铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼)ppt课件.ppt

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1、1,二、铸铁熔炼,铸铁熔炼是铸铁件生产的首要环节，也是决定铸铁件质量的一项重要因素。它的基本任务是提供成分和温度符合要求，非金属夹杂物与气体含量少的优质铁液。 对铸铁熔炼的基本要求可概括为优质、高产、低耗、长寿与简便等五个方面，即铁液质量高、熔化速度快、熔炼耗费少，炉衬寿命长及操作条件好。 铸铁熔炼可以用冲天炉、非焦化铁炉、电炉、反射炉、坩锅或冲天炉与电炉双联等方法，其中以冲天炉熔炼的应用最为广泛。,2,1. 冲天炉的结构（图3-12） 冲天炉的类型很多，但基本结构大体相同。常用的冲天炉由四部分组成：炉底部分、炉身部分（包括送风系统）、前炉部分、炉顶部分（烟囱及除尘系统）。,3,图3-12 冲

2、天炉结构简图,1炉脚 2炉底板 3炉底门 4风口窥视孔 5风箱 6耐火砖 7加料口 8烟囱 9除尘器 10风口 11过桥 12前炉盖 13前炉窥视孔 14出渣口及出渣槽 15出铁口及出铁槽,4,2. 冲天炉操作工艺 冲天炉的操作工艺是决定冲天炉工作效果的基本因素。它包括燃料与原材料的选用、操作参数的选定、操作过程中各环节控制等方面的内容。,5,（1）炉料的准备 冲天炉的炉料由金属料、燃料及熔剂等组成。,金属料有新生铁、回炉铁、废钢及铁合金等。所有金属料的质量必须符合规定要求，不同成分的金属料应分类管理，防止相互混杂。使用前应除污去锈并破碎。新生铁、回炉铁、废钢等金属料的料块最大尺寸不应超过炉径

3、的1/3，重量不应超过批料重的1/101/20，废钢屑应压成团块后使用，以防氧化。铁合金的块度以4080mm为宜。块度过大，易造成成分不均；块度过小，易串料。 焦炭的质量和块度大小对熔炼质量有很大的影响，必须符合规定。用于底焦的块度应大些，以100150mm为宜，层焦可小些。 冲天炉造渣用的熔剂有石灰石（CaCO3）、氟石（CaF2）等。熔剂的块度一般为2050mm。,6,（2）修炉与烘炉 一般冲天炉，每开一次炉、炉衬都要受到很大的侵蚀和损坏，在下一次开炉前必须进行修理。,修炉时，先铲除炉壁上的残渣挂铁，然后刷上耐火泥浆水，将事先混制好的耐火泥和硅砂混和料覆上，用木锤打实。修好的炉壁必须紧实，

4、尺寸正确，表面光滑。风口的位置、尺寸和斜度必须完全符合图纸要求。最后，合上炉底门，先放一层干砂，再放一层型砂，分别均匀捣实，其厚度为200350mm。 修炉完毕，用木柴或烘干器慢火充分烘干前、后炉。前炉必须烘透，以保证铁液温度。,7,（3）点火与加底焦 烘炉后，加入木柴，引火点着，并打开主风口、出铁口、出渣口。待点火木柴全部燃着后，加入质量分数为40%的底焦，待全部燃着后，从风口将底焦捣实，再加入质量分数为40%的底焦，鼓风几分钟，并测量底焦高度，再加入剩余焦炭，调整底焦至规定高度。这里所谓的底焦，是指装入金属料以前加入炉内的全部焦炭量；而底焦高度则是从第一排风口中心线，至底焦顶面为止的那一段

5、高度，炉缸内的底焦量不包括在底焦高度内。,8,（4）装料与开风 加完底焦后，加入石灰石，其加入量为批料中石灰石量的两倍。然后加入一批金属料，以后的加料顺序为焦炭、熔剂、废钢、新生铁、铁合金、回炉铁。批料中石灰石的加入量约为层焦重量的20%50%。批料应一直加到加料口的下沿为止，并在熔化过程中，使料柱始终保持这一高度。,9,层焦的作用是补充底焦的消耗，以维持底焦高度不变。当层焦不能补充底焦的消耗时，每隔若干批料可多加一批层焦，这层焦炭称为补焦或接力焦。如果发现铁液温度超出正常温度而熔化速度降低，则可能是底焦高度过高。反之，则可能是底焦高度过低。 装料完毕后，自然通风30min左右，即可开风。开风

