淺析鑄鐵機的工作原理及應用

摘 要:在高爐冶煉生產過程中，為了方便鐵水的運輸及儲存，而使用鑄鐵機將液態鐵水連續鑄造成鐵塊。本文闡述了鑄鐵機的工作原理、結構特點及應用，并對鑄鐵機的應用前景和發展作了展望。

關鍵詞:鑄鐵機 結構 原理

中圖分類號:TF3文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0108-01

隨著我國冶金行業的迅速發展，在高爐冶煉生產過程中鑄鐵機的得到廣泛應用并成為高爐生產過程中必不可少的設備。研究鑄鐵機的結構特點及工作原理，對促進國際技術交流和貿易發展，提高產品在國際市場上的競爭能力，以及保證鑄鐵機和冶金行業的健康發展有著極其重要的意義。

1 鑄鐵機的工作原理

1.1 鑄鐵機概述

鑄鐵機是為了將鐵水連續鑄造成鐵塊而設置的設備，其工作流程是機車將裝好鐵水的鐵水罐車或混鐵車從高爐經鐵路機車或汽車運送至鑄鐵機車間，由傾翻機構將鐵水罐傾翻，鐵水經鐵水流曹流入鑄鐵機模內，裝滿鐵水的鑄鐵機模在鏈帶的帶動下，徐徐向上移動，在輸送過程中，冷卻裝置將冷卻水噴淋在已結殼的鐵塊上，以加速鐵塊降溫冷卻;鐵塊在機頭星輪處脫落，由溜槽劃入運輸車內運出，個別不易脫落的鐵塊由扒鐵裝置清理脫落，當鏈帶返回時為便于鐵塊脫模，在鑄鐵機運行時連續向鑄鐵機模內噴射灰漿。在我國，高爐鐵水的運輸設備大部分采用鐵水罐車，按容量區分，常用的有65罐車、100t罐車、140t罐車等。在現代化的大型高爐車間生產中，常常使用混鐵車進行運輸和儲存鐵水。混鐵車較之鐵水罐車容量更大，保溫性更好，減少了清理和維修工作量，并對鐵水進行了調配混勻。目前常使用320t混鐵車。

1.2 鑄鐵機的結構

鑄鐵機的基本結構包括頭輪總成、尾輪總成、張緊裝置、輸送鏈條、鑄鐵模、往返托輪組合、減速器、變頻調速電機等部件。鑄鐵機的結構型式分為滾輪移動式和滾輪固定式。它們都采用鑄鐵模平行排列、相互搭接方式，模子兩端與兩邊的鏈條聯結，組成一條封閉循環的運輸帶。鏈帶的前部為澆鑄部分，其余部分傾角為6°～10°左右，在鏈帶的前部設置有可調節鏈帶張緊的裝置，在鏈帶的后部，設有鑄鐵塊的拋卸裝置。即用錘子不斷敲擊端部鐵模內的鐵塊，使其脫落鑄鐵模落如溜槽內。

1.3 鑄鐵機的工作原理

鑄鐵機是高爐煉鐵工藝的最后一道工序，鑄鐵機是一條傾斜角為6°～9°的鏈帶軌道，軌道上固定著鑄鐵模，隨著鏈條軌道循環運動。高爐生產的鐵水用盛裝鐵水的魚雷罐車運到鑄鐵機，盛裝鐵水的魚雷罐在電氣控制系統的作用下緩慢傾斜，魚雷罐內鐵水首先流到鐵水溜槽，經過鐵水溜槽的分流嘴進入鑄鐵機鏈帶的鑄鐵模內，經過循冷卻水噴淋，鐵水冷卻，形成固態的成品面包鐵。根據高爐出鐵量的多少，鐵水溫度的高低，以及控制魚雷罐傾翻速度，需要鏈帶以不同的速度運行，而且因為鑄鐵模內裝滿鐵水，所以鏈帶在加速、減速及運行過程中要求平穩，為了滿足工藝要求，選擇變頻調速器驅動電機。鑄鐵機的產量取決于是單位時間內鑄造出的鐵塊量，并與鏈帶的運行速度成正比。在提高鏈帶運行速度時，往往造成鑄鐵塊在脫模時不能很好冷卻的矛盾，其解決辦法是加長鏈帶的長度或者采取噴水強迫冷卻等措施。

