1.概述

近幾年新建(jian)鑄造(zao)廠(chang)不(bu)斷(duan)增加，不(bu)少(shao)企業為(wei)上沖天爐(lu)熔煉(lian)還是上中頻電(dian)(dian)爐(lu)熔煉(lian)方(fang)(fang)案為(wei)難。采用(yong)沖天爐(lu)和(he)中頻電(dian)(dian)爐(lu)熔煉(lian)那種方(fang)(fang)式更好，從以(yi)下幾點(dian)出發分析，工藝(yi)、材質、投資、環保(bao)、可持(chi)續發展等方(fang)(fang)面(mian)做(zuo)以(yi)區別。

鐵(tie)水(shui)的內在(zai)質量要保證鑄(zhu)(zhu)件(jian)的使(shi)用性能和可(ke)靠性，故(gu)鐵(tie)水(shui)的熔煉(lian)質量是鑄(zhu)(zhu)造生產過程的關(guan)鍵(jian)環節(jie)。

全球都(dou)在關注環(huan)境保護(hu)(hu)的今(jin)天，隨著社會的發展和進步，對環(huan)境保護(hu)(hu)的意識提高，對環(huan)保的要求也越(yue)來(lai)越(yue)高。選用什么樣(yang)的熔化設備顯得越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要了，為此我們在新建鑄造廠(chang)項目中，，采用沖天爐(lu)和中頻電爐(lu)熔煉那種(zhong)方式更(geng)好。

2、沖天爐與(yu)感應(ying)電爐熔(rong)煉的(de)各自特(te)點

2.1、沖天(tian)爐熔煉的特點(dian)

2.1.1、沖天爐熔煉的優點(dian)：

1）沖(chong)天(tian)爐(lu)是較普遍(bian)應(ying)用的(de)鑄鐵(tie)熔(rong)(rong)煉設(she)(she)(she)備，它用焦炭做(zuo)燃(ran)料。焦炭燃(ran)燒(shao)產生的(de)熱量直接(jie)用來熔(rong)(rong)化爐(lu)料和提高(gao)鐵(tie)液(ye)溫度，在(zai)能源消耗方(fang)面比電弧(hu)爐(lu)和其他熔(rong)(rong)爐(lu)節(jie)省，而且設(she)(she)(she)備比較簡單，大(da)(da)小工(gong)廠皆(jie)可采用。20世紀70年(nian)代后，沖(chong)天(tian)爐(lu)設(she)(she)(she)備的(de)改造取得重大(da)(da)的(de)突破性進展，沖(chong)天(tian)爐(lu)的(de)計算機(ji)輔助操作使沖(chong)天(tian)爐(lu)達到完全自動化生產，保持高(gao)效率(lv)，又能滿(man)足(zu)環(huan)保的(de)要求。因此至今為止(zhi)，世紀各國(guo)仍采用沖(chong)天(tian)爐(lu)作為主(zhu)要的(de)熔(rong)(rong)煉設(she)(she)(she)備，與感應(ying)電爐(lu)雙聯，提高(gao)總的(de)熱效率(lv)，調(diao)整和均勻鐵(tie)液(ye)的(de)化學成分，適應(ying)大(da)(da)量生產。

2）可(ke)連續出鐵液。大型(xing)水(shui)冷無爐(lu)襯長爐(lu)齡沖天爐(lu)，可(ke)以(yi)連續工(gong)作300小時。

3）設(she)備(bei)費用低。沖天爐設(she)備(bei)費用低，但要實現出煙除塵(chen)，是廢氣凈化(hua)能(neng)滿足環保要求，除塵(chen)設(she)備(bei)是沖天爐設(she)備(bei)的(de)5倍以上。

2.1.2、沖天爐(lu)熔煉缺點：

1）熔(rong)煉過程中排放大量的灰塵和(he)廢氣，易造(zao)成環境污染。

2）在沖(chong)天爐熔煉過程中(zhong)，由于鐵液直接與焦(jiao)炭(tan)接觸，故會發(fa)生鐵液增(zeng)碳和增(zeng)硫(liu)的(de)過程。鐵液吸收(shou)來自焦(jiao)炭(tan)的(de)硫(liu)，對生產球墨(mo)鑄鐵不利；沖(chong)天爐內(nei)爐料溶化后，硫(liu)的(de)質量分數往往增(zeng)加(jia)50%～100%，焦(jiao)炭(tan)中(zhong)的(de)硫(liu)進入鐵液。

