中國沖天爐1958 年至2008 年發(fā)展歷程

張 明，郜業(yè)磊

(1.威海科興鑄造機械有限公司，山東 威海 264200；2.玫德集團有限公司，山東 平陰 250400）

1958 年到2008 年跨“大躍進”“大饑荒”“國民經(jīng)濟調(diào)整期”“文革”“工業(yè)恢復(fù)和發(fā)展”“改革開放”等重要的歷史時期。我國的普通爐襯沖天爐在此復(fù)雜的歷史時期取得了不俗的進步。現(xiàn)對這50 年間的發(fā)展歷史做扼要回顧。

1 土鐵熔煉技術(shù)

在三年“大躍進”期間，眾多的小型土高爐生產(chǎn)了大量碳低、硅低、硫和磷含量高的劣質(zhì)“土鐵”，土鐵熔煉成了當(dāng)時的大問題。1958 年洛陽第一拖拉機制造廠馬純智在“水冷爐壁小型化鐵爐初步試驗”一文中透露了當(dāng)時土鐵的質(zhì)量狀態(tài)[1]：“我廠今年生產(chǎn)的鑄鐵件及轉(zhuǎn)爐煉鋼需4 萬噸原料，而國家供給的全是S、P 高，C、Si、Mn 低的土生鐵且成分懸殊，含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)有的高達5.14%，因此必須脫掉高于正常鐵含硫量數(shù)十倍甚至百倍的硫才能得到含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.1%的灰鑄鐵?！?/p>

當(dāng)時的沖天爐為了去除生鐵中的硫需要采用堿性爐襯，提高爐渣的堿度同時提高爐溫。因為堿性爐襯沖天爐爐齡短所以產(chǎn)生了爐襯水冷的需要。為了提高爐溫脫硫產(chǎn)生了對熱風(fēng)的需要，堿性、水冷和熱風(fēng)沖天爐因此在此期間得到了大量應(yīng)用。

洛陽第一拖拉機制造廠在沖天爐熔煉中石灰石用量竟然增加到焦炭重量的80%～100%，為提高爐渣流動性，需要加入占石灰石20%～25%的螢石（氟石），保持爐渣堿度在1.7～2.3 之間。該廠在試驗的基礎(chǔ)[3]上采用了水套冷卻的堿性薄襯沖天爐（見圖1），堿性薄爐襯用鎂砂打結(jié)形成[2]。

圖1 洛陽第一拖拉機廠3 t/h水套冷卻堿性沖天爐（1958 年）

1958 年，北京鐵道研究院王基厚在“堿性化鐵爐如何適應(yīng)煉鋼生產(chǎn)”一文中稱[3]：“我們在1952 年開始研究堿性化鐵爐，1954 年與戚墅堰機車車輛修理工廠合作完成生產(chǎn)試驗后，即陸續(xù)在一些鑄工車間獲得推廣?！?/p>

1958 年2 月28 日，唐山鋼廠煉鐵車間20 t/h 的化鐵爐開始采用熱風(fēng)操作，熱風(fēng)溫度在180 ℃～210 ℃之間，鐵液溫度在1 400 ℃～1 410 ℃之間[4]。同年8月份該廠開始用土鐵煉鋼，10 月6 日起用堿性爐襯化鐵。該廠堿性爐襯的材料為80%白云石加20%鎂砂，用焦油瀝青作黏合劑制成焦油襯磚，其中焦油、瀝青各用50%混合，加入量為5%.該廠稱[5]：“根據(jù)幾次的試驗情況來看脫硫效果良好，一般能去硫30%～60%.但是也隨之而帶來了一些困難，如爐子壽命較短、操作較困難等?！?/p>

1959 年，青島市生建機械廠用3 t/h 水套冷卻鎂砂鹵水爐襯堿性沖天爐（見圖2）為轉(zhuǎn)爐提供鐵液。該爐熱風(fēng)溫度一般在350 ℃～400 ℃，鐵液溫度在1 390 ℃～1 410 ℃之間，爐渣堿度在1.7～2.6 之間，脫硫效率在80%～90%之間，爐襯壽命最高可達139爐[6]。

