1、表1硅錳燒損的測試Table1ThetestofSiMnmeltingloss送風(fēng)強(qiáng)度（m3m2min1）92生鐵成分%鐵液成分%成分變化測試結(jié)果%S1.70Mn0.58Si1.48Mn0.51渣中MnO2.8Si12.9Mn11.4渣中FeO3.2層焦鐵比1∶10我國鑄鐵企業(yè)生產(chǎn)中所用的中小型沖天爐多為側(cè)吹沖天爐，常采用大風(fēng)量、小風(fēng)口，縮小風(fēng)口區(qū)，選用大塊底焦等技術(shù)措施，因此鐵液溫度一般只有1370~1410℃、渣中FeO高達(dá)10%~

2、13%，致使這種爐型在國內(nèi)鑄鐵企業(yè)使用的滿意度很低。為此，我們對(duì)這種爐型改進(jìn)為中央送風(fēng)，并對(duì)參數(shù)選擇進(jìn)行了反復(fù)地試驗(yàn)和修改，提出了中小型中央送風(fēng)沖天爐所獨(dú)有的參數(shù)選擇原則，鐵液出爐溫度1430~1486℃、渣中3.2%FeO、硅燒損12.9%、錳燒損11.04%，鐵液溫度與硅錳燒損指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。1硅錳燒損的測試由于Zl5生鐵是過共晶成分，在熔煉過程中要發(fā)生脫碳反應(yīng)：2C2FeO=2Fe2CO63200千卡，生鐵的吸熱脫碳反應(yīng)使

3、鐵液溫度降低及其易氧化程度都高于一般灰鑄鐵。為降低上述不利影響，根據(jù)多次生產(chǎn)試驗(yàn)，確定試驗(yàn)爐料的層焦鐵比為1∶10，能使鐵液溫度滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)物質(zhì)濃度的平衡規(guī)律，渣中FeO與鐵液中FeO最終要達(dá)到平衡，渣中FeO濃度大的時(shí)候，鐵液中FeO的濃度也大，被FeO所氧化的SiO2與MnO的濃度也相應(yīng)增大。因此，以渣中FeO的含量及硅、錳燒損的測試結(jié)果來綜合衡量金屬元素的燒損程度，見表1。2中央送風(fēng)沖天爐硅錳燒損的控制在沖天爐熔煉過程中，由

4、于爐氣一般都是呈氧化性的，因此硅錳元素總是被氧化而燒損。硅錳的燒損主要決定于鐵液溫度與爐氣的氧化性，風(fēng)口布局、風(fēng)口風(fēng)速、送風(fēng)強(qiáng)度、爐膛形狀、焦炭塊度都是影響鐵液溫度與爐氣氧化性的重要因素。因此，只有采取既合理組織底焦燃燒，充分提高鐵液溫度，又控制爐氣的氧化性于相對(duì)最佳狀態(tài)的綜合措施，才能使沖天爐獲得最好的鐵液溫度和較低的元素?zé)龘p。馮英宇（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧沈陽110045）摘要：為降低沖天爐熔煉中鑄鐵的合金元素被燒損的程度，將沖天爐

5、由側(cè)吹送風(fēng)改為中央送風(fēng)，集中燃燒，并采取低風(fēng)口風(fēng)速，控制最佳風(fēng)量，采用合理的小塊焦炭等措施，與改進(jìn)爐膛形狀的方法相結(jié)合，采取了與其相適應(yīng)的一系列合理的技術(shù)參數(shù)，提高了鐵液溫度，降低了硅錳燒損程度。關(guān)鍵詞：鐵液溫度；風(fēng)口布局；送風(fēng)強(qiáng)度；爐膛形狀；硅錳燒損中圖分類號(hào)：TG243.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：10014977（2010）04041505FENGYingyu（ShenyangPolytechnicCollegeShenyang11