6、时，仍应打开部分风口，待鼓风机运转正常后方可关闭，以免一氧化碳积聚引起爆炸。,10,（5）熔化与出渣 在正常熔化过程中，应严格控制风量、风压、不得随意停风。按规定及时取样，测量铁液温度、风量、风压、风温等。经常观察风口、出渣口、出铁口、加料口，注意铁液、炉渣质量，风量、风压、三角试块白口变化。及时发现和排除故障，保证熔化正常。应按时打开出渣口出渣，一般每隔3045min出一次渣。,11,从炉渣的颜色、状态可以判断冲天炉的熔化质量。观察酸性冲天炉炉渣时，一般用铁棒蘸些炉渣，抽拉成丝，在亮处观察。炉况正常的炉渣为黄绿色玻璃状。炉渣呈深咖啡色，说明铁液含硫偏高；炉渣上带白道或白点，说明石灰石加入量过

7、多；炉渣呈黑色玻璃状，致密、密度大，说明铁液已严重氧化。,12,（6）停风与打炉 停风前应根据铁液需求量和存铁量估算好正常投炉批料数；正常加料完毕后应加二批打炉料。停料后，应适当降低风量、风压、保证最后几批料的熔化质量。前炉存铁量足够时即可停风，待后炉铁液出完后即可打炉。对于热风炉胆冲天炉，打炉时不能停风，以冷却炉胆。打炉前，应在炉底铺上干砂不能有积水或潮湿。打开炉底门，用铁棒将底焦和未熔炉料捅下，用水浇灭。,13,3. 冲天炉熔炼的一般过程 冲天炉熔炼的一般过程是：冲天炉开风后，由风口进入炉内的空气与底焦发生燃烧反应，产生热量。由此而生成的高温炉气穿过炉料向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上

8、的第一批金属炉料熔化。熔化的铁滴，在穿过底焦层缝隙下落过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步过热，然后经炉缸和过桥流入前炉。随着底焦的燃烧损耗和金属炉料的熔化，料层逐渐下降，由层焦补偿底焦，批料不断熔化，使熔炼过程连续进行。在炉气的热作用下，石灰石分解成二氧化碳和石灰。后者与焦炭中的灰分和侵蚀的炉衬结合成低熔点的炉渣。在炉气、焦炭和炉渣的作用下，金属的化学成分发生一系列变化，得到最终化学成分的铁液。,14,4. 冲天炉熔炼基本原理 由上述冲天炉熔炼的一般过程可知，冲天炉熔炼是由底焦燃烧、热量交换和冶金反应三个基本过程组成。,（1）底焦燃烧 1）氧化带和还原带 冲天炉内的燃烧过程是在底焦中进行的，

9、根据焦炭燃烧的化学反应，可将底焦燃烧划分为氧化带、还原带两个反应区段，见图3-13。,15,图3-13 冲天炉熔炼过程原理图,16,氧化带从主排风口到自由氧基本耗尽，二氧化碳浓度达到最大值的区域。该区域发生下列反应：,C+O2=CO2+Q1C+1/2O2=CO+Q2CO+1/2O2=CO2+Q3,17,以上均为氧化放热反应，根据上述反应及图3-13可见，在氧化带内：,焦炭燃烧生成的炉气，既有二氧化碳，也有一氧化碳，但主要是二氧化碳。从主排风口开始，随着炉气的上升，反应不断进行，炉气中的氧逐渐减少，二氧化碳不断增加。当上升到氧化带顶面时，炉气的氧基本耗尽，氧化反应终止，二氧化碳达到最高值。由于上

10、述反应放出大量的热量，因此上升的炉气温度也不断增高，并于氧化带顶面达到最高点。,18,还原带从氧化带顶面至炉气中二氧化碳和一氧化碳含量基本不变的区域。该区域中，二氧化碳与高温的焦炭发生还原吸热反应：,CO2+C=2CO-Q4,19,图3-13表明，在还原带内：,随着还原反应的不断进行，炉气中的二氧化碳逐渐减少，一氧化碳不断增加，炉气温度随之下降。当炉气上升到底焦顶面时，与下降的金属铁料和层焦相遇，由于熔化金属料，预热焦炭使炉气温度继续下降。此时，还原反应也基本停止，二氧化碳和一氧化碳的含量不再改变。还原带以上到加料口下沿，炉气在上升中成分不再变化，温度因预热炉料而不断下降。,20,2）燃烧系数

