《冲天炉问答 第2版》求取 ⇩

前言1

第一章 冲天炉的热工原理1

1．冲天炉的工作过程是怎样的？1

2．冲天炉内传热有哪几种方式？各有什么特点？1

3．焦炭燃烧时发生哪四个基本反应？2

4．怎样根据底焦燃烧产生的炉气成分特点区分氧化带和还原带？4

5．氧化带的高度与哪些因素有关？5

6．还原带的有利与不利之处是什么？它的高度与哪些因素有关？6

7．怎样强化焦炭的燃烧？6

9．燃烧比（ηγ）对熔炼过程有什么影响？如何选择合理的ηγ？8

8．怎样计算冲天炉的燃烧比（ηγ）？8

10．怎样根据炉内温度分布区分预热区、熔化区和过热区？10

11．怎样强化预热区的传热过程？10

12．什么是冲天炉的炉壁效应？11

13．熔化区的形状与高度对铁液质量有什么影响？12

14．怎样强化熔化区的传热过程？13

15．各种金属料的熔化特点是什么？14

16．怎样强化过热区的传热过程？15

17．怎样计算冲天炉的热效率？16

18．冲天炉工作过程中热量的来源与消耗大致比例怎样？17

19．提高冲天炉热效率的基本途径是什么？19

21．如何判断一个冶金反应能否自发进行？21

20．一个能自动发生的冶金反应的特点是什么？21

一、一般概念21

第二章 冲天炉的冶金原理21

22．什么叫做自由能（F°）及自由能变化（△F°）?如何利用自由能变化判断冶金反应的方向?22

23．怎样用自由能图表分析炉内冶金反应的进行？24

二、硅、锰、铁的变化24

24．为什么冲天炉的炉气一般呈氧化性？24

25．硅、锰、铁在冲天炉内的变化规律是怎样的？26

26．硅、锰、铁在冲天炉内是怎样被氧化烧损的？如何减少它们的烧损？27

27．冲天炉熔炼过程可以发生增硅吗？29

28．冲天炉中能否发生增锰现象？31

29．硅、锰的烧损与炉料中的硅、锰含量有什么关系？31

30．在酸性冲天炉中，为什么锰的烧损比硅大？32

三、碳的变化？33

31．碳在冲天炉内是怎样变化的？33

32．什么叫平衡含碳量？35

33．炉料含碳量对增碳或减碳有什么影响？36

34．出铁温度对增碳、减碳有什么影响？37

35．焦炭对增碳有什么影响？38

36．供风方式对增碳有什么影响？38

37．为什么炉渣的碱度大对铁液增碳有利？39

四、硫、磷在冲天炉炉内的变化40

38．为什么在酸性冲天炉内，铁液总是增硫的？40

39．焦炭中的硫是怎样进入铁液的？40

40．炉内脱硫的基本原理是什么？41

42．碱性冲天炉为什么可以脱硫？44

41．为什么提高炉温有利于炉内脱硫？44

43．降低炉渣中FeO含量为什么有利于脱硫？45

44．铁液的成分是怎样影响去硫的？46

45．在酸性冲天炉中为什么不增磷也不减磷？47

46．在冲天炉内脱磷的条件是什么？47

五、炉外脱硫48

47．炉外脱硫的基本原理是什么？48

48．常用的炉外脱硫剂有哪些？它们各有什么特点？51

49．用碳化钙（电石）脱硫的原理与特点是什么？53

50．电石的理化特性是怎样的？有哪些型号规格？55

51．用CaC2脱硫的方法有几种？55

52．摇包脱硫原理、装置及主要工艺参数怎样？56

53．气动脱硫的原理、装置及主要工艺参数怎样？58

六、铁液中的氧、氢、氮60

54．铸铁中含气量的表示方法有哪些？60

55．铁液中的氧以什么形式存在？它们的大致含量是多少？61

56．铁液氧化时有什么现象？它与铸件质量有什么关系？61

57．如何判断铁液的氧化程度？62

58．为什么提高铁液温度可减少铁液中Si、Mn的氧化烧损？63

59．怎样确定避免铁液受氧化的“临界铁液温度”？64

60．什么是“氧化性的污染铁液”与“还原性的纯净铁液”？65

