翻砂铸造技术资料.docx

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翻砂铸造技术资料

翻砂铸造技术

1．树脂固化砂工艺树脂砂的特点较多，如型芯砂高强度、高固化效率、高溃散性，铸件高精度、高表面质量，为大批量流水线生产各种复杂的中、小型铸件的型芯提供了一种理想的方法，从而很快在汽车、拖拉机和内燃机等行业得到了广泛应用。

又由于其高强度、高精度、高溃散性，低的造型制芯劳动强度，对于满足多品种、小批量生产各种结构日趋复杂的中、大型铸件的型芯，也起了十分重要的作用。

目前，树脂砂工艺繁多，可按其不同的硬化方式，分为如下三大类：

加热硬化法、吹气硬化法和自硬法。

1.加热硬化法此法系指型芯本体经过外部加热源进行加热，使型芯砂在一定温度和时间下固化成型的一种工艺。

目前在铸造生产中广泛应用的有：

壳型法和热芯盒法两种。

壳型法是一种开发最早、发展最快、应用甚广的高效造型、制芯工艺。

由于覆膜砂的流动性、充型性和存放性均好，强度大、溃散性好，被汽车行业广泛应用于大批量生产各种结构复杂、质量要求高的型芯。

热芯盒比壳型开发晚15年，由于它的型、芯砂制备简单，成型温度低，硬化速度快，在生产中也得到了应用，鉴于其型砂流动性差、存放性不好，吸湿性很大，含氮量较高，限制了它的应用，目前国外已开发了新型热芯盒树脂，效果较好，国内也在试用。

由于这两种工艺操作方法基本相似，下面仅介绍壳型法。

（1）壳型用原材料及其特性壳型用原材料主要是覆膜砂，它是由硅砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品硬化剂、硬脂酸钙润滑剂及其他附加物等材料，在专门的混制设备上热法混制而成，铸造厂家可根据铸件的种类和不同结构的要求来选用，目前市场上可提供的覆膜砂系列产品的性能见表1。

表1覆膜砂系列产品的性能

（2）壳型、芯的制造工艺及其设备壳型、芯的制作方法一般有两种：

翻斗法和吹砂法。

翻斗法适用于壳型制作，而吹砂法多用于壳芯生产。

吹砂法壳芯机又可分为底吹式和项吹式两大类。

底吹式壳芯机制芯时，芯砂由底部吹入芯盒，吹芯压力为0.4～05MPa，吹砂时间为15～35s。

由于芯砂由底部吹入芯盒，充填情况不如顶吹式理想，故一般适用于外形简单的壳芯。

顶吹式壳芯机制芯时，芯砂由芯盒顶部吹入，充填情况较好，但整机结构复杂，常用于结构较复杂的壳芯制造，其吹芯压力为0.l～0.3MPa，吹砂时间为3～8s。

壳芯制造过程如下：

把芯盒加热至210～250℃，吹入覆膜砂，这时覆膜砂上树脂受热融化、结壳后，翻转180o，使芯盒自动左右摇摆数次，排放出未固化的砂子，翻斗复位，壳型、芯继续硬化2～3min，便可顶出制好的壳型、芯。