A:焦炭中一部(bu)分S轉化(hua)成SO2被鐵(tie)液和鐵(tie)料吸收。

B:鐵(tie)液和焦(jiao)炭接觸，焦(jiao)炭中的硫直接熔于鐵(tie)液中。

3）鐵液的化(hua)學成分和(he)溫(wen)度波動較(jiao)大(da)。沖天爐(lu)內爐(lu)氣中(zhong)O2和(he)CO2含量越(yue)(yue)多，氧化(hua)作用越(yue)(yue)強，合(he)金元素的燒(shao)損越(yue)(yue)嚴重(zhong)。

沖天爐熔煉(lian)時錳(meng)的(de)燒損為15%～25%.

4）由于(yu)增加焦炭(tan)、大(da)量爐渣，運輸量增加較(jiao)大(da)。

2.2電爐熔煉特點

2.2.1、中(zhong)頻電爐熔煉優點

1）適合于各種批量和規模(mo)的生產(chan)需(xu)要(yao)。

2）占地面積少。

3）由于感(gan)應爐熔煉時產(chan)生電磁(ci)攪(jiao)拌現象，使得鐵(tie)液的溫度(du)成分都(dou)均勻。

4）鐵水氧化的易(yi)控制，元(yuan)素燒損少；

①電爐熔煉時錳的燒損為(wei)5%。

②碳(tan)含(han)量的(de)變(bian)化，當鐵(tie)液溫度(du)超(chao)過C-Si-O的(de)平衡臨界溫度(du)時，爐襯中的(de)Si02被鐵(tie)水中的(de)碳(tan)還(huan)原，使鐵(tie)液脫碳(tan)增硅。

5）能控(kong)制化學(xue)成(cheng)分的波動范圍(wei)，化學(xue)成(cheng)分能夠(gou)準確地達(da)到規(gui)定要求；

6）硫含量易控制。

3、如果(guo)考慮環保(bao)費用(yong)等因素，兩(liang)種熔煉方式的(de)運行成本(ben)相比，電(dian)爐(lu)熔化比沖天(tian)爐(lu)熔化便宜的(de)多。

4、環保分析

環境保護已成為我國的基本國策。

沖(chong)(chong)天爐(lu)(lu)熔(rong)化是生鐵與焦炭、石(shi)灰石(shi)等(deng)直接接觸，通過焦炭燃(ran)燒產(chan)生的熱(re)能將(jiang)生鐵熔(rong)化，熔(rong)煉過程(cheng)中會產(chan)生大量的CO、CO2、S02氣(qi)(qi)體(ti)和粉塵(chen)，如(ru)果直接排放(fang)，將(jiang)造(zao)成(cheng)大氣(qi)(qi)的嚴(yan)重(zhong)污染。同時(shi)，為(wei)了爐(lu)(lu)渣粒(li)化，通常(chang)還(huan)會有廢水排放(fang)，隨著人(ren)類環(huan)(huan)(huan)保意識的逐漸增強和環(huan)(huan)(huan)保法律的不斷健(jian)全，要滿足達標(biao)排放(fang)，必須設置昂貴的冷卻及除塵(chen)裝(zhuang)置，處(chu)理后的廢氣(qi)(qi)濃(nong)度可(ke)控制在50mg/m3以下。另外(wai)，由于沖(chong)(chong)天爐(lu)(lu)結構的特(te)點，打(da)爐(lu)(lu)后的一(yi)段時(shi)間內，加料口處(chu)溫(wen)度通常(chang)可(ke)達800～900℃，影(ying)響操作環(huan)(huan)(huan)境和建筑安全，沖(chong)(chong)天爐(lu)(lu)的過熱(re)效率比較(jiao)低(di)。