61．铁液中的含氢量应控制在什么范围？它与铸件质量有何关系？66

62．炉衬及包衬的湿度与铁液含氢量有什么关系？66

63．送风湿度对铁液含氢量有何影响？与白口深度有什么关系？68

64．炉料中废钢（或钢屑）的状况对铁液含氢量有什么影响？69

65．硅铁含铝量对铸铁件氢针孔有何影响？70

66．生铁锭的吸湿状况对铁液含氢量有何影响？70

67．防止氢针孔的措施是什么？70

68．什么是氢氮混合针孔？形成原因和特点是什么？71

69．铸铁中的含氮量应控制在什么范围？72

70．促使铁液含氮量增多的主要因素是什么？72

71．如何防止含氮量过高而导致气孔缺陷？73

72．渣气孔是怎样形成的？与浇注温度有什么关系？73

七、炉渣74

73．冲天炉炉渣是由什么物质组成的？74

74．什么是酸性渣？什么是碱性渣？74

76．怎样改善炉渣的流动性？75

75．加熔剂“造渣”是怎么回事？75

77．为什么可以用炉渣中的FeO含量去检查铁液质量？76

第三章 冲天炉的强化措施79

一、一般概念79

78．冲天炉的技术经济指标包括哪些内容？79

79．冲天炉的工艺参数包括哪些内容？80

80．冲天炉的强化包括什么内容？它与铁液质量是什么关系？81

二、风量、风压、风速的影响82

81．怎样计算冲天炉的理论送风量？82

82．怎样计算冲天炉的实际送风量？84

83．加大风量对铁液温度有什么影响？86

84．什么是冲天炉网络图？87

85．如何用网络图去选择冲天炉的风炭配合？88

86．怎样确定最佳送风强度？89

87．如何从熔化率去判断冲天炉送风量？90

88．怎样增加冲天炉的风量？92

89．什么是等重送风？93

90．风压对冲天炉强化有什么影响？93

91．怎样计算冲天炉所需要的风压？94

92．送风速度对冲天炉的强化有什么影响？96

93．什么是风口比？怎样选择冲天炉的风口比？97

三、热风及热风装置99

94．预热送风为什么可以强化冲天炉熔炼过程？99

95．热风装置有几种类型？各自特点怎样？102

96．肋片式炉胆（又称“密肋炉胆”）换热器的结构是怎样的？102

97．如何确定肋片式炉胆的各部分尺寸？104

98．如何延长密肋炉胆的使用寿命？105

99．什么是双热风胆温差式供风？107

100．温差式供风冲天炉的结构特点及为何它能提高铁液温度、节约焦炭？109

101．温差式供风冲天炉的技术经济效果如何？111

四、脱湿送风111

102．鼓风湿度对冲天炉熔炼过程及铸件质量有什么影响111

103．有哪些降低送风湿度的方法？113

104．冷冻脱湿送风系统包括哪些主要设备？使用效果怎样？114

105．气候变化对冲天炉熔炼会带来什么影响？115

五、加氧送风116

106．什么是“加氧送风”操作？116

107．加氧送风的方法有哪几种？117

108．列举在风管中加氧的具体实施经验118

109．加氧送风会不会增加元素烧损？119

六、焦炭120

110．焦炭的成分是什么？120

111．什么是焦炭的气孔率？121

112．焦炭的热稳定性指什么？122

113．我国主要焦炭产地有哪些？其性能指标怎样？123

114．如何直观评定焦炭的质量？124

115．焦炭质量是怎样影响底焦燃烧状况的？124

116．焦炭块度对冲天炉熔炼过程有什么影响？125

117．什么是铸造焦？它与冶金焦有什么不同？126

118．改用铸造焦后，冲天炉的熔炼工艺应作什么变动？128

119．怎样使用质量差的焦炭？129

120．焦末如何压块使用？130

121．为什么不应该追求过高的铁焦比？130

122．如何评定合理的铁焦比？132

