合金熔炼课程设计
1有色金属熔炼课程教学大纲
《有色金属熔炼》课程教学大纲开课单位：冶金工程系课程负责人：夏文堂适用于本科冶金工程专业教学时数：40学时一、课程概况本课程是冶金工程专业有色金属冶金方向的一门专业方向限选课，是一门实践性很强的工艺课，也是有色金属塑性加工过程中首道工序（熔炼与铸造）所必修的专业课。
本课程的任务是：通过本课程教学，使学生对有色金属铸锭冶金的基本规律和技术等知识有基本了解和掌握，初步具有熔炼铸造方面的基本理论知识和科学思维方法，进而具有获取和综合运用熔铸知识的能力，为达到能够独立分析和解决工程实践问题，开展新工艺、新技术创新的目的打下基础。
本课程的先修课程主要有《金属学与热处理》、《冶金传输原理》等。
本课程的后续课程主要有《生产实习》、《毕业设计（论文）》等。
二、教学基本要求本课程总体要求有三点：1. 熟练掌握有色金属熔铸的特性，掌握熔体的净化技术，并学会准确控制熔体的化学成分；2. 了解金属凝固过程“三传”特点，掌握晶粒形成规律及控制途径，并能采取相关措施防止铸锭缺陷产生；3. 要求学生掌握有色金属熔铸方法、主要设备及工艺特点，熟悉部分典型合金的熔铸技术特性，最后能够运用所学知识分析铸件产生的缺陷，并能制定出合理的熔铸工艺。
三、教学内容及要求1．熔铸基础（1）金属熔炼特性教学内容：金属的氧化性、吸气性、挥发性以及吸杂性。
基本要求：熟悉有色金属在熔炼过程中的氧化、吸气、挥发、吸杂等特性，能够运用热力学及动力学知识对这些过程进行分析，掌握减少熔炼过程中金属熔损的方法。
重点：金属熔炼过程中氧化、吸气、挥发、吸杂等特性的影响因素及降低其危害的方法。
难点：动力学与热力学分析（2）熔体净化技术教学内容：除渣精炼、脱气精炼、在线精炼、电磁场精炼。
基本要求：掌握氧化精炼应具备的三个条件，了解熔体中的夹杂和气体夹杂等杂质的存在方式，熟悉各种净化方法的原理及相关措施。
重点：熔体净化措施。
难点：净化方法的原理。
（3）成分控制教学内容：备料与配料、熔炉准备、成分调整、熔体质量检测。
合金熔炼ppt课件(完整版)
（3）铁水在过热区受热强度，随炉气最高温度提高而增大；受热 时间不受下料速度制约，取决于过热区域高度和铁滴的下落 速度。
4）炉缸区内的热交换特点
炉缸是个冷却区。炉缸愈深，冷却作用就愈大。
所谓底焦量是指：装入金属炉料以前加入炉内的全部焦炭量；
3）装料与开风 加完底焦后加入石灰石，石灰石的加入量约为两倍的层焦石灰 石用量，以防止底焦烧结结焦或过桥堵塞。
然后，进行装料。一般先熔化低牌号的铸铁，然后高牌号，再低 牌号。每批金属料一般先加废钢，然后加生铁、回炉铁与铁合金。 加入一批金属料后，再加层焦和石灰石，有时还加入少量萤石。 石灰石量约占层焦重量的30％。
第一章 铸铁合金及其熔炼
第1节 冲天炉熔炼概述
1.1 铸铁熔炼的基本要求
分为：1）高炉炼铁 2）冲天炉熔炼概述
1．铁水温度
不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330～1410℃。 在一般情况下，铁液的出炉温度应高于浇注温度50℃，
为了满足需要，浇注可锻铸铁件的铁液出炉温度应 不低于1460～1480℃。
无论沿炉膛纵向或径向均呈不均匀分布。
图 1.7 冲天炉内炉气分 布示意图
2）冲天炉的温度分布
（1）温度沿冲天炉高度的分布
炉气CO2最大区域，炉气温度最高， 以上区域，由于CO2还原吸热， 使炉气温度下降；此位置以下， 燃烧不完全，温度也不高。所以， 炉内温度沿高度的分布仍不均匀。
图1.8 炉气成分与温度沿冲天 炉高度的变化
炉壁效应主要由于炉内气流阻力分布不均匀所致。
炉料之间互相镶嵌，气流通道截面小、曲折多、流程长，阻力大； 炉壁较平滑，炉料与炉壁之间的空隙大、行程短、曲折少，气流阻力小。
铸造合金及其熔炼---教学大纲
《铸造合金及其熔炼》课程教学大纲课程代码：050141002课程英文名称：Casting Alloy and Smelting课程总学时：56讲课：48实验：8上机：0适用专业：材料成型及控制工程专业大纲编写(修订)时间：2017、7一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标《铸造合金及其熔炼》课试材料加工及控制工程专业的骨干课之一，本课程的教学目的是使学生掌握常用铸铁的成分、组织、性能及其内在联系，掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响，掌握铸铁熔炼的基本原理，了解各种铸铁的生产方法及冲天炉的操作工艺，为获得合格的铸铁件奠定合金及熔炼方面的基础。
