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熔炼工艺与控制技术

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：表2-77 铁液花纹与C、Si含量、牌号的对应关系铁液表面花纹观察判断中，应该注意以下问题：①在铁液翻花的全过程中，花纹形状是变化的，前期与后期不同。

2.5.4.1 冲天炉操作要点（表2-70）

表2-70 冲天炉各工序操作要点

2.5.4.2 冲天炉炉况判断

1.风口的观察与判断（表2-71）

表2-71 风口的观察与判断

（续）

2.加料口的观察与判断（见表2-72）

表2-72 加料口的观察与判断

3.风量风压的观察

风量、风压是冲天炉熔炼的主要参数，为了方便风量、风压观察，冲天炉应安装风量、风压测量装置，通过对风量、风压的观测分析判断炉况，见表2-73。

表2-73 风量风压的观察与判断

4.出渣口的观察与判断

开炉初期开渣口操作期间，可以通过渣口判断开炉初期的炉况，见表2-74。

表2-74 出渣口的观察与判断

5.炉渣的观察与判断（见表2-75）

表2-75 炉渣的观察与判断

6.铁液的观察与判断

1）铁液观察与判断的基础。铁液的观察包括铁液温度、氧化程度、成分观察三方面，见表2-76。

表2-76 铁液的观察与判断

2）花纹观察。铁液表面花纹分条状花纹、珠状花纹、叶状花纹、网状花纹四种基本类型。其中条状花纹与珠状花纹最为常见，叶状花纹与网状花纹可视为条状花纹与珠状花纹的中间过渡状态。图2-92所示四种铁液表面花纹属于普通灰铸铁常见的基本花纹，它们之间的形状不同，纹路的宽窄、曲率大小、间距和分布上还有差异。上述几种基本花纹可以合成其他各种花纹。

根据铁液表面花纹，可以按照下列经验判断铁液的化学成分和牌号：

图2-92 四种基本花纹变化示意图

①随着铁液含硅量的增加，花纹的曲率有逐渐增大的趋势，由曲率小的条状花纹，经叶状、网状后形成曲率最大的珠状花纹，如图2-93所示。

图2-93 四种花纹形状示意图

a）条状花纹 b）珠状花纹 c）叶状花纹 d）网状花纹

②随着铁液含碳量的增加，花纹变得更细，如图2-94所示。

图2-94 铁液含硅量对花纹形状影响的示意图

③铁液的花纹与C、Si含量和牌号的大致对应关系见表2-77。

表2-77 铁液花纹与C、Si含量、牌号的对应关系

铁液表面花纹观察判断中，应该注意以下问题：

①在铁液翻花的全过程中，花纹形状是变化的，前期与后期不同。随着温度的降低，向着增碳降硅的花纹形状变化，判断应以前期花纹形状为准。

②注意铁液孕育的影响，在采用硅铁孕育时，孕育后的铁液表面常有浮硅聚集，往往形成偏离原来铁液真实成分的似高硅花纹。

③所观察铁液的容积越大、表面积越大，铁液表面花纹也越大。

④其他元素对花纹形状也有影响。锰增加，将使花纹的曲率变小，花纹变粗；磷高，铁液表面将出现圆球状光斑在滚动闪耀；铝、镁等微量元素的加入将使花纹消失。

⑤严重氧化的铁液表面会被一层很厚的氧化膜所覆盖，看不到花纹。

3）火花观察。在铁液流入浇包时，由于铁液的冲击会有铁液滴飞出，铁液滴直径小到一定程度就会出现火花。其形状有两种，如图2-95所示。在同样冲击条件下，C、Si含量越低，即铁液越“硬”，出现扫帚和雪花状火花也就越多。含C量低时，出现扫帚状火花多；含Si量低时，出现雪花状火花多。