（3）发展前景在热法制芯中壳型、芯工艺是一种很有发展前途的高效制芯工艺，但是目前覆膜砂中树脂加入量高，生产成本高，铸件气孔及变形严重。

同时它存在硬化温度高，硬化时间长，硬化时气味大等缺点。

国内外正在开发各种新型的低气味、高强度、速固化、流变性能好的改性酚醛树脂和低氮、无氮的硬化剂，并开发了新型覆膜混砂设备和；日砂再生设备。

2．吹气硬化法此法系指型、芯本体不需加热，仅在气体催化剂作用下迅速固化成型的一种制芯工艺。

这种工艺现有三乙胺法、SO2法和低毒、无毒气硬法等几种。

目前在生产中仅三乙胺法得到广泛的应用。

它的最大特点是硬化速度快，硬透性好，生产效率高；其次是芯盒不需加热，劳动条件好，芯盒生产成本低，现已在批量生产各种复杂的砂芯的汽车、拖拉机行业广为应用。

（l）三乙胺法用原材料三乙胺法用原材料主要由硅砂、树脂和催化剂等组成。

此法对硅砂要求甚严，特别是含水量＜0.2％，含泥量＜0.3％（均指质量分数）。

所用的树脂由二个组分组成；组分Ⅰ为苯醚型特制酚醛树脂，组分Ⅱ为聚异氰酸酯（PAPI）。

为了降低树脂对硅砂及环境湿度的敏感性和适用于低温浇注铝合金铸件的需要，近年来，又开发了抗湿性树脂和铝合金专用树脂。

催化剂为液态的三乙胺或二甲基乙胺，为了能使砂芯均匀硬化，液态三乙胺需要先雾化或汽化，再与惰性气体混合（常用的氮气），吹入芯盒，使砂芯硬化，以防止三乙胺气体浓度过大而引起爆炸。

（2）三乙胺法制芯工艺及其设备三乙胺法制芯均在专用的冷芯盒射芯机上完成，所用射芯机的结构与普通射芯机相似，但增加了吹气机构和前后工序配套设备。

前工序配套设备有：

混砂机、砂加热器、气体发生器、压缩空气干燥除湿系统、三乙胺气体雾化装置等。

后工序配套设备包括废气净化系统。

制芯的主要工序为：

硅砂加热至25～35℃，将组分Ⅰ酚醛树脂加入砂中，混制1～2min，再加入组分Ⅱ（PAPI），继续混制1～2min。

通常两组分加入量各为0.75％，即为砂的质量分数为1％～2％。

然后在0.30～0.35MPa射砂压力下，把砂子射入芯盒，再将与载体混合、体积分数为2％的三乙胺气体，在0.2MPa压力下吹入芯盒，使型、芯砂迅速硬化，硬化时间一般为几秒或几十秒钟。

型、芯硬化后，紧接着通过原来吹气系统，再吹入洁净干燥的空气，以便清洗型、芯砂中的残胺，并可进一步提高它的强度。

从芯盒中排出的空气中含有残余的有毒胺气，必须送到洗涤室内，用酸中和，将胺除去，也可采用燃烧法去胺。

最后，打开芯盒，取出已硬化的砂芯，便可进行下一轮程序。

为了提高铸件的表面质量，减少粘砂缺陷，砂芯表面应刷一层涂料。

可采用水基涂料，但必须待树脂完全硬化后上涂料，防止明显降低砂芯强度，刷涂后应及时烘干。

（3）发展前景气硬冷芯盒制芯工艺是目前国内外重点开发、最有发展前途的一种高效制芯工艺，特别是低毒、无毒气硬工艺，在当前全球关注环境保护、推行清洁生产的情况下，更具有很大的现实意义。

现正在开发的酚醛树脂／酯法，聚丙烯酸钠／CO2法和碱性酚醛树脂／CO2法等无毒制芯工艺，尽管还存在强度低，树脂加入量高，吹气硬化时间较长，抗湿性较差等一些问题，但可以预计，在不久的将来，会开发出更为理想、无毒无公害的高效制芯工艺，成功地应用于生产，有力推动我国铸造事业向前发展。

3．树脂砂自硬法此法系指型、芯砂在室温下，通过加入一定量的固化剂，使之在芯盒或砂箱内，并在一定时间内自行硬化成型的一种造型、制芯工艺。

目前在铸造生产中得到应用的有酸固化呋喃树脂砂、酯固化碱性酚醛树脂砂和酚尿烷树脂砂等。

这种工艺的最大特点是：

树脂砂可在常温下自行硬化成型，型、芯砂有一定的可使用时间，其硬化速度与强度受室温、环境湿度的影响很大，生产效率不高，故比较适用于单件、小批量、多品种的中、大型铸件的型、芯生产，在我国机床、通用、重型、造船、机车等行业得到了应用。