11、 在炉气中，二氧化碳的比例愈大，焦炭的燃烧就愈完全，焦炭的热能就愈得到充分利用。同时表明炉气的氧化性也愈高，炉气中二氧化碳和一氧化碳的比例关系通常用燃烧系数v表示：,式中 CO2、CO分别为炉气中CO2和CO的体积分数%。 v愈大，焦炭的燃烧愈完全。但是，为了减少硅、锰等元素的氧化烧损，保证铁液冶金质量，炉气中要有一定数量的一氧化碳。所以，燃烧系数也不能太高。,21,3）炉气分布 炉气在冲天炉内的分布是很不均匀的。炉气在上升过程中有自动趋于沿炉壁流动的倾向，这种现象称为炉壁效应。见图3-14。,图3-14 冲天炉内炉气分布示意图a）炉气沿炉膛纵截面分布 b）炉气沿炉膛横截面分布,22,炉壁效应

12、是由于炉内阻力不均匀造成的。由炉料与炉壁形成的通道，因炉壁平滑、行程短、曲折少，阻力也就小，因而炉壁附近的炉气流量大，流速高；而炉料之间的气流通道，由于炉料互相楔合，曲折多、流程长，阻力也就大，因而在炉子中心部位炉气流量小，流速低。致使炉气自动趋于沿炉壁流动。见图2-7a。 在冲天炉横截面上，见图2-7b，在风口前缘，因空气流速高，流量大，形成了强烈的燃烧区，而在两个风口之间的区域空气量少，形成“死区”A。此外，因焦炭块的阻力，使空气难以深入炉子中心，因而亦形成“死区”B。,23,这种炉气分布的不均匀，直接造成底焦燃烧不均匀，炉温分布不均匀，给熔炼带来不利影响。如：不易形成集中的高温区，不利于

13、铁液过热；铁料熔化不均匀，料柱不能平稳下降，容易混料，影响铁液成分；增大炉壁的散热损失，降低炉子的热效率；加速炉衬侵蚀。因而，应设法防止或改善。可采用适当增大焦炭块度，改变送风方式（小风口送风、中央送风、插入式送风等），采用曲线炉膛等措施。,24,（2）热量交换 冲天炉的热量交换是在高温炉气向上运动，固体炉料和液态铁液向下运动的过程中进行的。根据炉气温度和炉料、铁液的受热状态，可将冲天炉纵向划分为预热区、熔化区、过热区和炉缸区四个区域，见图3-13。,25,图3-13 冲天炉熔炼过程原理图,26,1）预热区 从加料口下沿料面到铁料开始熔化这段高度为预热区。预热区的炉料在下降过程中，与上升的炉气

14、之间的热交换方式以对流为主，金属料逐渐被加热至熔化温度。 预热区高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、炉料下落速度、炉气分布、铁焦比等许多因素的影响，波动很大。其中金属料的块度特别重要。金属料的块度愈大，预热所需的时间愈长，预热区高度愈大，严重时金属料块可能进入风口区，造成“落生”现象，妨碍冲天炉的正常操作。因此应限制金属料的块度。但金属料的块度也不能过小，以免造成严重氧化。,27,2）熔化区 从铁料开始熔化到熔化完毕，这一区域叫熔化区，实际上也就是底焦顶面高度的波动范围。熔化区内炉气与铁料之间的热交换方式仍以对流为主。,28,受炉壁效应的影响，熔化区炉气与温度分布是不均匀的

