铸铁及其熔炼

第一节　铸铁及其熔炼

一、铸　铁

铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。根据碳在铸铁中的存在形态，铸铁分为灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁以及白口铸铁和麻口铸铁。

1.灰铸铁

灰铸铁是碳在铸铁中存在形态，主要以片状石墨存在，断口呈墨灰色。

（1）灰铸铁的牌号和力学性能。灰铸铁的牌号用“HT”表示，“HT”为“灰铁”两字的汉语拼音的第一个字母，字母后面的数字则表示其最小抗拉强度。

根据灰铸铁试样的抗拉强度，规定了六级灰铸铁牌号，同牌号不同壁厚的灰铸铁的力学性能也是不同的。表5-1列出了它们预计应能达到的力学性能，图5-1是灰铸铁金相组织示意图。

表5-1　预计灰铸铁件力学性能

（2）灰铸铁的用途。由于灰铸铁具有良好的减振性，因此常用灰铸铁来制造机床床身，以减少机床在运动过程中的振动，从而保证工件的加工精度。由于耐磨性好，常用来制作机床导轨、刀架、柴油机缸套等铸件，从而保证机器的使用性能和寿命。

为了提高灰铸铁的强度性能，可对其进行孕育处理。即人为地在很短时间内加入大量的结晶核心，使共晶团细化，石墨的尺寸和分布得以改善，从而达到提高铸铁强度的目的。这种经孕育处理的灰铸铁叫孕育铸铁，它仍属灰铸铁的范畴。孕育铸铁的抗拉强度和抗弯强度都比灰铸铁高，常用于动载荷较小，静力强度要求高的重要铸件。如机床床身、发动机机体等。

当对铸件的强度要求较高时，可在灰铸铁中加入少量的合金元素，如Cr、Ni、Mo、Cu、V、Sn、Ti、B等，从而提高其强度性能，这种铸铁称为低合金高强度灰铸铁。

（3）灰铸铁的铸造性能。

1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易充填形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。

2）收缩性。合金的收缩经过液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。灰铸铁的浇注温度较低，凝固过程中发生共析石墨化转变，析出的石墨发生体积膨胀，使其收缩量减小，产生的铸造应力也较小，所以，铸件出现挠曲变形和产生裂纹的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。总之，灰铸铁具有良好的铸造性能。

图5-1　灰铸铁金相组织图

（a）珠光体灰铸铁（b）铁素体—珠光体灰铸铁（c）铁素体灰铸铁

2.球墨铸铁（球铁）

球墨铸铁是铁液经过球化处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时有少量为团絮状的铸铁。其金相组织特点是：金属基体为细化的珠光体和铁素体，在其间分布着球状石墨。按金属基体组织不同；球墨铸铁分为珠光体球墨铸铁、铁素体—珠光体球墨铸铁和铁素体球墨铸铁三种，如图5-2所示。

图5-2　球墨铸铁金相组织示意图

（a）珠光体球铁（b）铁素体—珠光体球铁（c）铁素体球铁

球墨铸铁的牌号用“QT”表示，“QT”为“球铁”两字汉语拼音的第一个字母，字母后面两组数字的前一组为最低抗拉强度，后一组为最低伸长率。球墨铸铁的牌号及力学性能如表5-2所示。

球墨铸铁具有很高的抗拉强度，还有很好的塑性和韧性，同时还有良好的耐磨性和耐腐蚀性。在工业上常用球铁铸件来代替45钢锻件，可以省去很多费用。

球墨铸铁的流动性较差，这是因为高温出炉的金属液经球化处理和孕育处理后，铁液的温度大大降低而致。另外，球墨铸铁的凝固特点是体积凝固方式，易形成粗大树枝晶，也影响了流动性。