在上述几种树脂自硬砂工艺中，以酸固化呋喃树脂砂在我国应用最多，因为它所用的原辅材料及设备能成套供应，技术较成熟，积累的经验也最丰富，目前国内300多家采用树脂砂工艺的工厂，绝大多数是采用这种工艺，与粘土砂比较，可提高铸件的尺寸精度2～3级，改善表面粗糙度1～2级，废品率明显减少。

（l）呋喃树脂砂用原材料呋喃树脂砂用的主要原材料有硅砂、呋喃树脂和固化剂。

呋喃树脂砂对硅砂的质量要求较严，应从角形系数、含泥量、含水量、微粉含量、耗酸值与灼减量等项技术指标加以控制。

粘结剂呋喃树脂是以呋喃环为主、低聚合度的缩聚树脂，按其化学组成可分为酚醛改性呋喃树脂、脲醛改性呋喃树脂和酚醛脲醛改性呋喃树脂等，而以脲醛改性呋喃树脂在国内应用最广。

用酚醛部分取代脲醛，不仅能保持一定强度，而且还能降低树脂中含氮量，是一种性能较好的呋喃树脂。

按国家专业标准GB／T7526－94的规定，呋喃树脂可按其含氮量分为无氮［ψ（N2）≤0.3％］、低氮［ψ（N2）＞0.3％～2.0％］、中氮[（ψ（N2）＞2.0％～5.0％）]和高氮[ψ（N2）＞5.0％～13.5％］树脂，也可按游离甲醛含量（质量分数）分为二级；一级含≤0.4％，二级含≤0.8％。

要求质量较高的铸件可选用低氮树脂，而有色金属铸件可采用含氮较高的树脂。

目前呋喃树脂砂常用的固化剂为有机磺酸，它又可分为对甲苯磺酸和二甲苯磺酸二种，后者常用于气温较低的冬季。

（2）树脂自硬砂的专用设备树脂自硬砂的成套设备主要包括混砂系统和旧砂再生系统两大系列，混砂系统以混砂机为主，并配以振实台、翻转起模机、输送辊道和电控等装置，组成树脂砂造型、制芯生产线。

旧砂再生系统大多具有砂块破碎、筛分、磁选、旧砂再生、微粉分离和砂温调节等功能。

为了满足环境保护的要求及微粉分离的需要，树脂砂生产线还必须配有良好通风除尘装置。

（3）树脂自硬砂的造型、制芯工艺呋喃树脂在强酸固化剂作用下，树脂分子间相继产生加聚反应和缩聚反应，使原来低相对分子质量的线型结构相互交联，转变为相对分子质量很大的体型结构的树脂膜，将砂粒粘结起来，达到型、芯的常温固化。

树脂加入量（质量分数）一般为0.8％～1.2％，磺酸类固化剂加入量为树脂的30％～60％，型、芯砂的可使用时间从几分钟至数十分钟，起模时间由十几分钟至数小时。

树脂自硬砂的造型、制芯工艺基本上与粘土砂类似，由于树脂自硬砂具有许多特点，在造型制芯时应考虑如下几点：

应根据合金种类和铸件的大小，合理选用树脂的类型及吃砂量的大小，尽量降低砂铁比和造型材料的生产成本；应根据室温的高低，合理选用固化剂，夏季室温高时，选用酸强度较低的固化剂，冬季室温较低时，应采用二甲苯磷酸为主，加入适量无机酸的醇溶性固化剂；树脂砂的流动性很好，但具有明显的时间性，必须在型砂可使用时间内完成造型制芯工作；树脂自硬砂起模困难，不可太晚；树脂砂在浇注时发气速度较快，必须采取措施将气体排出，防止气孔的产生；树脂砂耐热性较低，必须上涂料，以保证铸件的表面质量；根据有机粘结剂特点，应按"快、稳、封闭、底注、保证压头和处理脏铁液"等原则来设计浇注系统。