15、，靠近炉壁处温度比炉子中心高，所以，熔化区不是一个平面区带，而是呈中心下凹的曲面。见图3-15。,1熔化区上沿2熔化区下沿图3-15 熔化区形状,29,由于预热区的高度变动大，使熔化区的开始位置也随之有较大的波动。熔化区本身的高度则受到炉气与温度分布、焦炭烧失速度、批料重量、炉料块度等因素的影响。这些因素的变动，使铁料的受热面积、受热时间和受热强度发生改变，从而造成熔化区高度的较大波动。,30,3）过热区 铁料熔化后铁液滴在下落过程中，与炽热的焦炭和高温炉气相接触，温度进一步提高，称为过热。铁液经过的这一区域称为过热区。过热区内的热交换方式以接触传导传热为主。焦炭表面燃烧温度对热交换效果有着重

16、要影响，所以，强化底焦的燃烧和提高底焦高度，是提高过热效果和铁液温度的关键措施。,31,4）炉缸区 炉缸区是指过热区以下至炉底的部分。炉缸区内的热交换方式与过热区相似。在一般操作情况下，炉缸区内无空气供给，焦炭几乎不燃烧，所以，高温铁液流过炉缸区时温度是下降的。而且，炉缸愈深，降温愈大。在冲天炉熔炼过程中，适当的开渣口或前炉放气口操作，部分空气进入炉缸，使炉缸内的焦炭燃烧发热，有利于提高铁液的温度。但此方法控制不当，易增加合金元素的氧化和烧损。,32,（3）冶金反应 金属炉料在熔炼过程中，与炉气、焦炭、炉渣相接触，发生一系列冶金反应，引起铁液化学成分的变化。,1）造渣 熔炼过程中，焦炭的灰分、

17、铁料表面的铁锈、粘附的泥砂、金属元素烧损形成的氧化物以及侵蚀的炉衬等会发生相互作用，结成炉渣，其主要成分是SiO2、CaO和Al2O3。这种炉渣粘度很高，包覆在焦炭表面，不仅阻碍燃烧，而且不利于冶金反应的顺利进行。必须采用熔剂稀释炉渣，以便其顺利排出。,33,常用的熔剂主要是石灰石，造渣的化学反应为：,石灰石分解 CaCO3=CaO+CO2-Q5生成硅酸盐 CaO+SiO2=CaSiO3+Q6,冲天炉炉渣的化学成分如表3-7所示。,表3-7冲天炉炉渣成分（质量分数） （%）,34,组成炉渣的氧化物，按其化学性质的不同可分为酸性(SiO2、P2O5)，碱性（CaO、MgO、MnO、FeO）和中性

18、（Al2O3）三种。而炉渣的性质则取决于其所含各种氧化物的含量的对比关系。炉渣的性质通常用炉渣碱度来衡量，计算公式为：,式中 CaO%、MgO%、SiO2%分别为炉渣中该组分的质量分数。,35,表3-8为炉渣性质。,表3-8炉渣性质,36,冲天炉熔炼过程中的造渣，不仅能消除炉料中的杂质和焦炭表面的灰渣，加速燃烧反应，而且，炉渣也直接参加冶金反应，影响铁液的化学成分。如酸性炉渣可减少硅的烧损，碱性炉渣可减少锰的烧损和降低铁液的硫、磷含量。 除观察炉渣的颜色、状态外，对炉渣进行化学分析能更直接地判断冲天炉熔炼状况。如铁液氧化严重时，渣中的FeO量就会明显增多。,37,2）熔炼过程中铁液化学成分的变

19、化,碳量的变化。冲天炉熔炼过程中铁液含碳量的变化，是炉内渗碳与脱碳两个过程的综合结果。渗碳过程主要是焦炭中的碳不断溶入铁液，并在铁液中扩散的过程，主要发生在金属炉料熔化以后，直至铁液排出炉缸为止的整个底焦层内。脱碳过程主要是金属炉料熔化及熔化以后，在炉气中O2和CO2作用下碳的氧化烧损过程，脱碳过程从预热区中部开始至炉缸底部区域，在过热区最为强烈，炉缸区内很弱。(高P104) 铸铁在冲天炉熔炼过程中，渗碳和脱碳的结果是铁液的含碳量增加。影响铁液含碳量的主要因素有：炉料的化学成分、焦炭、供风条件、炉渣及炉子结构等。,38,金属元素含量的变化。在冲天炉熔炼过程中，由于炉气呈氧化性，硅、锰和铁等金属