掌握铸造碳钢、低合金钢、高合金钢的化学成分、金相组织、力学性能的关系，掌握铸钢结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响，掌握合金元素在铸钢中的作用，掌握炼钢工艺特点，了解炼钢设备的基本构造。
掌握常用的铸造铝合金、铸造铜合金的成分、组织、性能及应用的关系，掌握合金的铸造性能及熔炼工艺原理的基础知识，常用合金及其典型熔炼工艺。
了解铸造镁合金、钛合金的基本知识。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求(1).掌握常用铸铁的成分、组织、性能及其内在联系的规律性，掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响，掌握常用合金元素的作用。
(2).了解孕育机理、球化机理及固态石墨化机理，了解各种铸铁的生产方法。
(3).掌握冲天炉熔炼的基本原理和获得高温优质铁水的途径。
(4).了解冲天炉的结构、操作工艺和熔炼过程的控制方法。
(5).全面、系统的讲授常用的铸造碳钢及铸造合金钢的牌号、化学成分、组织与性能，掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响，阐明铸态组织的形成机理和热处理方法。
(6).介绍国内外在铸钢材料方面的研究成果、发展方向及动态，以扩大思路，开阔眼界。
(7).讲授电弧炉炼钢及感应炉炼钢的工艺过程，阐明炼钢过程中各期主要的物理化学反应，对钢水质量和铸件质量的影响。
《合金材料及熔炼》课程教学大纲
《合金材料及熔炼》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：合金材料及熔炼英文名称：Alloy Materials and Smelting二、课程编码及性质课程编码：0817711课程性质：专业模块课，选修课三、学时与学分学时：32学分：2.0四、先修课程金属学与热处理，工程传热学，材料成型理论基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是第七学期开设的一门专业模块选修课，教学目标包括：1. 使学生了解常用铸造合金分类及其应用；2. 掌握常用铸造合金（铸铁、铸钢及铸造有色合金）的化学成分、结晶及组织形成、性能特点及其控制措施；3. 掌握常用铸造合金熔炼过程中的物理化学变化规律及提高液态合金质量的途径及措施；4. 使学生具备初步的选用铸造合金、制定合金的熔炼与熔体处理工艺以及铸件热处理工艺的能力；5. 使学生了解国内外有关铸造合金及熔炼的最新发展方向。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：第一章铸铁合金(1) 重点内容Fe-C双重相图；铸铁的结晶与组织形成及其影响因素；灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁的成分、组织、性能及其应用。
(2) 难点内容铸铁的一次结晶及其影响因素，灰铸铁的孕育与合金化；球铁的化学成分、球化与孕育处理、球铁的凝固特性及缺陷的形成与控制，球墨铸铁的热处理；蠕墨铸铁的蠕化处理及组织控制。
第二章铸钢(1) 重点内容铸钢的结晶过程及铸态组织；铸造碳钢的力学性能；合金元素在铸钢中的作用，锰系及锰硅系铸造低合金钢、铬系及铬镍系铸造低合金钢；高合金钢(高锰钢、不锈钢、耐热钢)的成分、组织与性能及其应用。
(2) 难点内容铸造碳钢先共析铁素体的形态、形成条件、形成过程及其对铸造碳钢性能的影响；合金元素及气体和夹杂物对铸造碳钢性能的影响；合金元素对铸钢组织和性能的影响；高锰钢的加工硬化；铸造不锈钢的组织控制以及奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。
铝合金的熔炼
铝合金的熔炼、铸锭一．实验目的：掌握铝合金熔化的基本原理，并应用在熔化的实践中。
熔炼是使金属合金化的一种方法，它是采用加热的方式改变金属物态，使基体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度，铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。
熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。
因此，熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。