实践证明，只有遵循上述原则来造型制芯，才可能获得质量高、成本低的树脂砂铸件。

（4）发展前景我国80％以上铸造厂家属于单件、小批量生产，80年代以前大多数采用落后的粘土砂工艺，铸件质量差，生产效率低，劳动强度大，环境污染严重。

由于机械工业的发展和铸件出口贸易的需要，不少厂家采用树脂砂代替粘土砂，取得了明显的效果，充分证明该工艺对单件、小批量生产的铸铁车间具有较大的发展前景，低游离甲醛和低糠醇呋喃树脂的开发，又有力地促进了该工艺的发展。

特别是80年代后，酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂的问世，较好地解决了呋喃树脂砂的成本、环保和热裂等问题，为今后生产优质铸钢件创出了一条新路。

但是，碱性酚醛树脂尚存的强度低、粘度大和再生困难等问题，预计在不久的将来，将会得到圆满的解决。

在即将到来的21世纪，化学固化砂的各种新型造型、制芯技术将会在我国铸造厂家开花结果，为改变我国铸造事业落后现状作出较大的贡献。

2．水玻璃固化砂工艺树脂固化砂的应用实践表明，呋喃树脂的价格较高，环境污染较大，在未来21世纪人们对于自身生存条件和环境的要求日趋严格的条件下，由于车间劳动保护和生产环境卫生方面的投资很大，从而使树脂砂的应用受到一定限制，许多国家又对水玻璃固化砂极为重视。

最近十多年来，人们对于水玻璃的基本组成和"老化"现象实质的认识深化和新型硬化工艺的开发等两方面均取得了突破性进展，在型芯砂保持足够的工艺强度的条件下，水玻璃加入量（质量分数）可降至2.5％～3.5％，从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用的问题，得到了较好的解决。

水玻璃砂的硬化方法可分为：

CO2气硬法和自硬法两种，热硬法已很少采用。

1．CO2气硬法此法是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺，由于操作方便、使用灵活、无毒无味、在国内外大多数的铸钢件生产中，得到了广泛的应用。

（l）硬化原理和特点水玻璃的出现已有三百多年历史，由于它的成分十分复杂、多变，它的基本组成一直没有搞清楚，对水玻璃的研究主要停留在宏观的层次上。

近年来，多种先进测试手段的开发，可深入到分子范畴进行分析和研究，并发现，新制备的水玻璃是一种真溶液；但是在存放过程中，水玻璃中硅酸要进行缩聚，将从真溶液逐步缩聚成大分子的硅酸溶液，最后成为硅酸胶粒。

因此，水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物，易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间长短的影响。

水玻璃砂吹入CO2气体硬化时，水玻璃的表层因吸收CO2而其模数升高和脱水，在酸化和脱水两重作用下，迅速硬化而形成初强度。

已固化的表层水玻璃阻碍了CO2往深层渗透，内层水玻璃只能靠脱水而继续增加强度。

此法缺点是：

型芯砂强度低，含水量大，易吸潮，溃散性差，目前大多用于中、小型铸钢件生产。

（2）水玻璃的改性水玻璃在存放过程中分子产生编聚，形成胶粒，可使其粘结强度下降20％～30％，这一现象称为水玻璃老化。

为了消除老化，必须对水玻璃进行改性，目前改性的方法有物理改性和化学改性两种。

物理改性是用磁场、超声波、高频或加热等办法，往水玻璃中供给能量，使已聚合的胶粒解聚，聚硅酸分子重新均匀化。

这种改性对高模数水玻璃有效，但是存在重新老化的问题。

化学改性是往水玻璃中加入少量化合物，这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团，通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面，改变其表面位能和溶剂化能力，提高聚硅酸稳定性，从而阻止老化进行。