20、元素都会氧化烧损。它包括直接氧化烧损和间接氧化烧损。 直接氧化烧损是指硅、锰和铁等元素与炉气中的O2、CO2直接发生反应所造成的氧化烧损，其反应式如下 ：,上述六个反应，除最后一个为吸热反应以外，其余都是放热反应。因此，提高炉温，有利于减少金属元素的氧化烧损。,39,间接氧化烧损是指硅、锰等元素通过FeO氧化烧损，亦是主要的烧损方式。其反应式如下：,Si+2FeO=SiO2+2Fe Mn+FeO=MnO+Fe 冲天炉内的氧化烧损主要是在熔化区和过热区内进行的。 影响金属元素氧化烧损的主要因素有：温度、炉气与金属元素的氧化特性、金属炉料及炉渣等。,40,硫量的变化。由于焦炭的增硫作用，铸铁经熔炼

21、后的含硫量一般是增加的。焦炭的增硫过程有两种方式:一是焦炭中的一部分硫转化为SO2进入炉气，被铁料和铁液吸收。,3Fe+SO2=FeS+2FeO 10Fe+SO2=FeS+3Fe3O4 二是铁液与焦炭接触，焦炭中的硫直接溶入铁液，是铸铁增硫的主要方式。 影响铁液含硫量变化的主要因素有焦炭、炉渣、温度、炉料配比与铁液化学成分等。,41,磷量的变化。在酸性冲天炉内，金属炉料的磷几乎没有氧化烧损，所以，在熔炼过程中，铁液磷的质量分数基本上保持不变。铸铁的磷的质量分数主要靠配料控制。,在碱性冲天炉内，通过造高碱度的氧化渣，使铁中的磷氧化成P2O5，并与CaO结合进入渣中，可以降低磷的质量分数，其反应如

22、下： 2P+5FeO+CaO=CaOP2O5+5Fe,42,5、铸铁熔炼设备的发展（自学） 铸铁熔炼设备的发展趋势，大致可概括为三个方面：,大型化铁炉；冲天炉-电炉双联熔炼；熔炼过程的自动控制与调节。,43,6、配料计算,冲天炉熔炼前都要根据铸件要求进行配料。配料计算方法有多种。这里介绍的是工厂里比较常用的一种计算方法 。 要进行配料计算，必须先知道铸件所需要的化学成分以及各种原材料（生铁、回炉铁、废钢、铁合金等）的化学成分。有些工厂由于管理不够健全，原材料堆放混乱，成分不清，这就难于准确地进行配料，铁液成分、质量就很难保证稳定，甚至出现废品。因此在熔炼高牌号铸铁时，原材料成分不清的混乱现象是

23、决不允许的。各元素在熔炼时有增有减，其增减率也是配料计算时的一个重要依据。但是这一数据受许多因素影响，应根据自己的熔炼经验得出在熔炼不同牌号铸铁，不同配料情况下，各元素合乎实际的烧损率，作为配料计算的依据。,44,在酸性冲天炉中熔炼，一般情况是碳、硫增加，硅、锰烧损。但这也不是固定不变的。,碳：熔炼过程中铁液含碳量的增减，不是一个定值。它随着炉料中含碳量的高低，铁液中含硅、锰量的高低，炉温高低和炉气氧化性强弱等因素而变动。熔炼时铁液与焦炭接触而增碳；铁液被氧化而减碳。增碳和减碳这两个矛盾的过程，是同时在进行的。当铁液中含碳量较低时（例如碳的质量分数在3%以下时），更易从焦炭中吸收碳，因此熔炼过

24、程以增碳为主。而且铁液中含碳量越低（即废钢用得越多）增碳率越大（增碳率是指增碳数量与炉料中的平均含碳量之比）。但当铁液中含碳量较高时（例如质量分数在3.5%以上时），铁液从焦炭中吸收碳的数量减少，而碳的氧化烧损增加，铁液含碳量不仅不增加，反而减少。碳的增减还受其他因素影响。例如铁液中含硅量越高，增碳越少，这是因为硅可以溶解于铁内，降低了碳在铁内的溶解度。锰则相反，含锰量增加时，铁液增碳也有所增加。另外当炉料成分一定时，熔化越快，铁液与焦炭接触时间越短，增碳就减少。,45,硅：金属炉料中硅元素的烧损，一般可按10%15%（质量分数）计算。硅铁合金中硅的烧损率比这要高一些，而且硅铁合金中含硅量越高

