外热冲天炉炉体结构

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1、外热冲天炉炉体结构    1.炉体特点及要求    图5是典型外热冲天炉炉体结构。为保证溶化质量和长寿命须注意以下环节：    （1）水冷风口 风口对冲天炉溶化质量十分关键，而连续作业的风口寿命更是难题。可采用单排插入式水冷风口。材质：插入炉内部分一般为脱氧纯铜、炉外部分为无缝钢管（组焊而成）。如图5b寿命可达半年至1年。前提是严控冷却水流量及温度，尤其入口与出口水温度差要求5～6℃以内。    图5典型外热冲天炉体结构    a）炉体水冷及炉衬 b）风口 c）出铁口    （2）炉体水冷方式 冲天炉溶化带和过热带以雨淋式为多，采

2、用锥形炉壁，以加大水冷却效果。炉气抽气环上、下各设水套，结构紧凑，安全又节水，如图5a。    （3）炉衬及耐火材料 一般7t/h以上热风冲天炉，其风口以上至溶化带无炉衬；3～8t/h（有时到10t/h）的中小型热风炉外壳水冷内敷蔳炉衬，以减少热损失，提高热效率和冶金质量。    为提高炉衬寿命，近年来冲天炉耐火材料发展很快。计有：石墨材料、碳化硅、高纯Al2O3可塑耐火材料和高纯铝酸铝做骨料用改性铝酸钙做粘结剂的低水泥浇灌料（LCC）等。    冲天炉（包括浇包等）耐火材料发展方向是高物理、化学稳定性、低导热性、高可塑成形性，以

3、及便宜易得。成形方法多采用标准化的预制成形（如砖、包衬等）与现场打结相结合的专业化和社会化供应。    （4）铁、渣液排出系统及粒化炉渣装置    一般热风冲天炉都采用连续出铁和虹吸等型式渣铁分离装置，炉渣粒化不但改善溶化工部生产条件，而且经粒化的炉渣还是优质建筑原材料。    2.隔热保持封闭技术    冲天炉中焦炭燃烧热用于铁液溶化和过热的比率都不高，冷风炉祇28%、热风炉衹36%（图6a、b），且温度越高热效率越低。为保证冶金质量，少氧化，高铁液温度、高洁净度需要适当增加焦耗。图7所示，随焦耗增加，可回收能（以CO形式为主）

4、增加，同时不可回收热损失也相应增加。外热风冲天炉应用可回收能比冷风炉热效率大大提高，既保冶金质量又可节焦，但不可回收热损失（包括燃烧损失、炉壳辐射和废炉气带走热量等）也很可观。从热效率考虑，减少这类损失既可节能又改善生产环境还可保护熔体防止氧化及温降大有可为，为此冲天炉溶化隔热保温封闭技术十分重要，具体措施如下：    图6冲天炉的热平衡a）冷风 b）热风    图7冲天炉不同焦铁比与可回收能    1）除水冷部分外，炉体（包括抽气口、出铁槽和炉底）在炉壳与耐火砖间铺入硅酸铝或氧化铝纤维板等隔热保温材料；    2）热炉气导管、燃

5、烧室（罐）、换热器、热风管和风箱外面用隔热保温材料包覆，同时减少泄漏；    3）控制炉况为准还原性气氛，减少元素烧损同时增加铁液洁净度，用优质焦如w（C）≥85%，适当提高焦-铁比（如14%～15%），加氧送风和用先进方法检测、调控进风量（质量定量代替容积定量即等重送风）等。    4）空气温度大的地区或季节，采用脱湿送风技术（如用冷冻法等重脱湿使空气中H2O达5～7g/m3后进换热器），减少水蒸气消耗热量，提高热效率，减少能耗（3t/h冲天炉、温度15%～30%时，鼓风入炉带入水分30～60kg/h之多）同时减少元素烧损，提高

6、铁液洁净度和温度，降低废品率。    5）充分利用废炉气余热（如生产过热蒸汽、暖负、热水等），使废气温度尽量≤120℃（国标＜200℃＝排入大气。    6）炉料：加强净化（无锈、干燥、无杂物）及块度管理，用优质小剂量熔剂（如以白云石为主，压制的熔剂块）代替石灰石。尤其不用萤石，既大大减少分解热，又可消除SiF4有毒气体。    3.铁液保护技术    对铁液从出炉直到浇入型腔，在流动、运输、处理、浇注全过程中进行保护，包括减少温降、防氧化等，既可防止因浇注温度低和铁液氧化造成大量废品，还可降低出铁温度，节能降耗降耗，扩大浇注时限

7、、降低综合成本并改善作业环境，具体措施有：    1)铁液保护技术    对铁液从出炉直到浇入型腔，在流动、运输、处理、浇注全过程中进行保护，包括减少温降、防氧化等，既可防止因浇注温度低和铁液氧化造成大量废品，还可降低出铁温度，节能降耗，扩大浇注时限、降低综合成本并改善作业环境，具体措施有：    图8 盖包结构示意及图例    2）前炉、处理包、运输包和浇注包采用绝热性好的隔热板和轻质高强耐火材料，并一律加盖。包盖隔热、耐火材料可采用轻质陶瓷纤维和低水泥浇灌料（L.C.C）等。盖包结构示意图例见图8。    美国一铸造厂采用轻质

8、高强耐火板料即Foseco的“kallek”和绝热板等组成易清包衬，据介绍，取得明显效果。①降低转运包自重23.6%，即增加包容量，从而减少炉次3.5%，增加熔化量20%；②浇包不需预热，取消烘包操作和装置节省能源、人工和作业面积并改善环境、降低成