例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等，均取得了较好的效果。

（3）发展前景采用水玻璃改性来提高其粘结能力，往往增加了生产成本和工艺复杂化。

近年来，日本又开发了VRH法，此法是先把砂粒间空隙中的空气抽去，再吹入CO2气体，使铸型迅速硬化成型。

此工艺可使水玻璃加入量（质量分数，下同）降至3.0％以下，而CO2用量仅为原来的1／10。

最近又有作者提出往水玻璃砂中加入一种无机物，经高温作用后，在常温时粘结桥上会形成大量孔洞，使型芯砂在不受外力作用下，自行溃散的新工艺。

2．酯硬化法

（1）硬化原理和特点此法是采用液体的有机酯作水玻璃的硬化剂。

有机酯在强碱性水玻璃溶液的作用下，水解为醇与酸。

醇有很强的亲水性，它可夺去水玻璃的水分，构成它的溶剂化水。

酸与水玻璃反应，析出醋酸钠，它也有一定的亲水性，能夺取水玻璃的水分，构成它的结晶水。

在酸化和脱水双重作用下，使水玻璃砂硬化。

这种硬化工艺可使型芯砂具有很高的强度，不仅水玻璃加入量可降至3.0％以下，而且硬透性和抗湿性均好，适用于各种大型铸钢件的生产。

缺点是型芯砂硬化速度慢、脆性大和流动性较差。

（2）主要原材料及型砂的工艺控制酯硬化的水玻璃砂用原材料有硅砂、水玻璃和液体有机酯，这些材料的质量和合理选用将直接影响工艺成败、铸件质量和生产成本。

对酯硬化水玻璃砂来说，尽管对硅砂的要求不像树脂砂那样严格，为了降低水玻璃加入量，硅砂应满足如下要求：

泥的质量分数≤1.0％，水的质量分数≤0.5％，细粉的质量分数＜l.0％和角形系数＜l.3。

水玻璃应达到国家专业标准ZBJ31003－88的要求。

严格控制水玻璃的模数是成功应用此工艺的关键，应根据季节和室温加以调整：

夏季，M＝2.2～2.4，其余季节，M＝2.4～2.6，有条件时，最好对水玻璃进行改性，消除老化现象。

目前用于铸造生产的有机酯有：

丙三醇醋酸酯、乙二醇醋酸酯、二甘醇醋酸酯和丙二醇碳酸酯等，加入量（质量分数）占水玻璃的8%～12％。

有机酯是决定酯硬化水玻璃砂的工艺性能和生产成本的关键材料，必须严加选择，即应根据型、芯的大小和水玻璃的模数，合理选用不同型号（快酯、慢酯或混合酯）的有机酯。

对于酯硬化水玻璃砂的工艺性能来说，主要控制如下性能：

起模强度、终强度、可使用时间和残留强度等，详见表2。

表2型、芯砂推荐的技术指标

大型铸件的混砂可采用连续式混砂机，造型、制芯均为手工操作。

（3）发展前景加入某些附加物，形成复合水玻璃，起着助粘结剂作用，能进一步提高水玻璃的粘结性能，如加入磷酸盐、硼酸盐或铝酸盐等附加物。

另外，应用较广泛的有机酯硬化剂，因其价格高而影响了该工艺的推广应用，有人又提出了一种无机酸和有机物配制成的硬化剂，其主要成分为磷酸、磷酸盐和尿素，这种新型硬化剂不仅生产成本低，而且，型芯砂具有较好的溃散性。

铸造生产技术发展趋势

一、概述铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。

我国铸造业的现状是产量大，年产铸件约1，200万吨，厂点多，达2万多个，铸造业的从业人员在120万人以上。

我国铸造行业的一大特色是改革开放以来乡镇企业迅猛发展，成为我国铸造行业的一支重要力量。

乡镇铸造厂点数已超过国有铸造厂点，乡镇铸造厂点的铸件产量约占全国铸件总产量的一半。

当前世界上工业发达国家铸造技术的发展归纳起来大致有四个目标，即：

①保护环境，减少以至消除污染；②提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；③降低生产成本；④缩短交货期。

我国铸造行业除厂点多，从业人员多，产量大以外，与发达国家相比，在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。

造成这些差距的原因是铸造厂点规模小，经济实力差，工艺和设备落后，管理水平低，从业人员素质不高。

为了消除这些差距，为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场；加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。