123．理论上的极限铁焦比是多少？133

七、附加燃料强化134

124．冲天炉附加煤粉对强化熔炼有什么好处？134

125．附加煤粉为什么可以节约焦炭？135

126．附加煤粉装置的结构是怎样的？135

127．附加煤粉冲天炉操作时应注意什么问题？136

八、其它强化措施？137

128．什么是开渣口操作？它为什么能提高铁液温度？137

129．开渣口操作应注意什么问题？137

130．为什么减小炉料块度有利于提高铁液温度？138

131．为什么底焦高度偏低时会影响铁液的过热？139

132．料层厚薄对铁液过热有什么影响？140

133．加接力焦的目的是什么？142

134．如何使用废石墨电极块作冲天炉的底焦燃料？142

135．冲天炉的有效高度对铁液过热有什么影响？143

136．如何减少铁液的降温损失，保持铁液的温度？143

137．炉内加电石为什么可以提高铁液温度？使用时应注意什么？144

138．炉内添加碳化钙后对铁液成分有何影响？145

139．铁液温度不稳定的原因是什么？如何调整解决？146

141．设计炉身外壳时应注意什么？147

140．普通冲天炉由哪些部分组成？147

一、冲天炉的一般结构147

第四章 冲天炉的类型与结构147

142．怎样根据冲天炉生产率选定炉壳内径与炉壳钢板厚度？149

143．炉缸的结构尺寸是怎样的？150

144．怎样确定炉缸深度及砂床厚度？150

145．怎样选定有效高度？152

146．风箱的结构有几种类型？153

147．风箱与风管有几种连接方式？155

148．风箱的尺寸是如何确定的？155

149．送风管路如何布置较合理？风管设计中应注意什么？156

150．有哪几种活动炉身（炉缸）的结构？156

151．前炉的作用是什么？它由哪些部分组成？158

153．冲天炉的烟囱、加料口的基本尺寸是怎样确定的？160

152．火花捕集器的原理与规格尺寸是怎样确定的？160

二、大排距冲天炉161

154．大排距冲天炉的优缺点是什么？161

155．为什么大排距冲天炉有较好的熔炼效果？162

156．如何调整冲天炉的排距？164

157．风口是倒置、等置、还是正置好？165

158．使用低质焦炭时如何选择排距与风量配置？165

159．什么是双风带大排距冲天炉？它的熔炼效果怎样？166

160．为什么大排距冲天炉的元素烧损少？167

161．如何确定大排距双层送风冲天炉的结构？168

三、多排小风口冲天炉170

163．什么是多排小风口冲天炉？170

162．如何确定大排距冲天炉的工艺参数？170

164．多排风口是怎样强化底焦燃烧的？172

165．怎样选择冲天炉的风口角度？173

166．如何确定多排小风口冲天炉的结构参数？175

167．怎样选择多排小风口冲天炉的工艺参数？175

四、卡腰冲天炉180

168．什么是卡腰冲天炉？180

169．为什么卡腰冲天炉有较好的强化效果？181

170．如何设计卡腰冲天炉的主要结构？182

171．卡腰冲天炉的工艺参数有哪些？184

172．卡腰冲天炉的操作要点是什么？184

173．5t/h以上的卡腰冲天炉为什么很少使用？185

175．曲线炉膛对强化熔炼过程起什么作用？186

174．曲线炉膛有哪几种类型？它们的结构特点是什么？186

五、曲线炉膛冲天炉186

176．怎样选定曲线炉膛的各部分尺寸？189

177．什么是双鼓形曲线炉膛冲天炉？有什么优点？189

六、中央送风冲天炉190

178．中央送风冲天炉有什么优缺点？190

179．怎样选定中央送风风嘴的结构参数？192