而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法，它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模（结晶器）中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等）的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。
二．实验内容：铝铜合金熔炼基本工艺流程合金制品总体处理路线三．实验要求及基本工艺参数：1．熔炼温度：熔炼温度愈高，合金化程度愈完全，但熔体氧化吸氢倾向愈大，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
通常，铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上50～100℃的范围内。
从图1的Al-Cu相图可知，Al-5%Cu的液相线温度大致为660～670℃，因此，它的熔炼温度应定在710（720）℃～760（770）℃之间。
浇注温度为730℃左右。
2．熔炼时间：熔炼时间是指从装炉升温开始到熔体出炉为止，炉料以固态和液态形式停留于熔炉中的总时间。
熔炼时间越长，则熔炉生产率越低，炉料氧化吸气程度愈严重，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
精炼后的熔体，在炉中停留愈久，则熔体重新污染，成分发生变化，变形处理失效的可能性愈大。
因此，作为一条总的原则，在保证完成一系列的工艺操作所必需的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。
3．合金元素加入方式：与铝相比，铜的比重大，熔点虽高（1083℃），但在铝中的溶解度大，溶解热也很大，无需将预热即可溶解，因此，可以以纯金属板的形式在主要炉料熔化后直接加入熔体中，亦可与纯铝一同加入。
45钢合金熔炼课程设计
45钢合金熔炼课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解45钢合金的基本成分、性质和用途；2. 掌握熔炼过程中温度控制、熔炼时间与成分均匀性的关系；3. 掌握熔炼设备的使用方法及安全操作规程。
技能目标：1. 能够独立操作熔炼设备，完成45钢合金的熔炼过程；2. 能够分析熔炼过程中出现的问题，并提出相应的解决措施；3. 能够运用所学知识，对熔炼工艺进行优化和改进。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属材料及加工工艺的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通与协作能力；3. 培养学生严谨的科学态度，树立安全生产意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识和实际操作，旨在培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的金属材料基础知识，具有较强的动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，提高学生的实践操作能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 45钢合金的基本成分、性质、用途；- 熔炼原理及熔炼过程中的温度控制；- 熔炼设备的工作原理及安全操作规程。
参考教材章节：第二章《金属材料的熔炼与铸造》第1-3节。
2. 实践操作：- 熔炼设备的使用与维护；- 45钢合金的熔炼操作步骤；- 熔炼过程中的问题分析及解决方法。
实践教学大纲：① 熔炼设备操作练习；② 45钢合金熔炼操作练习；③ 熔炼过程问题分析及解决方法讨论。
3. 熔炼工艺优化与改进：- 分析熔炼过程中影响成分均匀性的因素；- 探讨优化熔炼工艺的方法。
教学内容安排与进度：① 第1-2课时：理论知识学习；② 第3-4课时：实践操作练习；③ 第5课时：熔炼工艺优化与改进讨论。
教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节和实际操作，使学生能够掌握45钢合金熔炼的相关知识，提高实践操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的表达，讲解45钢合金的基本成分、性质、用途以及熔炼原理等理论知识，帮助学生建立扎实的理论基础。
铸造合金及其熔炼课程教学大纲
铸造合金及其熔炼课程教学大纲课程名称：铸造合金及其熔炼课程编号：16118146学时/学分： 40/2.5 开课学期：6适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课一、课程的目的和任务本课程是材料科学与工程本科专业的一门专业方向选修课，课程设置目的在于培养学生具有常用铸造合金熔炼方法和工艺要点，熟悉常用的熔炼设备，使学生具有合理的选材和开发铸造合金能力。
