工业炉
在铸造车间,有熔炼金属的冲天炉感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等下面介绍一下各种炉子的特点及应用。
一、冲天炉
冲天炉,是铸造生产中熔化铸铁的重要设备,将铸铁块熔化成铁水后浇注到砂型中待冷却后开箱而得到铸件。冲天炉是一种竖式圆筒形熔炼炉,分为前炉和后炉。前炉又分为出铁口,出渣口,炉盖前炉缸和过桥。后炉又分为三个部分,顶炉,腰炉和炉缸。腰炉与热风围管分开,修炉之后合上,用泥巴密封。顶炉上是热交换器。主要用于铸铁件生产,也用以配合转炉炼钢,因炉顶开口向上,故称冲天炉。
简介
一种竖式圆筒形熔炼铸铁的铸造设备。主要用于铸铁件生产,也用以配合转炉炼钢,有时还用来化铜,因炉顶开口向上,故称冲天炉。
工作过程
冲天炉的工作过程:先将一定量的装入炉内作为底焦,它的高度一般在一米以上。点火后,将底焦加至规
定高度,从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加
料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应,生成的高温炉气向上流动,对炉料加热,并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中,被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热,这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化,料层逐渐下降。每批炉料熔化后,燃料由外加的层焦补充,使底焦高度基本上保持不变,整个熔化过程连续进行。应用领域:冲天炉主要应用于钢铁、冶金、矿山等行业。
炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物,它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸,并浮在铁水上。
在冲天炉内,同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应 3个重要过程。根据物理、化学反应的不同,冲天炉以燃烧区为核心,自上而下分为:预热带、熔化带、还原带、氧化带和炉缸等 5个区域。由于炉气、焦炭和炉渣的作用,熔化后的金属成分也发生一定的变化。在铸铁的5大元素中,碳和硫一般会增加,硅和锰一般会烧损,磷则变化不大。铁水的最终化学成分,就是金属炉料的原始成分和熔炼过程中成分变化的综合结果。
分类
卡腰冲天炉
国家科技二等将产品,重点推广节能型冲天炉,具有炉温高(14501500),元素烧损少(Mn<13%,Si<8%),焦耗低(1:7~9),能使用劣质焦炭等特点。1970年通过部定型,20年来,经历考验,深得用户好评,为该厂传统产品。
新型二排大间距冲天炉
采用最新设计,符合“三化”标准,操作、维护方便,除烧损略高于卡腰炉外,其余指标与卡腰炉相近,为各地采用最多的炉型。
开过式冲天炉
交风带(熔化段)做成对开式,可以象开一扇窗户一样方便地将炉膛打开进行维修,此项发明获86 20 41 70号专利,第二届全国防大学明展示会《黄鹤发明奖》,具有90年代水平。
高温冲天炉
采用耐热铜高热风炉胆,风温可达300,铁水温度可达1500。
结构形式公以风带部分分为卡腰、大排距二种,其余部分相同。
3吨以下冲天炉以风带,前后炉移动式为主,3吨以上以固定前炉为主。
除尘以干式火花捕集器为主,也可根据用户要求配置湿式除尘器,环保要求高的可配置旋风式除尘器。
种竖式圆筒形熔炼铸铁的铸造设备。主要用于铸铁件生产,也用以配合转炉炼钢,有时还用来化铜,因炉顶开口向上,故称冲天炉。
简史
古代生产铸铁,铁水直接来自炼铁炉。公元10世纪前后,中国宋代已有因移动方便而称为"行炉"的化铁炉。当时行炉不仅被用作化铁设备,而且还用作守城武器。1330年元代陈椿所著《敖波图》描绘了有铸铁盘的化铁炉,称为搀炉,炉身可以倾斜以便出铁。以后又加高炉身成为三节炉,这种炉已脱离了炼铁炉结构,是冲天炉的雏形。17~18世纪,欧洲流行一种用于补锅的小型化铁炉。1794年,英国J.威尔金森仿补锅化铁炉制造了第一座近似现代的冲天炉,并配备了用蒸汽机驱动的鼓风机。20世纪以来,冲天炉结构和熔炼工艺有了很大发展,主要有:①多排风口送风冲天炉,它是为强化灰分高、块度小、强度低的劣质焦炭的燃烧而出现的两排或两排以上的小风口冲天炉,风口总面积只占炉子内截面积的5%左右,风口区炉径缩小,向熔化带逐渐扩大。②双排风口大排距送风冲天炉,它的风口排距比正常大2~3