圖2 青鳥生建機械廠3 t/h水套冷卻堿性沖天爐（1959 年）

1959 年，浦鎮(zhèn)車輛工廠的鐘煥文在“延長堿性化鐵爐爐齡的一些措施”一文中稱該廠9 t/h 水冷堿性沖天爐（見圖3）的爐齡可以到60 h 以上，并稱[7]：“我廠9 t/h 化鐵爐系瀝青白云石作爐襯，厚250 mm，在熔化帶部分裝有內(nèi)冷水套，爐缸部分采用噴水冷卻，因而爐身部分問題不大。改進前主要關(guān)鍵在于過橋、前爐、出渣口和出鐵口。”

圖3 浦鎮(zhèn)車輛廠9 t/h 水套冷卻堿性沖天爐（1959 年）

該廠9 t/h 水冷堿性沖天爐前爐所使用的水冷出渣口見圖4，該出渣口用紫銅鑄成或鋼板焊成進行3 bar 水壓試驗要求無滲漏。

圖4 浦鎮(zhèn)車輛廠9 t/h 水冷爐水冷渣口（1959 年）

1959 年，戚墅堰機車車輛廠為了克服生鐵硫高的困難，及時地采用了熱風(fēng)水冷堿性沖天爐、堿性鐵水包及堿性轉(zhuǎn)爐等“三堿”去硫措施得以利用高硫的土鐵；熔化帶采用鎂砂爐襯，爐齡達52 h 以上。該廠9 t/h 熱風(fēng)水冷堿性沖天爐為三排風(fēng)口，其熱風(fēng)裝置很有特點，是一種需要外加燃料加熱的熱風(fēng)窯室（見圖5）；該爐使用的常州地區(qū)土焦平均灰分含量約為19%，最高達31.18%，平均含硫量為2.0%；該廠所產(chǎn)焦炭的灰分平均為12.72%，平均含硫量為0.7%左右[8]。

圖5 戚墅堰機車車輛廠9 t/h 熱風(fēng)水冷堿性爐天爐的熱風(fēng)窯（1959 年）

綜上所述，在可以搜尋到的大躍進期間的歷史文獻中，沖天爐的研究主要集中在熱風(fēng)、水冷、堿性爐襯三個方面；熱風(fēng)裝置包括爐頂熱風(fēng)、爐膽熱風(fēng)、附加燃料的爐外熱風(fēng)窯等三種形式；爐襯水冷裝置主要為冷卻水套，爐壁雨淋冷卻裝置也有個別應(yīng)用；堿性爐襯包括鎂砂、白云石瀝青兩種材料。

2 前爐回氣二次送風(fēng)沖天爐

中國前爐回氣沖天爐的歷史可以追溯到民國期間。王本治在民國16 年（1927 年）出版的《冶金學(xué)》[9]中有前爐回氣沖天爐圖。1951 年李香洲“采用合金鑄鐵提高機器質(zhì)量”一文中所展示的化鐵爐也是前爐回氣沖天爐[10]。

1959 年，周世麟與張載在《機械工人》發(fā)表了“補充送風(fēng)前爐回氣強化沖天爐”一文，介紹了蘇聯(lián)斯大林農(nóng)業(yè)機械廠爐缸補助送風(fēng)前爐回氣沖天爐，并介紹了北京三個鑄造廠改制前爐回氣沖天爐的一些經(jīng)驗[11]。1960 年，張武城、張載等六人在《鑄工》雜志上介紹了爐缸補助送風(fēng)前爐回氣沖天爐（見圖6），并介紹稱北京第一通用機械廠、北京第二機床廠、同益水泵廠和浙江的一些鑄造廠內(nèi)徑700 mm～800 mm 以下的小型沖天爐已經(jīng)比較普遍地使用了該技術(shù)，達到了提高鐵液溫度、降低鑄件廢品率的效果[12]。