1效益是企业发展的基础发展的基础是效益，发展又是为了实现更高的效益。

中国应该有一个高效益的铸造业。

没有效益的企业连生存也是困难的，更谈不上发展。

为了提高效益，应从以下几方面着手：

①减员增效与节能降耗。

②实现专业化生产。

③采用新技术，实现科学管理。

2质量是企业的生命质量和效益有时看似矛盾，但两者是统一的。

产品质量低劣的企业终究是不能立足的，更谈不上效益，也不可能持续发展。

提高产品质量需从以下几方面着手：

①合理选购原辅材料，正确制订及严格执行有关的工艺规程。

②采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

a.加强计算机技术在铸造生产中应用的研究。

b.在砂型铸造中采用高硬度及高均匀度的铸型，发展与推广相应的工艺与设备。

c.发展近净形及净形铸造成形新工艺。

d.发展液态金属处理及净化的新工艺新技术，优化材料性能。

e.发展机械化自动化，以保证铸件质量的稳定性、均一性，改善劳动条件。

f.加强铸造环保设备的研究和应用。

③具有一支稳定的高素质的从业人员队伍。

3实现清洁化生产清洁化生产是可持续发展的基本要求。

清洁化生产的含义是：

实现尽可能低的资源（原材料）与能源消耗；实现宜人化的生产环境及最低或零污染物排放;生产清洁化的产品（产品耗能、耗材少，易于再生复用及符合人机工程要求）。

铸造的清洁化生产，主要是应用新技术、新工艺、新材料、新设备以实现低消耗、低污染或者无污染及铸造生产的宜人化环境等方面。

二、坚持进行技术改造，采用成熟、适用、先进技术企业技术改造，要根据企业产品的结构特点、批量大小、质量要求，合理选用成熟、适用、先进的技术。

首先，所选技术必须成熟可靠。

因为技术改造不是科研，不允许失败；也不是中间试验，可以小规模、小范围，而不讲时间和条件。

技术改造是要将成熟的科技成果应用于设计、生产中。

同时所选技术对改造企业来讲还必须适用，保证在经济上合理。

实践告诉我们，并非凡是先进的、技术含量高的一定是适用的。

各种技术都有一定的局限性和适用范围，适合于一定的零件，选择不当，再先进的技术，也不能确保生产出优质的产品，不能保证产生高的经济效益。

1发展高性能铸造合金，提高产品的材质水平据近五年统计，我国铸铁件占铸件总产量的79%～80%（球铁约占13%），铸钢件占13%～14%，有色合金铸件约占7%，（铝铸件约占5.5%）。

发展趋势是灰铸铁件、铸钢件（主要是碳钢件）、可锻铸铁件呈下降趋势，球铁件在增长，轻合金件占的比例越来越大。

发达国家轻合金铸件产量已超过铸钢件，其产值已远远超过铸钢件；日本1998年压铸件的产值已接近灰铸铁件；球墨铸铁件的产量为铸钢件的四倍多，产值为铸钢件的两倍。

今后，我国应提高球墨铸铁、蠕墨铸铁、高强度灰铸铁、合金铸钢、铸造铝合金、镁合金的比例。

1）铸铁

（1）加强高强度薄壁灰铸铁生产技术的开发低成本和良好的铸造性能是灰铸铁的主要优势，所以灰铸铁已广泛应用于汽车、内燃机、农机、压缩机和市政建设等领域。

今后制约灰铸铁件增长和发展的主要因素之一是轻量化，铸铁轻量化将为铸铁工业注入新的活力，今后应加强高强度薄壁灰铸铁的生产技术的开发。

（2）进一步推广使用球墨铸铁随着我国汽车工业和铸管工业的发展，以及随着我国球墨铸铁生产水平的提高，应用领域的拓宽，预计进入21世纪，我国球铁件产量必将有大幅度的增长，应进一步扩大等温淬火球墨铸铁在承受强载荷工况机械零件和耐磨件上的应用。

推广铸态球墨铸铁，节约能源，降低生产成本。

（3）扩大蠕墨铸铁的应用蠕墨铸铁是一种新型材料，它的强度、塑韧性高于灰铸铁，铸造性能优于球墨铸铁，具有优良的耐热疲劳性能和导热性能，可在柴油机缸盖和排气管、液压阀、机床床身、钢锭模、玻璃模具等铸件上推广应用。