25、，烧损率也越大。 锰：金属炉料中锰元素的烧损，一般可按15%25%（质量分数）计算。与硅铁合金一样，锰铁合金中锰的烧损比金属炉料也要高一些。当炉气氧化性很强时，硅和锰的烧损率都会增大。 磷：在酸性冲天炉中，磷基本上没有什么增减，可以认为炉料中的磷全部进入铁液。 硫：在酸性冲天炉中，铁液中硫的含量总是增加的。增加的多少主要决定焦炭中含硫量的高低。通常可按增加50%100%（质量分数）计算。 其他合金元素的烧损情况可查阅相关手册。,46,配料计算时，通常先根据本厂原材料的具体情况和熔炼经验，大致确定废钢、生铁、回炉铁的配比。然后根据各元素的增减率进行核算。如核算结果某些元素含量过高，超过铸件所要求

26、的含量，炉料配比要适当进行调整。含量不足的，配入相应数量的铁合金。 由于熔炼过程影响因素很多，故配料计算所得的成分与熔炼出来铁液的成分，很可能不相符合。配料计算是否符合实际情况，只有通过实践才能知道。因此生产中应长期积累配料记录和铁液成分、温度等资料，使配料计算更为切合实际。焦炭的成分和性能，最好也有记录。,47,根据以上所述，配料计算可简单归纳如下： 铸件要求是根据，原料成分需明了； 元素增损有多少，情况不同自己找。 配料比例先粗定，核算成分差距晓； 不足之数加合金，积累数据好提高。,48,配料计算方法，举例说明如下： （1）铸件要求是根据 设现需要熔炼的铸铁成分见表3-9。,表3-9 熔炼

27、的铸铁成分 （质量分数，%）,49,（2）原料成分需明了 原材料的成分见表3-10。,表3-10 原材料的成分 （质量分数，%）,50,（3）元素增损有大小 情况不同自己找,碳：设根据经验在配加质量分数为20%左右的废钢时，增碳率（质量分数）为10%12%；硅：金属炉料中Si的烧损（质量分数）为15%，硅铁合金中Si的烧损（质量分数）为20%；锰：金属炉料中Mn的烧损（质量分数）为20%，锰铁合金中Mn的烧损（质量分数）为25%；磷：不烧损；硫：按增加50%计算。根据以上各项数据，便可计算配料。,51,（4）配料比例先粗定,设初步确定配比（质量分数）如下：生铁40%；回炉铁40%；废钢20%。

28、,52,（5）核算成分差距晓 现以碳为例说明核实方法如下：,生铁带入的碳的质量分数为：4.0%4%=1.60%回炉铁带入碳的质量分数为：3.3%40%=1.32%废钢带入的碳的质量分数为：0.2%20%=0.04%炉料中总的碳的质量分数为：2.96%熔炼中增碳的质量分数按11%计 2.96%11%=0.33%熔得铁液的含碳量 =3.29%这一数值符合铸件所要求的含碳量。用同样的方法可算出熔得铁液中其他各种元素的含量。各元素核算结果见表3-11。,53,表3-11 各元素配比 （质量分数，%）,从核算的数字可看到，碳、磷、硫三元素符合要求，硅、锰两元素尚不足，需加入硅铁和锰铁。,54,（6）不足

29、之数加合金,硅：铸件中Si的质量分数如按2.0%配算，尚不足 2.0%1.52%0.48%现配加含Si75%的硅铁，烧损率（质量分数）按20%计算：需加入硅铁0.48%/0.75（10.2)0.80%即100Kg金属炉料应配加0.80Kg硅铁。锰：铸件中Mn的质量分数如按0.74%配算，尚不足 0.74%0.54%0.20%现配加含Mn70%的锰铁，烧损率（质量分数）按25%计算：需加入锰铁0.20%/0.70（10.25) 0.38%即100Kg金属炉料应配加0.38Kg锰铁。,55,（7）根据配比确定批料中各料的重量 如批料为500Kg，则根据以上配比，各种金属料和铁合金应为：,生铁200