圖6 爐缸輔助送風(fēng)前爐回氣沖天爐（1959 年）

《機械工人》1960 年第5 期刊發(fā)了李傳栻、金沙旺、鐘良培等根據(jù)上海、浙江、重慶等地二次送風(fēng)沖天爐的經(jīng)驗編寫的“二次送風(fēng)經(jīng)驗好，提高溫度又節(jié)焦”的一組文章。該文稱[13]：“去年推廣打開渣孔操作和補充送風(fēng)前爐回氣的經(jīng)驗以來，許多廠在強化沖天爐方面取得了很大的成績，普遍提高了鐵水溫度，降低了焦比。在推廣上述經(jīng)驗的基礎(chǔ)上、許多工廠又進一步創(chuàng)造了二次送風(fēng)的經(jīng)驗。上海市自新泰翻砂廠二次送風(fēng)和前爐回氣裝置成功以后，全市以大躍進的速度在二十天內(nèi)就改裝了近300 座沖天爐。”

該組文章中介紹了上海達豐翻砂廠的2.5 t/h前爐回氣熱風(fēng)沖天爐（見圖7），其熱風(fēng)換熱器為管式，設(shè)置在前爐的頂部結(jié)構(gòu)很特別，該爐后來被上海人稱之為“多寶沖天爐”。

圖7 上海達豐翻砂廠2.5 t/h 前爐回氣熱風(fēng)沖天爐（1960 年）

該組文章中有一篇重慶建設(shè)機床廠周到所寫的“曲線爐型沖天爐采用二次送風(fēng)的經(jīng)驗”，介紹了該廠將原2 t/h 沖天爐改制成的二次送風(fēng)沖天爐（見圖8）.該廠的“二次送風(fēng)”顯然不屬于前爐回氣二次送風(fēng)，但該文中出現(xiàn)的“曲線爐型”一詞在已知的公開出版物中屬首次出現(xiàn)。

圖8 重慶建設(shè)機床廠的曲線爐膛二次送風(fēng)沖天爐（1960 年）

3 大型水冷沖天爐

唐山鋼廠1960 年初首先在該廠兩臺25 t/h 沖天爐其中的一臺開始試用水冷風(fēng)口如圖9 所示。但遺憾的是該水冷風(fēng)口為鋼板焊接形成，可靠性差，容易滲漏，壽命只有120 h 左右[14]。但是水冷風(fēng)口畢竟是現(xiàn)代大型水冷沖天爐的標(biāo)志性元件，中國在1960 年已經(jīng)出現(xiàn)了以水冷風(fēng)口為結(jié)構(gòu)特征的25 t/h水冷長爐齡沖天爐，需要說明的是該爐并非用于鑄造生產(chǎn)而是轉(zhuǎn)爐煉鋼的輔助熔化設(shè)備。

圖9 唐山鋼廠25t/h 沖天爐水冷風(fēng)口

4 沖天爐加料機

1959 年，一機部第一設(shè)計院的李成泉在“沖天爐加料機械化”一文全面介紹了沖天爐的橋式、翻斗式和爬式加料機，并稱[15]：“無論是老廠還是新建廠，鑄鐵車間的沖天爐加料機械化，都是一個比較突出的問題。在老廠中不少中、小型沖天爐還停留在人工或半機械化加料階段，不僅勞動強度很高、勞動條件差、占用了大批勞動力而且使沖天爐不能充分發(fā)揮潛力，影響了生產(chǎn)力的進一步提高。至于一些大型沖天爐，雖然對加料機械化有所考慮，但還存在著選用哪一種加料設(shè)備，采用什么樣的料場布置及加料過程比較合適的問題?！?/p>

青島四方機車車輛廠的史煥明介紹了該廠3 t/h沖天爐的單軌加料機[16]。這是中國工廠沖天爐配備專門機械化加料機的最早文獻，記錄青島四方機車車輛廠若非單軌加料機的創(chuàng)造者亦屬較早使用者。

