本书结合作者多年来在铸造生产方面的实践经验，以问答形式，全面介绍了铸铁及其熔炼相关的工艺、设备及原辅材料计算技巧；重点介绍了铸铁冲天炉熔炼的基本理论和常用的原材料与配料计算，冲天炉设备的选用与操作及炉前控制要点，铸铁熔炼常见故障排除和安全操作；书中对常用的铸铁熔炼附属设备和测量仪表（如鼓风机、除尘设备等）使用情况进行了说明。
本书可供铸造领域的技术人员、管理人员以及一线工人在实践中参考，也可供大专院校师生、科研人员阅读。 |
铸铁是一种以Fe、C、Si为主要成分，且在结晶过程中具有共晶转变的多元铁基合金。在各种材料中，铸铁由于具有良好的铸造性能、独特的力学性能、较低的价位，在国民经济各个部门得到广泛应用。但是在我国，绝大部分铸铁件出自于中小型车间，多数属单件小批量生产，质量不稳定。改变这种状况是我们铸造工作者的责任。
铸铁熔炼是铸铁件生产中一项十分重要的技术工作，它基本上决定了铸铁件本体的材质性能是否符合要求，同时它也是保证铸铁件质量的重要方面。熔炼铸铁的方法依照所用的熔炉设备可分为冲天炉熔炼、感应电炉熔炼、电弧炉熔炼、反射炉熔炼，以及由某些方法的联合，如冲天炉—电弧炉、冲天炉—感应电炉双联法等。其中，冲天炉熔炼是最普遍应用的铸铁熔炼方法，目前我国用于铸铁件生产的熔炼设备90%以上为冲天炉。
本书结合作者四十余年来在铸造生产方面的实践经验，在介绍铸铁基本知识的基础上，重点分析说明了铸铁冲天炉熔炼的基本理论，铁水的成分变化和温度控制，常用的原材料与配料计算，冲天炉设备的选用与操作及炉前控制要点，铸铁熔炼常见故障排除和安全操作等。全书内容阐述采用问答形式，通俗易懂，可供铸造领域的技术人员、管理人员以及一线工人在实践中参考，也可供相关专业院校师生、科研人员借鉴。
由于作者水平有限，文中难免有不妥之处，敬请读者指正。
编者 2007年8月 |
第1章铸铁1
第1节铸铁基础知识1
11什么叫金属？简述纯金属的结晶过程。1
12什么叫过冷度？与哪些因素有关？1
13晶粒大小对金属的性能有何影响？哪些主要方法能使铸造时
的金属晶粒细化？2
14铁碳合金中，铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体各属于
何种类型？各有什么性能特点？2
15何谓索氏体、屈氏体、马氏体、贝氏体？4
16何谓强度？强度有哪两种常用指标？写出它们的符号、单位。4
17何谓塑性？塑性的指标如何表示？4
18铁碳状态图有何实用意义？5
19何谓铸铁？它有何特性？根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁分
为哪几类？5
第2节灰口铸铁6
110什么叫铸铁的石墨化？影响石墨化的因素有哪些？6
111灰口铸铁中有哪五大元素？其对铸铁的石墨化有何影响？6
112为什么灰口铸铁的表层和薄壁部分比内部和厚壁部分
硬度高？7
113灰口铸铁按基体组织有哪几种？哪种应用广泛？7
114影响铸铁冷却速度的因素是什么？7
115灰口铸铁中石墨的分布形态有哪几种？石墨为哪种分布形态的
铸铁力学性能最好？8
116什么叫碳当量？有何意义？8
117灰口铸铁的布氏硬度与抗拉强度有什么关系？8
118各种牌号灰口铸铁的化学成分及其金相组织如何？10
119灰口铸铁的铸造性能有何特点？11
120灰口铸铁的物理性能有何特点？12
121影响灰口铸铁组织的主要因素有哪些？13
122灰口铸铁中合金（或杂质）元素有什么影响？15
123影响灰口铸铁力学性能的主要因素有哪些？18
124灰口铸铁如何进行热处理？18
125什么叫孕育铸铁？孕育处理后的组织和性能有哪些变化？19
126孕育铸铁对原铁水化学成分的选择原则是什么？20
127可否用降低铸铁中C、Si含量的方法生产孕育铸铁？
为什么？20
128什么是孕育衰退？怎样避免孕育衰退？20
129灰口铸铁如何进行孕育处理？20
130铸铁中五大元素的含量与铸造缺陷有何关系？22
第3节球墨铸铁23
131什么叫球墨铸铁？各类球墨铸铁有何性能特点？23
132球墨铸铁对原铁水化学成分的要求是什么？23
