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天然气冲天炉结构及其技术优势
唐焕春、王旭光（烟台春林冶金设备有限公司，山东烟台市 264000）

顾名思义天然气冲天炉是以天然气为燃料熔化铸铁的工业炉。在能源利用、环境保
护方面具有明显的优势，属于当今世界铸铁熔化最先进的技术，世界上最早用于生产的是前
苏联的Panze炉和比利时的Flaven炉。20世纪60年代，英国、美国、德国等先后开始了天燃
气冲天炉的研究和使用。目前在世界各地使用的主要是英国R. T. Taft等人设计的Taft炉和
德国KGT公司的Cupola-2000型燃气冲天炉。目前燃气冲天炉在欧盟、中东、美国、日本、韩
国、印度等地区和国家，已有一定范围的应用。
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天然气冲天炉与传统的焦炭冲天炉具有相似的地方都是竖炉，如图1所示，焦炭被三种
物质代替。
，燃烧器适用于天燃气、丙烷、丁烷、煤层气等碳氢化合可燃
物, 但必须有足够的发热值(每熔化1 吨要求大约3 10 0MJ ）及足够低的含硫量。烧嘴的主
要设计技术参数在于燃气流速、火焰形状。烧嘴出于安全考虑，要具备足够高的安全检测。
燃烧控制能保持冲天炉内有一定的还原性气氛。因此, 燃料与空气量的测量及监控是非常重
要。

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燃烧器上方是水冷炉栅，炉栅将炉体分为炉身和炉缸。炉栅的作用是支撑耐火陶瓷球，
当铁液滴过耐火球时被过热。耐火球由高熔点刚玉粉、石墨组成，在熔化期间耐火球是要消
耗的，所以需要每一批次投料追加，即不断添加新的耐火球。水冷炉栅由水冷钢管组成，钢
管可以是全裸或表面涂敷耐火材料两种方式。管子表面是否需要涂衬取决于冲天炉的尺寸及
所需要的铁液温度，炉栅的强度应足以支撑炉内加满料时的炉料。

以天然气做燃料燃烧，炉壁使用喷淋装置冷却，炉龄一般为7天至30天，被称作天然气
水冷长炉龄竖炉。包含布袋除尘、热风交换器、加料口、预热段、水冷熔化带、水冷炉栅、
天然气富氧烧嘴、连续渣铁分离器、回转前炉等设备。

燃气竖炉、燃焦冲天炉、感应电炉熔化、冲天炉-感应炉双联，每吨铁液熔化的燃料成
本见表。在表中可以看出，在燃气单价低的一些地区（例如陕西西安、河南新密、山西太原），
燃气竖炉的燃料费用大大低于燃焦冲天炉，而在高气价地区（例如浙江台州），其燃料费用
高于燃焦冲天炉，但总是低于感应电炉，见表 1 。
表 1 相同条件下几种铸铁熔化炉能源成本( 元/ t 铁水)
天然气、燃焦冲天炉、感应电炉三吨铁熔化费用对比表