1960 年石景山鋼鐵公司（今首都鋼鐵公司）鑄造廠的李觀賢在“沖天爐自動加料裝置”一文中稱[17]：“我廠沖天爐采用爬式翻斗加料機后笨重體力勞動已得到解放。但在循環(huán)加料過程中由于加料運動的正、反及斷續(xù)仍須由專人協(xié)助完成這些運動的停續(xù)及變換。為了達到完全自動上料，我們自制了一個圓盤控制器代替時間繼電器加上一些行程開關(guān)組成了自動加料控制系統(tǒng)?！?/p>

通過以上歷史文獻可以推測，在“大躍進”年代以前的沖天爐、特別是小型沖天爐大部分沒有配置專門的加料設(shè)備；中國沖天爐普遍配置專門的機械化加料機應(yīng)該始于1960 年前后。按照加料機也可做出合理推測，在1960 年前后中國出現(xiàn)了較大容量的沖天爐。

5 多寶沖天爐

1961 年上海市楊浦區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會冶鑄學(xué)組鑄鐵專業(yè)組的陳曉光、王永池、蔡國英、馬天佑等通過對上海部分工廠、楊浦區(qū)各廠使用的多寶沖天爐進行廣泛調(diào)查研究，在《上海機械》（曾經(jīng)和如今的《機械制造》）雜志上刊登了“多寶沖天爐的實踐與理論探討”一文，文中稱[18]：“多寶沖天爐是本市鑄造工作者在黨的正確領(lǐng)導(dǎo)下經(jīng)過不斷的技術(shù)革新、技術(shù)革命而發(fā)展出來的新型化鐵護，目前本市楊浦區(qū)各廠都在實際使用”；“人們把每一項改進稱為一個‘寶’，因而把多次改進而創(chuàng)造出來的、集諸寶于一身的沖天爐，就稱為‘多寶沖天爐’。”

記錄表明，多寶沖天爐為上海地區(qū)多家鑄造廠集體創(chuàng)造，基本成型于1961 年。當(dāng)時上海地區(qū)多寶沖天爐均為小型沖天爐，爐膛內(nèi)徑在650 mm～860 mm之間，有三種具體的結(jié)構(gòu)形式（見圖10）.當(dāng)時的多寶沖天爐多用羅茨式鼓風(fēng)機，個別使用串聯(lián)的離心式風(fēng)機。風(fēng)口多為三排也有四排，各廠焦炭耗平均用量占金屬料質(zhì)量的6.25%，焦炭固定碳平均含量為80%，熱風(fēng)溫度在120 ℃～240 ℃之間，爐渣中FeO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.09%～9.34%之間，鐵液溫度在1 380 ℃～1 410 ℃之間[29]。

1961 年上海市機械工程學(xué)會和中國機械工程學(xué)會十周年年會都對多寶沖天爐進行過專題討論，1962 年上海市機械工程學(xué)會年會再次將該爐列為中心議題之一[19]。

6 曲線爐膛沖天爐

1963 年上海鍋爐廠的馬天佑在“強化沖天爐熔煉的經(jīng)驗”一文中，介紹了該廠的多寶沖天爐并展示了該爐的曲線爐膛（圖11），稱[20]：“我廠自1960年以來，在技術(shù)革命運動中陸續(xù)配套推廣了前爐回氣、曲線爐膛、主風(fēng)口強化器、爐身和前爐熱交換器、二次進風(fēng)、水冷爐壁等先進經(jīng)驗。”

圖11 上海鍋爐廠的曲線爐膛沖天爐示意圖（1963 年）

浙江大學(xué)機械系的王啟東和袁廷鐘利用模型在實驗室研究了曲線爐膛對爐內(nèi)氣流的影響并稱[21]：“1960 年以來，我國許多工廠廣泛采用曲線爐膛，作為強化沖天爐熔煉的一種手段?！?/p>