表5-2　球墨铸铁的牌号及力学性能

球墨铸铁的生产工艺如下。

（1）选择球铁的化学成分。

碳：原铁水碳的质量分数一般在3.6%～3.9%范围内较合适。

硅：通常珠光体球铁硅的质量分数为2.0%～2.6%；铁素体球铁硅的质量分数为2.4%～2.9%。薄件取上限，厚件取下限。低温工作的零件硅含量在2.6%以下。

锰：铁素体球铁锰的质量分数一般为0.4%～0.6%；珠光体球铁锰的质量分数为0.8%～1.2%。

磷：磷在球铁中易形成硬而脆的磷共晶，使其塑性和韧性显著降低，因此磷的质量分数应低于0.1%。

硫：硫是有害元素，并消耗球化剂。因此，要求硫的质量分数应在0.07%以下。

（2）球化剂。为使铸铁中的石墨结晶成为球状而加入铁液的添加剂称为球化剂。

目前，主要的球化剂有镁、稀土合金等。纯镁球化剂现已很少使用。

稀土硅铁镁合金是我国目前应用最广的球化剂，它是由镁、稀土硅铁、硅土和回炉铁按一定比例配制的合金，其中镁的质量分数占7%～9%。其具体配方见表5-3。

表5-3　稀土硅铁镁合金的牌号及化学成分表（BGB44—73）

这种合金的熔点高，球化处理反应平稳，球化剂利用率高，操作简单。其加入量一般为铁水质量分数的1.4%～1.6%。

（3）孕育剂。球化处理后的铁水都要进行孕育处理。孕育剂能提高石墨化能力，防止产生白口组织和圆整细化石墨球。常用的孕育剂是含硅75%的硅铁。

（4）球化处理和孕育处理。将球化剂加入原铁水的过程称球化处理。用稀土硅铁镁合金作球化剂，多采用冲入法。处理时首先将破碎成块度为25～40mm的球化剂加入包底部一侧专门设置的堤坝内，在球化剂的上面覆盖硅铁粉和稻草灰，并压紧，如图5-3所示。随后将铁水冲入浇包的另一侧，先冲入铁水总量的1/2～2/3，待反应完毕后再冲入其余铁水，并同时向出铁槽中加入孕育剂进行孕育处理，然后搅拌、扒渣，经炉前检验合格后即可浇注。要求出炉时铁水温度应在1400℃以上。

（5）炉前检验。炉前快速检验常用三角试块法。处理良好的铁水浇注出的三角试块两侧有一定的凹陷，断口组织细密呈银白色金属光泽，中间有明显缩松，如图5-4所示，敲击时有如钢的声音，闻其断口有电石臭味。否则，表明球化不良。

图5-3　冲入法球化处理

1-铁水　2-堤坝　3-硅铁粉　4-球化剂　5-铁水包

图5-4　球化良好的三角试块断口

3.可锻铸铁（马铁）

可锻铸铁是白口铸铁经过石墨化退火，从而得到具有团絮状石墨的铸铁。这种铸铁的强度、塑性和韧性都较高。如果在中性气氛中退火处理，使碳化铁分解为团絮状石墨和铁素体，可获得黑心可锻铸铁。如果在氧化气氛中处理，获得的几乎是全部脱碳的白心可锻铸铁。黑心可锻铸铁是最常用的可锻铸铁，根据其金相组织不同，又分为铁素体黑心可锻铸铁和珠光体黑心可锻铸铁，如图5-5所示。

图5-5　黑心可锻铸铁金相组织示意图

（a）铁素体黑心可锻铸铁（b）珠光体黑心可锻铸铁

可锻铸铁的牌号用“KT”表示，“KT”为“可铁”两字汉语拼音的第一个字母。其后的字母“H”为铁素体黑心可锻铸铁；“Z”为珠光体黑心可锻铸铁；“B”为白心可锻铸铁。后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低伸长率。可锻铸铁的牌号及力学性能见表5-4。

表5-4　可锻铸铁的牌号及力学性能

在可锻铸铁中，由于石墨呈团絮状存在，与片状石墨相比，对金属基体的割裂作用大大降低。因此，可锻铸铁的力学性能大大高于灰铸铁。铁素体黑心可锻铸铁的韧性较高，一般多用于承受冲击载荷和交变载荷零件的制造。珠光体黑心可锻铸铁有较高的强度和硬度，一般多用于要求较高强度和耐磨性零件的制造。退火是生产可锻铸铁的重要工序，下面加以介绍。

（1）黑心可锻铸铁的退火工艺。将白口铸件叠放于退火箱中，然后装炉，在中性介质中退火，其工艺如图5-6所示。铸件加热到900～960°C，进行长时间（15h左右）保温，使铸态组织中的渗碳体分解为奥氏体与团絮状石墨（第一阶段石墨化）。随后缓冷（40～50°C/h）到750～700°C出炉，得到铁素体加团絮状石墨组织。

