铸造用冲天炉的优缺点

目前，各铸造公司（厂）随着生产量不断扩大，冲天炉的吨位在提高，铸件日生产量也在逐步上升。在冲天炉熔炼过程中，经常会碰到一些较难解决的问题，笔者根据自己多年的实践经验，介绍一些解决办法，供同行参考。

1 熔化带以上的耐火砖易掉落问题

国内一般铸造厂家的冲天炉大多数都有炉衬，而为了防止耐火砖的缝隙渗漏铁液，一般情况下总是砌内外二层耐火砖，并且使里外两层火砖的缝隙错开。然而，如果在熔化带以上砌内外二层耐火砖，由于支撑法兰经过多次熔化很容易被侵蚀(因为法兰是钢板，靠近法兰的耐火砖侵蚀后，法兰也容易侵蚀)，致使上层耐火砖(内层砖)失去支撑，受到撞击、震动时很容易掉落，有时还会伤人。

经过改进，我们把熔化带以上的耐火砖，做成整体。这样，即使法兰化掉三分之二，耐火砖也不易掉落。

2 过桥、出铁口易被侵蚀问题

随着铸件日产量的提高，及铁液过热温度的升高，冲天炉的过桥、出铁口很容易被侵蚀扩大。过桥侵蚀扩大以后容易造成铁液氧化，以及过桥渗漏；而且出铁口侵蚀扩大以后，容易造成铁液堵塞不住，易烫伤人，影响冲天炉的正常生产。我们采取以下措施来防止。

（1）在修搪过桥、出铁口的普通耐火泥中，增加10％~20％的刚玉砂（Al2O3）来提高这两处的高温强度，这种方法简单、可靠、成本低。

（2）在出铁温度比较高（≥1 500℃），熔化时间比较长（≥20h）时，采用联矿的#126或#127耐火材料，效果比较理想，但成本较高。

我们采用以上两种方法，克服了生产中过桥、出铁口易出现故障的问题。

3 固定式前炉容量的选择

在我国采用固定式前炉的铸造厂家还是比较多的，一般情况下都考虑前炉可以多储存铁液，来均匀批料的化学成分。因此大多数铸造厂家选择的前炉容量都为批料重量的5~10倍，这样一来前炉的容量是扩大了，但是也不利于前炉的炉渣尽快排出，特别是对生产球墨铸铁是非常不利的。因为炉渣中的w(S)为0．1％~0．3％，而原铁液的w（S）量一般情况下低于0．1％，炉渣长时间停留在前炉内，越积越厚，从过桥流到前炉的铁液要穿过厚的渣层，原铁液的w（S）也随之升高。要想获得低w（S）量铁液，笔者建议：

（1）前炉的容量不要太大，一般为批料的3~5倍即可，前炉内的炉渣要定期放掉。

（2）有的厂家需要浇注比较大的铸件，前炉容量较大，可考虑开设上下二个出渣口，浇注大件时把下面的出渣口堵住，开上面的出渣口，一般情况下开下面的出渣口即可。

（3）有条件的话可采用虹吸前炉，铁液与炉渣自动分离。

4 如何保持浇包尺寸（容量）稳定

每种浇包都有固定的尺寸及相对应的容量，但是浇包在使用过程中不断地受到侵蚀，尺寸不断扩大，容量不断增加，一旦操作工掌握不好铁液多放了，球铁就容易出现球化不良及不球化。针对这个问题我们采取以下措施：

（1）定期更换浇包，根据我们使用国产材料的情况，每只浇包最多使用50包次左右，就必须更换。当然这还要看各厂家的修包质量、铁液温度和使用状况而定。

（2）有条件的话可采用联矿公司的专用搪包材料，V-CAST699A，这种材料高温强度好，耐冲刷。用699A耐火材料搪的浇包，每天使用100包次左右是没有问题的，而且使用后也不用大修。

5 加料口材料

目前国内的冲天炉加料口通常采用普通铁圈砖，或耐热钢板制成，而加料口以下都砌普通耐火砖。经过一段时间的使用以后，钢板材料易变形（因为冲天炉打炉时，加料口的温度达1 000℃左右）。而加料口下面一段约1 m以内的耐火砖，由于加料时与铁料的撞击很容易损坏与脱落。我们采用以下方法改进：