上述歷史文獻證明，中國的曲線爐膛沖天爐廣泛應(yīng)用始于1960 年。一般認(rèn)為曲線爐膛沖天爐為上海地區(qū)創(chuàng)造，但至于上海何人創(chuàng)造了曲線爐膛沖天爐，因歷史久遠已無從考證。

7 卡腰化鐵爐

卡腰化鐵爐的發(fā)明者為湖北江陵機械廠。湖北省農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究所1965 年在“卡腰式三節(jié)化鐵爐”一文中稱[22]：“江陵機械廠的工人同志，發(fā)揮了敢想敢干和科學(xué)態(tài)度相結(jié)合的精神，在小型化鐵爐上實現(xiàn)了一項重大革新，創(chuàng)造了‘卡腰式’三節(jié)化鐵爐?！薄八言诤奔拔錆h的許多單位的小型化鐵爐上推廣應(yīng)用，效果良好。”

卡腰化鐵爐的結(jié)構(gòu)特點為：兩排風(fēng)口下排為主風(fēng)口，第二排風(fēng)口處的爐徑縮小25%形成“卡腰”，主風(fēng)口伸入爐內(nèi)呈象鼻形突出爐膛60 mm～70 mm，主排與第二排風(fēng)口的角度均在45°～50°之間，風(fēng)口比為2.8%～3%，圖12 為湖北省當(dāng)時的三種卡腰化鐵爐。

圖12 湖北省的三種卡腰式三節(jié)化鐵爐（1965 年）

1968 年襄樊市鑄造廠的樂文在“湖北地區(qū)革新三節(jié)化鐵爐的經(jīng)驗[23]”一文中更詳細地介紹了卡腰式三節(jié)化鐵爐在湖北發(fā)展的過程并總結(jié)了該爐的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。

1978 年原第一機械工業(yè)部下達了“卡腰化鐵爐及附加燃料工藝研究”的研究課題。湖北省組織了由科研單位、大專院校、工廠參加的試驗研究小組，從1978 年6 月開始在湖北廣濟水泵廠建立了1 t/h的卡腰試驗爐及測試實驗室，至1979 年1 月共進行了四十爐次工藝性試驗和適當(dāng)?shù)膶Ρ刃栽囼烅樌赝瓿闪苏n題任務(wù)[24]。

8 密筋爐膽沖天爐

1965 年上海重型機器廠在“爐膽式熱風(fēng)強化沖天爐”一文中，介紹了該廠的5 t/h 三排風(fēng)口爐膽熱風(fēng)沖天爐與熱風(fēng)爐膽（見圖13）[25].按文獻記錄這是中國第一個沖天爐密筋爐膽，上海重型機器廠或者是密筋爐膽的發(fā)明者。

圖13 上海重型機器廠5 t/h 沖天爐密筋爐膽（1965 年）

“密筋爐膽”一詞最早見之于1966 年戴繼廉的“密筋爐膽熱風(fēng)沖天爐，在無錫通用機械廠改建成功效果顯著[26]”一文。此前類似于密筋爐膽的熱風(fēng)換熱器，其散熱筋片為螺旋形或水平狀，密筋爐膽特指散熱筋片鉛垂設(shè)置的熱風(fēng)爐膽，密筋爐膽出現(xiàn)后在中國得到了很廣泛的應(yīng)用。

9 中央送風(fēng)沖天爐

1965 年福州第二機床廠和福建省工業(yè)廳科學(xué)技術(shù)研究所合作的“爐底中央送風(fēng)沖天爐”一文，介紹了福州第二機床廠的中央送風(fēng)沖天爐（見圖14）并在文中稱[27]：“我廠于1960 年在學(xué)習(xí)了北京、沈陽等地的爐底中央送風(fēng)沖天爐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過百余次試驗、改進，把中央送風(fēng)沖天爐發(fā)展成為目前的短風(fēng)咀、曲線爐膛、爐身預(yù)熱的結(jié)構(gòu)，使具有生產(chǎn)穩(wěn)定、鐵水溫度高、熔化速度快、焦炭消耗低、爐壁侵蝕少、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等特點?！?/p>