图5-6　黑心铁素体可锻铸铁退火工艺

（2）缩短可锻铸铁退火周期的措施。在可锻铸铁生产中，石墨化退火周期过长是一个重要问题，必须采取措施加以缩短。通过大量的试验和研究，得到以下方法。

（1）加铝、钛处理。铁水中加入铝、钛等元素，可增加退火时的石墨核心，可以加速退火过程。一般加铝的质量分数为0.005%～0.015%。当铁水中硅的质量分数低于1.3%时，加铝的质量分数可为0.02%，退火周期缩短15%～20%。

（2）加硼、铋处理。加入微量硼、铋进行炉前处理，可加速退火进程。硼以硼铁形式和金属铋一起加在铁水包底。铁水中硼的质量分数一般控制在0.0015%～0.0025%范围内，最高不超过0.004%，而铋以0.005%～0.008%为宜，最高不超过0.02%。

（3）适当提高退火温度。既可加快碳原子的扩散，又可增多石墨晶核的数量，但退火温度不宜过高，否则，石墨形状恶化，导致力学性能下降。

4.蠕墨铸铁

蠕墨铸铁是大部分石墨为蠕虫状石墨的铸铁。蠕虫状石墨具有较小的表面积，消除了片状石墨的边缘尖角，对金属机体的割裂作用比片状石墨小，但稍大于球状石墨。因此，蠕墨铸铁具有较好的耐磨性和抗热冲击性，它的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，它是一种新材料。

（1）蠕墨铸铁的牌号和力学性能。蠕墨铸铁的牌号用“RuT”表示，“RuT”是“蠕铁”两字的汉语拼音的缩写，用大写正体字母表示，其后面的数字表示该牌号蠕墨铸铁的最小抗拉强度。蠕墨铸铁的牌号和力学性能如表5-5所示。

（2）蠕墨铸铁的生产工艺。当前生产蠕墨铸铁多采用往铁水中加入含有一定数量元素的蠕化剂，进行蠕化处理，其工艺与球墨铸铁的球化处理相似。

1）蠕化剂。用以处理铁水以获得蠕虫状石墨的变质剂，称为蠕化剂。目前国内使用的蠕化剂是稀土硅铁合金，见表5-6。蠕化剂的加入量见表5-7。

表5-5　蠕墨铸铁的牌号和力学性能指标

表5-6　常用稀土硅合金的化学成分举例

表5-7　几种稀土合金获得蠕墨铸铁的加入量范围

2）蠕化处理。用含镁的硅铁镁合金或稀土硅铁合金作蠕化剂时，可将其放入包底，冲入铁水进行蠕化处理。整个操作与球化处理一样。

用以稀土为主要变质元素的稀土硅铁合金或稀土硅钙合金作蠕化剂时，蠕化处理多采用撒入法。即将合金破碎成小于7mm的颗粒，装在附设于炉盖上的料斗内，在出铁过程中均匀混合吸收。蠕化处理后的铁水用铁水质量分数0.4%～0.6%的硅铁（含Si75%）孕育，处理温度1380～1450℃，蠕化剂的加入量是铁水质量分数的1.0%～2.4%。

3）炉前检验。用观察三角试样断口特征的方法判断蠕化效果，简便易行。

三角试样断口呈银灰色，两侧中等凹陷，敲击发出清脆声音，表明处理成功。有无白口或白口大小只与孕育有关，反映铁水的白口倾向，可用孕育剂来调整白口深度。

三角试样断口呈银灰色，两侧无凹陷，表明蠕化剂加入量不足，就补加合金；若两侧凹陷过大，表明蠕化剂过量，必须补加铁水。

三角试样断口呈黑灰色，两侧无凹陷，敲击发闷声，表明蠕化处理失败，需作重新处理。

蠕墨铸铁作为一种新型的高强度铸铁，除了具有较高的力学性能和使用性能外，还具有简单、成本较低的铁液处理方法和较好的铸造性能，具有广阔的发展前景。

二、铸铁熔炼设备

1.化铁炉概述

铸铁熔炼常用的设备是化铁炉，铸造车间常用冲天炉、工频感应炉，小型铸造车间有的还使用三节炉。用的最广泛的是冲天炉，而三节炉已被逐步淘汰。目前，国内已逐步开始使用工频感应电炉来熔炼铁液，用工频感应电炉熔炼的铁液质量高、金属烧损小、劳动条件好。