2 鑄鐵機生產車間工藝流程

2.1 鑄鐵機的布置形式

鑄鐵機的布置形式取決于企業的生產規模場地條件和聯合程度，因此其生產工藝流程:(1)對正罐位。(2)啟動鏈帶。(3)進行傾斜澆鑄。(4)進行逐級冷卻。(5)鐵塊裝入車皮。

鑄鐵機的兩組鏈帶，通過電動機驅動減速機，減速機帶動鏈帶的主動星形輪傳動，使整個的鏈帶隨著上、下兩組軌道均勻移動，即鏈帶上的滾輪嚙合著星形輪齒傳動，進入下軌道后移到被動輪處，又嚙合著被動輪轉入上軌道作環形周期運轉。鑄鐵時高溫的液態鐵水順著翻板流槽匯集到車皮中，而空鐵模經過噴漿后繼續澆鑄，一直到鑄完為止。

2.2 鑄鐵過程中的主要控制參數、操作時應注意的問題

鑄鐵過程中主要控制的參數有:鐵水關啟動速度、鏈帶運行速度、冷卻強度、噴漿壓力。

生產過程中必須注意的事項:(1)鏈帶要緩慢啟動，保證鐵流穩定，以防鏈帶聳動，使鐵水外溢，增加鐵損。(2)鏈帶速度的不均勻性增加使鏈帶運行不平穩，振動加劇。(3)鐵水流線要正，表面平整，鐵流分配均勻，壽命長容易維護。鐵流嘴內要保證暢通無阻。(4)冷卻水量過大或過小都會影響型鐵的質量，因此通常第一節打水管的水量不能太大、太足，各節水管采用反淋打水和霧化噴淋等，逐級加大冷卻強度。(5)為避免鐵塊過熱燒壞車皮，磁盤吊等設備，機尾鐵塊裝車后需要進行二次冷卻。

2.3 鑄鐵機的設計要求

(1)為保證鑄鐵塊的質量，在澆鑄過程中盡量減少鐵水的飛濺損失和防止鐵水從鑄鐵模中溢出損失，高鐵水收得率。(2)為提高鑄鐵機生產效率，降低設備重量，應盡量縮短鑄鐵塊的冷卻時間。(3)盡量選擇經濟有效的設備結構形式，以便提高鑄鐵機設備的零件壽命，減少設備故障。(4)盡量降低鑄造每噸生鐵所消耗的備件重量，減輕設備重量，提高機械化強度。(5)為了減少鐵水在澆鑄時的飛濺損失，鐵水流應呈薄而寬的瀑布狀注入鐵模，以減少鐵水的飛濺損失和鐵流對鑄鐵模的沖刷。

3 鑄鐵機的應用與發展

3.1 鑄鐵機設備應用現狀

我國目前正在使用的鑄鐵機設備，大多是在20世紀60，70年代設計制造的，機械化程度低，設備簡陋陳舊。已經遠遠不能適用于高爐冶煉技術的發展。進入新世紀以來，高爐煉鐵技術快速發展，焦碳質量不斷提高，高爐的壽命得以延長，煉鐵生產能力進一步提高，更家注重治理環境技術的開發。

鑄鐵機是高爐冶煉生產過程中比不可少的設備，由于其作業環境惡劣，故障點多，給鑄鐵機設備的使用維護造成比較大的困難。必須對各個崗位的設備要精心操作，及時點檢維護使鑄鐵生產的主要設備保持良好狀態。鑄鐵機并不是主要的工藝設備，技術發展比較緩慢，在我國實際使用的鑄鐵機規格和產品比較多，在幾十年的發展過程缺乏規范化和統一性。尚未提出有關鑄鐵機的質量控制和制造標準，使技術交流存在分歧。

3.2 鑄鐵機的發展展望

國內外鑄鐵機的發展表現出以下幾個趨勢和特點:(1)采用三相交流變頻調速電動機等機電一體化技術逐漸運用到鑄鐵機設備各個環節。(2)鑄鐵模采用新材料制造，平均單模過鐵量得到大幅提高，達到150～200噸/塊或更高。(3)鏈板設計采用新型結構，延長了使用壽命。(4)鑄造機支撐滾輪的設計在保證了鏈帶運行更平穩的條件下更加減少了支撐滾輪的機械加工和維護的工作量。

鋼鐵工業的快速發展，必然帶動鑄鐵機設備制造和工程技術水平的提高，許多鋼鐵企業或設計院承擔工程項目紛紛將鑄鐵機作為分系統分包給設備制造商處理，這是一種新的趨勢和新的行業特點。

參考文獻

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