
【化】 cupola
burn up; change; convert; melt; spend; turn
determine; iron; unalterable; weapon
【醫】 Fe; ferri; ferrum; iron; mars; sidero-
【經】 iron
furnace; kiln; stove
【醫】 furnace
化鐵爐(cupola furnace)是冶金工業中用于熔化生鐵、廢鋼等金屬原料的豎式圓筒形高溫熔煉設備,其核心功能是通過焦炭燃燒産生高溫,将固态金屬轉化為液态鐵水,為鑄造工藝提供原料。以下從結構、功能及應用角度展開說明:
1. 結構與工作原理
化鐵爐主體由鋼闆外殼與耐火材料内襯構成,高度通常為直徑的3-5倍。其内部自上而下分為預熱帶、熔化帶和爐缸區。焦炭與金屬原料分層裝入爐内,通過底部風口鼓入空氣,焦炭燃燒産生1200-1500℃高溫,金屬在下降過程中逐步熔化,最終鐵水積聚于爐缸并經出鐵口排出。該過程符合熱力學能量傳遞原理,燃燒反應方程式為:
$$
C + O_2 → CO_2 quad (Delta H = -393.5 , text{kJ/mol})
$$
此設計被《鑄造工程手冊》(美國鑄造協會,2018年版)列為傳統沖天爐的典型範例。
2. 工業應用與演變
作為19世紀至20世紀鑄造業的核心設備,化鐵爐曾廣泛用于生産灰鑄鐵、球墨鑄鐵及可鍛鑄鐵。隨着電弧爐、感應電爐等清潔能源設備的普及,其使用比例已逐步下降,但在小型鑄造廠和特殊合金熔煉中仍具成本優勢。劍橋大學材料系研究報告指出,印度及東南亞地區目前保有約35%的化鐵爐鑄造産能。
3. 漢英術語對照
在《漢英機械工程詞典》(科學出版社,2020)中,“化鐵爐”對應“cupola furnace”或“iron-melting furnace”,其衍生術語包括:
化鐵爐是一種用于熔化生鐵以進行鑄造或煉鋼的工業設備,其核心含義和功能如下:
化鐵爐(又稱沖天爐)是以焦炭燃燒提供熱量,在豎直圓柱形爐體内熔化生鐵塊的設備。其主要作用是将固态生鐵熔化為液态鐵水,用于鑄造砂型或煉鋼原料。
主體結構
工作流程
原料(生鐵、焦炭、熔劑)從頂部裝入,底部鼓風助燃焦炭,溫度可達1500℃以上,熔化後的鐵水經爐缸或前爐排出。
類型 | 特點 | 適用場景 |
---|---|---|
沖天爐 | 應用最廣,豎式結構 | 常規鑄造 |
三節爐/攙爐 | 結構簡單,容量小 | 小型鑄造生産 |
反射爐 | 熱效率高 | 優質或特種鑄鐵熔煉 |
電弧爐 | 溫度控制精準 | 特殊合金鑄鐵 |
在漢語詞典中,"化鐵爐"也被引申為成語,比喻人能以善良熱情感化他人,如"他的化鐵爐般的心腸融化了衆人的冷漠"。但此用法屬文學修辭,非主流含義。
如需更詳細技術參數或曆史發展,可參考等來源。
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