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1.引言：
鑄鐵件生產的發展過程已經充分證明，正確選擇熔煉設備具有重大的意義。沖天爐作為鑄鐵熔煉的首要設備延續到今天，仍然擔負著70%左右鑄鐵件的熔煉任務。沖天爐技術緊跟機械制造業的發展，以節能降耗、優質高效、安全環保為目標取得了很大的進步。在工業發達國家，已經形成了以大容量、長爐齡、外熱風沖天爐為主體的鑄鐵熔煉體系，而我國沖天爐容量小、爐齡短、常溫送風的現狀還很普遍。近年來，我國的沖天爐容煉已開始走上大容量、長爐齡、外熱風的發展之路，適應我國生產條件的、具有自主知識產權的長爐齡、外熱風沖天爐正在滿足鑄造生產發展的需要。國家三部委對外熱風沖天爐的推薦，指明了我國沖天爐發展的方向。我國的沖天爐熔煉正以較快的步伐向節能降耗、優質高效、安全環保的目標邁進。
感應電爐作為熔煉設備在鑄鐵熔煉和雙聯熔煉中已有幾十年的歷史，我國制造和應用工頻爐和中頻爐也有了豐富的經驗，在電源結構、變頻技術、集成控制、循環冷卻技術等諸多方面都取得了令人矚目的進步。采用感應爐熔煉和保溫的廠家越來越多。
沖天爐和感應電爐熔煉的機理不同，性能差別較大，因而對生產的適應性也不同。鑄鐵件的種類(牌號、產量、機械加工要求等)和生產方式、爐料的種類和狀態,以及熔煉操作的水平和生產管理水平都會對熔煉設備的性能提出各自不同的要求。只有熔煉設備的性能特點與生產條件協調一致，才能實現優質高效、節能降耗、安全環保的生產過程，才能達到技術經濟的高指標。
在鑄鐵熔煉中，采用沖天爐還是采用感應爐?怎樣選擇沖天爐和感應爐?只有在了解沖天爐和感應爐的熔煉特點之后才能作出正確的決定。
2.熔煉特點
(1)工藝性能：
1) 沖天爐和感應爐的生產能力及對產量的適應性不同。目前沖天爐的熔化率從1t/h到100t/h都在應用,如果生產需要，也可小于1t/h和大于100t/h。任何一種規格的沖天爐，其熔化率都可在相應范圍內調整而不影響其正常熔煉，調整幅度達增減10%～20%。因此可以在產量上滿足任何生產規模的需要。由于沖天爐的綜合效益隨著熔化率的增大而提高，大容量、長爐齡、外熱風沖天爐的綜合效益更高，因此大批大量生產更適合采用沖天爐。用于熔煉的感應爐，目前可制造的單臺容量也可達到近百噸，能滿足大規模生產的需要。但電力裝機容量的擴大常常是諸多企業難于逾越的障礙。因此，感應爐更適合中小規模的生產。
2) 對產品的適應性不同。 沖天爐能熔煉鑄鐵，其中包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、白口鑄鐵和部分合金鑄鐵及鐵合金，也可用于熔化某些石料。沖天爐的出爐鐵液溫度可控制在15500C左右，能滿足質量從幾克到幾十噸鑄件的澆鑄。感應爐可熔化常用的各種牌號鋼鐵和有色金屬。僅就鑄鐵件生產而言，感應爐對產品的適應性優于沖天爐，感應爐能熔煉多種高合金鑄鐵，如高鉻鑄鐵，而沖天爐不能。
3) 對生產方式的適應性不同， 沖天爐是連續熔煉，鐵液以一定的流量從爐內連續流出；而感應爐是間斷熔煉，間隔一段時間提供等于爐子容量的鐵液。可見，對于平行作業的生產方式，沖天爐更適宜；而對于階段工作制的生產方式，感應爐更適宜。采用多臺感應爐組合、通過控制熔煉和出鐵順序的辦法也可用于平行作業的生產方式，但多臺組合將帶來能耗、配套設施及占地面積的增加并加重生產管理的負擔。
(2)對環境的影響