180．什么是风渣帽？它对熔炼过程有什么影响？194

181．如何稳定中央送风冲天炉的铁液成分，减少氧化烧损？195

182．中央送风操作应注意什么？196

183．在什么情况下使用中央送风冲天炉较合适？197

185．炼钢用生铁的国家标准是怎样的？198

187．球墨铸铁用生铁的国家标准是怎样的？198

186．铸造用生铁的国家标准是怎样的？198

一、炉料的使用198

184．生铁分为哪些类？它们各有什么特点？198

第五章 冲天炉熔炼过程的控制198

188．如何选用生铁？200

189．什么是炉料的遗传性？203

190．什么是生铁含气遗传性？204

191．什么是炉料组织遗传性？204

192．炉料的遗传性会影响铁液的流动性及缩孔缩松倾向吗？206

193．克服炉料遗传性的措施有哪些？206

194．怎样使用高锰生铁作炉料？206

196．炼钢生铁能作为普通灰铸铁件的炉料吗？207

195．如何解决钒钛生铁含碳量波动大的问题？207

197．使用废钢时应注意什么？208

198．镀锌废钢铁炉料可投炉使用吗？209

199．各类铸铁的废钢加入量是多少？209

200．回炉料有什么特点？209

201．如何识别废机器铁的成分特点？210

202．在冲天炉内加铁合金应注意什么问题？211

203．列出常用铁合金、纯金属的熔点及密度数值？212

204．常用铁合金的化学成分范围是怎样的？213

205．添加合金元素有哪几种形式？214

206．合金元素的加入方法有哪几种？215

207．各种合金元素在炉内加入及炉前加入的烧损率怎样？合适的块度（粒度）多大？216

209．怎样使用废钢屑？219

208．怎样使用碎粉状的硅铁？219

210．怎样使用废铁屑？221

211．使用钢铁切屑时容易出现什么问题？怎样解决？221

212．怎样使用废钢铁切屑直接熔制灰铸铁？223

二、配料计算227

213．配料时应遵循什么原则？227

214．配料计算前应掌握什么数据资料？227

215．配料计算的步骤是怎样的？举例说明。229

三、炉前检测233

216．用三角试样估计铁液成分的原理是什么？233

217．怎样制取三角试样？233

218．如何保证三角试样的代表性？234

221．如何从三角试样白口宽度粗略确定铸铁的牌号？235

219．三角试样的尺寸是怎样的？如何选用？235

220．如何从三角试样的断口颜色与特征判断铁液的碳当量？235

222．检测铁液成分的圆柱激冷试棒的原理是什么？237

223．炉前如何调整白口宽度？237

224．如何根据圆柱试棒的顶面形态、断口特征去判断铁液成分及相应的牌号？238

225．铁液表面为什么会翻花？怎样从翻花花纹中粗略估计碳、硅含量？239

226．怎样从加料口的废气状况判断焦炭燃烧的好坏？242

227．如何判断底焦高度合适与否？242

228．怎样根据炉渣的颜色状况判断炉况？242

229．观察铁液表面翻花时应注意什么？243

230．怎样从铁液火花判断化学成分？244

232．怎样根据合金的相图分析冷却曲线的形状特点？245

231．什么是热分析法？245

233．用热分析法测定铸铁碳、硅量的原理是什么？247

234．热分析法的测试装置包括哪些部分？248

四、炉况判断与调整250

235．根据什么现象去判断冲天炉风量过大或偏小？250

236．怎样从风口观察炉内熔化状况？251

237．怎样从加料口观察炉内棚料状况？251

238．铁液氧化的原因与克服措施如何？251

239．怎样根据炉衬腐蚀位置分析熔炼情况？252

240．在没有测温仪表情况下如何凭经验估计铁液温度？252