（1）冲天炉。冲天炉是铸造车间使用最普遍的熔化铸铁的设备。冲天炉结构如图5-7所示。根据炉衬材料化学特性，冲天炉分为碱性冲天炉和酸性冲天炉两种。酸性冲天炉是用酸性氧化物（如硅砂）作炉衬材料，具有抗酸性渣侵蚀的能力。酸性炉衬价格便宜，来源广，因此，目前大多数工厂都使用酸性冲天炉。碱性冲天炉是以碱性氧化物（如镁砂）作为炉衬材料，它在高温条件下具有较强的去硫、磷能力，可以熔得低硫、磷的铁液。但碱性炉衬材料价格昂贵，使用寿命较短，因此，使用碱性冲天炉的工厂很少。

图5-7　冲天炉的结构

1-铁槽　2-出铁口　3-前炉炉壳　4-前炉炉衬　5-过桥窥视孔　6-出渣口　7-前炉盖　8-过桥　9-火花捕集器　10-加料机械　11-加料桶　12-铸铁砖　13-层焦　14-金属炉料　15-底焦　16-炉衬　17-炉壳　18-风口　19-风箱　20-进风管　21-炉底　22-炉门　23-炉底板　24-炉门支撑　25-炉腿

冲天炉根据炉膛形状和进风方式，分为直筒形三排大风口冲天炉、曲线炉膛多排小风口热风冲天炉、大排距风口冲天炉、中央送风冲天炉。

早期的冲天炉多为直筒型单排大风口，以后增加到三排，燃烧热效率有所提高。见图5-7。后来根据生产和原料（主要是焦炭）的特点，出现了具有我国特色的炉型，即现在常用的二排大间距风口冲天炉，如图5-8，多排小风口冲天炉，如图5-9。这两种冲天炉比直筒冲天炉提高了送风强度，改善了炉中心的燃烧，提高了熔化率。特大铸件生产的化铁炉常用中央送风冲天炉，见图5-10。

图5-8　3t/h二排大间距冲天炉炉型图（举例）

图5-9　多排小风口冲天炉（3t/h）炉型图（举例）

图5-10　中央送风冲天炉（6t/h）炉型图（举例）

（2）工频感应电炉。采用工业频率（50Hz）的交流电进行熔化的感应炉称为工频感应炉，在工频炉中，电流通入感应线圈，使炉膛中的炉料内部产生感应电动势，并形成涡流，产生热量，使金属块料熔化。

（3）三节炉。三节炉由上、中、下三节组成，上面一节起装料、排烟及预热炉料作用。中间为熔化部分，使金属熔化并过热。下面一节为炉缸，储存铁液，并设有出渣口和出铁口。这种炉结构简单、高度低、占地少、容易修补，但铁液质量差、温度低、热量损失大、焦炭消耗大。三节炉熔铁量一般为1t/h左右。其结构如图5-11所示。

图5-11　三节炉

2.冲天炉的结构

各种冲天炉的结构大致相同，现以图5-7直筒形三排大风口冲天炉为例进行分析。

（1）炉底及支撑装置。它的组成有炉门、炉底、炉门支撑和炉腿。在炉底下面的炉底板中央装有两扇半圆形带有铰链的金属炉门，熔化结束后，打开炉门放出炉料。熔化前先将炉门合上，封好底，用支撑铁柱撑好。因整个炉内炉料重量都是由支撑柱承受，所以要求支撑铁柱结实、牢固。

（2）炉身。炉身是冲天炉的主要部分，炉料的预热及炉料的熔化都在炉身内完成。在金属炉壳与耐火砖炉衬之间填有炉渣或废砂，起着保温和使炉壁受热时有膨胀余地的作用。炉身下部设有环形风箱，风箱内侧有三排风口通向炉内。风口为圆形孔，风口朝里，稍向下倾斜。下面一排为主风口，直径较大，占风口面积的60%。熔化时鼓风机将空气送入风箱，经风口进入炉内，促使焦炭充分燃烧。