（4）抓好铸铁熔炼环节，提供优质铁水抓好铸铁的熔炼环节，及时提供优质铁水，这是提高铸件综合质量的基本保证。

所谓优质铁水，是指铁水温度高，成分合格，波动小，元素烧损少，增碳率高。

目前我国用于铸铁件生产的熔炼设备90%以上为冲天炉，其中绝大部分又是小型（≤5T/h）冷风冲天炉，且多使用冶金焦。

这种炉子的能量效率不高（约38.8%），连续工作时间短，难以熔炼出优质铁水。

为了获得优质铁水，应当推广铸造焦和先进适用炉型。

熔化量大的5t/h以上的冲天炉宜采用外热风（＞500℃）、水冷、连续作业、清洁、封闭冲天炉；流水线生产球墨铸铁、蠕墨铸铁、高强度薄壁灰铸铁件宜采用冲天炉感应电炉双联熔炼；生产特种小铸铁件，如供电条件好，可用感应电炉熔炼。

熔炼过程中，还可采用加氧送风、等重除湿等先进技术。

小型冷风冲天炉或单炉胆热风冲天炉可改为双炉胆式高效内热风冲天炉，使热风温度由200℃提高到400℃左右；推广应用多孔塞脱硫技术，发展盖包、转包、喂丝等球化工艺，提高球铁铸件的质量。

在大批量流水生产中推广应用铁水流、孕育丝和型内孕育等瞬时孕育技术及过滤网技术，提高材料均匀性，并减少渣孔缺陷。

为及时掌握铁水的成份变化和铁水处理的质量，应逐步在专业铸造厂配备一系列现代化的测试、分析和管理手段，要提高监测设备的快速性、精密性及自动化程度。

逐步取消用炉前试块观测白口深度的原始粗测法，采用物理方法的铁水性能速测仪或热分析仪，快速测定C、Si、碳当量和力学性能；资金充裕者引进直读光谱仪。

冲天炉烟气净化的措施就是抽出烟气，使烟气中的CO二次燃烧，燃烧余热再预热冷空气并使热风鼓入冲天炉，同时达到提高铁水温度和烟气净化的双重作用。

冲天炉除尘措施有：

①干式除尘器。

投资少者可采用旋流除尘器、旋风除尘器（含多管旋风除尘器）；投资较多者可采用袋式、静电、颗粒层等除尘器。

②湿式除尘器或两级组合除尘（如旋风加布袋）。

这要视要求排放标准和投资多少而定，但要注意，常用的袋式除尘器要考虑烟气冷却和布袋的使用寿命（特别是打炉时），湿式除尘要处理好含尘水排放堵塞下水道，造成二次污染的问题。

2）增加铸钢品种，提高铸钢件质量铸钢工业发展的趋势将不再是铸钢件产量、铸钢厂数量和生产能力的增加，而是铸钢件的质量、品种、性能以及合金钢的比例的不断提高。

我国合金钢铸件的比例不足20%，而工业发国家已达到42%～48%。

随着合金钢铸件比例的提高，对合金钢液的精炼要求也愈来愈高。

采用高新技术提高铸钢件性能，缩小铸钢件体积，提高铸钢件寿命是亟待解决的问题。

建议在如下几方面开展工作。

①开发铸钢中合金钢新钢种，提高铸钢性能，部分顶替锻钢，提高材料利用率，降低成本，缩短制造周期，节省能源、资源等。

②采用高新技术提高铸钢钢液纯净度、均匀度与晶粒细化程度，进一步提高铸钢的强韧性，减轻铸件重量（与国外相比重10%～20%），降低废品率。

精炼工艺有：

氩气净化；钙线射入净化加氩气净化；AOD精炼；VOD、VODC炉精炼。

③采用近终形铸造技术，进一步提高铸钢件尺寸精度与表面质量，减少加工余量（与国外相比，加工余量大1～3倍以上）。

④降低能源与新砂消耗（吨钢水耗电：

我国700～850kWh，日