图2-95 铁液的火花特征

a）扫帚状火花 b）雪花状火花

铁液的形态变化非常复杂，很多因素互相影响，要综合各种观察信息才能做出准确判断，必须经过长期反复地实践，才能掌握其规律，达到控制目的。

2.5.4.3 熔炼故障预防和排除

1.常炉衬冲天炉的故障

1）上部与中部棚料（见表2-78）。

表2-78 上部与中部棚料及其排除

（续）

2）下部棚料（见表2-79）。

表2-79 下部棚料及其排除

3）落生（见表2-80）。

表2-80 落生及其排除

4）过桥阻塞（见表2-81）。

表2-81 过桥阻塞及其排除

5）出铁口堵塞（见表2-82）。

表2-82 出铁口堵塞及其排除

（续）

6）漏炉跑火（见表2-83）。

表2-83 漏炉跑火及其排除

7）出铁口跑火（见表2-84）。

表2-84 出铁口跑火及其排除

（续）

8）炉壳发红（见表2-85）。

表2-85 炉壳发红及其排除

9）发渣（见表2-86）。

表2-86 发渣及其排除

（续）

10）冲天炉爆炸（见表2-87）。

表2-87 冲天炉爆炸及其预防

11）热风炉胆漏风（见表2-88）。

表2-88 炉胆漏风及其排除

（续）

12）风口灌渣灌铁（见表2-89）。

表2-89 风口灌渣灌铁及其排除

13）风口发黑结渣（见表2-90）。

表2-90 风口发黑结渣及其排除

14）意外停电停风。

①意外停风后，立刻打开各个风口观察窗，防止炉内一氧化碳进入风箱、风管引起爆炸，同时尽快查明意外停风、停电原因。

②若停风由风机故障引起，可启用备用风机继续熔炼。无备用风机，风机故障不能短期排除，应出净前炉内铁液、及时打炉。

③如果意外停风由停电引起，应马上与供电部门联系，查明停电时间的长短。如果短时间停电，只需打开风口观察窗、等待电力恢复。等待时间的长短，视冲天炉的具体情况而定。

如果停电时间较长，应放净前炉内的铁液和渣液，打开渣口和铁口。待电力恢复后根据闷炉时间的长短，补足底焦，用小风量熔炼炉内存留的金属炉料，炉温恢复到正常后逐渐加大风量开始正常熔炼。

停电时间过长不允许闷炉时，应出净前炉中的铁液，然后打炉。对于积存铁液较多大容量前炉，宜用工程车辆吊运浇包，出净炉内铁液。

④供电不稳定的工厂，应设置备用电源。

2.水冷冲天炉故障处理

水冷长炉龄冲天炉的基本工作原理与常炉衬冲天炉相同，常炉衬冲天炉的熔炼故障水冷炉均可能发生，两者的故障预兆、故障原因与处理办法完全相同。本节仅介绍水冷炉的特有故障。

1）水冷风口渗漏（见表2-91）。

表2-91 水冷风口渗漏及其排除

2）水冷炉壁渗漏（见表2-92）。

表2-92 水冷炉壁渗漏及其排除

3）水冷炉缸穿透（见表2-93）。

表2-93 水冷炉缸穿透及其预防

（续）

4）水冷炉壁黏附（见表2-94）。

表2-94 水冷炉壁黏附及其处理

5）出铁口喷铁喷渣（见表2-95）。

表2-95 出铁口喷铁喷渣及其处理

6）意外停水（见表2-96）。

表2-96 意外停水及其排除

3.外热风冲天炉故障

温度在350～400℃以上的外热风冲天炉，包括常炉衬冲天炉与水冷冲天炉两种，其大部分熔炼故障及其排除方法可参考前文，热风部分的主要故障为：

1）炉气燃烧不稳定

①炉气燃烧室或热风换热器预热温度偏低，达不到一氧化碳的燃点。应在燃烧室设置引燃装置。

②风焦失衡造成底焦高度下降，炉温低、炉气中一氧化碳浓度低，导致炉气燃烧不稳定，应首先增加层焦量，提高炉温。

③如果炉气燃烧所需的助燃空气过量，导致炉气中的一氧化碳浓度波动于临界浓度附近或者低于临界值，应该减少助燃空气量。

④保持炉内料位稳定，减少进入燃烧室的炉气温度波动。

2）热风温度偏低

①炉温低，炉气中的一氧化碳浓度低、炉气温度低，提高底焦燃烧温度可以提高热风温度。

②风量过大使炉气温度低，减少风量可提高热风温度。

③换热器换热面积不足可导致热风温度低，则需要更换换热器。

④换热器表面积灰，清扫换热器可提高热风温度。

3）排烟温度偏高或偏低（见表2-97）。

表2-97 排烟温度偏高或偏低及其排除

4）换热器损坏（见表2-98）。

表2-98 换热器损坏及其预防

5）除尘管道变形（见表2-99）。

表2-99 除尘管道变形及其预防

6）除尘管道积灰（见表2-100）。

表2-100 除尘管道积灰及其排除