圖14 橘州第二機床廠爐底中央送風(fēng)沖天爐（1961 年）

據(jù)孫克誠1979 年在“中央送風(fēng)沖天爐的生產(chǎn)實踐和理論探討[28]”一文介紹：“據(jù)資料介紹國外中央送風(fēng)沖天爐在五十年代末正式用于生產(chǎn)實踐。我國自1960 年開始引進了這一先進技術(shù)并結(jié)合我國具體情況，先后在北京、沈陽、福州、湖南等地相繼進行了試驗研究，并在部分工廠投產(chǎn)。1965 年夏在福州召開的全國沖天爐專業(yè)現(xiàn)場會議上重點介紹了有關(guān)中央送風(fēng)沖天爐的先進經(jīng)驗?！薄敖鼛啄陙碛捎谶m應(yīng)國內(nèi)低質(zhì)、小塊焦炭供應(yīng)情況的客觀需要，這種爐型得到較為迅速的推廣，尤其是我國北方地區(qū)發(fā)展更快。據(jù)全國18 個省、市、自治區(qū)的不完全統(tǒng)計已有近200 座中央送風(fēng)沖天爐投入正常生產(chǎn)，（其中京、津、河北省三省市約占全國總數(shù)的三分之二左右）。根據(jù)北京市機械局系統(tǒng)的調(diào)查統(tǒng)計，在全局企業(yè)44 座沖天爐中己有23 座改為中央送風(fēng)，目前已成為該局企業(yè)的主要爐型?！?/p>

10 兩排大間距沖天爐

1953 年，沈陽暖氣器材廠將該廠的4 t/h 沖天爐改成了三排風(fēng)口沖天爐。鄭興五在“結(jié)合沖天爐的三排風(fēng)口使用閘門式風(fēng)口的經(jīng)驗[29]”一文中透露：“原來我廠有一只兩排風(fēng)口沖天爐，常風(fēng)通過風(fēng)管進入風(fēng)帶，距離風(fēng)管附近的幾個風(fēng)口往往被吹得漆黑，捅也不容易通，因此每個風(fēng)口進入的風(fēng)量就不一樣，大爐熔化不正常常產(chǎn)生搭棚現(xiàn)象。”

上述文獻記錄表明，在新中國成立初期中國便存在著兩排風(fēng)口沖天爐，大排距兩排風(fēng)口沖天爐是在兩排風(fēng)口沖天爐的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。

1964 年到1965 年4 月北京第一機床廠在一機部鑄造研究所、機床研究所、北京市機械研究所等單位的協(xié)助配合下，對該廠的5 t/h 三排風(fēng)口沖天爐的風(fēng)口進行了改進。將總排距500 mm 的三排風(fēng)口沖天爐改為排距700 mm 的兩排風(fēng)口沖天爐，使鐵液溫度由1 400 ℃～1 420 ℃提高到1 450 ℃～1 510 ℃，滲碳率由20%～25%增加到50%～60%.為了保持鐵液碳、硅成分不變，爐料中廢鋼的加入量由30%增加到了45%，取得了滿意的結(jié)果[30]。該大排距沖天爐的研究對于此后研發(fā)“兩排大間距沖天爐”有重要的影響和意義。

1975 年原第一機械工業(yè)部下發(fā)了“設(shè)字672 號文件”，在一機部設(shè)計總院的直接領(lǐng)導(dǎo)下成立了由沈陽鑄造研究所、鄭州機械研究所、上海機械學(xué)院、上海機器制造學(xué)校、南京工學(xué)院、華中工學(xué)院、東北工學(xué)院等單位與測試地區(qū)有關(guān)單位組成的“三結(jié)合”沖天爐測試小組，對上海地區(qū)的多排小風(fēng)口曲線爐膛沖天爐、南京地區(qū)的倒置大間距雙層送風(fēng)沖天爐、沈陽地區(qū)的中央加側(cè)吹沖天爐等有代表性的三類沖天爐進行了較系統(tǒng)的測試[31]。