6、0045LiaoningChina）降低沖天爐熔煉中合金元素?zé)龘p措施的研究MeasurestoReduceMeltingLossofAlloyingElementsinCupola收稿日期：20090824收到初稿，20091009收到修訂稿。作者簡介：馮英宇（1966），男，遼寧沈陽人，副教授，研究方向?yàn)殍T件質(zhì)量控制。Email：fyy400@.cnAbstract：Indertolowerthemeltinglossofalloyi

7、ngelementsinthecastironduringmeltingwithcupolathecupolaisimprovedfromsideblasttothecentralblastatthesametimesomemeasuresareadoptedsuchasusingthelowerwindspeedcontrollingtheoptimalairflowusingsmallpiecesofcokeetc.Combinin

8、gwiththemethodofimprovingtheshapeofhearththroughingaseriesofreasonabletechnicalparametersthetemperatureofironmeltisincreasedthemeltinglossofSiMnisdecreasedfinally.Keywds：temperatureofironmelttuyerelayoutairstrengthshapeo

9、fthefurnaceSiMnmeltinglossApr.2010Vol.59No.4鑄造FOUNDRY415由于中央送風(fēng)沖天爐風(fēng)口密集、送風(fēng)集中，風(fēng)速過高時(shí)風(fēng)嘴頂部因吹冷作用而首先結(jié)渣，使送風(fēng)受阻、爐溫降低，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)風(fēng)嘴四周都會(huì)被糊狀的熔渣所覆蓋而產(chǎn)生風(fēng)嘴結(jié)渣成坨的現(xiàn)象。由于渣坨的存在擠掉了高溫區(qū)焦炭的數(shù)量，相對(duì)增加了爐氣的氧化性，使不能充分過熱的鐵液在低溫、缺炭、富氧的風(fēng)口區(qū)被激烈氧化，這就是一般中央送風(fēng)沖天爐鐵液溫度不高，硅錳

10、燒損和送風(fēng)壓力較大，落爐后風(fēng)嘴結(jié)渣成坨的主要原因。根據(jù)圖4和圖5可以看出：風(fēng)口風(fēng)速是通過送風(fēng)量和風(fēng)口面積來控制的，在相同熔煉條件下，當(dāng)風(fēng)口比由5.8%降低到4.5%、3.4%、3.0%時(shí)，風(fēng)口風(fēng)速由29ms增加到41ms、51ms、65ms，鐵液溫度由1410℃降到1380℃，燃燒比由42%增強(qiáng)到68%，渣中FeO由6.2%增加到9.2%，金屬燒損明顯增加。通過對(duì)國內(nèi)典型中央送風(fēng)沖天爐的風(fēng)口風(fēng)速及其熔煉效果的調(diào)研分析可看出，由于一般中央

11、送風(fēng)沖天爐的風(fēng)口比只有l(wèi).7%~2.6%，風(fēng)口風(fēng)速高達(dá)70~93ms，這樣高的密集冷風(fēng)吹入爐內(nèi)，勢必造成風(fēng)嘴結(jié)渣而使?fàn)t況惡化，因此鐵液溫度只有1370~l410℃，渣中FeO高達(dá)11%~13%。而我們改進(jìn)后的沖天爐風(fēng)口比5.3%、風(fēng)口風(fēng)速只有29ms，鐵液溫度1430~l480℃，渣中FeO只有3.2%。通過上述試驗(yàn)、對(duì)比和理論分析，得出結(jié)論：中央送風(fēng)沖天爐由于風(fēng)分布均勻，與爐內(nèi)壓差的順向送風(fēng)（側(cè)吹爐是逆向送風(fēng)）提高了反應(yīng)氣體的擴(kuò)散速度

