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熔铁炉

由石英砂等制成的炼铁设备

熔铁炉炉体由炉壳、感应圈、炉衬、倾炉减速箱等四个部分组成，炉壳用非磁性材料制成，感应线圈是由矩形空心管制成的螺旋状筒体，熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连通，炉衬紧靠感应圈，由石英砂打实烧结而成，炉体的倾动由倾炉减速箱直接转动。倾炉减速箱系二级涡轮变速，自锁性能好，转动平稳可靠，出现紧急断电时看收工倾炉，避免危险。可以通过选炉开关对两台炉体的倾炉减速箱电动机的控制进行选择，带有四芯橡皮线的开关盒能使操作者站在合适位置对炉体的倾动，复位进行点动控制。

熔铁炉熔化系统
熔铁炉组成的熔化系统包括加料系统、烧嘴冷却水系统、液氧站、天然气供应系统、燃烧控制单元、固定和移动烟囱等部分。天然气供应系统为液化天然气站，加料系统由厂房内的吊车、吊桶、加料平台和液压溜槽组成。需要厂房有较高的净空；如果厂房内净空无法满足需要，一般采用鳞板或挂板输送机。如果当地存在管道天然气，则该炉不需要配置液化天然气站。
熔化系统中的液氧站，一般可以通过租赁取得，氧气供应商一般根据用户的氧气消耗量确定液氧站的月租金，一般在2000 元/ 月～5000 元/ 月之间。天然气供应系统一般由天然气供应商提供，一般不收取用户的设备租金。因此，天然气熔铁炉的建造费用，大大低于同等容量的感应电炉。
熔铁炉由炉体与炉衬、托辊与回转驱动装置、转动机架与倾转液压缸、固定机架、炉盖与转臂、天然气纯氧烧嘴等几部分组成。
炉体的结构形式
熔铁炉的炉体一般由尾气孔锥段、中段、炉衬、烧嘴孔锥段等几部分组成。一般情况下，尾气孔的直径总是大于烧嘴孔，因此加料设备一般布置在尾气孔端，炉料通过尾气孔加入炉内。为了方便修砌新炉衬或者拆除残旧炉衬，尾气孔锥段、中段、烧嘴孔锥段等三部分一般用法兰联结为一体。
（a）炉体不设置专门的出铁口，铁液和炉渣液通过尾气孔或烧嘴孔排出炉外，结构最为简单，但出铁时炉渣会随铁液进入浇包，无撇渣性。
（b）出铁口（包括备用出铁口）设置在尾气孔端，出铁后利用尾气孔倾出炉内残存的渣液，因尾气孔口径大，排渣方便。但出铁口设置在尾气孔锥段，不利于在尾气孔端布置加料设备，因此这种结构的炉体极为少见。
（c）出铁口设置在烧嘴孔端，该结构最为普遍，有利于在尾气端布置加料设备，但由于烧嘴孔直径较小，出铁后排出炉内渣液不够顺畅。
（d）出铁口设置在炉体中段，该结构的炉体已很少使用。
炉体的倾转方式
熔铁炉除了炉体绕其轴线的回转运动外，还包括为了满足加料、倾出渣液、修炉等要求，炉体轴线的倾转运动。炉体的倾转运动虽可采用多种方式，但液压缸更为常见。
液压缸实现炉体倾转的三种方式，各自的特点和应用状况如下：
（a）用设置在炉体之下的一个轴线铅垂的液压缸倾转炉体。该结构有利于维修人员容易接近炉体，便于炉体的维护；出铁口可以设置在炉体中段的侧面、也可以设置在炉体端面的圆锥体上。但是液压缸所需的地坑的深度较大，基础建造成本较高，同时可能涉及地下水对地坑的影响问题。同时，液压缸行程大，因倾转轴距炉体重心的距离较大，液压缸压力高，液压站的造价高、动力消耗大。
（b）用设置在炉体之下、轴线水平的液压缸倾转炉体，优缺点相似于结构（a）。因造价和动力消耗的原因，在炉体之下设置铅垂或水平油缸的炉体倾转结构，已经很少能够看到。
（c） 用设置在炉体两侧的两个液压缸倾转炉体，不需要过深的地坑，同时因为倾转轴距炉体重心近，倾转力矩小，液压缸和液压站的制造成本低，动力消耗低。但该结构限制了出铁口的开设位置，出铁口只能开设在炉体两端。炉体倾转结构，大多采用了这种形式。
炉体的回转驱动
炉体回转驱动单元包括电动机、减速机构、托辊、电气控制部分等。炉体通过四个支持炉体的托辊安装在转动机架之上，托辊中包含着轴承，电动机通过减速机构与托辊相连、驱动炉体回转。炉体的回转运动可以以快、慢两种速度，正、逆两个方向，可以按手动、暂停、或者用时间程序自动控制。
熔化过程和铁液过热
熔铁炉的熔化过程包括炉料熔化、成分均匀化、铁液过热等三个阶段，现分别说明如下：
（1）炉料熔化阶段。炉料在熔铁炉内首先由固态变为质地柔软的塑性状态。炉料加入炉内后，为了保护炉衬，炉体首先进行间歇性、双向缓慢回转，在机械力和热的作用下，大块的金属炉料逐步分解为小料块。当炉内温度上升到金属熔点时，通过炉体的单向连续回转，提高炉体与炉料之间的传热效果。
（2）成分均匀化阶段。熔化阶段形成的FeO和造渣材料（砂和石灰石），首先形成炉渣，对金属液起覆盖和保护作用。炉料由塑性状态变为液体，合金元素开始溶入铁液，增碳剂中的碳开始溶解进入铁液。在此阶段，炉体继续单向回转，促进了铁液成分的均匀化，碳、硅、锰等元素迅速溶入铁液。
（3）铁液过热阶段。熔化的铁液过热到出铁温度，碳完全溶于铁液。炉渣和未溶解的增碳剂覆盖铁液，铁液利用炉衬传导的热量被过热，达到出铁温度。
熔铁炉中铁液过热的原理与其他工业炉窑一样，炉顶炉衬的温度最高、炉衬积蓄的热量最多。炉体在回转过程中，不断将顶部炉衬所积蓄的热量带入铁液，达到铁液过热的目的。
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