（3）炉缸。底排风口以下至炉底这部分为炉缸。炉缸下部设有过桥和出铁口。有前炉的冲天炉炉缸高度为200～400mm，以减少底焦消耗量和防止铁水增碳、增硫。无前炉的冲天炉炉缸高度为450～600mm，并设有出渣口。炉缸侧面设有一个工作门，其作用是传递修炉材料、封底和点火操作。

（4）烟囱。从加料口下缘到炉顶统称为烟囱。烟囱内壁用耐火砖砌成。烟囱的作用是造成必要的抽力，利于点炉自燃，并把炉内生成的气体和火花引出室外，并排出烟尘。烟囱下部与炉身相接处设有加料口，炉料由此加入炉内。

（5）炉顶除尘装置。除尘装置分湿法除尘和干法除尘两种。炉顶湿法除尘装置在工作时连续喷水，形成水幕，消除烟气中的火花和灰尘，并溶解二氧化硫和氢氟酸等有害组分。干法除尘是在炉顶安装火花捕集器，它是利用废气在改变流动方向时，质量较大的粉尘由于惯性和重力的作用而下沉的原理制成的，下沉的灰尘积聚到捕集器底部管道放出。

（6）前炉。设置在冲天炉前面，贮存铁液的装置。它可以减少铁液从焦炭中吸碳吸硫的机会，改善铁液质量。前炉多呈圆筒形，外壳用6～12mm钢板卷焊而成，里面砌有耐火砖，再筑上耐火材料内衬，正面底部开有出铁口，正面上方与过桥对应处开有过桥窥视孔，炉侧中部开有出渣口，顶部设有金属炉盖，可减少热量损失。

3.冲天炉附属设备

（1）鼓风机。冲天炉内焦炭燃烧所需的大量空气由鼓风机来供给。鼓风机有离心式、罗茨式、叶片式三种。在使用时，可以一台单独供风，也可用两台以增大风量。串联在小风口冲天炉上应用较多；并联则适用于冲天炉阻力较小的情况。风机串联和并联一般采用同型号同容量的风机。在输送压力风的管道上装有风压计和风量计以及风量风压控制机构。

（2）加料设备。冲天炉常见的加料设备有悬轨式中心加料装置、爬式翻斗加料机和爬式中心加料机三种。悬轨中心加料装置和爬式中心加料机所加的炉料均匀度好，爬式翻斗加料机所加的炉料易出现偏堆现象，炉料均匀性差。

（3）砸铁机。工厂常用气锤式生铁断裂机或落锤式砸铁机来处理大块生铁和回炉铁，使之达到冲天炉所要求的炉料块度。

三、冲天炉的熔炼操作

为使冲天炉在熔炼时达到高温节焦正常熔炼，在冲天炉熔炼操作过程中要做到四个稳定：炉膛尺寸稳定；底焦高度稳定；风量控制稳定；炉料线高度稳定。并要勤看四口：风口、渣口、出铁口、加料口。冲天炉熔炼具体操作过程如下。

1.准备炉料

（1）金属炉料。包括生铁、回炉铁、废钢和多种铁合金。

1）生铁。铸铁配料所用的生铁是铸造原生铁，一共分为6个牌号，使用时应按牌号和重量要求加料，严禁不同牌号生铁混杂在一起加入，这样就很难控制熔炼铁液的化学成分，很难使铁液达到牌号的要求。使用时，生铁的块度要均匀，最大尺寸不得超过炉膛内径的1/3，以保证熔化迅速，不出现棚料事故。同时要求生铁表面上无砂土、无油污和杂物等，并保证干燥。

2）回炉铁包括浇冒口、废铸件、旧机铁、包底残留等送回炉重熔的金属料。回炉铁要按灰铸铁、球墨铸铁等分类堆放和保管，不可混杂在一起。入炉前应清除污泥、锈蚀并破碎。料块尺寸最大不超过炉内径的1/3，最小要大于10mm。

