【摘要】总结了山东铁戈炉业有限公司天然气纯氧回转化铁炉的一些技术进展，包括减少铁烧损、提高炉衬寿命等，并介绍了该公司所研制的回转炉在灰铁和球铁Th产中的应用。
　　【关键词】天然气纯氧回转化铁炉 RF 铸铁熔化  铁烧损 炉衬寿
　　命 灰口铸铁 球墨铸铁

　　Technical Progress and Application of on Natural Gas Pure Oxygen Rotary Furnaces
　　Lü Rong-fu
　　(Shandong Tiege Furnace Industry Co.Ltd,Jinan250002,Shandong,China）
　　Abstract: technical progress on the natural gas pure oxygen rotary furnace has been summarized by jinan tige furnace industry co., Ltd., including the reduction of iron burning loss, prolonging lining life two aspects, the practice of producing gray iron and nodular iron using RF developed by this company also introduced.
　　Key Words: Natural gas pure oxygen rotary furnace; RF; Cast iron melting; Iron burning; Furnace lining life；Grey cast iron；Nodular cast iron.

　　纯氧天然气回转化铁炉（RF）以优异的环保性能，受到了我国铸造界 的高度关注[1,2,3,]。自 2015 年以来，国内有多个单位和个人开展过该炉的技术研究和商业推广，但该炉的铁烧损偏高问题一直困扰着大家。山东铁戈炉业有限公司前身为山东特福隆机械有限公司，属于国内最早开始研究 推广该炉的单位。自 2015 年以来，该公司在引进国外先进技术的基础上， 围绕该炉铁烧损高的难题，在炉衬材料、熔剂、烧嘴加热功率及加热程序 等方面，作了长期的坚苦研究，创新了天然气纯氧回转炉技术。现将该公司在回转化铁炉方面取得的一些技术进展、以及该炉在山东章丘某机床铸
　　※吕荣伏（1975—），男，福建泉州人，工商管理硕士，山东铁戈炉业有限公司董事长，电话：
　　13954154666;Email:tgly6666@126.com;通信地址：山东省济南市高新区创新谷一号孵化器主楼
　?。?50002）。
　　造厂、山东潍坊某球铁管件厂、重庆市垫江县忠荣机械制造厂、成都桐林铸造实业有限公司等几个工厂的应用情况介绍如下，供回转炉研究或应用的单位参考。
　　1.铁的烧损
　　天然气在氧气中燃烧产生的水蒸汽和二氧化碳，在高温下有很强的氧化性，很容易导致铁元素的大量烧损。如果回转炉的铁烧损接近或者超过10%，该炉便失去了应用和推广价值。制铁元素的烧损，是该炉必须首先解决的技术难题。国外发达国家回转炉的铁烧损在 1.5%以下。山东铁戈炉业公司所研制的回转炉，铁烧损达到了国外发达国家的水平，采取了两方面的技术措施：
　　第一，大幅度提高回转炉的加热功率，通过缩短回转炉的熔化时间， 有效降低回转炉的铁烧损。以炉容 3t 的回转炉为例，国外回转炉天然气烧嘴的功率为 1400KW，单位炉容的加热功率约为 467KW/t，每炉的熔化时间约为 100min，其中炉料预热、熔化和过热的时间约为 70min[4]。我们知道， 当前 3t 感应熔化电炉可在 45min 左右将室温炉料加热熔化为 1500℃左右的铁液，其加热功率约为 2100KW，单位炉容的加热功率约为 700KW/t。即国外 3t 回转炉的加热功率约为感应电炉的三分之二。回转炉加热功率低、熔化时间长，是铁元素氧化烧损的重要原因之一。铁戈公司的回转炉目前按 照熔化电炉单位炉容的功率配置天然气烧嘴，加热时间短、铁的氧化烧损 率低。但是在大幅度提高加热功率、解决铁的氧化烧损之后，炉衬寿命问 题突显了出来。
　　第二，造稀渣、用稀渣?；す烫虾鸵禾?减少金属氧化。国外回转炉熔化铸铁一般用硅砂造渣，炉渣特别粘稠、甚至呈干硬、结块状，
　　很难对炉料和液态金属提供有效?；ぁＬ旯狙兄屏艘恢质屎嫌诨刈刍牡腿鄣阍煸?，对固态炉料有一定的“包裹效应”，对液态金属液有很好的“覆盖作用”，有效防止了铁元素的氧化烧损[5]。需要注意的是，造渣剂与炉衬材料之间存在相互作用，造低熔点稀渣需要与之相适应的炉衬材料。
　　通过大幅度提高回转炉的加热功率和造稀渣，铁戈公司解决了回转炉铁烧损率高的难题，铁烧损在 1.3%左右。该经验对从事回转炉研究的有关单位和个人，有一定借鉴意义。
　　2.炉衬寿命
　　国外天然气纯氧回转炉一般采用石英系酸性炉衬。按照国外天然气纯氧回转化铁炉的技术资料，影响炉衬寿命的因素包括炉料的块度、加料时的炉料落差、炉膛温度等三个方面。炉料块度大、加料时炉料落差大，炉料产生的冲击力容易导致炉衬局部损坏、炉衬寿命大幅度降低。炉膛温度过高，容易导致炉衬材料的熔融和化学侵蚀。铁戈公司在研究国外回转炉技术的基础上，为了减少铁元素烧损和造渣，创造性地使用了刚玉、石英砂结合型酸性炉衬。
　　铁戈公司期初在刚玉型中性炉衬寿命所进行的试验中发现，该炉衬损毁的主要原因为炉衬烧结层薄弱、强度低，不能抵御炉料对炉膛的冲击和磨损。在最后一次进行的中性炉衬寿命试验中，铁戈公司围绕提高炉衬烧结层厚度调整了材料配比，同时大幅度提高了炉衬的烧结温度，完美地解决回转炉炉衬的寿命问题。
　　除了炉衬材料配比和烧结温度外，炉膛温度对炉衬寿命也有直接影响。前文说过，铁戈公司回转炉天然气烧嘴的功率是国外同容量化铁炉的 1.5 左右，大功率烧嘴有利于缩短熔化时间、提高生产率，但也容易导致炉衬过 烧，影响炉衬寿命。该公司使用该炉的经验为，熔化前期烧嘴采用大功率 加热固态炉料、促使炉料快速成液；在炉料成液、铁液过热、炉温明显升 高时，逐步降低烧嘴的加热功率，同时铁戈公司加装了实时监控炉内温度系统，防止炉衬过烧。国外回转炉在铁液过热 阶段，天然气烧嘴一般采用最大加热功率。铁戈公司采用的回转化铁炉加热 程序，不同于国外已有技术。
　　3.回转炉应用介绍
　　山东铁戈炉业有限公司 2016 年 6 月，在山东章丘某树脂砂手工造型的机床铸造厂，对其所研制的回转炉进行了灰铁生产的验证，开局顺利，成功浇注出了壁厚在 20～60mm 之间、单件质量在 500～2000kg 之间、铸铁牌号为 HT250 的机床床身铸件。2017 年因该厂场地狭窄、天然气和氧气供应均不符合安全技术规范，导致该厂无法继续使用回转炉进行机床床身生产。
　　2018 年 3 月铁戈公司在山东潍坊某垂直造型流水线生产球铁管件的铸
　　造厂，进行了回转炉生产球铁的生产验证，顺利地浇注出了壁厚在 2.5～5mm 之间、单件质量在 0.1～1.5kg 之间、QT450-18、QT450-19 等牌号的球铁管件。后因该厂的天然气供应不符合当地安全生产的规定，导致该厂无法继续使用回转炉进行球铁管件的生产。
　　2018 年 6 月，重庆市垫江县忠荣机械制造厂考察了潍坊某球铁管件厂的生产，并用回转炉的铁液浇注了三角试片，检测了铁液的白口倾向，随即订购了一台铁戈公司生产的 3t 回转炉，顺利生产出了铁锅；2019 年年初该厂又向铁戈公司订购了第二台 3t 回转炉。
　　重庆市垫江县忠荣机械制造厂地处垫江县澄溪镇，距离重庆市区约 100 千米，是一个生产经营铸铁锅的小型铸造企业，以挤压铸造工艺生产的铸铁锅在当地享有盛誉。该厂电力变压器只有 250kW 同时不具备电力增容条件，以回收的废旧铁锅和废机铁为原料生产铸铁锅，铁锅的壁厚在 1mm 左右，很容易出现白口，其铁液的化学成分呈现高碳、高硅特点（见表 1）。该厂用回转炉熔化铁液的能源费用至少低于感应电炉150 元，吨铁液的能源费用见表 2。

