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重新评价冲天炉熔炼铁液的优点和存在的必要性(下)

  四、冲天炉熔炼有自然增C、增S、增N作用

  两排大间距冲天炉融化时,在炉膛有两个高温区,温度高达1700℃左右,并且有两个氧化区和两个还原区。控制上下这两个区的大小,就可以调整增C量和铁液温度。

  由于高温区温度高,一些气化温度低的有害元素,如铅、锌、锡等就被氧化或被气化,一部分从炉气中排除,一部分在石灰石造渣过程中成渣,从而减轻其对铸件的危害。

  由于冲天炉有还原区,CO可还原氧化铁、氧化硅、氧化锰,减轻烧损,降低铁液氧化铁的含量,净化铁液。

  另外,不用另外补充增碳剂、增硫剂、增氮剂,冲天炉就能自然增C、增S、增N,特别是增N。在配料废钢适合的情况下,冲天炉熔炼铁液可满足灰铸铁90~110 PPM的N量要求,对保证灰铁N含量、提高铸铁珠光体含量、提高材质强度起关键作用。

  电炉熔炼铁液含N量一般在60 PPM左右,满足不了灰铁的含N要求,而电炉熔炼又没有增C、增S、增N的功能,需要另外补加一定量的Cu、Cr、Sn等合金增碳剂、增硫剂才能保证强度要求,这就增加了生产成本。另外,外加增N,现场控制困难(现光谱仪测N误差很大)。增N低,强度保证不了;增N高,容易造成N气孔。

  还有,冲天炉熔炼铁液自带结晶晶核因子,稍加孕育,效果很好。而电炉化铁主要只是一个物理过程,缺少结晶因子,往往同样的孕育措施,效果却不理想,还要采取预处理手段,不但增加成本,还增加劳动强度。

  再有就是,冲天炉铁液除渣简单,而电炉除渣困难,还很危险。

  五、冲天炉对原材料要求的纯净度低

  冲天炉对废钢、生铁、回炉铁的铁锈、泥砂、油漆、镀锌、镀锡、油污、潮湿、表层腻子的要求低,原因是一些有害杂质可在冲天炉预热带就可以被清除掉,如油污、锌、锡、水分;泥砂类可在造渣过程中被除掉。而电炉就不具备这种功能,它要求进炉材料必须干净,否则会增加铁液的含氧量、含氢量和有害金属量,从而导致铸件气孔和 性能不符合要求以及除渣量、劳动强度大。

  六、冲天炉的所谓碳氧化物排放及污染问题

  首先谈一下我国的电力生产有80%以上是煤电,发电需要用煤,用煤就要排放碳氧化物。这同冲天炉用碳化铁一样,都是一次能源的一次排放问题。而电炉化铁用电,是二次能源消耗,即间接烧煤,同样在排放碳氧化物,不过是将大量排放转移到时发电环节了。所以,冲天炉排放碳氧化物而电炉不排放是一个伪命题。

  再就是烟尘排放问题。采用多级环保除尘、除硫化物、除硝化物,如采取烟尘收集、旋风除尘、布袋除尘、脱硫、脱硝等,完全可以解决这个问题。同时,冲天炉炉渣固体废物可作为水泥生产原料和建筑原料利用,由于不含重金属,直接填埋也不会造成环境污染。

  七、冲天炉出铁温度和能耗问题

  过去在没有铸造焦炭的情况下,冲天炉的铁液温度只有1420~1450℃;现在,有质量优异的铸造焦炭,在自热式炉胆冷风冲天炉富氧送风情况下,每吨铁液全部耗焦量在120kg的情况下,出铁温度完全可以达到1495~1510℃(平均1500℃),完全可以满足铸件对铁液温度的要求,铁液增碳量可在50%以上,硅烧损在10%左右,Mn烧损20%左右。比电炉节能只高不低,相比费用也低。

  八、冲天炉熔化实例

  烟台冰轮重型机件有限公司现用两台10t/h自热式冷风冲天炉。送风温度在160℃左右,采用山西铸造焦炭,固定碳88.61%、灰粉10.12%、含硫量0.38%、挥发物1.27%,富氧量1.3%。在每吨铁液全焦量(底焦、接力焦、批焦)120kg的情况下,平均温度在1500℃以上,两个炉子平均熔化率在14t/h左右。在45%废钢情况下,增C 52.4%,硅烧损8.6%,锰烧损在22.6%(按配料成分和出炉成分算)。HT300强度可达352MPa,试棒硬度238HB,铸件本体硬度(机床导轨)在190~220HB。

  本公司铸件出口日本、欧洲、美国、新加坡等地20多年,从来没有因材质不合格而报废,客户评价很好。在环保问题上,公司经过改造后,经环保部门现场测试的排尘、排硫、排硝在采用除尘设备后完全达到排放标准,并发给环保生产许可证。

  九、结束语

  通过对冲天炉和电炉铁液的比较,确实证明冲天炉熔炼铁液有电炉不可替代的优势;冲天炉在采取技术升级和加大环保措施后,确实有它存在的必要性与可行性。需说明的是,以上比较并不是为了说电炉不好,电炉在生产球墨铸铁、蠕墨铸铁、铸钢和合成铸铁方面还是有一定优势的,只是各单位应根据实际生产情况确定使用哪种。


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