1976 年南京工學(xué)院鑄工教研組發(fā)表了“沖天爐有關(guān)技術(shù)參數(shù)表[32]”一文，對此后的中國沖天爐規(guī)格、參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化做了一定的技術(shù)準(zhǔn)備。

1977 年南京第二機床廠、南京工學(xué)院等單位在有關(guān)介紹“倒置大排距兩排風(fēng)口沖天爐[33-34]”文中稱：該廠自1958 年便開始了對前蘇聯(lián)三排風(fēng)口沖天爐的改進，先后試驗過四排、五排甚至九排風(fēng)口沖天爐。1964 年左右該廠與南京工學(xué)院師生研究出了倒置大排距兩排風(fēng)口4 t/h 沖天爐（見圖15），取得了滿意的結(jié)果。該爐在1965 年底通過了江蘇省機械局的測試和鑒定，在1975 年11 月通過了原一機部沖天爐測試小組的全面測試?！暗怪么笈啪鄡膳棚L(fēng)口沖天爐”簡稱為“倒大雙沖天爐”。

圖15 南京第二機床廠“倒大雙”沖天爐

由沈陽鑄造研究所、南京工學(xué)院、機械工業(yè)部第六設(shè)計院、南京市機械研究所、機械工業(yè)部第二設(shè)計院、南京第二機床廠等單位組成的聯(lián)合研究小組歷經(jīng)四年于1982 年初完成了原第一機械工業(yè)部1978 年下達的大排距沖天爐研究任務(wù)，并通過了技術(shù)鑒定[35]。1983 年初他們發(fā)表了“大排距雙層送風(fēng)沖天爐燃燒規(guī)律及其測試方法[36]”一文，總結(jié)了大排距兩排風(fēng)口沖天爐的試驗研究成果。

在兩排大間距沖天爐的研發(fā)過程中，由于期間焦炭質(zhì)量不穩(wěn)定，因此在相當(dāng)長的時間里主輔風(fēng)口為倒置形式，即所謂“倒大雙沖天爐”。直到鑄造焦及型焦的研發(fā)成功，焦炭質(zhì)量有了很大提高以后主輔風(fēng)口由倒置改為順置或等置，“倒大雙沖天爐”演化成了“大雙沖天爐”或稱“兩排大間距沖天爐”。

兩排大間距沖天爐1978 年研制完成后，由于當(dāng)時焦炭質(zhì)量的原因該爐并未立即成為中國鑄鐵熔化設(shè)備的主流設(shè)備。自1984 年鑄造焦研制成功后，兩排大間距沖天爐才逐步成了中國沖天爐的主流，普通爐襯沖天爐的爐型研究逐步銷聲匿跡，人們的研究興趣開始轉(zhuǎn)移到了水冷長爐齡沖天爐。

11 普通沖天爐的標(biāo)準(zhǔn)化

中國沖天爐的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化一直與沖天爐的“三化”相伴。沖天爐“三化”包括“老三化”和“新三化”。老三化指原第一機械工業(yè)部在1970 年代開展的“完善化、典型化和系列化”研究，新三化指原機械部科學(xué)基金會于1986 年6 月下達的“沖天爐系列化、規(guī)格化、商品化的研究”課題。

1977 年6 月28 日至7 月4 日在安陽市召開的沖天爐測試工作座談會由原一機部設(shè)計總院主持，各設(shè)計院處、科研單位、高等院校、工廠共38 名代表參加。該會議是原一機部沖天爐為三化工作召開的第五次會議[37]?！按韨儗Ρ粶y試的國內(nèi)三種具有代表性的爐型——上海地區(qū)的多排小風(fēng)口曲線爐膛沖天爐、南京地區(qū)的倒置大間距雙層送風(fēng)沖天爐和沈陽地區(qū)的中央加側(cè)吹沖天爐的特點進行了討論”。這次會議顯然屬于沖天爐的“老三化”會議。