在加料口和加料口以下1 m内都用高硅球铁，做成成型空心铁砖，取代普通耐火砖砌在炉内。用球铁做成的铁砖强度高，不易变形。

6 热风炉胆

我国从上世纪60年代开始，由于焦炭质量差，为了弥补这方面的不足，开始使用热风炉胆。目的是想通过提高风温，在不增加焦炭的情况提高出铁温度。但是根据我们使用的情况来看，效果并不是十分明显，根据当时对风温的测定，一般都只有150—180℃。大多数的厂家风温只有150℃左右，而根据国外资料介绍冲天炉的送风温度，只有达到400℃以上时，才能有效提高冲天炉的出炉温度。但是，有些厂家为了在热风炉胆上提高送风温度，把热风炉胆下移到只有150~200mm（正常的热风炉胆安装时离熔化带300mm左右）。这样一来，热风炉胆没用多长时间就变形开裂，而热风炉胆变形往往造成炉料“搭棚”，有时焊缝脱焊开裂，至使熔化带以上局部进风，造成铁液严重“氧化”。更换热风炉胆还要1~2天的时间，影响生产的正常进行，所以我厂从九十年代初就不使用热风炉胆，主要从以下几方面改进。

（1）采用质量比较好的焦碳，有条件的话采用铸造焦。

（2）合理选择冲天炉的风口比（一般为3．5％~6．0％），焦碳质量好时取上限，反之取下限。

7 孕育处理方法与孕育量

目前国内大多数铸造厂家进行炉前孕育采用人工加入的方法比较多，受场地、环境、认识等方面影响，往往只要把孕育剂加入浇包就算完事了。孕育时间只占出铁时间30％~50％，有的操作人员干脆把孕育剂放人浇包内，以“减轻劳动强度”，这种方法的孕育效果是很差的，严格讲这种方法不算孕育处理，只能算是加入添加剂。

关于孕育量的问题，有的铸造厂家为了达到理想的孕育效果，把孕育剂的加入量提高到0．8％~1．0％。有的资料介绍孕育剂的加入量高于1．0%，借以满足铸件性能的要求。根据笔者的经验，孕育剂有一个加入量，超过这个量反而容易出现其它缺陷，笔者的看法是：

（1）要达到理想的孕育效果，孕育处理的时间一定要严格控制在出铁时间的70％以上，而且孕育剂的粒度要均匀，大小要适中，使用有时间控制的自动给料装置，避免人为影响。

（2）孕育处理完毕，铁液要充分搅拌后才能扒渣浇注。

（3）孕育处理方法到位以后，孕育剂的加入量一般控制在0．4％~0．6％就足够了。过高的孕育剂加入量有时反而会增加铁液的粘度和夹渣倾向。

（4）有条件的话可采用瞬时随流孕育处理，这是目前的一种孕育处理方法。

8 灰铸铁的w(S)量

一般认为S在灰铸铁中是有害元素，w（S）量高易产生铸件“热裂”和造成硫化夹杂物倾向。所以一般都要求铁液中的w(S)量≤0．12％或≤0．1％，只有上限，没有下限。用冲天炉熔化，铁液中的w（S）量一般都在0．1％左右，而用电炉熔化，铁液中的w（s）量一般都在0．015％~0．035％，这样低的w（S）量对处理高牌号灰铸铁是十分不利的。根据我们长期的实践经验与国外的资料介绍，灰铸铁中的w（S）量为0．08％~0．12％，不能小于0．05％。用电炉熔化的铁液要考虑增S（加FeS），来达到比较理想的孕育效果。

9 风口比

冲天炉风口比，国外一般选择15％~25％，我们的教课书上原来都是按照15％-25％写的，但是根据我国的铸造原辅材料，特别是焦炭质量状况，显然是不合适的。由于我国各铸造厂使用的材料不一样，焦炭质量差别很大，所以在选择冲天炉风口比时，一定要结合自己工厂的特点，合理选择冲天炉韵风口比。根据我们的经验，我国的冲天炉风口比取3％~6％比较合理，原辅材料较好时可选择上限，反之可选择下限。