133对球化用合金有何要求？23
134镁和稀土元素在铁水中有何作用？24
135稀土镁球墨铸铁金相有何标准？25
136球墨铸铁化学成分如何控制？26
137球化剂加入量如何控制？27
138球化处理工艺有何特点？28
139球墨铸铁如何进行孕育处理？30
140球墨铸铁的铸造性能如何？30
141球墨铸铁如何热处理？32
142铸态铁素体球墨铸铁有何生产要点？34
143铸态珠光体球墨铸铁有什么生产要点？35
144铸态混合基体球墨铸铁有何生产要点？36
145球墨铸铁反应性气孔有何特征？如何防止球墨铸铁反应性
气孔产生？37
146球墨铸铁常见哪些缺陷，如何防止？37
第4节蠕墨铸铁44
147什么叫蠕虫状石墨？蠕墨铸铁的性能有何特点？44
148蠕墨铸铁的金相组织有何特点？46
149蠕墨铸铁的力学性能和物理性能如何？46
150蠕墨铸铁的化学成分如何控制？48
151什么叫蠕化剂？国内常用蠕化剂有哪几种？50
152如何进行蠕化处理？51
153蠕墨铸铁铸造性能的流动性如何？53
154什么是蠕墨铸铁的体收缩和线收缩？53
第5节可锻铸铁54
155什么叫可锻铸铁？可锻铸铁如何分类？54
156生产可锻铸铁对原铁水的化学成分有什么要求？55
157可锻铸铁有何金相标准？55
158可锻铸铁的力学性能有何特点？56
159可锻铸铁的物理性能有何特点？57
160可锻铸铁的化学成分如何控制？57
161可锻铸铁生产过程有何特点?60
162可锻铸铁如何进行孕育处理？60
163可锻铸铁的铸造性能如何？62
164铁素体可锻铸铁如何进行退火处理？62
165珠光体可锻铸铁如何进行退火处理？64
166白心可锻铸铁如何进行退火处理？67
167缩短退火周期有何措施？67
第6节特种铸铁70
168什么叫特种铸铁？特种铸铁如何分类？70
169什么叫耐磨铸铁？耐磨铸铁有哪几种？70
170高磷铸铁为什么能耐磨？机床导轨用耐磨铸铁有何特点？76
171冷硬铸铁有哪些？78
172中锰抗磨球墨铸铁有何特点？82
173抗磨合金白口铸铁有何特点？83
174什么叫耐热铸铁？常用耐热铸铁有哪些？88
175中硅耐热铸铁为什么能耐热？96
176什么叫耐蚀铸铁？常用耐蚀铸铁有哪些？96
177高硅耐蚀铸铁为什么耐腐蚀？有什么技术要求？96
178什么是奥氏体铸铁及无磁性铸铁？100
第2章冲天炉的类型和结构103
21什么叫化铁炉？什么叫冲天炉？常说的“几吨冲天炉”是什么
意思？103
22冲天炉有哪些类型？105
23冲天炉由哪几大部分组成？其主要作用是什么？107
24炉身的结构如何？各段的作用是什么？108
25什么是冲天炉的有效高度？它对熔化有什么影响？怎样选取
有效高度值？109
26怎样选取炉膛直径？110
27风带有什么作用？怎样的进风管位置对送风有利？如何选取
风带和风管的尺寸？111
28烟囱及火花捕灭器各有什么作用？冲天炉干法除尘和湿法
除尘是怎样的？113
29前炉部分的结构如何？冲天炉设有前炉有什么好处？114
210怎样选取前炉、出铁口、出渣口和过桥各部分尺寸？115
第3章冲天炉熔炼的基本理论117
31金属炉料在冲天炉里是怎样熔化的?117
32冲天炉内底焦燃烧的基本反应是什么?什么叫完全燃烧和不完
全燃烧?什么叫燃烧比(燃烧系数)?118
33根据底焦的燃烧，怎样划分氧化带和还原带?炉气成分、温度
和炉料温度沿着炉子高度的变化规律如何?118
34根据炉料与炉气的传热，怎样划分预热区、熔化区、过热区
和炉缸区?各个区分别起什么作用?120
35金属炉料是不是都要达到它们各自的熔点才开始熔化呢?122
36为什么炉子四周的金属炉料比中心熔化得快?金属炉料的熔化
为什么不是在一个统一平面上，而是在一个熔化区域里
进行?122
37金属炉料应在炉中什么部位熔化较好，为什么?123
38熔渣是怎样形成的?它有什么特点?在熔炼过程中为什么要加
熔剂?123
39什么是冲天炉的热平衡和热效率？125
第4章冲天炉熔炼过程中铁水的化学成分和温度控制127
41冲天炉在熔炼过程中，金属炉料发生哪些主要物理、化学
反应？127