241．在熔炼过程中调整铁液温度的措施有哪些？253

242．炉料搭棚（又称棚料）的原因是什么？如何防止与排除？254

五、冲天炉事故与排除254

243．风口严重结渣是怎样形成的？255

244．出铁口冻结的原因是什么？如何克服？256

245．炉壳烧红的原因及防止办法是什么？256

246．什么是落生？如何预防？257

247．冲天炉爆炸的原因是什么？怎样预防？257

248．炉底漏铁液的原因何在？如何防止？258

249．过桥堵塞的原因是什么？怎样保持过桥畅通？258

250．如何防止冲天炉因故停风所造成的过桥堵塞？259

251．长时间停电（或停风）应怎样处置？260

252．如何防止冷却水套爆炸事故发生？260

253．发渣的原因是什么？如何预防及处置？261

254．插入式热电高温计的结构是怎样的？262

六、冲天炉热工检测262

255．怎样保证测温的准确性及代表性？263

256．怎样测量冲天炉风压？264

257．怎样用毕托管测量风量？265

258．怎样利用孔板流量计测量风量？268

259．怎样分析冲天炉的炉气？270

260．如何检查炉气分析的数值是否正确？273

261．用奥氏气体分析器时应注意什么？274

第六章 各类铸铁的熔制工艺275

一、灰铸铁（孕育铸铁）的熔制275

262．什么是孕育铸铁？275

263．什么是密烘铸铁？它与孕育铸铁有区别吗？276

264．对生产孕育铸铁的原铁液有什么要求？277

265．怎样选定灰铸铁（孕育铸铁）的化学成分？278

266．熔制孕育铸铁时应如何选定废钢加入量？278

267．有哪些主要类型的孕育剂？它们的特点怎样？280

268．常用的孕育处理方法有哪些？284

269．生产低牌号灰铸铁（HT100、HT150）时应注意什么问题？289

270．什么是高硅碳比铸铁？它有什么特点？289

271．提高硅碳比为什么能提高灰铸铁的抗拉强度？291

272．如何选择Si/C比？291

273．高硅碳比铸铁的熔炼及孕育处理有什么特点？292

274．怎样进行高Si/C铸铁的炉前检验？293

276．检验球铁力学性能的Y形单铸试块形状尺寸是怎样的？294

275．普通球墨铸铁有几种牌号？它的国家标准是怎样的？294

二、球墨铸铁的熔制294

277．如何确定铁素体、珠光体、贝氏体球铁的化学成分？295

278．生产QT400-18，QT400-15两种铁素体型球铁时，它们的熔炼工艺有什么区别？297

279．应如何选用生产球铁的炉料？298

280．应选择什么样的生铁生产铸态铁素体球铁？298

281．冲入法球化处理工艺的要点是什么？300

282．为什么“一次出铁球化处理”有利于夹渣的去除？302

283．盖包法处理球铁是怎么回事？303

284．稀土镁球化剂的性能特点是什么？303

285．稀土镁球化剂的国家专业标准是怎样的？304

289．怎样观察三角试样，快速判断球化情况？305

288．有哪几种常用的孕育剂？如何选用？305

287．球化处理后为什么一定要进行孕育处理？305

286．怎样选择球化剂？305

290．怎样通过观察铁液氧化膜快速判断球化？308

291．如何通过花纹观察判断球铁的衰退情况？309

三、蠕墨铸铁的熔制310

292．蠕墨铸铁分几种牌号？如何选用这些牌号？310

293．怎样确定蠕铁原铁液的化学成分？312

294．为得到蠕虫状石墨，铁液中含多少残余稀土，多少残余镁较合适？312

295．怎样才能熔制出各种牌号的蠕墨铸铁？313

296．哪种蠕化剂最适合于中小厂使用？314

297．蠕墨铸铁的蠕化处理工艺是怎样的？315