沖(chong)天爐高溫粉塵(chen)等(deng)對大(da)氣、周圍環境、工人的污(wu)染和侵害(hai)是比較嚴(yan)重，影響工人身體健康。

據報(bao)道，從2000年(nian)至(zhi)今，因為環(huan)保問題的原因，我國僅山西省先后(hou)有超過1100家(jia)焦炭生產廠(chang)家(jia)關閉停產，隨(sui)著(zhu)我國對(dui)環(huan)保要(yao)求越來(lai)越嚴(yan)，關閉數量還在不斷增加，這必(bi)將(jiang)造成焦炭市(shi)場緊(jin)張，那么對(dui)鑄造生產廠(chang)家(jia)造成更大的壓力。

對(dui)于單一中頻(pin)感應爐(lu)熔煉，由于爐(lu)料中不(bu)(bu)含焦炭、石灰(hui)石，同時加料后爐(lu)料不(bu)(bu)再(zai)受外界沖擊，因此，粉塵(chen)很少，配備除塵(chen)系(xi)統(tong)后，排放標準可(ke)達10mg/m3以(yi)下(xia)，及無需要(yao)爐(lu)渣處理，所以(yi)環(huan)保(bao)(bao)設備的(de)投入大(da)大(da)減少，有利于環(huan)境保(bao)(bao)護。同時也減少了操作管理及日常(chang)的(de)維護保(bao)(bao)養(yang)工(gong)作量。

5、材料品質分析

5.1、沖天爐

1）沖(chong)天爐出來的(de)鐵水成分(fen)無法調節，溫(wen)度(du)難控制，澆鑄成的(de)鑄件質量(liang)(liang)差(cha)，成品率低，化(hua)學成分(fen)波(bo)(bo)動范圍難以控制。在一般有爐襯熱風沖(chong)天爐中，隨著熔煉時(shi)間(jian)的(de)延(yan)長，爐襯的(de)燒損(sun)，路徑將不(bu)斷(duan)地擴大，如補焦不(bu)及時(shi)，量(liang)(liang)不(bu)準(zhun)確，將造成底焦頂面波(bo)(bo)動增大，不(bu)僅溫(wen)度(du)降低，鐵水氧(yang)化(hua)燒損(sun)增加(jia)，同(tong)時(shi)增大了(le)化(hua)學成分(fen)的(de)波(bo)(bo)動范圍，要控制碳、硅的(de)波(bo)(bo)動是比(bi)較困難的(de)。

2）鐵(tie)水(shui)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)氣(qi)孔的(de)(de)產生(sheng)：沖(chong)天爐出來的(de)(de)鐵(tie)水(shui)中的(de)(de)硅、錳(meng)元素的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)燒損(sun)是通過爐氣(qi)中的(de)(de)氧(yang)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳吸附于鐵(tie)滴表面后融(rong)入鐵(tie)水(shui)中的(de)(de)，此時溶解氧(yang)為(wei)原子態。沖(chong)天爐中的(de)(de)溶解氧(yang)，一(yi)(yi)部(bu)分(fen)與鐵(tie)水(shui)中硅、錳(meng)反應生(sheng)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)夾雜，一(yi)(yi)部(bu)分(fen)溶解氧(yang)在石墨(mo)表面吸附，氧(yang)化(hua)(hua)石墨(mo)生(sheng)成(cheng)一(yi)(yi)氧(yang)化(hua)(hua)碳氣(qi)。

3）鐵水硫含量的(de)控(kong)制：在沖天(tian)爐熔煉過程中，焦炭中的(de)硫將(jiang)有60%進入(ru)鐵水中。

5.2感應電爐

1）感應電爐熔煉(lian)鑄鐵，鐵水(shui)溫度可升到1600℃，在該溫度下，鐵水(shui)氧化物夾雜、氣(qi)孔較低，可抑制(zhi)增硫(liu)，消除(chu)石(shi)墨遺傳性，能(neng)夠穩(wen)定(ding)化學成分。

2）感應電爐(lu)熔煉鑄鐵元(yuan)素燒損(sun)低(di)，鐵水中的硅、錳元(yuan)素的氧化損(sun)燒大大低(di)于沖天爐(lu)熔煉。