感应炉铁液过热的目的是消除生铁的遗传性，净化铁液，便于除渣。感应炉的最高温度为1600℃左右，不及冲天炉，在使用增碳剂时，难以高度溶解分散，结晶时易形成片块状石墨；铁液的过热时间长达1h，又有电磁搅拌，可作为共晶结晶的外来晶核因溶解反应而大量减少。必须使用洁净无锈的炉料，配料的成分应满足铁液成分的要求，而不能期望通过熔炼达到铁液的成分。通常感应炉原生铁用量在10%左右，超过20%，铸铁的力学性能将难以保证。......
2023-06-24
铁焦比的确定及层铁量初选的介绍
【摘要】：表2-52 每100kg金属炉料的焦炭用量初选值范围2.4.4.2 层铁量初选为了减少冲天炉运行底焦高度的波动，应尽量减少层铁量。层铁量可根据冲天炉的熔化率和加料批次，按照下式计算并对计算值进行适当圆整。表2-53 常用冲天炉的层铁量范围2.4.4.3 层焦量的初选层焦量可以按照冲天炉的铁焦比和层铁量初步确定。
2.4.4.1 铁焦比的确定
冲天炉的铁焦比与金属炉料的构成、焦炭的质量、铁液的出炉温度等因素有关。如果炉料中的废钢含量大、炉料锈蚀严重、焦炭质量差、需要的铁液温度高，则应降低铁焦比。
计算冲天炉的铁焦比时，可以按下列经验公式先计算单位碳耗量，然后根据焦炭的固定碳含量将其换算为铁焦比。
C=（T-1300）/A （2-65）
式中 C——单位碳耗量，即100kg金属炉料消耗的碳量（kg）；
T——预期的最高铁液温度（℃）；
A——系数（℃/kg），根据金属炉料构成、焦炭质量在15～20之间选取。
图2-71 预期最高铁液温度与单位碳耗量的关系曲线
按上述公式绘制的预期最高铁液温度与单位碳耗量的关系曲线如图2-71所示。可以使用该曲线图估算冲天炉的单位碳耗量，再根据焦炭的固定炭含量计算铁焦比。例如，某冲天炉预期铁液最高温度为1500℃，按照上述经验公式或者图2-71可以计算出该炉每100kg金属炉料需要的碳在10～13.33kg之间。如果焦炭的固定含碳量为85%，则每100kg金属炉料的焦炭用量为（10～13.33）÷85%=（11.76～15.68）kg，该炉的铁焦比在6.38～8.5。综合考虑该炉的金属炉料构成、焦炭的质量，该炉铁焦比初选值可以先按照6.5试炉，然后根据冲天炉的铁液的实际出炉温度逐步调整铁焦比、确定该炉实际铁焦比。
应注意的是，即使相同的炉料及铁液出炉温度要求，不同的炉子、不同的熔炼操作水平铁焦比也不尽相同。应根据实际情况摸索确定。
由经验公式计算得到的单位碳耗量对应于每100kg金属炉料的焦炭用量，见表2-52。
表2-52 每100kg金属炉料的焦炭用量初选值范围
2.4.4.2 层铁量初选
为了减少冲天炉运行底焦高度的波动，应尽量减少层铁量。层铁量可根据冲天炉的熔化率和加料批次，按照下式计算并对计算值进行适当圆整。
G铁=1000Q/k （2-66）
式中 G铁——层铁量（kg/批）；
Q——冲天炉的熔化率（t/h）；
k——每小时加料批数（批）。
根据焦炭块度、加料方式与加料机的性能选取每小时加料批数。在铁焦比一定的条件下，如果焦炭块度大，层铁量过小则层焦量小，可能造成相邻批次炉料的混杂，因此需要增加层铁量，减少每小时加料批数。确定每小时加料批数时，需要考虑加料方式与加料机的性能。金属炉料与焦炭应分别加料，由于加料机的加料循环数一般在28次/h左右，因此k值一般取10～14。
按照上述计算式得到的层铁量范围见表2-53，供初选层铁量参考。在相邻批次炉料不发生混杂及加料机性能允许的情况下，应该尽量提高每小时加料批数，减少层铁量。
表2-53 常用冲天炉的层铁量范围
2.4.4.3 层焦量的初选
层焦量可以按照冲天炉的铁焦比和层铁量初步确定。例如某冲天炉的铁焦比确定为7.5，层铁量确定为420kg，则初选层焦量为420/7.5=56kg。
2.4.4.4 层焦厚度与层焦、层铁量
层焦除了补充底焦消耗外，还有隔离相邻批次层铁的作用，因此按照上述方法初选层焦量后，还需要按照下式计算层焦厚度
h焦=4000G焦/γπd （2-67）
式中 h焦——层焦厚度（mm）；
G焦——层焦量（kg）；
d——炉膛直径（m）；
γ——焦炭堆积密度（kg/m3），焦炭堆积密度γ在450～500之间。
冲天炉的层焦厚度一般可以在100～200mm选取。冲天炉的层焦厚度不应小于焦炭块度，保证焦炭层铺满整个炉膛。如果按式（2-42）计算所得的层焦厚度过大，说明层焦初选值过大，应适当减少层焦量，同时按照铁焦比减少层铁量；如果计算所得的层焦厚度过小，不能起到隔离层铁的效果，则需要增加层焦、层铁量。
散装焦炭在运输过程中，由于装卸中不可避免的冲击作用，部分焦炭被粉碎成为小块甚至成为焦末，因此入炉前焦炭应经过筛选，剔除块度小于40mm的碎焦与焦末，40mm以上的焦炭按块度分级使用。大块焦炭作底焦、小块焦炭用于层焦。
如果焦炭在运输或者储存过程中受到雨雪影响、水分含量超过4%，应该经过自然晾干或烘干后再入炉使用。水分过高的焦炭用自动称量仪器计量时，常引起入炉焦炭量不足。
使用地方土焦时，大块焦炭需要使用尖头或扁头锤子、凿子破碎，尽量减少破碎过程中形成的碎焦量，并剔除未烧透的生焦。
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