2010中國鑄造活動周**集
程農全，劉全權
（重慶銀河鑄鍛有限責任公司）
摘要：由於近期我公司生產形勢好轉，產量日益增多，原有的5t/h的熱風沖天爐已經不能滿足生產需要。再加上近年來，我國能源形勢的嚴峻，環境壓力的增大，對沖天爐的改建勢在必行。
關鍵詞：沖天爐；熔煉；節能減排
從去年下半年開始，我公司的沖天爐易地改建工作就開始有條不紊、按部就班的進行，到今年的2月1日，新的10t/h水冷沖天爐終於按原定計畫竣工並開始正式投入生產。本文著重介紹我公司在新爐正式投產時的一些技術改造。
1 沖天爐基本工藝引數的選定
改建的沖天爐為江陰熔煉裝置廠的10t/h水冷沖天爐，該沖天爐下爐身金屬外殼為上小下大的錐形，在下爐身上有一道噴淋冷卻水，對下爐身進行冷卻。該沖天爐為雙排大間距沖天爐，排距為900mm，一排和二排各10個風口，爐膛平均內徑為1200mm。由於我公司所使用的焦炭品質較好，固定碳含量在85%以上，於是決定把風口面積分配比定為等比。
再根據我公司的實際生產狀況，每次開爐熔煉時間一般為7h-9h，按該沖天爐工藝規定的風口比3-5%，決定取風口內徑為50mm。為降低爐壁效應，上排風口角度為10°,下排風口角度為5°。
2 修爐工藝的改革
以前修爐普遍選用以sio2為主要化學成份的酸性耐火材料，即白泡石磚和粘土質耐火泥。在新爐的築爐時，我公司在沖天爐爐體接近爐殼的內壁選用以al2o3為主要化學成份的高鋁磚，磚縫粘結劑選用高鋁質膠泥。在開爐過程中我們發現，爐底到熔化帶的最外壁的一層耐火磚侵蝕較嚴重，在我公司開爐時間的情況下，需每次更換耐火磚。
從降低修爐成本考慮，決定選用成本較低的白泡石道二磚，來修築最外壁的爐襯。經過連續幾爐的觀察，每次修爐時只需更換最外壁的一層白泡石道二磚，完全可以保證爐體內壁的高鋁磚不被侵蝕，這樣即保證了沖天爐的正常熔煉，也降低了修爐的工作強度和修爐成本。
3 層焦和層石灰石的選定
底焦按工藝要求選擇2000mm，然後根據我公司焦炭的特點及以往的經驗，層焦起初設定為120kg，層石灰石設定為30kg。在連續幾個爐次的觀察、檢驗和調整後，最終層焦定為110kg，層石灰石定為25kg，可以滿足熔煉工藝要求，同時大幅度降低爐壁侵蝕程度。
4 熔煉工藝的改革
我公司傳統熔煉工藝規則規定在底焦頂面加入2-3批層石灰石，而且在爐料加滿後需悶爐30～40min後在開風熔煉。在近期的一些關於沖天爐底焦操作技巧中對這兩項規則進行了改革。由於沖天爐熔煉初期，焦炭、爐渣、鐵液、爐壁各處的溫度均不高，如果加入石灰石促使溫度較低的爐渣向下流動，爐渣就很容易凝結在爐缸中；如果爐渣凝結在過橋中，則很可能造成過橋堵塞。
傳統操作工藝認為悶爐可以使金屬爐料充分預熱，提高頭包鐵水的溫度。悶爐階段焦炭處於低溫燃燒狀態，所產生的爐氣溫度不高，爐氣與金屬爐料間的對流換熱動力不大，並不利於金屬爐料從爐氣中獲得熱量。而且大量熔煉實踐證明，是否悶爐、悶爐時間的長短與頭包鐵水的溫度並不存在必然關係。
因此我公司在新爐的熔煉時，取消了在底焦表面加石灰石，直接按配料單逐層加料至滿料，並取消了悶爐時間，加料滿後直接送風熔煉，提高了勞動生產率。
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我公司原5t/h熱風沖天爐，由於工作時間長，每天連續工作10h以上，所以爐膛的侵蝕程度較大，為保證底焦高度的穩定，須經常加入接力焦調整底焦高度。但是接力焦不僅會引起沖天爐底焦高度的較大波動，造成爐況紊亂，而且容易引起燃料浪費。新的10t/h水冷沖天爐，在開爐1.
5h時開啟爐壁冷卻系統，爐壁的侵蝕會大幅度降低，而且由於熔化率的提高，大大減少了熔煉工作時間，因此爐膛內徑的變化不是很明顯。按工藝保持滿料操作，一般情況下取消接力焦。
5 鐵液的調均
新沖天爐加料系統採用電腦控制的自動補償，可以保證每5批料的質量誤差在0.5%以下，但是每批料的誤差是在所難免的。曾經某單位進行精度控制情況下的加料資料及分析表明，單批料的含碳量絕對值波動範圍為0.
3%，兩批料平均後含碳量絕對值波動範圍為0.2%，而五批料平均後含碳量絕對值的波動範圍下降到0.07%。
由此可以看出，在計量精度、爐料成份、爐料塊度不變的情況下，只要能做到5批料及以上的調均，鐵液成份的波動將下降到可接受的範圍。原沖天爐的層鐵料500kg，現在為1000kg，因此在一般情況下都將鐵水6批調均，即每次出鐵約為6噸鐵水。
[2]6 沖天爐的除塵
為了響應國家的「節能減排」工作，我公司在新沖天爐的建立時，花巨資引進了布袋除塵系統。它是由抽氣裝置、初步除塵裝置、溫度控制裝置、布袋除塵器、抽風機組成。煙氣由加料口上部抽出，經噴淋塔將爐氣冷卻並初步出去顆粒煙塵，煙氣在經過去水裝置後進入布袋除塵器除去細粒煙塵，潔淨的氣體然後進入抽風機排放至大氣，溫度控制裝置設在去水裝置之後，布袋除塵器之前的煙道上，以控制進入布袋除塵器和抽風機的煙氣溫度。
經過這一系列的技改，保證了我公司沖天爐持續穩定的正常工作，鐵水溫度穩定在1500℃左右，鐵水化學成份波動較小，對鐵水的精煉起到了不可忽視的作用。同時經過除塵後排放的煙氣達到環保部門的要求，對於保護環境和人類健康是非常有意義的，也支援了國家「節能減排」的工作。
[1]張明等.沖天爐底焦操作的一些技巧.中國鑄造裝備與技術，2008[6].[2]梁秋生.沖天爐熔煉控制新思路.全國沖天爐及鑄鐵熔煉研討會**集，2008.2
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