冲天炉熔炼工艺培训教材
37页1、冲天炉熔炼工艺培训教材,时间:2010年6月,一、冲天炉熔炼工艺基础知识 二、铸造二厂35t/h 冲天炉简介 三、冲天炉熔炼炉料技术要求 四、冲天炉熔炼主要工艺参数及控制要点,目 录,一、冲天炉熔炼工艺基础知识,1.1冲天炉熔炼基本原理,冲天炉熔炼是由底焦燃烧、热量交换和冶金反应三个基本过程组成。,图1.1所示为冲天炉工作过程原理图,分渣器,底焦高度,铁料,层焦,风嘴,炉缸,1.1.1 底焦燃烧,冲天炉内的燃烧过程是在底焦中进行,根据焦炭燃烧的化学反应,可将底焦燃烧划分为两个反应区段:,O2,氧化带从风口到自由氧基本耗尽,CO2浓度达到最大值的区域。 还原带从氧化带顶面至炉气中CO2 和CO含量基本不变得区域。 冲天炉内焦炭燃烧的快慢主要由扩散速度决定。凡是能提高气流速度、加大焦炭与气流的接触面积、提高风温和增加氧气含量的措施,均可提高扩散速度,强化焦炭的燃烧。,1.1.2 热量交换,一般将冲天炉沿炉身高度方向划分为预热区、熔化区、过热区和炉缸区。 1.预热区是指从料面到铁料开始熔化的位置的这段区域。炉气与炉料之间的热传导方式以空气对流为主。 2.熔化区是指从铁料开始熔化到熔化完毕这一
2、区域,实际上也就是底焦顶面高度的波动范围,其高度大致等于层焦的厚度。熔化区的热交换方式仍以对流为主。 3.过热区铁料熔化后铁液滴下落过程中,与高温炉气及炽热的焦炭接触,温度得到进一步提高。传热方式以热传导为主。 4.炉缸区内无空气供给,焦炭几乎不燃烧,所以对于高温铁水来说,炉缸是个冷却区,熔炼稳定后,对铁液温度则无明显影响。,1.1.3 冶金过程,1. 碳量的变化 在冲天炉熔炼条件下,引起铸铁含碳量变化的因素有两个截然相反的过程。一是焦炭中碳向铁液内溶解使碳量增加;二是铁液中的碳被炉气、炉渣和溶解的氧所氧化而使碳量降低。 影响碳的溶解过程的主要因素: (1) 焦炭的质量和块度,焦炭的含碳量高,灰量小,块度小都有利于铁液增碳。 (2) 铁液在炉内停留时间的长短。 (3) 铁液温度,随着温度的升高,碳在铁液中的溶解度增大,铁液易于增碳。 (4) 铁液的最终含碳量趋向于共晶成分,当金属炉料的平均含碳量低于共晶碳量时,铁液就增碳,反之则脱碳。,影响碳氧化烧损的主要因素: (1) 炉气的燃烧比越大,氧化性越强越有利于烧损脱碳。 (2) 随着炉渣中FeO含量的增加,脱碳过程加剧,使铁液含碳量降低。
3、 (3) 炉内温度升高,对碳的烧损具有双重作用。一般来说,铁液的最终含碳量将随炉温的升高而升高。,2.硅、锰量的变化 影响硅烧损的因素: (1)炉气中CO2增加,即燃烧比增加,将加剧炉气对硅(锰)的氧化趋势,减少SiO2 (MnO)被还原的可能性。 (2)降低炉渣中FeO的含量是减少硅(锰)氧化烧损的关键措施。 (3)铁液的含硅(锰)量越高,被氧化的程度越高。 (4)提高炉温有利于抑制硅(锰)的氧化,促进SiO2的还原。,1.2 改善冲天炉熔炼效果的主要措施,1.2.1预热送风 (1)由于风温的提高,使得空气中自由氧的活性增加,因而强化了底焦的燃烧; (2)由于氧与焦炭反应速度的提高,使燃烧带缩短,燃烧更加集中,铁液温度和熔化效率提高; (3)热风使冲天炉内导入了补充热量,炉气温度提高,有利于铁液过热度的提高; (4)采用热风,使焦耗减少,铁液的增碳和增硫都相应减少; (5)热风减少了元素的烧损,并有利于脱硫。,1.2.2富氧送风,富氧送风可以强化燃烧,使燃烧区集中,从而提高炉气温度。加氧送风的实际效果可使 出铁温度增高,在相同的焦耗情况下,硅锰烧损降低,增硫减少,铁液含气量减少,非金
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