[其他]冲天炉高增碳强还原溶化铸铁工艺

说明书

一种冲天炉熔化祷铁工艺。其特点是在原冲天炉炉内部位改变一定尺寸、添加一种物质，造成炉内高增碳强还原冶金反应，达到增碳、还原炉渣、净化铁水的目的。本发明可在常规冲天炉中，不改造、不增加设备和燃料消耗，用废钢４０～７０％或铸铁屑４０～１００％的配料，熔化出优质一般灰铸铁铁水，还能有效地消除铁水中的氧化物和气体，减少合金元素烧损，提高金属收得率和铸件质量。工艺简单易行，降低成本显著，可广泛应用于铸造生产中。

本发明属于机械制造工程中铸造生产的冲天炉熔化铸铁工艺。

在机械制造工程的铸件产量中，灰铸铁件约为65%以上，而其灰铸铁件的70～95%是用冲天炉熔化生产的。以我国水平计，1985年全国灰铸铁件产量约为670万吨。目前，冲天炉生产一般灰铸铁用金属料配比通常是：原生铁30～60%、废机铁和回料铁20～50%、废钢5～30%，外加少量硅铁和锰铁。因此大量廉价废钢在灰铸铁件生产中用量很少，至于铸铁屑的用量则更少，一部分需花费人力、物力、财力和能源回收回高炉或电炉重新熔炼，一部分则白白浪费掉，形成了机械制造业中的恶性循环。

目前，冲天炉不能大量使用废钢生产一般灰铸铁的原因是：现有冲天炉熔炼工艺中无高增碳效能，限制了废钢用量。为解决这个问题，当前的作法有：一种是改造炉型提高熔化带位置，期望达到高增碳目的，实践结果是加大焦炭消耗量，也不易得到含碳量较高的铁水，一种是采用高温鼓风，将风温由常温提高到500℃～700℃鼓入炉中，使炉内发生较明显的增碳，熔化一般灰铸铁时，配料中的废钢用量可达40～50%，但这套高温加热和热交换装置费用昂贵，对广大的中小型冲天炉不适应。

在冲天炉利用铸铁屑生产一般灰铸铁通常的作法是：将铸铁屑加上适量的木屑或硅铁粉、石墨粉，或加粘结剂，如水玻璃、水泥等，或不加任何材料，压结成块，加入炉内熔化。上述几种方法的配料中铸铁屑加入量一般只能在10%之内。即便如此，熔化后的结果是：炉内发生较严重的氧化，熔渣中的氧化亚铁含量高达7～8%，甚至10%以上，在恶化溶渣的同时，也使铁水严重的污染恶化，浇注铸件后，废品率大增。目前，人们无法克服用铸铁屑后带来的恶性结果，所以只有极少单位在配料中小心翼翼的加入7～8%的铸铁屑熔化灰铸铁，多数单位不使用铸铁屑。其因主要是现有冲天炉熔炼工艺中没有强还原反应来消除熔化中的氧化危害。

综上所述，冲天炉熔化一般灰铸铁配料中，通常废钢为HT150在0～10%、HT200在10～20%、HT250在15～30%之间，铸铁屑几乎没人使用。

本发明的目的是要提供一种改进了的具有高增碳强还原的冲天炉熔化工艺。所提供的这种工艺，能在现有冲天炉基础上，不增加设备和燃料消耗，制造一种高增碳强还原的冶金反应，它不但能有效的大量使用废钢和铸铁屑熔化出合格的低牌号一般灰铸铁铁水，而且能在灰铸铁常规熔化出合格的低牌号一般灰铸铁铁水，而且能在灰铸铁常规熔化中还原炉渣，净化铁水，减少合金元素烧损，提高铁水质量和金属收得率。

本发明是这样实现的：根据在高温作用下，固体碳在与铁液、渣液接触时，铁液发生增碳，铁液、渣液中的氧化物发生还原的高温物理化学反应原理。

增碳反应：Fe液+

还原反应：FeO渣液+

FeO铁液+

SiO_２渣液+

MnO渣液+