1) 沖天爐和感應爐的污染排放物都有灰塵和有害氣體，不同的是沖天爐的灰塵中大顆粒的比例很大,其中主要是焦炭顆粒,而感應爐煙塵為氧化物微細顆粒；由于沖天爐中的焦炭燃燒，煙氣中的SO2、CO2的排放量更多，煙氣量也更大；沖天爐沒有電磁污染，而感應爐有較強的電磁污染；熱輻射污染感應爐比沖天爐更重；沖天爐的污染物排放在廠房之外，感應爐的污染全在廠房之內。從環境保護看，除塵裝置可以較徹底地解決沖天爐的污染問題。目前發展中的煙塵反吹及爐渣粒化技術，已為沖天爐污染治理開辟了一條污染物無害化、資源化處理的可行之路，感應爐的污染治理目前尚不具備這樣的優勢。
2) 沖天爐以焦炭為燃料，每噸鐵液的焦炭(固定碳質量分數85%)消耗量在100kg左右，完全燃燒發熱量為2896MJ；感應爐以電為能源，每噸鐵液耗電能2160MJ(600kWh)左右。如果按消耗的煤對比,1kg焦炭需要1.25kg煤，則每噸鐵液折合消耗煤125kg；1度電需要0.36kg煤，則每噸鐵液折合消耗煤216kg煤。目前我國的電力結構主要是火電，感應電爐對不可再生資源的消耗超過沖天爐70%。由此而帶來的污染物排放量也超過了沖天爐。而且煉焦煤的揮發份成為化工原料，電煤中可作化工原料的揮發份卻被燒掉了。隨著電力結構的變化，現狀會得到改變，而沖天爐的能源結構也將隨著改變，例如采用等離子加熱送風的沖天爐，焦炭的消耗量可減少60%以上，相應的污染物排放量也將大幅度減少。以焦炭或碳床實現冶金目的，以非焦燃料如天然氣、煤氣、電、燃油等提供熱量的沖天爐已有成功的先例，提高性能及實際應用可行性的研究也在進行中。在保持熔煉性能的前提下，改善沖天爐的能源結構將使沖天爐的優越性更加顯著。
(3)設備結構及配套對熔煉的影響
不同結構及配套的沖天爐，性能有明顯的差別。生產中可以根據鑄件的牌號及爐料的成分、產量及生產方式等要求選擇適當的沖天爐結構及配套裝置。沖天爐有很強的結構和配套適應性，從常溫送風常爐襯單班制人工操作沖天爐到外熱風無爐襯長爐齡自動化沖天爐，有多種多樣的沖天爐系統可供選擇。感應爐屬于坩堝爐，基本功能是熔化和過熱，結構的改變對其基本功能的影響不大，因此生產中只能按感應爐的基本功能選擇生產條件，而不能根據生產條件選擇爐子。
鑄鐵件生產的發展過程已經充分證明，正確選擇熔煉設備具有重大的意義。沖天爐作為鑄鐵熔煉的首要設備延續到今天，仍然擔負著70%左右鑄鐵件的熔煉任務。沖天爐技術緊跟機械制造業的發展，以節能降耗、優質高效、安全環保為目標取得了很大的進步。在工業發達國家，已經形成了以大容量、長爐齡、外熱風沖天爐為主體的鑄鐵熔煉體系，而我國沖天爐容量小、爐齡短、常溫送風的現狀還很普遍。近年來，我國的沖天爐容煉已開始走上大容量、長爐齡、外熱風的發展之路，適應我國生產條件的、具有自主知識產權的長爐齡、外熱風沖天爐正在滿足鑄造生產發展的需要。國家三部委對外熱風沖天爐的推薦，指明了我國沖天爐發展的方向。我國的沖天爐熔煉正以較快的步伐向節能降耗、優質高效、安全環保的目標邁進。
感應電爐作為熔煉設備在鑄鐵熔煉和雙聯熔煉中已有幾十年的歷史，我國制造和應用工頻爐和中頻爐也有了豐富的經驗，在電源結構、變頻技術、集成控制、循環冷卻技術等諸多方面都取得了令人矚目的進步。采用感應爐熔煉和保溫的廠家越來越多。
沖天爐和感應電爐熔煉的機理不同，性能差別較大，因而對生產的適應性也不同。鑄鐵件的種類(牌號、產量、機械加工要求等)和生產方式、爐料的種類和狀態,以及熔煉操作的水平和生產管理水平都會對熔煉設備的性能提出各自不同的要求。只有熔煉設備的性能特點與生產條件協調一致，才能實現優質高效、節能降耗、安全環保的生產過程，才能達到技術經濟的高指標。
在鑄鐵熔煉中，采用沖天爐還是采用感應爐?怎樣選擇沖天爐和感應爐?只有在了解沖天爐和感應爐的熔煉特點之后才能作出正確的決定。
2.熔煉特點
(1)工藝性能：