299．我国黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁的国家标准是怎样的？317

298．怎样用三角试样检查蠕化率？317

四、可锻铸铁的熔制317

300．怎样选定可锻铸铁的化学成分？319

301．熔制可锻铸铁的冲天炉在结构上有什么特点？320

302．熔制可锻铸铁的炉料有什么特点？321

303．怎样用简易办法检查废钢屑中是否含Cr？322

304．怎样确定各种牌号黑心可锻铸铁的炉料配比？322

305．怎样在炉前快速判别低碳铁液的成分？322

306．为什么对可锻铸铁要进行孕育处理？有哪些孕育处理方法？324

307．黑心可锻铸铁的退火工艺是怎样的？325

308．国内机床导轨用耐磨铸铁有哪些？329

309．机床导轨合金铸铁是怎样熔制的？329

（一）耐磨铸铁329

五、特种铸铁的熔制329

310．发动机缸体合金铸铁的成分与性能是怎样的？332

311．怎样熔制发动机缸体合金铸铁？333

312．怎样熔制发动机缸盖合金铸铁？334

313．怎样熔制汽缸套合金铸铁？336

314．怎样熔制活塞环合金铸铁？341

（二）抗磨铸铁341

315．怎样熔制抗磨低合金白口铸铁？341

316．怎样熔制低合金冷硬铸铁轧辊？342

317．怎样熔制其它（如凸轮轴、汽门摇杆、滚轮等）冷硬铸铁件？346

319．怎样熔制中锰抗磨球铁？347

318．怎样确定中锰球铁的化学成分？347

（三）耐热铸铁349

320．有哪些耐热铸铁牌号？349

321．在选择耐热铸铁的牌号时，如何根据工作温度去选用耐热铸铁的种类？353

322．怎样熔制中硅耐热铸铁？353

323．怎样熔制中铝耐热铸铁？353

324．耐1100℃的高铝耐热球铁的化学成分及性能怎样？354

325．如何溶制稀土高铝耐热铸铁？355

326．如何减少高铝铸铁件的废品？357

（四）耐蚀铸铁357

327．怎样熔制低合金耐蚀铸铁？357

第七章 鼓风机359

328．离心式鼓风机的结构及工作原理是怎样的？359

329．什么是离心式鼓风机的工作特性？361

330．8-18型离心鼓风机的性能参数是怎样的？364

331．启动风机时应注意什么？365

332．如何调节离心式鼓风机的风量？367

333．离心式鼓风机的风量、风压、功率与转速是什么关系？369

334．为什么夏季离心式鼓风机的风压会降低？371

335．离心式鼓风机容易出现什么故障？371

336．怎样估算一台离心式风机的风量、风压、转速及所配的电机功率？372

337．罗茨式鼓风机的结构原理及工作特性是怎样的？374

338．罗茨式鼓风机有哪些优缺点？如何选用？376

339．使用罗茨式鼓风机时应注意什么？376

340．鼓风机串联的目的是什么？串联时应注意什么？377

341．鼓风机并联的目的是什么？378

342．怎样设计冲天炉的送风管道？379

343．什么是冲天炉专用鼓风机？381

第八章 筑炉材料384

344．冲天炉用的耐火材料应具有哪些性质？384

345．冲天炉常用的酸性耐火材料有哪些？385

346．有哪些中性耐火材料？386

347．有哪些碱性耐火材料？什么是局部石灰石炉衬碱性冲天炉？387

348．什么是天然红硅石、白泡石？它们在化学成分、物理性能上有什么特点？387

349．用天然红硅石砖（或粉）修砌炉衬时应注意什么？389

350．怎样利用硅酸铝耐火纤维降低冲天炉前炉及铁液包的温度损失？389

351．如何修筑出铁口以确保稳定的铁液流量？390

352．怎样减少修出铁口的工作量？391

参考文献391