3）废钢是各种钢料的下脚料和废钢件、铸钢浇冒口及加压后的钢屑块等。废钢可以降低铁液的含碳量和调整化学成分。由于废钢的材料来源不同，成分不一，应按钢种分类保管和使用，以利于配制炉料。废钢的块度最大也应小于炉内径的1/3，为防钢屑氧化，应压成团块使用。严防把长条、薄板、碎屑加入炉内。废钢应干燥，无杂物和油污及严重锈蚀。

4）铁合金是以铁为基体，和一种或几种元素组成的添加合金，主要是用来调整铸铁的化学成分，使铸铁的化学成分能达到牌号的要求。最常用的铁合金是硅铁和锰铁，其次是磷铁、铬铁、钼铁、硅钙、镍铁以及金属镁、金属铜、稀土合金等。铁合金应严格按种类、牌号保管和使用，块度为炉膛内径的1/4～1/15，严禁使用粉末，并保证干燥，无杂物和油污。过细的应粘结成团块使用。炉前处理用合金块度应在5～20mm范围内，并且要预先加热到要求温度。

（2）焦炭。焦炭是冲天炉最常用的燃料，底焦的块度要适中，视炉子大小不同，大致为100～200mm；层焦为100～500mm。焦炭中固定碳含量要在80%以上，强度要高，灰分、硫分和挥发物含量要少，并清除砂土、杂物和焦炭末。

（3）熔剂。在熔炼过程中，用以降低熔渣熔点，提高熔渣流动性或便于扒渣的物质。冲天炉造渣用熔剂主要是石灰石和萤石。熔剂块度通常在20～60mm，并应清除砂土和杂物。熔剂的加入量应根据金属料、燃料的质量和熔渣情况而定，当熔渣粘度适宜，成分合乎要求时，应尽量少加熔剂，以减少浸蚀炉壁和产渣量，降低热量损失。尤其是萤石，最好不用或少用。

2.修　炉

每开一次炉，冲天炉炉壁都要受到很大的侵蚀和损坏，特别是熔化区一段侵蚀最为严重。另外，每次停炉，炉底也被打落，所以在第二次熔炼前必须进行修理。

修炉时，首先要清除炉壁上的挂渣、残铁，将炉下和炉周围清理干净。在炉壁上刷上耐火泥浆水，再用硅砂、粘土和水的混合料一块一块用力摔在需要修补处，用木锤打实，按样板修复出炉膛的标准形状。修搪风口眼时，要保证其位置、尺寸、孔的斜度完全符合图样要求。可用风口眼棒从风口处插入，用硅砂、粘土和水的混合料修好后，再拔出风口棒。修筑炉底时，先关好炉底板，并用炉门支撑撑牢，用炉渣或旧砂铺底并舂实，炉底与炉壁转折处修成圆角，炉底向出铁方向修成1∶12～1∶20的斜度，以利出铁。炉底厚度一般为200～300mm。

修理过桥时，要将其内表面修得光滑平整，并在表面上刷上炭灰水涂料。修前炉的方法与修冲天炉膛基本相同。

3.烘炉与点火

炉子修好后要进行烘干，方法是：从工作门放少量木柴和引火柴垫底，再从加料口加入木柴，从工作门点火并关上工作门封闭好。前炉和浇包也用木柴进行烘干和预热。待冲天炉烘得差不多时，加入一些块度较大的木柴，大块木柴燃着后加入质量分数为40%的底焦，此时风口和出铁口都开着，继续利用自然风使焦炭燃烧。待焦炭燃旺后再投入质量分数40%的底焦，其余20%的底焦，作调节底焦高度用。调节时可以从加料口测量底焦的高度，再添加底焦使其符合规定的底焦高度。

4.加　料

底焦高度适当并燃烧后，关上风门，鼓风2～3min除灰，随后加入层料。加层料时先加入熔剂，其加入量为批料中熔剂的两倍，然后加金属料，以后的加料顺序为焦炭、熔剂、废钢、新生铁、铁合金、回炉料，依次循环，一直加到加料口的下沿为止。金属层料总重约为熔化率（每小时熔铁量）的1/10，层焦的加入量以能补足底焦的燃耗，维持底焦的高度不变为准，一般为层铁重量的8%～12%。熔剂要尽量加在炉膛中心，其重量为层焦重量的30%左右。