42碳在熔炼过程中是怎样变化的?128
43影响铁水含碳量的因素有哪些?128
44要熔炼低碳或高碳铁水应采取哪些措施?如何估算铁水中的
含碳量?130
45硅、锰和铁在熔炼过程中是怎样被烧损的?影响元素烧损的
主要因素是什么?目前冲天炉元素烧损范围值是多少？131
46在熔炼过程中，铁水的含硫量为什么会增加?如何估算铁水
中含硫量?132
47冲天炉内如何降低铁水中的含硫量?133
48冲天炉外如何降低铁水中的含硫量？136
49在熔炼过程中，铁水的含磷量为什么不增也不减?磷有什么
害处?怎样降低铁水含磷量?139
410为什么有的铸铁需要提高含磷量？如何得到高磷铸铁?139
411炉料中添加稀土氧化渣对冲天炉铁水质量有何影响？140
412提高铁水温度有哪些操作措施?141
413焦炭块度大小对铁水温度有什么影响?多大的焦炭块度
才合适?142
414焦炭块度大小相差很大，怎样合理使用?143
415焦炭质量对熔化有什么影响?144
416什么是底焦高度?过高过低对熔化有什么影响?怎样来
调整底焦高度?144
417层焦用量对熔化有什么影响?什么是总铁焦比?145
418什么是风量和送风强度?风量对熔化有什么影响?146
419如何选择冲天炉所需的最佳风量?147
420怎样根据网状图的基本规律，来控制冲天炉的风量？148
421什么是风压?对熔化有什么影响?如何确定所需风压
大小?152
422采用热风对熔化有什么好处?152
423常用的密筋炉胆结构如何？尺寸多大?153
424制造安装和使用密筋炉胆应注意什么?155
425什么是风口比、小风口?采用多排、小风口对熔化有什么
好处?156
426选择风口比时要注意什么？如何确定风口个数、排数和排距
及角度?158
427什么是吹氧和富氧送风?这对提高铁水温度有什么作用?159
428采取二次送风的目的是什么?如何选择二次送风的高度、
风量和风压?160
429曲线炉膛有哪几种型式?它对熔化有什么好处?162
430曲线炉膛各部位的尺寸及比例如何掌握？改成曲线炉膛时
应考虑哪些因素？163
431往冲天炉或铁水包里加电石有什么好处？使用电石要注意
什么？164
432采用开渣口操作为什么能提高出铁温度？165
433多排小风口热风曲线炉膛冲天炉有什么特点？166
434多排交叉风口冲天炉有什么特点？167
435两排风口大排距主辅倒置冲天炉有何特点？如何选择排距、
风量比例等参数？168
436中央与侧吹结合送风冲天炉有什么特点？170
437高温潮湿天气对冲天炉铁水质量有何不良影响，预防措施
如何？172
438提高铁水温度的主要途径有哪些？174
第5章冲天炉熔炼常用的原材料与配料计算176
51冲天炉常用的修炉原材料有哪些？各有什么要求？176
52冲天炉常用的金属炉料有哪些？各有什么要求？179
53我国部分地区生铁及国内外一些生铁微量元素含量如何？184
54使用废钢铁屑应注意什么？184
55对冲天炉使用的焦炭质量有哪些要求？184
56冲天炉常用的熔剂有哪些？各有什么要求？熔剂有什么
作用？189
57配料的一般原则是什么？190
58配料计算时，首先应掌握哪些基本数据？每批铁料、焦炭和熔剂
加入量多少合适？191
59怎样进行配料计算？192
510为什么要对炉料进行严格管理？194
511金属炉料的块度清洁度对冲天炉熔炼有什么影响？195
第6章冲天炉的熔炼操作与炉前控制196
61为什么要修炉？怎样进行修炉？196
62炉衬为什么不能修得过薄、过厚?冲天炉各部分对炉衬各有什么
不同的要求?198
63怎样进行炉子的烘烤和点火操作?199
64加料的顺序是什么?加料时要注意什么?200
65怎样进行鼓风熔化?201
66怎样估计炉内铁水贮存量?201
67什么是交界铁水?怎样控制交界铁水?201
68什么叫隔离焦、接力焦?它们各起什么作用?202
69在熔化过程中，为什么要经常观察风口?从风口观察到的情况
能说明什么?202
610怎样制取三角试样?为什么从三角试样的白口宽度可以判断
铁水的性质?203
611三角试样的白口宽度、断面颜色与铁水碳硅含量和性能有