1) 沖天爐和感應爐的生產能力及對產量的適應性不同。目前沖天爐的熔化率從1t/h到100t/h都在應用,如果生產需要，也可小于1t/h和大于100t/h。任何一種規格的沖天爐，其熔化率都可在相應范圍內調整而不影響其正常熔煉，調整幅度達增減10%～20%。因此可以在產量上滿足任何生產規模的需要。由于沖天爐的綜合效益隨著熔化率的增大而提高，大容量、長爐齡、外熱風沖天爐的綜合效益更高，因此大批大量生產更適合采用沖天爐。用于熔煉的感應爐，目前可制造的單臺容量也可達到近百噸，能滿足大規模生產的需要。但電力裝機容量的擴大常常是諸多企業難于逾越的障礙。因此，感應爐更適合中小規模的生產。
2) 對產品的適應性不同。 沖天爐能熔煉鑄鐵，其中包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、白口鑄鐵和部分合金鑄鐵及鐵合金，也可用于熔化某些石料。沖天爐的出爐鐵液溫度可控制在15500C左右，能滿足質量從幾克到幾十噸鑄件的澆鑄。感應爐可熔化常用的各種牌號鋼鐵和有色金屬。僅就鑄鐵件生產而言，感應爐對產品的適應性優于沖天爐，感應爐能熔煉多種高合金鑄鐵，如高鉻鑄鐵，而沖天爐不能。
3) 對生產方式的適應性不同， 沖天爐是連續熔煉，鐵液以一定的流量從爐內連續流出；而感應爐是間斷熔煉，間隔一段時間提供等于爐子容量的鐵液。可見，對于平行作業的生產方式，沖天爐更適宜；而對于階段工作制的生產方式，感應爐更適宜。采用多臺感應爐組合、通過控制熔煉和出鐵順序的辦法也可用于平行作業的生產方式，但多臺組合將帶來能耗、配套設施及占地面積的增加并加重生產管理的負擔。
(2)對環境的影響
1) 沖天爐和感應爐的污染排放物都有灰塵和有害氣體，不同的是沖天爐的灰塵中大顆粒的比例很大,其中主要是焦炭顆粒,而感應爐煙塵為氧化物微細顆粒；由于沖天爐中的焦炭燃燒，煙氣中的SO2、CO2的排放量更多，煙氣量也更大；沖天爐沒有電磁污染，而感應爐有較強的電磁污染；熱輻射污染感應爐比沖天爐更重；沖天爐的污染物排放在廠房之外，感應爐的污染全在廠房之內。從環境保護看，除塵裝置可以較徹底地解決沖天爐的污染問題。目前發展中的煙塵反吹及爐渣粒化技術，已為沖天爐污染治理開辟了一條污染物無害化、資源化處理的可行之路，感應爐的污染治理目前尚不具備這樣的優勢。
2) 沖天爐以焦炭為燃料，每噸鐵液的焦炭(固定碳質量分數85%)消耗量在100kg左右，完全燃燒發熱量為2896MJ；感應爐以電為能源，每噸鐵液耗電能2160MJ(600kWh)左右。如果按消耗的煤對比,1kg焦炭需要1.25kg煤，則每噸鐵液折合消耗煤125kg；1度電需要0.36kg煤，則每噸鐵液折合消耗煤216kg煤。目前我國的電力結構主要是火電，感應電爐對不可再生資源的消耗超過沖天爐70%。由此而帶來的污染物排放量也超過了沖天爐。而且煉焦煤的揮發份成為化工原料，電煤中可作化工原料的揮發份卻被燒掉了。隨著電力結構的變化，現狀會得到改變，而沖天爐的能源結構也將隨著改變，例如采用等離子加熱送風的沖天爐，焦炭的消耗量可減少60%以上，相應的污染物排放量也將大幅度減少。以焦炭或碳床實現冶金目的，以非焦燃料如天然氣、煤氣、電、燃油等提供熱量的沖天爐已有成功的先例，提高性能及實際應用可行性的研究也在進行中。在保持熔煉性能的前提下，改善沖天爐的能源結構將使沖天爐的優越性更加顯著。
(3)設備結構及配套對熔煉的影響
不同結構及配套的沖天爐，性能有明顯的差別。生產中可以根據鑄件的牌號及爐料的成分、產量及生產方式等要求選擇適當的沖天爐結構及配套裝置。沖天爐有很強的結構和配套適應性，從常溫送風常爐襯單班制人工操作沖天爐到外熱風無爐襯長爐齡自動化沖天爐，有多種多樣的沖天爐系統可供選擇。感應爐屬于坩堝爐，基本功能是熔化和過熱，結構的改變對其基本功能的影響不大，因此生產中只能按感應爐的基本功能選擇生產條件，而不能根據生產條件選擇爐子。