5.送风熔化

炉料装好后，让其预热，这时风口要打开，以免CO气体积聚引起爆炸事故。待预热15～30min后，便可开始送风，风口在鼓风30min后才关闭。

在熔化过程中要经常观察风口，一般送风5min左右，主风口就能看见铁液下滴，说明底焦高度适当。熔化正常时铁液滴为亮白色，大小如绿豆，下落很快。如果风口发暗，铁液滴似蚕豆大小，下降慢，说明底焦偏低，应多加一层焦炭，并适当减少风量，在以后的加料过程中加大层焦量。否则，不但铁液被氧化，温度低，而且可能使未熔化的铁块落入风口区，甚至落入炉缸。若风口情况良好，但铁液滴像芝麻大小，熔化速度很慢，说明底焦高，加料时应减少层焦。

熔化开始后，当前炉出铁口出现金属液流向外流淌时，应马上封住出铁口。在整个熔化过程中应尽量避免中途停风，如果出现故障必须停风时，在停风后应立即打开风口，停止加料，以免CO气体积聚过多在重新鼓风时发生爆炸。当鼓风机重新送风后才能关闭风口，待熔化正常后继续加料。

6.出　渣

熔炼一段时间后，应打开出渣口出渣，用铁棒挑起炉渣拉成丝，在明亮处观察其颜色，从炉渣的颜色判断冲天炉的熔化质量。

灰绿色玻璃状——熔化正常；

淡棕色玻璃状——熔化正常，含锰较高；

紫色玻璃状——含硫量高；

深咖啡色玻璃状——含FeO太多；

黑色致密很高——炉温低，风量大，底焦低，铁液氧化；

黑色空松，有气泡——炉温低，底焦低，石灰石少，铁液氧化严重；

灰白色石头状——石灰石太多。

7.出　铁

送风30min左右就可以打开前炉出铁口出铁，当浇包中铁液足够，并有熔渣从出铁口流出时，用带有泥塞头的堵塞工具将出铁口堵住。

8.去　硫

酸性冲天炉无法去硫，如果铁液中含硫偏高，应在炉外去硫。方法是在出铁槽或浇包中加入适量的苏打（Na₂CO₃），形成Na₂S进入熔渣再除掉。

9.炉前检查

检查测量铁液温度，观察三角试样和铸铁成分分析。炉前检查合格后就可进行浇注。

10.打　炉

停炉前，多加两批生铁炉料在炉中，保持炉中各段温度正常，并使下部最后几批炉料能正常进行熔化。停风前先打开风口，防止CO积聚。炉底门下的地面不能有积水或潮湿，待炉内铁液出完，即可将炉底支撑柱打倒，炉底门在生铁的重力作用下突然打开，使底焦和未熔炉料落下，然后用水浇灭。如果炉底未能在炉料自重下塌落，则可以再加生铁块于炉内，由生铁块下落的冲击力冲破炉底。

11.常见故障排除方法

冲天炉熔炼过程中，常见的故障主要有棚料、通风不畅、出口堵塞等。

（1）棚料。熔化时，在冲天炉风口以上，炉料不能顺利下降的现象称为棚料。棚料经常发生在炉身上部，产生的原因是炉壁修砌不光滑，炉料尺寸过大相互卡紧，或炉料燃烧结块。棚料后可用铁棒从加料口捅炉料即可排除，此时应短时停风，以减少层料下降的阻力。若发生较严重棚料时，可采用“停风落料”的方法，即突然停风使炉内气压突然降低，使棚料下落。或在停风后打开风口盖，稍停片刻，让搭棚处金属块之间因发生热变形而引起它们之间相互位置的变动而落下。在清除时间较长的棚料事故后，应补加1～2层焦炭，以补偿底焦的消耗。

（2）通风不畅。有时焦炭堵住主风口，出现炉内某一方通风不畅，局部炉温下降现象，可以打开风口，用铁棒捅开被堵风口，使其送风通畅。

（3）出口堵塞。如果过桥口在送风时被小块焦炭堵塞，热气无法使过桥充分预热，送风初期的低温铁液就容易在过桥中凝结而发生堵塞。此时，应先停风，打通前炉窥视孔，用铁棒捅过桥中的凝结块或用管子吹氧融通过桥。出铁口也容易被熔化初期的低温铁液凝结而堵塞，一般用钢钎便能凿开。