[其他]沖天爐高增碳強還原溶化鑄鐵工藝

無效

• 申請號: 86102674
• 申請日: 1986-04-17
• 公開（公告）號: CN86102674B
• 公開（公告）日: 1988-01-13
• 發明（設計）人: 隋學禮;李澤春;閻群山;毛克洪;魏希海
• 申請（專利權）人: 青島市第一鑄造廠;山東省青島市機械工業局
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;F27B1/00
• 代理公司: 青島市專利服務中心
• 代理人: 管馳步

本發明屬于機械制造工程中鑄造生產的沖天爐熔化鑄鐵工藝。

在機械制造工程的鑄件產量中，灰鑄鐵件約為65%以上，而其灰鑄鐵件的70～95%是用沖天爐熔化生產的。以我國水平計，1985年全國灰鑄鐵件產量約為670萬噸。目前，沖天爐生產一般灰鑄鐵用金屬料配比通常是：原生鐵30～60%、廢機鐵和回料鐵20～50%、廢鋼5～30%，外加少量硅鐵和錳鐵。因此大量廉價廢鋼在灰鑄鐵件生產中用量很少，至于鑄鐵屑的用量則更少，一部分需花費人力、物力、財力和能源回收回高爐或電爐重新熔煉，一部分則白白浪費掉，形成了機械制造業中的惡性循環。

目前，沖天爐不能大量使用廢鋼生產一般灰鑄鐵的原因是：現有沖天爐熔煉工藝中無高增碳效能，限制了廢鋼用量。為解決這個問題，當前的作法有：一種是改造爐型提高熔化帶位置，期望達到高增碳目的，實踐結果是加大焦炭消耗量，也不易得到含碳量較高的鐵水，一種是采用高溫鼓風，將風溫由常溫提高到500℃～700℃鼓入爐中，使爐內發生較明顯的增碳，熔化一般灰鑄鐵時，配料中的廢鋼用量可達40～50%，但這套高溫加熱和熱交換裝置費用昂貴，對廣大的中小型沖天爐不適應。

在沖天爐利用鑄鐵屑生產一般灰鑄鐵通常的作法是：將鑄鐵屑加上適量的木屑或硅鐵粉、石墨粉，或加粘結劑，如水玻璃、水泥等，或不加任何材料，壓結成塊，加入爐內熔化。上述幾種方法的配料中鑄鐵屑加入量一般只能在10%之內。即便如此，熔化后的結果是：爐內發生較嚴重的氧化，熔渣中的氧化亞鐵含量高達7～8%，甚至10%以上，在惡化溶渣的同時，也使鐵水嚴重的污染惡化，澆注鑄件后，廢品率大增。目前，人們無法克服用鑄鐵屑后帶來的惡性結果，所以只有極少單位在配料中小心翼翼的加入7～8%的鑄鐵屑熔化灰鑄鐵，多數單位不使用鑄鐵屑。其因主要是現有沖天爐熔煉工藝中沒有強還原反應來消除熔化中的氧化危害。

綜上所述，沖天爐熔化一般灰鑄鐵配料中，通常廢鋼為HT150在0～10%、HT200在10～20%、HT250在15～30%之間，鑄鐵屑幾乎沒人使用。

本發明的目的是要提供一種改進了的具有高增碳強還原的沖天爐熔化工藝。所提供的這種工藝，能在現有沖天爐基礎上，不增加設備和燃料消耗，制造一種高增碳強還原的冶金反應，它不但能有效的大量使用廢鋼和鑄鐵屑熔化出合格的低牌號一般灰鑄鐵鐵水，而且能在灰鑄鐵常規熔化出合格的低牌號一般灰鑄鐵鐵水，而且能在灰鑄鐵常規熔化中還原爐渣，凈化鐵水，減少合金元素燒損，提高鐵水質量和金屬收得率。

本發明是這樣實現的：根據在高溫作用下，固體碳在與鐵液、渣液接觸時，鐵液發生增碳，鐵液、渣液中的氧化物發生還原的高溫物理化學反應原理。

增碳反應：Fe液+

還原反應：FeO渣液+

FeO鐵液+

SiO_２渣液+

MnO渣液+

具體措施是：在現有沖天爐基礎上，其一是加深爐缸。從過橋孔底水平線向爐底方向加深。本措施的目的主要是增碳，其次是還原。其二是在前爐中加入碳素材料，如焦炭、炭棒、碳化硅等。本措施的目的是把前爐由單純存放鐵液、渣液的儲存器，變成具有強還原和一定增碳功能的二次冶金反應爐，主要是還原，其次是增碳。當沖天爐用大量廢鋼或鑄鐵屑配料熔化一般灰鑄鐵鐵水時，使鐵液、渣液流經爐缸的路程和時間變長，增加了底焦中的高溫固體碳與鐵液、渣液接觸的面積和時間，加強了碳向鐵水中滲透擴散的能力，使鐵液增碳和增加了碳還原鐵液、渣液氧化物的機會。特別是向下加深爐缸，進一步削弱了鐵液、渣液在爐缸中的氧化氣氛，增強了還原反應，部分氧化物得到一定還原，當從爐缸出來的鐵液、渣液經過橋流入前爐時，其鐵液、渣液又與大量熾熱的碳素材料相接觸，由于前爐缺氧和碳素材料的存在，前爐內具有強烈的還原氣氛，此刻碳素材料中的碳在高溫作用下一方面與渣液、鐵液中的FeO、MnO、SiO_２等氧化物發生還原反應，使被氧化了的Fe、Mn、Si等元素多數還原回鐵水中;另一方面，碳素材料中的固體碳，繼續向鐵水中滲透擴散，完成了鐵液、渣液進到前爐中的二次還原增碳冶煉。從而實現了熔化過程中的高增碳強還原反應，在沖天爐中成功的用40～70%的大量廢鋼，或40～100%的大量鑄鐵屑配料，熔化出一般灰鑄鐵鐵水。