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15t/h大雙水冷無(wú)爐襯冷風(fēng)沖天爐的應(yīng)用
沈陽(yáng)鑄造研究所（沈陽(yáng) 110021）  劉幼華
東南大學(xué)（南京 210096）  周重光
江陰市鑄造設(shè)備廠（江陰 214411） 夏汝明
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  【摘 要】敘述了我國(guó)自行設(shè)計(jì)，生產(chǎn)并投入試運(yùn)行的１５ｔ／ｈ大雙水冷無(wú)爐襯插入式水冷風(fēng)口冷風(fēng)沖天爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及試運(yùn)行中獲得的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。表明自制的該水冷系列沖天爐的設(shè)計(jì)是合理的，質(zhì)量是可靠的。
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   關(guān)鍵詞：１５ｔ／ｈ大雙冷風(fēng)沖天爐,插入式水冷風(fēng)口,脫硫,除塵,壓力分渣器,回轉(zhuǎn)前爐
   在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家多采用大型水冷、熱風(fēng)沖天爐與電爐雙聯(lián)熔煉的方式進(jìn)行連續(xù)式生產(chǎn)以滿足內(nèi)燃機(jī)、鑄管等行業(yè)對(duì)鐵液的要求。這是沖天爐熔煉的發(fā)展方向。但是，由于外熱風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)要求較高而造成一次性投資超過熔煉設(shè)備本體，且維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用較高等問題而限制了其在我國(guó)的推廣應(yīng)用。 
     由于我國(guó)汽車及鑄管行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鑄造車間大量、連續(xù)、均衡地提供高溫優(yōu)質(zhì)鐵液的要求日益強(qiáng)烈。針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)這一特殊情況，根據(jù)用戶要求，江陰市鑄造設(shè)備廠從1993年開始收集有關(guān)技術(shù)資料，在新“三化”大雙沖天爐的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計(jì)了具有我國(guó)特色的大雙外噴淋式水冷無(wú)爐襯沖天爐系列，先后生產(chǎn)了5t/h、7t/h、10t/h大雙水冷冷風(fēng)沖天爐，已先后投產(chǎn)。^近投產(chǎn)的15t/h大雙水冷無(wú)爐襯插入式水冷風(fēng)口冷風(fēng)沖天爐供生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)曲軸用。該系列爐型可單獨(dú)使用亦可與電爐雙聯(lián)使用。
    筆者參與了四種噸位爐子的試生產(chǎn)工作，現(xiàn)將為某公司曲軸廠生產(chǎn)并已正常運(yùn)行的15t/h噴淋水冷無(wú)爐襯（插入式水冷風(fēng)口）冷風(fēng)沖天爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行效果介紹如下，沖天爐主要結(jié)構(gòu)及配置示意圖如圖所示：由于該廠是內(nèi)燃機(jī)曲軸專業(yè)生產(chǎn)廠，對(duì)鐵水質(zhì)量要求較高，故在鐵液流程中配置了氣動(dòng)連續(xù)脫硫包及回轉(zhuǎn)前爐，再經(jīng)電爐提溫后作球化處理。
1.     沖天爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）爐型 選用適合我國(guó)國(guó)情，具有我國(guó)特色的被國(guó)家重點(diǎn)推廣的大排距雙層送風(fēng)沖天爐結(jié)構(gòu)。
（2）爐身冷卻 采用外噴淋與預(yù)熱區(qū)修筑耐火材料相結(jié)合的方式。這樣既可減少熱損失又有利于爐料的預(yù)熱。這種結(jié)構(gòu)可保證爐子連續(xù)工作一周不打爐。如選用優(yōu)質(zhì)耐火材料還可延長(zhǎng)爐子連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間。
