 等参数基本不变的条件下，适当增大排距，排数，风口 铸造工业的飞速发展，冲天炉熔炼周期的延长。铸 个数，加快底焦燃烧速度，获得高温优质铁液的理想效 件产量、质量的提高，新型冲天炉的设计、研究，推广 果。 应用，外热水冷无炉衬长炉龄冲天炉，水冷无炉衬自然 (冷风 )长炉龄冲天炉，水冷薄炉衬两班制冲天炉。龙 二炉胆设计 卷风冲天炉的发展，冲天炉风口喷煤粉技术，水煤气发 1 内热式密筋炉胆 生炉煤气入炉助燃，内热顶置式，侧外式热风利用。环 内热式密筋炉胆是物理热风冲天炉的一种，开炉熔 保、除尘系统，加料炉后自动配料系统的应用，都将推 炼时，依靠炉壁和料位层的下移过程中的不间断的密切 广冲天炉的新技术及科学设计。 接触哺 炉气上端温度 200 300 ，下端炉气温度 1200 风温对焦炭，熔化率及出铁温度的影响 171 1300 变化范围内传导热原理，制作成内热式密筋炉胆 冲天炉获取物理热风。密筋炉胆的安装位置高低变化 直接影响风温温度变化，风温的变化与炉体预热区间位 置范围直接关系。如密筋炉胆安装位置太高，风温一般 在 100 1500C 左右，则炉胆安装位置太低，风温约200 300 左右，炉胆内壳易于粘铁。挂渣，更容易烧穿炉胆 四结论 下端风圈，采用气流速冷却炉壳，挂渣，粘铁，引起棚 铸造业的飞速发展，冲天炉有向大型化，热风水冷 料现象发生，科学设计密筋炉胆热风冲天炉，采用内、 长炉龄冲天炉，低消耗，高技术含量 (自动化等 )，少污 外筋片状整体炉胆，铸焊组合炉胆。液压法兰翻边炉胆。 染，低成本方向发展，信息技术，电子技术的应用将提 依据冲天炉熔炼特点，制作成上下炉胆分层入炉供风方 高冲天炉熔炼质量及其稳定性，推广应用冲天炉新技术 式。形成温差炉胆，加快底排风口的焦碳燃烧速度，获 特点，自主创新发展内热式热风冲天炉，采用水煤气发 取优质铁液的目的。 生炉人炉助燃，提高优质铸件产量。降低生产成本，迈 2顶置式 向集约化清洁化， “ 绿色铸造 ” 重要的发展方向。 侧外式炉气余热梯级回收，顶置式热风冲天炉，一 参考文献： 般在加料口的上方安装铸焊组合炉胆，管式换热器两种 张明冲天炉的有关名词术语及其技术慨念铸造设备研究， 2005 方式为主，管式换热器采用 u 型管相互连通，其热风管 铸造手册 )第一卷铸铁北京：机械工业出版社， 2002 的长度约 60 70m 左右，热风管分铸铁管，耐热铸钢管， 任树勇 i ST h 冲天炉设