30、Kg；回炉铁200Kg；废钢100Kg；硅铁4Kg；锰铁1.9Kg。 其他合金铸铁及孕育铸铁照此，只是加入的合金种类多一点而已，孕育铸铁要考虑孕育剂带入的硅含量。,56,1. 铸铁熔炼的基本任务是提供成分和温度符合要求，非金属夹杂物与气体含量少的优质铁液。（ ）2. 所谓底焦高度是指装入金属料以前加入冲天炉内的全部焦炭的高度。（ ）3. 冲天炉熔炼的加料顺序为新生铁、熔剂、废钢、铁合金、回炉铁、焦炭。（ ）4. 在冲天炉熔炼过程中，正常的炉渣应为黑色玻璃状。（ ）5. 冲天炉是一种以对流的传热原理进行工作的井式熔炉。（ ）6. 冲天炉氧化带中，从下往上，自由氧浓度不断增加，二氧化碳浓度不断减少

31、。（ ）7. 燃烧系数v愈小，焦炭的燃烧愈完全。（ ）8. 冲天炉内的造渣，是靠随同每批炉料加入的定量熔剂来完成的。（ ）9. 冲天炉内金属元素的烧损，主要发生在预热区和炉缸区。（ ）10. 铁液的增硫，与焦炭含硫量有直接关系，故应选用低硫焦炭做熔炼燃料。（ ）11. 在酸性冲天炉熔炼过程中，铁液磷的质量分数基本上保持不变。铸铁的磷的质量分数主要靠配料控制。（ ）,57,1. 按冲天炉的操作工艺规定，在加底焦操作中，全部底焦分 次加入。a.1 b.2 c.3 d.42. 炉渣上带白道或白点，说明 。a.炉况正常，溶剂加入量适宜 b.炉渣内含硫过高 c.石灰石加入量过多 d.炉温低，铁液氧化严重

32、3. 在冲天炉还原带内主要发生的化学反应为 。a.C+O2=CO2 b.C+1/2O2=CO c.CO+1/2O2=CO2 d.CO2+C=2CO4. 从冲天炉加料口下沿料面到铁料开始熔化这段高度为 。a.预热区 b.熔化区 c.过热区 d.炉缸区5. 组成冲天炉炉渣的氧化物中，SiO2为 氧化物。a.酸性 b.碱性 c.中性 d.强碱性6. 冲天炉熔炼过程中，常在金属炉料中加入一定量的 ，以降低铁液的含碳量。a.焦炭 b.硅铁 c.废钢 d.废铁7. 在酸性冲天炉熔炼过程中，铁液磷的质量分数一般是 。a.增加 b.减少 c.变化不定 d.不发生变化,58,1. 简述冲天炉熔炼的一般过程。2.

33、 简述冲天炉熔炼过程中，金属元素含量的变化情况及影响因素。,59,1.（）2.（）3.（）4.（）5.（）6.（）7.（）8.（）9.（）10.（）11.（） 1.c 2.c 3.d 4.a 5.a 6.c 7.d 1. 答：冲天炉熔炼的一般过程是：冲天炉开风后，由风口进入炉内的空气与底焦发生燃烧反应，产生热量。由此而生成的高温炉气穿过炉料向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化的铁滴，在穿过底焦层缝隙下落过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步过热，然后经炉缸和过桥流入前炉。随着底焦的燃烧损耗和金属炉料的熔化，料层逐渐下降，由层焦补偿底焦，批料不断熔化，使熔炼过程连续进行。在炉气的热作用下，石灰石分解成二氧化碳和石灰。后者与焦炭中的灰分和侵蚀的炉衬结合成低熔点的炉渣。在炉气、焦炭和炉渣的作用下，金属的化学成分发生一系列变化，得到最终化学成分的铁液。2. 答：在冲天炉熔炼过程中，由于炉气呈氧化性，硅、锰和铁等金属元素都会氧化烧损。它包括直接氧化烧损和间接氧化烧损。直接氧化烧损是指硅、锰和铁等元素与炉气中的O2、CO2直接发生反应所造成的氧化烧损。间接氧化烧损是指硅、锰等元素通过FeO氧化烧损。影响金属元素氧化烧损的主要因素有：温度、炉气与金属元素的氧化特性、金属炉料及炉渣等。,