什么关系？204
612什么是圆形试棒?通过观察圆形试棒怎样来判断铁水的碳
当量?205
613通过观察铁水表面颜色和花纹，怎样来估计铁水温度和碳
硅含量的高低？206
614通过观察炉渣和出渣口火苗的颜色，怎样来判断炉内熔化
是否正常?207
615铁水氧化有什么害处?怎样看出铁水氧化严重?208
616如何通过观察风压变化判断炉内情况?208
617为什么有的铸铁的硬度不够?应怎样解决?208
618低牌号的铸铁件为什么会出现“缩孔”、“缩松”?怎样
解决?209
619什么叫反白口?为什么会出现反白口?怎样解决?209
620冲天炉的熔炼应观察哪些方面?210
621为什么用红硅石粉搪炉效果好?216
622冲天炉封炉如何保温？217
第7章常见故障及排除220
71什么是搭棚？怎样排除？220
72过桥堵塞的主要原因是什么？怎样防止?221
73风口结渣是怎样产生的?怎样防止?222
74出铁口冻结的主要原因是什么?怎样打开?222
75出渣口堵塞的主要原因是什么？怎样防止?223
76炉壳烧红的主要原因是什么?怎样保护炉壳不被烧穿?223
77后炉炉底、工作门和前炉工作门漏铁水的主要原因是什么？发现
漏铁水怎样堵塞漏处?223
78爆炸的主要原因是什么?怎样防止?224
79常见故障产生原因及排除方法有哪些?224
710冲天炉操作应该注意哪些安全操作事项？231
第8章冲天炉的附属设备与测量仪表233
81冲天炉常用的鼓风机有哪些？选用鼓风机的总原则是
什么?233
82离心式鼓风机的结构和特性如何?怎样使用?233
83罗茨式鼓风机的结构和特性如何?怎样使用?236
84叶式鼓风机的结构和特性如何？怎样使用?239
85HTD系列离心式鼓风机的主要参数、结构特点有哪些？241
86几种风机的比较？244
87为什么有的工厂把鼓风机“串联”或“并联”起来使用?
怎样进行“串联”和“并联”?246
88鼓风机的风量和风压如何调整?247
89鼓风机如何消音？248
810毕托管如何测风量？250
811流量孔板如何测风量？254
812风压如何测量?263
813常用铁水测温方法有哪些？265
814什么是辐射温度计？265
815什么是热电偶高温计?266
816如何进行炉前热分析？278
817如何进行炉气分析？280
818料位检测有哪些方法？283
819电磁配铁秤的工作原理是什么？国内电磁配铁秤有哪几种？
其性能怎样？285
820加料机有哪几种？各种加料机的技术性能如何？287
821什么是炉渣粒化？炉渣粒化简单装置怎样？292
822冲天炉熔化过程中常用哪些测试仪？295
823铁液连续测温的位置和装置方法有哪些？295
824冲天炉配料加料如何称量？296
825冲天炉热风温度、废气温度、铸铁含气量等如何检测？299
第9章冲天炉排烟除尘300
91冲天炉烟尘排放有何标准？300
92冲天炉排放烟尘气体成分是什么？302
93冲天炉烟气量如何计算?304
94冲天炉烟气吸入口位置及加料炉门如何设置？305
95冲天炉的烟气如何冷却?306
96冲天炉烟气净化系统有哪些类型？308
97冲天炉的重力除尘器有何特点？312
98冲天炉旋风除尘器有哪些？315
99冲天炉湿式洗涤除尘器有哪些？319
910冲天炉的袋式除尘器如何选用？323
911冲天炉的静电除尘装置有何特点？328
912冲天炉颗粒层除尘装置有哪些？329
第10章冲天炉熔炼效果的评价336
101怎样全面评价冲天炉熔炼效果的好坏？336
附录338
附表1三排小风口直筒型冲天炉主要参数338
附表2两排大间距冲天炉主要参数339
附表3两排大间距倒置小风口冲天炉设计参数340
附表4直筒炉膛冲天炉主要参数340
参考文献342
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| 本书可供铸造领域的技术人员、管理人员以及一线工人在实践中参考，也可供大专院校师生、科研人员阅读。 | |
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