淺談沖天爐和電爐熔煉-興達機床量具

    鑄造作為傳統(tǒng)的成型工藝，近年來在造型、制芯、砂處理、熔化等方面得到不斷的改進，由于熔化工藝關系到鑄件材質、澆注成型率、運行成本等方面，特別是_關注環(huán)境保護的_，選用什么樣的熔化設備，顯得越來越重要了，為此，在新建鑄造項目的可行性研究報告（或備案報告）中，往往要對熔化設備的選用加以論證，但沖天爐和電爐熔煉那種方式_，歷來是大家爭論的焦點，在此，筆者不敢妄加定論，但兩種熔煉方法生產(chǎn)的鑄件，在材料的品質、加工性能、抗沖擊性和韌性方面確實略有差異，國內外兩種熔煉方式都有。以下是沖天爐與電爐熔煉的各自特點

    一、沖天爐熔煉與電爐熔煉具有如下特點：
    
    1、可連續(xù)出鐵液。2、適合于各種批量和規(guī)模的生產(chǎn)需要。3、設備費用低。4、占地面積少。5、鐵液通過高溫焦碳層時，有凈化作用，可提供_的鐵液。6、鐵液品質穩(wěn)定，特別是對高牌號的鑄件。7、熔煉過程排放大量的灰塵和廢氣，如果處理不好，易造成環(huán)境污染。8、鐵液吸收來自焦碳的硫，對生產(chǎn)球墨鑄鐵不利。9、鐵液的化學成分和溫度波動較大，且供應量不易改變。10、貨物運輸量較大。

    二、沖天爐與電爐熔化的成本比較

    1、成本構成：熔煉成本的構成大致由下列幾方面組成：設備折舊、占地面積分攤、原材料費用、運行費用、環(huán)保治理費用、人工費等。

    2、投資比較：_熔化工部一次性裝備費用而言，雙聯(lián)熔煉比單一感應爐熔煉低20～40%，但是其占地面積及土建工程費用則要高出30%左右。

    3、計算舉例：以年產(chǎn)3萬噸鑄鐵件的某_鑄造廠為例（上表1），雙聯(lián)熔煉，按兩班制作業(yè)。
   
    計算依據(jù)如下：
    
    鑄件工藝出品率按75%，征地價為5萬/畝；

    沖天爐焦鐵比為1:7，焦炭價為1800元/噸；

    石灰石占焦炭比例30%，石灰石80元/噸；
    
    脫硫劑占鐵液含量2%，脫硫劑800元/噸；

    沖天爐熔化時鐵損3%，生鐵價2000元/噸；

    焦炭損失按5%；沖天爐每噸鐵液風機功率20Kw；

    每噸鐵液沖天爐修爐費用為3元,電爐修爐費用為1元，每噸鐵液設備維修費為2元；

    雙聯(lián)熔煉時，每噸鐵水升溫100℃，保溫至澆注時耗電量為40kWh；

    當?shù)仉妰r為0.5元/kWh；

    工人年薪及福利均按3.5萬元/人；

    設備及廠房折舊年限12年，在此基礎上，分析計算每噸鐵水的運行成本為：

    設備折舊費為：A=12500000÷12÷（30000÷75%）=26元/噸

    占地面積分攤：B=4000×50000÷666.7÷30÷（30000÷75%）=0.25元/噸

    原材料費用：C=（1÷（1-3%））×2000＋（1÷（1-3%））×1/7÷（1-5%）×1800＋（1÷（1-3%））×1/7×30%×80＋2%×800=2360.4元/噸

    運行費用：沖天爐熔化：D=20×0.5+3+2=15元/噸

    電爐升溫：40×0.5+1=21元/噸

    人工費用:通常人工費為0.5元/噸
 
    環(huán)保治理費用視具體情況考慮。

    以上費用合計：2423.1元/噸鐵水

    單一中頻感應爐熔煉時，熔化1噸鐵液需要600Kwh,基本電費60元/噸，鐵損2%，則

    設備折舊費為：A=26000000÷12÷（30000÷75%）=54.2元/噸

    占地面積分攤：B=3400×50000÷666.7÷30÷（30000÷75%）=0.2元/噸

    原材料費用：C=2000÷（1-2%）=2040.8元/噸

    運行費用：6000×0.5+60+1=361元/噸

    人工費用：通常人工費為0.4元/噸

    以上合計：2456.6元/噸鐵水

    分析比較結果：兩種熔煉方法的綜合運行成本相差僅為33元/噸鐵水，如果考慮到環(huán)保費用，晝夜用電可分時計價等因素，則此兩種熔煉方式的運行成本基本相當。

    三、環(huán)保分析：沖天爐熔化是生鐵與焦炭、石灰石等直接接觸，通過焦炭燃燒產(chǎn)生的熱能將生鐵熔化，熔煉過程中會產(chǎn)生大量的CO、CO2、SO2氣體和粉塵，如果直接排放，將造成大氣的嚴重污染，同時，為了爐渣粒化，通常還會有廢水需要排放，隨著人類環(huán)保意識的逐漸增強和環(huán)保法規(guī)的不斷健全，要滿足達標排放，_設置昂貴的冷卻及除塵裝置，處理后的廢氣濃度可控制在50mg/m3以下。另外，由于沖天爐結構的特點，打爐后一段時間內，加料口處溫度通常可達800~900℃，影響操作環(huán)境和建筑安全。沖天爐的熱效率比較低，一般只能達到40%左右。在發(fā)達國家，沖天爐爐渣和廢氣的排放量一般占鑄造廠廢棄物排放量的16.5%左右。對于單一中頻感應爐熔煉，由于爐料中不含焦炭、石灰石，同時加料后爐料不再受外界沖擊，因此，粉塵很少，配備除塵系統(tǒng)后，排放標準可達10mg/m3以下，亦無需要爐渣粒化處理，所以環(huán)保設備的投入大大減少，有利于環(huán)境保護。同時也減少了操作管理及日常的維護保養(yǎng)工作量。

    四：結語

    通過以上分析比較，在投資、運行成本、爐料的適應性等方面，沖天爐具有_的優(yōu)勢，但在環(huán)境保護、鐵水成分調整、生產(chǎn)組織等方面，電爐熔煉更有特點，筆者認為：在電力條件允許、鐵水材質滿足工藝要求和鑄件性能的前提下，熔化設備應優(yōu)先選用電爐熔煉。但_注意，由于熔煉方式不同，冶金條件不同，使用電爐熔煉時要將傳統(tǒng)的沖天爐熔煉工藝作相應的變動，并制訂新的熔煉工藝。同時，_注意由于鐵水在高溫下長期保溫，造成結晶核心的減少，會引起過冷度增加，鑄件白口傾向增大，特別是對灰鐵鑄件。對于一個新的鑄造項目，雖然產(chǎn)品相同，但可能由于廠址不同，分析選用的熔化設備不同；同樣一個鑄造廠，可能由于生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，分析選用的熔化設備不同；同一個鑄造廠，不同的時期選用的熔化設備也可能不同，總之，一個鑄造廠究竟選用什么樣的熔化設備，_用發(fā)展的眼光進行分析，要視具體情況而定，沖天爐和熔化電爐的優(yōu)缺點也會隨著技術的不斷發(fā)展而改變。