二、课程的基本要求通过本课程学习，学生应掌握铸钢、铸铁和铸造非铁金属材料这些常用铸造合金的主要性能特点，包括使用性能和工艺性能；了解影响铸钢、铸铁、铸造非铁金属使用性能和工艺性能的主要因素，并掌握改善或提高常用铸造合金性能的措施；掌握常用铸造合金熔炼方法、工艺要点以及常用的熔炼设备，使学生具有合理的选材和开发铸造合金所必须具备的知识。
三、课程基本内容和学时安排第一章绪论、第二章灰铸铁（4学时）知识点：灰铸铁的性能特点，影响铸铁铸态组织的因素，灰铸铁的生产，灰铸铁的铸造性能。
重点：灰铸铁的性能特点，提高灰铸铁性能的主要途径，冷却速度、化学成分和孕育处理对灰铸铁组织的影响。
难点：化学成分和冷却速度对灰铸铁组织的影响，孕育处理。
第三章强韧铸铁（4学时）知识点：球墨铸铁和可锻铸铁的力学性能、使用性能和工艺性能特点。
重点：球墨铸铁和可锻铸铁的性能特点及影响因素。
难点：球墨铸铁的球化处理和孕育处理，可锻铸铁的孕育处理。
第五章铸铁的熔炼（5学时）知识点：冲天炉熔炼的基本原理，冲天炉强化熔炼的主要措施，冲天炉熔炼过程中化学成分的变化规律，冲天炉熔炼过程的参数选择及测量，感应电炉熔炼。
重点：冲天炉熔炼过程中影响铁液温度的主要因素，预热送风，冲天炉的网形图和配料计算，工频感应电炉的工作原理和熔炼特点。
难点：冲天炉内的热交换规律，影响铁液温度的主要因素，冲天炉的网形图和配料计算，第六章铸造碳钢（2学时）知识点：铸造碳钢的性能及应用，铸造碳钢的结晶过程和铸态组织，碳钢的铸造性能，碳钢铸件的热处理，影响铸造碳钢力学性能的主要因素。
《合金熔炼及质量控制》课程教学大纲.doc
《合金熔炼及质量控制》课程教学大纲课程名称：合金熔炼及质量控制课程代码：学分/学时：2. 5学分/40学时（其中理论36学时、实验4学时）开课学期：第6学期适用专业：材料成型及控制工程、焊接技术与工程、材料科学与工程先修课程：工程材料学、材料成型传输原理、金属液态成型理论与技术基础等；后续课程：材料成型工艺及工装设计、材料成型及控制工程专业生产实习、材料成型及控制工程专业毕业设计（论文）等开课单位：材料科学与工程学院一'课程性质和课程目标课程性质：材料成型及控制工程专业必修课；焊接技术与工程、材料科学与工程专业选修课。
课程目标：1、掌握常用铸造合金熔炼过程中的冶金反应及其控制条件，气体和夹杂物的形成与控制理论，常用铸造合金的铸态组织形成条件及其对铸件性能的影响，具有应用相关知识获得合格铸件所需的熔炼及质量控制的能力。
2、熟悉铸件生产过程中的流程及相关工艺处理，能够分析铸件缺陷产生的原因并提出防止缺陷产生的措施，初步具备根据不同生产工艺条件对铸件组织性能的调控，设计合理铸件生产方案的能力。
3、能够理解和评价常用铸造合金焰炼过程中球化、孕育以及后续热处理等工艺环节对环境资源及社会可持续发展的影响。
二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系四、课程教学内容及学时分配五、课程教学方法1、课堂讲授（1）采用多媒体教学为主，板书为辅的方式进行基本概念、定义、原理、计算、分析方法等内容的讲授，必要的内容利用框图、金相图片、方法示意图、设备构造图等资料，直观而形象生动地介绍铸造合金的焰炼与质量控制；（2）结合工程案例在课堂教学中进行必要的提问和讨论，培养学生讨论能力、分析能力、创新能力；（3）布置课后作业与阅读资料，要求学生完成作业，培养学生理论与实际相结合、合金熔炼工艺制定能力，对复杂工程问题的分析与解决能力。
2、实验教学实验分组进行，在规定的时间开展实验，按照实验指导书要求完成实验任务，记录实验过程中观察到的现象、实验数据，并加以讨论、分析，形成实验报告六' 课程目标达成度评价1、课程目标1的达成度通过考试成绩、平时成绩综合考评。
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《铸造合金及其熔炼》课程设计报告题目：上端盖RuT420的配料及熔炼姓名：学号:班级：材料成型及控制工程1104班学院：机械工程学院指导老师：日期：2015年1月13日山东理工大学目录一零件原始要求……………………………………………………………零件名称，结构及尺寸要求，材料，机械性能要求二选材………………………………………………………………………材料牌号成分，力学性能三选用炉料…………………………………………………………………炉料来源炉料配比计算四.炉体设计……………………………………………………………………冲天炉炉径设计炉身高度有效高度前炉送风系统画图五．确定熔炼工艺过程………………………………………………………确定主要工艺参数熔炼前准备冲天炉熔炼操作炉况判断及常见故障特殊处理六．热处理……………………………………………………………………七．参考资料…………………………………………………………………一、零件原始要求（一）零件名称：上端盖（二）零件特点：轮廓尺寸Φ420*157 属于小型端盖圆盘类，形状简单，壁厚均匀，在15.7-18之间，铸件毛重34.3kg，精度不高，采用湿砂型铸造。
