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绪论1

第1篇　冲天炉熔炼基础第1章　概论5

1.1　冲天炉及其选用5

1.1.1　冲天炉的组成5

1.1.2　类型及其适用性6

1.1.3　冲天炉选用原则6

1.2　冲天炉熔炼过程及其要求8

1.2.1　熔炼作业过程8

1.2.2　熔炼作业的基本要求9

1.2.3　熔炼工序操作要点9

1.3　冲天炉术语与熔炼指标10

第2章　基础理论12

2.1　底焦燃烧12

2.1.1　焦炭厚层燃烧过程12

2.1.2　碳的燃烧反应12

2.1.3　焦炭在空气中的燃烧14

2.1.4　影响焦炭燃烧与炉气温度的因素16

2.1.5　送风死区与附壁效应16

2.2　冲天炉内的热交换17

2.2.1　冲天炉内热交换的特点17

2.2.2　炉内各区段热交换概况17

2.2.3　影响炉内热交换的因素18

2.3　冲天炉的炉渣18

2.3.1　炉渣量及其成分18

2.3.2　炉渣的流动性19

2.3.3　炉渣的碱度19

2.4　铁液成分的变化19

2.4.1　元素烧损率19

2.4.2　铁的氧化与还原20

2.4.3　铁液含碳量的变化21

2.4.4　硅锰含量变化与影响元素烧损的因素22

2.4.5　铁液含硫量的变化23

2.4.6　铁液含磷量的变化24

第3章　熔炼控制与检测25

3.1　熔炼参数及其选择25

3.1.1　装炉底焦高度25

3.1.2　层铁量与层焦量26

3.1.3　层熔剂量27

3.1.4　入炉风量及风压27

3.2　熔炼规律及熔炼控制27

3.2.1　熔炼参数的基本规律27

3.2.2　运行底焦高度的控制28

3.3　熔炼的十项控制30

3.3.1　炉料熔化顺序30

3.3.2　熔化率调控30

3.3.3　前炉出铁时间控制30

3.3.4　出渣时间控制31

3.3.5　铁液温度的控制31

3.3.6　交界铁液的控制32

3.3.7　浇注铁液量的估算与控制32

3.3.8　浇注温度的控制32

3.3.9　铁液成分控制33

3.3.10　计划停风的控制33

3.4　熔炼参数检测34

3.4.1　料位检测34

3.4.2　压力测量34

3.4.3　风量测量37

3.4.4　温度检测37

3.4.5　炉气成分检测39

3.4.6　炉渣成分的分析40

3.5　铁液成分的炉前分析41

3.5.1　铸铁热分析仪41

3.5.2　真空光电直读光谱仪41

第2篇　现代冲天炉及操作第4章　两排大排距普通冲天炉43

4.1　两排大排距普通冲天炉的结构43

4.1.1　底焦燃烧特性43

4.12　风口分配比43

4.1.3　两排大排距冷风冲天炉结构参数43

4.2　炉衬修砌45

4.2.1　炉衬工作环境及材料45

4.2.2　炉衬施工46

4.2.3　炉衬烘烤48

4.3　炉况观察与故障处理48

4.3.1　炉况观察与判断处理48

4.3.2　冲天炉的故障及其排除51

第5章　水冷长炉龄冲天炉59

5.1　炉衬侵蚀59

5.1.1　炉衬侵蚀机理59

5.1.2　炉衬侵蚀导致的问题59

5.2　水冷冲天炉的工作原理60

5.3　炉壁淋浴冷却装置61

5.4　插入式水冷风口62

5.4.1　水冷风口的结构62

5.4.2　影响水冷风口寿命的因素63

5.5　连续出铁与出渣装置64

5.5.1　连续出铁与出渣装置的结构64

5.5.2　连续出铁与出渣装置的对比65

5.6　水冷冲天炉的其他结构65

5.6.1　水冷冲天炉炉缸65

5.6.2　风箱65

5.6.3　风口供风支管65

5.7　其他水冷冲天炉65

5.7.1　两排水冷风口的水冷冲天炉65

5.7.2　无插入式风口的水冷冲天炉66

5.8　冷却水及其控制67

5.8.1　循环冷却水67

5.8.2　冷却水系统69

5.9　水冷冲天炉的炉衬及其修砌70

5.9.1　水冷冲天炉用耐火材料70

5.9.2　炉龄与炉衬方案70

5.9.3　炉衬修砌实例72

5.9.4　水冷冲天炉的修炉与烘炉73

5.10　水冷冲天炉故障处理75

第6章　热风及炉顶热风冲天炉79

6.1　热风冲天炉的类型及优越性79

6.1.1　热风冲天炉的类型79

6.1.2　热风冲天炉的优越性79

6.2　炉气的化学潜热与热风82