倍,在500~900毫米之间,每排进风可由单独风箱供给,也可由一个总风箱提供。③冲天炉-电炉双联熔炼,能充分发挥冲天炉优异的熔化能力和电炉良好的过热能力。④提高送风温度,或增加送风中的含氧量。
结构
冲天炉(见彩图)炉身下部坐在底座上,上部侧面开有加料口,底部安有带铰链的门供熔化结束后清炉用。离炉底350~700毫米处有1~2排空气进口,称为风口,沿炉身圆周均匀分布。风口下部是炉缸,开有出铁口和出渣口。从加料口以下至风口为金属炉料的预热带和熔化带。冲天炉圆筒形炉身外壳用钢板制成,钢板壳内壁用耐火材料砌成炉衬。在熔化带周围,由于炉温高,有些场合,这一部分不用耐火材料炉衬,而在炉壳外面设环形水管,向炉壳喷淋冷却水。在中国,有的冲天炉还在炉身外部设置积蓄铁水的固定式前炉,前炉与冲天炉炉缸相连,从前炉中出铁水和排渣。前炉可利用电、油或煤气加热,用以对铁水进行保温或升温。
二、感应炉
感应炉,induction furnace利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉称为感应炉。感应炉采用的交流电源有工频( 50或60赫)、中频(150~10000赫)和高频(高于10000赫)3种。感应炉的主要部件有感应器、炉体、电源、电容和控制系统等。在感应炉中的交变电磁场作用下,物料内部产生涡流从
而达到加热或着融化的效果。在这种交变磁场的搅拌作用下,炉中材质的成分和温度均较均匀,锻造加热温度可达1250℃,熔炼温度可达1650℃。感应炉除能在大气中加热或熔炼外,还能在真空和氩、氖等保护气氛中加热或熔炼,以满足特殊质量的要求。感应炉在透热或熔炼软磁合金、高阻合金、铂族合金、耐热、耐蚀、耐磨合金以及纯金属方面具有突出的优点。感应炉通常分为感应加热炉和熔炼炉。熔炼炉有芯感应炉和无芯感应炉两类。有芯感应炉有铁芯穿过感应器,用工频电源供电,主要用于各种铸铁、黄铜、青铜、锌等金属的熔炼和保温,电效率达90%以上,能利用废炉料,熔炼成本低,最大炉容达270吨。无芯感应炉无铁芯穿过感应器,分为工频感应炉、三倍频感炉、发电机组中频感应炉、可控硅中频感应炉、高频感应炉。感应炉的优点在于损耗原料比其他设备要小很多。感应加热炉包括锻造加热炉,感应调质炉,感应淬火炉。主要用于金属加热和熔炼。特点:
节约特点
●加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本由于中频感应加热的原理为电磁感应,其热量在工件内自身产生,普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作,不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快,所以氧化极少,每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克,其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀,芯表温差极小,所以在锻
坩埚型高频感应炉
造方面还大大的增加了锻模的寿命,锻件表面的粗糙度也小于50um。
环保特点
●工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能感应加热炉与煤炉相比,,工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏,更可达到环保部门的各项指标要求,同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。
精准特点
●加热均匀,芯表温差极小,温控精度高感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀,芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。其它特点铁水温度
中频炉加热装置具有体积小,重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉,是新一代的金属加热设备。
利用感应线圈产生的感应电流加热物料的一种电炉。若加热金属物料,则将其放在耐火材料制作的坩埚中。若加热非金属材料,则将物料放在石墨坩埚中。增加交流电频率时,感应电流频率则相应提高,产生的热量增多。感应电炉加热迅速,温度高,操作控制方便,物料在加热过程中受污染少,能保证产品
质量。主要用于熔炼特种高温材料,也可作为由熔体生长单晶的加热和控制设备。
工频
工频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉。工频感应电炉已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球