（3） 風(fēng)口 采用江陰市鑄造設(shè)備廠設(shè)計(jì)制造的銅質(zhì)水冷插入式風(fēng)口，兩排計(jì)12只。這種風(fēng)口經(jīng)在天津內(nèi)燃機(jī)總廠4t/h水冷熱風(fēng)沖天爐上進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行一年多仍完好無(wú)損。這證明了它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，使用壽命超過了日本進(jìn)口同類風(fēng)口，而價(jià)格卻遠(yuǎn)低于進(jìn)風(fēng)風(fēng)口。
（4）出鐵、出渣 采用壓力分渣器連續(xù)出鐵出渣。爐渣經(jīng)粒化處理后進(jìn)入沉渣池，考慮到耐火材料的壽命問題，設(shè)置兩個(gè)壓力分渣器輪換使用。
（5）點(diǎn)火孔及余鐵口  該爐在爐后設(shè)置工作門，并在其上開設(shè)了后爐余鐵口，除供連續(xù)操作封爐或打爐前放盡后爐余鐵殘?jiān)猓⒖勺鼽c(diǎn)火孔用。
（6）連續(xù)脫硫包 為保證鐵水含硫量在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，在出鐵口下配置了氣動(dòng)連續(xù)脫硫包，經(jīng)脫硫處理后的鐵液進(jìn)入 回轉(zhuǎn)包后再入電爐。
（7）除塵系統(tǒng) 為保護(hù)環(huán)境，該爐設(shè)置了兩極多管水冷旋流分離除塵器。爐氣從加料口下方抽入排煙總管后進(jìn)入除塵器。
（8） 配加料裝置 爐后設(shè)置了焦炭、熔劑、合金日耗斗。可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)或手動(dòng)的配料加料工作。提升設(shè)備是爬式加料機(jī)。在加料口設(shè)有料位控制器。全部加料種類、重量、速度均可自動(dòng)記錄。
（9）監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 該爐實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)與記錄。
（10）安全保險(xiǎn)系統(tǒng) 為保證設(shè)備及操作安全，對(duì)水冷系統(tǒng)的流量、壓力、溫度采用了自動(dòng)監(jiān)測(cè)、定值控制，異值報(bào)警裝置。
為保證正常供水，設(shè)置了備用水泵，當(dāng)供水泵出現(xiàn)故障而使供水不正常時(shí)，備用水泵可自動(dòng)起動(dòng)供水。
當(dāng)突然斷電時(shí)，高位水箱可自動(dòng)切換代替水泵供水。
上述（8）-（10）三項(xiàng)均通過微機(jī)控制室進(jìn)行監(jiān)控。
2.     沖天爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)
（1） 爐子技術(shù)參數(shù) 生產(chǎn)率：15t/h（可在±20％范圍內(nèi)調(diào)整）；風(fēng)口排距：800mm；風(fēng)口比：3～5％；風(fēng)口排數(shù)×每排個(gè)數(shù)：2×6；焦耗：12～14％；鐵液溫度：1450～1480℃；風(fēng)量：180～220m3/min;循環(huán)冷卻水量：200t/h。
（2） 生產(chǎn)調(diào)試效果 筆者參加了四個(gè)爐次的試生產(chǎn)工作。獲得的有關(guān)技術(shù)資料表明，該爐已達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。現(xiàn)簡(jiǎn)介如下：
① 試生產(chǎn)條件 焦碳采用山西改良焦，固定碳含量>85％；金屬爐料用小塊原生鐵及廢鋼；熔劑使用該廠慣用的白云石；耐火材料，耐火磚與打結(jié)料分別使用。該爐試生產(chǎn)是結(jié)合由德國(guó)引進(jìn)的生產(chǎn)線同時(shí)調(diào)試進(jìn)行，試生產(chǎn)時(shí)，用戶要求熔化率控制在下限；②試生產(chǎn)時(shí)的工藝參數(shù)底焦高度為2.3m～2.6m;層焦耗為12.0～14.0％；層鐵重，1500kg;送風(fēng)強(qiáng)度，100～120m3/m2min;③熔煉效果正常熔化率，13.0～14.0t/h;鐵液平均溫度，1500℃（^高達(dá)1535℃）；爐渣氧化亞鐵含量<5%;渣鐵分流及爐渣粒化良好，脫硫、球化均可滿足生產(chǎn)要求。
三、結(jié)論
（1）       試生產(chǎn)獲得的數(shù)據(jù)表明，江陰市鑄造設(shè)備廠設(shè)計(jì)并制造的15t/h大雙噴淋式水冷無(wú)爐襯（插入式水冷風(fēng)口）冷風(fēng)沖天爐的設(shè)計(jì)是合理的，使用是可靠的。
（2）       試生產(chǎn)獲得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表明，15t/h大雙噴淋式水冷無(wú)爐襯插入式水冷風(fēng)口冷風(fēng)沖天爐，可以滿足鑄造車間對(duì)大量、連續(xù)、均衡的高溫優(yōu)質(zhì)鐵液的要求。