6.2.1　干燥空气的热容量82

6.2.2　炉气的化学潜热与热风83

6.3　炉顶热风冲天炉84

6.3.1　结构简介84

6.3.2　炉顶热风冲天炉的特点86

6.3.3　炉顶热风换热器86

6.3.4　换热器的损坏及其预防88

6.3.5　换热器的器壁材料89

6.4　热风温度及控制要点89

6.4.1　风温及其影响因素89

6.4.2　热风系统的控制要点89

第7章　炉外热风水冷冲天炉91

7.1　一氧化碳燃烧热与余热回收路线91

7.1.1　燃烧热与燃烧温度的关系91

7.1.2　炉气余热回收路线93

7.2　炉外热风水冷冲天炉93

7.2.1　系统典型例93

7.2.2　炉气接口的结构95

7.2.3　热风单元95

7.3　操作要点98

第8章　天然气冲天炉99

8.1　天然气冲天炉的优越性和局限性99

8.2　天然气及其燃烧100

8.2.1　天然气100

8.2.2　天然气的燃烧100

8.3　热交换与冶金反应101

8.4　天然气冲天炉的结构102

8.4.1　天然气冲天炉的类型102

8.4.2　天然气冲天炉的结构与其他103

8.5　天然气冲天炉的熔炼105

8.5.1　提高铁液温度的措施105

8.5.2　熔炼作业105

第3篇　配套设备与炉辅料第9章　供风系统设备107

9.1　鼓风机107

9.1.1　鼓风机的类型与选用107

9.1.2　鼓风机简介108

9.1.3　风机参数选择与换算111

9.1.4　鼓风机的故障及其处理112

9.1.5　风机的变频调速113

9.2　送风管道与阀门115

9.2.1　送风管道115

9.2.2　风量控制阀116

9.3　加氧送风117

9.3.1　加氧送风的优越性117

9.3.2　加氧送风方式118

9.3.3　氧气供应系统120

9.4　冲天炉的脱湿送风120

9.4.1　空气湿度及其对冲天炉的影响120

9.4.2　脱湿送风装置的工作原理122

第10章　加配料及冲天炉自动化124

10.1　加料机124

10.1.1　加料机的类型及选用124

10.1.2　爬式加料机125

10.1.3　翻斗加料机128

10.1.4　单轨加料机128

10.2　配料设备130

10.2.1　配料设备的类型130

10.2.2　电磁配铁秤131

10.3　铁料翻斗、焦石称量装置132

10.3.1　铁料翻斗132

10.3.2　焦石称量装置134

10.4　冲天炉自动控制系统135

10.4.1 自动控制系统的类型135

10.4.2　冲天炉集散控制系统135

第11章　浇包与回转前炉137

11.1　浇包及其搪衬137

11.1.1　常见浇包的类型与结构137

11.1.2　浇包搪衬139

11.1.3　包衬烘烤141

11.2　回转前炉141

11.2.1　小型回转前炉141

11.2.2　托辊式回转前炉141

第12章　焦炭、金属炉料与辅料144

12.1　焦炭144

12.1.1　焦炭的性能指标144

12.1.2　焦炭的质量标准145

12.1.3　焦炭的性能对比与型焦146

12.1.4　我国主要产地焦炭的性能147

12.2　金属炉料148

12.2.1　生铁的质量标准148

12.2.2　常用铸造铁合金149

12.2.3　常用金属156

12.2.4　回炉金属160

12.2.5　主要金属炉料的选用162

12.3　熔剂与聚渣剂163

12.3.1　常用熔剂163

12.3.2　聚渣剂165

第13章　耐火材料166

13.1　耐火材料概论166

13.1.1　耐火材料常用术语166

13.1.2　常见成分和原料的熔点166

13.1.3　耐火材料的分类167

13.2　耐火砖168

13.2.1　技术条件与标准168

13.2.2　常用耐火砖的形状尺寸171

13.3　不定形耐火材料171

13.3.1　不定形耐火材料的分类171

13.3.2　不定形耐火材料的性能参数172

13.4　隔热材料174

13.4.1　隔热材料分类174

13.4.2　常用隔热制品的性能175

13.5　冲天炉与浇包耐火材料的选用178

第4篇　除尘、成本、节能与安全生产第14章　冲天炉的炉气除尘180

14.1　炉气污染及治理要求180

14.1.1　冲天炉的炉气污染180