為了完成“新三化”課題，沈陽鑄造研究所曾于1986 年8 月至1987 年2 月對機械行業(yè)除新疆、西藏和臺灣省外的27 個省、市、自治區(qū)的沖天爐進行過函調(diào)，對反饋的67 座沖天爐進行過分析、探討。該調(diào)查分析表明兩排大間距沖天爐占一半以上，多排小風(fēng)口沖天爐約為三分之一，其余沖天爐合計僅占13.5%[38].

通過對沖天爐“三化”的至少十年的持續(xù)研究，誕生了中國第一部普通沖天爐行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即制定于1989 年的“沖天爐技術(shù)條件（ZBJ61012-89）”，該標(biāo)準(zhǔn)于1999 年未改內(nèi)容，僅改換標(biāo)準(zhǔn)號成為“沖天爐技術(shù)條件（JB/T6576.1-1999）”，規(guī)定了1 t/h～10 t/h七個規(guī)格沖天爐的技術(shù)條件。這兩個標(biāo)準(zhǔn)“適用于以焦炭為燃料、每小時熔煉鐵水量1 t～10 t 的冷風(fēng)或爐膽熱風(fēng)的有襯普通沖天爐”。

我國普通沖天爐的另一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2006 年，即“沖天爐技術(shù)條件（JB/T 6576.1-2006）”和“沖天爐基本參數(shù)（JB/T 6576.2-2006）”.該組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以焦炭為燃料、熔化率為1 t/h～50 t/h 共13個規(guī)格普通爐襯沖天爐的技術(shù)條件和基本參數(shù)。該組標(biāo)準(zhǔn)存在明顯問題，推薦的沖天爐供風(fēng)強度居然高達160 m3/m2·min.還有該標(biāo)準(zhǔn)中缺乏“定義”項、用詞不規(guī)范，比如其中的“熔化帶直徑”、“預(yù)熱帶直徑”沒有說明是爐膛的內(nèi)徑還是爐殼的外徑，另外該標(biāo)準(zhǔn)中推薦的40 t/h、50 t/h 普通沖天爐的主要參數(shù)沒有說明是否經(jīng)過驗證。

我國沖天爐的第一國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2008 年，即“沖天爐第1 部分：型式和基本參數(shù)（GB/T 22341.1-2008）”和“沖天爐第2 部分：技術(shù)條件（GB/T 22341.2-2008）”.該組標(biāo)準(zhǔn)適用于以焦炭為燃料的沖天爐，其中的“基本參數(shù)”規(guī)定了熔化率為1 t/h～50 t/h 共十三個規(guī)格沖天爐的基本參數(shù)。與2006 年發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，該標(biāo)準(zhǔn)增加了“定義”。從有關(guān)定義可知該標(biāo)準(zhǔn)適合于現(xiàn)有的各種型式的燃焦沖天爐，即適合于普通爐襯沖天爐，也適合于外熱風(fēng)水冷長爐齡沖天爐。但該標(biāo)準(zhǔn)對“沖天爐有效高度”的定義仍然沿用了普通沖天爐的定義，即“第一排風(fēng)口中心線至加料口下沿的距離”。另外該標(biāo)準(zhǔn)推薦的40 t/h 和50 t/h 的沖天爐技術(shù)參數(shù)也沒有說明是否經(jīng)過實踐的檢驗。

有人說標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)技術(shù)皇冠上的明珠。但2006年及其以后發(fā)布的涉及普通沖天爐的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在很多瑕疵，不能起到準(zhǔn)確指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。

12 結(jié)語

從1958 年到2008 年中國普通爐襯沖天爐在錯綜復(fù)雜的環(huán)境中走過了50 年，取得的不俗成就有目共睹但也有不少遺憾。撫今追昔讓人感慨萬千！