
【机】 cupola; cupola furnace
冲天炉(Cupola Furnace)是冶金工业中用于熔炼生铁的传统设备,其名称源于火焰垂直上升的形态特征。根据《汉英综合大辞典》记载,该设备英文对应术语为"cupola",源自意大利语"cupola"(穹顶),指其圆柱形竖炉结构。
结构与工作原理
典型冲天炉由耐火材料内衬的钢制筒体构成(《机械工程手册》第5卷),高度可达10米,直径1-3米。采用逆流换热原理:顶部加料口的金属料与焦炭交替层装,底部鼓入热风助燃,熔融金属通过出铁口流出。这种设计使热效率达60-70%,高于平炉等设备。
应用领域
主要应用于铸铁件生产,包括管道配件、机械底座等批量铸件。美国铸造协会数据显示,2023年全球仍有38%的铸铁采用冲天炉熔炼,尤其在汽车制动盘等需控制石墨形态的领域具有不可替代性。
技术演变
中国国家博物馆藏有宋代《天工开物》记载的早期竖炉原型。现代冲天炉通过计算机控制鼓风温度和加料速度(《现代冶金设备》2019版),部分改造为水冷式结构,实现72小时连续作业。但受环保政策影响,欧盟地区已逐步被电炉替代。
冲天炉是一种竖式圆筒形熔炼炉,主要用于铸造生产中熔化铸铁,其名称源于炉顶开口向上的结构特征。以下从定义、结构、工作原理和应用等方面详细解释:
冲天炉由前炉和后炉组成,前炉包括出铁口、出渣口、炉缸和过桥;后炉分为顶炉、腰炉和炉缸三部分。炉身主体由钢板外壳和耐火材料内衬构成,有效高度通常为炉膛直径的4-7倍。烟囱位于加料口上方,直径通常与炉身一致。
主要用于铸铁件生产,也可配合转炉炼钢或熔化铜等有色金属。其熔化率与炉膛直径相关,每平方米炉膛截面熔化率约7-9吨/小时。
高炉用于冶炼铁矿石生产生铁,而冲天炉以生铁为原料进行重熔,适用于铸造场景。两者在原料、产物和工艺目的上存在本质差异。
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