14.1.2　冲天炉烟尘治理要求181

14.2　冲天炉除尘器182

14.2.1　冲天炉除尘器基本类型182

14.2.2　冲天炉除尘器的工作原理、特性与选用183

14.2.3　袋式除尘器188

14.3　冲天炉除尘系统192

14.3.1　冲天炉除尘系统要素与类型192

14.3.2　冲天炉除尘系统风量193

14.3.3　炉气冷却器196

14.4　冲天炉除尘系统例197

第15章　成本、节能与安全生产201

15.1　铁液成本及其控制201

15.2　冲天炉节能202

15.2.1　熔化方式及其能源利用率202

15.2.2　冲天炉节能途径203

15.2.3　提高焦炭热能利用率的措施203

15.3　安全生产204

15.3.1　安全装置与个人防护204

15.3.2 冲天炉伤害事故及其预防205

15.3.3　冲天炉安全作业规程207

第5篇　铸铁熔制概要第16章　铸铁化学成分208

16.1　铸铁及其分类208

16.2　铸铁的相图209

16.2.1　Fe-C与Fe-Fe3C双重相图209

16.2.2　Fe-C-Si准二元相图210

16.2.3　常见元素对Fe-C相图临界点的影响211

16.2.4　铸铁中的各相组织及其性能213

16.2.5　碳当量与共晶度214

16.3　成分对铸铁结晶及组织的影响214

16.3.1　各元素在铸铁中的状态与分布215

16.3.2　化学成分对石墨化的影响215

16.3.3　化学成分对金属基体组织的影响216

16.3.4　几个常用合金元素的具体作用216

16.3.5　常见微量元素的影响217

16.4　灰铸铁的牌号及化学成分218

16.4.1　灰铸铁牌号218

16.4.2　灰铸铁的化学成分218

16.5　球墨铸铁牌号及化学成分221

16.5.1　球墨铸铁牌号221

16.5.2　球墨铸铁的化学成分223

16.6　蠕墨铸铁牌号与化学成分226

16.6.1　蠕墨铸铁牌号226

16.6.2　蠕墨铸铁化学成分227

16.7　可锻铸铁牌号与化学成分228

16.7.1　可锻铸铁的牌号228

16.7.2　化学成分的选择229

16.8　特种铸铁的成分231

16.8.1　特种铸铁的成分及性能231

16.8.2　合金添加及其回收率235

第17章　铸铁的熔炼237

17.1　金属炉料的选配237

17.1.1　配料的原则237

17.1.2　金属炉料的管理与使用238

17.1.3　各种铸铁金属炉料的选配239

17.1.4　金属炉料的配料计算242

17.2　灰铸铁的冶金指标与铁液质量控制244

17.2.1　灰铸铁的冶金质量指标244

17.2.2　灰铸铁液的质量控制245

17.3　高碳、低硫及高温铁液的熔炼248

17.3.1　熔炉的选择248

17.3.2　熔炼要点249

17.4　低碳高温铁液的熔炼249

17.4.1　熔炉的选择249

17.4.2　熔炼要点250

17.5　冲天炉—电炉双联熔炼251

17.5.1　双联熔炼的优越性251

17.5.2　双联电炉的冶金特点252

17.5.3　冲天炉—电炉双联熔炼类型252

17.5.4　双联电炉的选配253

17.5.5　双联用中频电炉的技术参数254

第18章　铁液的炉前处理256

18.1　铁液脱硫、增碳与增硫256

18.1.1　铁液炉外脱硫256

18.1.2　铁液增碳与增硫260

18.2　灰铸铁的孕育处理261

18.2.1　孕育的目的和作用261

18.2.2　孕育剂的成分及选用262

18.2.3　常见孕育方法264

18.2.4　孕育剂的加入量与其他265

18.3　球墨铸铁的铁液处理265

18.3.1　球化剂及其加入量266

18.3.2　球化处理工艺267

18.3.3　球铁液的预处理270

18.3.4　球铁孕育剂及孕育方法271

18.3.5　球铁常见缺陷及其预防272

18.4　蠕墨铸铁的铁液处理273

18.4.1　蠕化剂及加入量273

18.4.2　蠕化与孕育处理274

18.4.3　蠕铁的常见缺陷及其预防补救274

18.5　可锻铸铁的孕育处理275

18.5.1　孕育剂及作用275

18.5.2　孕育处理要点276

18.5.3　可锻铸铁常见缺陷及其预防277

附录278

参考文献284