12、，這就是中央送風(fēng)沖天爐采用低風(fēng)速也能強(qiáng)化擴(kuò)散燃燒，提高鐵液溫度的原因。而且低風(fēng)速又有效地控制了風(fēng)嘴結(jié)渣和減弱爐氣的氧化性，有利于降低硅錳燒損。根據(jù)我們在平均爐徑Φ760mm、Φ860mm、Φ920mm沖天爐上的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，中小型中央送風(fēng)沖天爐的風(fēng)口比為5.3%、風(fēng)口風(fēng)速以28~39ms為佳。2.3控制風(fēng)量由沖天爐網(wǎng)絡(luò)圖6可知，焦耗一定的每條溫度曲線都有一個(gè)與最高鐵液溫度相對(duì)應(yīng)的最佳送風(fēng)量，風(fēng)量過大或過小都會(huì)降低鐵液溫度，有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)

13、行。由圖7可看出，焦耗一定的每條金屬燒損曲線都有一個(gè)與金屬最低燒損量相對(duì)應(yīng)的最佳送風(fēng)強(qiáng)度。送風(fēng)強(qiáng)度過大，爐內(nèi)氧化性氣體的濃度增加，金屬燒損增大；送風(fēng)強(qiáng)度過小，焦炭不能充分燃燒、爐溫降低，金屬氧化物分解壓降低，金屬燒損也增加。根據(jù)圖8還可看出，在試驗(yàn)料層焦鐵比1∶9~1∶10條件下，送風(fēng)量低于最佳風(fēng)量為53~54m3min時(shí)，鐵液溫度1410~1415℃，硅燒損25.1%~26.9%，錳燒損19.3%~20.9%；而在最佳送風(fēng)量60~61

14、m3min條件下，鐵液溫度1430~1440℃、硅燒損12.9%、錳燒損11.4%。這就說明，在低風(fēng)量條件下，鐵液溫度的降低給氧化放熱反應(yīng)提供了熱力學(xué)條件，而使硅錳燒損增加。因此，力求使沖天爐在最佳送風(fēng)條件下熔煉的確是提高鐵液溫度、降低硅錳燒損的重要措施。通過試驗(yàn)表明，如果側(cè)吹爐將其送風(fēng)強(qiáng)度由120~160m3m2min1降到90m3m2min1，將會(huì)引起焦炭的不完全燃燒而降低鐵液溫度，加劇硅錳燒損（圖7）。而中央送風(fēng)沖天爐由于其送風(fēng)方

15、式和風(fēng)的分布特點(diǎn)，是最有條件實(shí)現(xiàn)最佳送風(fēng)的高效率沖天爐。改進(jìn)后的沖天爐在焦鐵比1∶10時(shí)送風(fēng)強(qiáng)度只有92m3m2min1，這個(gè)送風(fēng)強(qiáng)度基本處于最佳位置，即滿足了獲得最高鐵液溫度1430~1480℃的風(fēng)量要求，又不因送風(fēng)強(qiáng)度和焦耗的波動(dòng)而加劇硅錳燒損。2.4采用合適的小塊焦炭在送風(fēng)強(qiáng)度為112m3m2min1時(shí)，中央送風(fēng)沖天爐焦炭塊度與鐵液溫度的關(guān)系見圖9；當(dāng)焦炭塊度由25mm逐漸增大到50mm、80mm，爐內(nèi)最高溫度卻由1740℃依次降

16、低到1650℃、l580℃；同時(shí)，最高溫度對(duì)應(yīng)的風(fēng)口氧化區(qū)高度由60mm增高到300mm、450mm。這是由于焦碳平均塊度小，焦炭與反應(yīng)氣體的反應(yīng)面積大，焦炭的燃燒反應(yīng)速度快，有利于實(shí)行集中燃燒、鐵液與熾熱焦炭的接觸傳熱及熔化的鐵液與高溫爐氣、熾熱火焰的對(duì)流及強(qiáng)化熱輻射作用而提高鐵液溫度。焦炭平均塊度小，氧的消耗速度快，使氧化區(qū)高度顯著縮短，同時(shí)又?jǐn)U大了鐵液經(jīng)過還原區(qū)的距離及與焦炭進(jìn)行還原反應(yīng)的表面積而降低了硅錳燒損。因此，采用合適的小