　　表 1 铸铁锅铁液的化学成分
　　Table 1 Chemical Composition of Iron liquid on the Cast Iron Pot

　　表 2 铸铁锅铁液的能源费用
　　Table 2 Energy costs of Iron liquid on the Cast Iron Pot

　   垫江县忠荣机械制造厂以回收的废旧铁锅和废机铁为原料生产铸铁锅取得成功后，为了进一步降低生产成本，开始用铁渣、钢渣生产铁锅，也取得了成功。
　　2021年初，成都桐林铸造实业有限公司成功安装调试了一台5吨铁戈回转炉，铁料采用了渣铁、废机铁和少量面包铁搭配，出炉铁液温度在1400℃—1500℃之间然后通过铁水包转运至现有中频炉中短时间内作成份精调后浇铸发动机缸体，5吨熔炼时间在70分钟左右，吨耗天然气56方左右，氧气120方左右，节能效果明显，特别是在今天全国限电的情况下突出了天然气炉绝对优势。
　　从铁戈公司的上述经验看，天然气纯氧回转炉可以生产灰铁铸件、也可以生产球铁铸件，可以生产厚壁铸件、也可以生产薄壁铸件，该炉有很强的铸件生产适用性。
　　自 2015 年回转炉技术进入我国，至今不过 5 年时间，该炉有关的大量基础性研究尚未开展，使用者了解天然气纯氧回转化铁炉、技术研发者完善该设备，仍然任重而道远。
　　参考文献
　　[1]钱立,张明.我国天然气化铁技术的发展与建议[J].铸造,2017,66(08):826-830.
　　[2]张明,钱立.纯氧天然气回转化铁炉及其优越性[J].现代铸铁,2017,37(03):19-26.
　　[3]殷黎丽,张明,杨彬.纯氧天然气回转化铁炉高功率密度烧嘴及其燃烧控制系统[J].铸
　　造,2018,67(12):1085-1089.
　　[4]殷黎丽,杨彬,李春澍.纯氧燃气回转化铁炉及熔炼特性[J].铸造,2015,64(10):989-993.
　　[5]殷黎丽,张明,杨彬,吕荣伏.纯氧天然气回转化铁炉应用的几个问题[J].铸
　　造,2018,67(07):588-592.
　　山东铁戈炉业有限公司产品整体外观（参考）：