（三）要求铸铁牌号：RuT420.抗拉强度：σb≥420Mpa融化率：冲天炉融化率为2吨每小时（四）零件的结构及尺寸：二、选材（一）牌号：RuT420（二）标准：GB/T9439-2010（三）化学成分选择：C：3.5%~3.9%，Si：1.8%~2.6%，Mn：0.5%~0.8%，S:<0.06%,P:<0.08% Xt残：0.02%~0.05%，Mg：0.015%~0.025%三、选用炉料（一）炉料来源：原生铁回炉铁废钢硅铁锰铁1、原生铁，又称高炉生铁，是含碳量大于2%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.11%~4.3%，并含有C、Si、Mn、S、P等元素，是铁矿石经高炉冶炼的产品。
是冲天炉炉料的主要组成物。
2、回炉铁，是蠕墨铸铁浇注完后清理的浇冒口、废铸件。
按配料的需要加入一定量，降低铸件成本。
3、废钢，包括废钢件、钢料、刚屑等，加入废钢可以降低铁水含碳量。
4、铁合金，包括硅铁、锰铁、铬铁等铁中间化合物，可以调整铁水的化学成分或配制合金铸铁。
（二）炉料化学成分：（三）常见元素在冲天炉熔炼过程中增减率：（四）冲天炉熔炼过程中各种牌号铸铁碳量增减率：（五）炉前添加合金元素的回收率：（六）炉内熔化元素烧损率：（七）配料计算：蠕化剂按0.2%，孕育剂按0.2%~0.8%第一步，计算炉料中个元素应有量，可用下列公式计算X炉料=X铁液/1±η式中X炉料——炉料中元素含量（%）；X铁液——铁液中元素含量（%）；η——熔炼过程中元素增减率。
“+”号用于元素增加，“-”号用于元素减少。
①炉料中碳元素含量：C炉料%=3.3/（1+5%）=3.14②炉料中硅元素含量：Si%炉料=2.7/（1-15%）=3.18③炉料中锰元素含量：Mn炉料%=0.9/（1-20%）=1.125④炉料中磷元素含量：P炉料%=0.07⑤炉料中硫元素含量：S炉料%=0.06/（1+80%）=0.0333 第二步，初步确定炉料配比并进行计算。
确定回炉料按20%加入，设新生铁的配比为x%，则废钢的配比为100%-20%-x%。
设炉料所需含碳量为w%，而新生铁、废钢、回炉料含碳量分别为a%，b%，c%，可按下式计算出新生铁的配比：ax+b （100-20-x）+c20=100w由①知w=3.14、由表格知a=4.13、b=0.35、c=3.4代入公式得4.13x+0.35(100-20-x)+3.4×20=3.14×100x=218÷﹙4.13-0.35)=57.7废钢的配比：100-57.7-20=22.3第三步，确定配比并计算铁合金的补加量。
硅铁、锰铁的补加量可按下式计算铁合金配比=（炉料应有合金含量-炉料中所含合金含量）/[铁合金中合金含量×﹙1-合金烧损率﹚]式中炉料应有合金含量=（铁液要求合金量-炉前加入合金量）/（1-合金烧损率）炉前加入合金量=炉前加入铁合金×铁合金中合金含量×回收率炉料应有锰元素含量=0.9/（1-20%）=1.125炉料中所含有锰元素量=20%×0.4+0.577×0.74+0.223×0.6=0.64 锰铁配比=（1.125-0.64）÷[﹙1-0.2﹚×0.8]=0.76炉前加入硅铁量=0.8%×0.85×0.75=0.51炉料应有硅元素含量=（2.7-0.51）÷﹙1-0.15﹚=2.58炉料中所含硅元素量=0.2×0.24+0.577×0.018+0.223×0.003=0.016硅铁配比=（2.57-0.016）÷﹙0.75×0.85﹚=4.0由此定出RuT420配料的成分单如下：四、炉体设计（一）冲天炉的基本结构（1）炉底与炉基炉底与炉基是冲天炉的支撑部分，对整座炉子和炉料起支撑作用（2）炉体与前炉1）炉体是冲天炉的基本组成部分，包括炉身和炉缸两部分。
炉身是指加料口下缘至第一排风口中心线之间的炉体。
炉缸是指第一排风口中心线到炉底之间的炉体，其作用是保护炉底，汇聚铁液和炉渣使之进入前炉，也可以储存铁液。
2）前炉是由前炉体和可离的炉盖构成。
其作用是储存铁液，使铁液成分和温度均匀，减少铁液在炉缸停留时间，从而降低铁液在炉缸中增碳与增硫作用，净化铁液。
（3）烟囱与除尘装置烟囱在加料口上端，其作用是引导炉气向上流动并排出炉外，除尘装置的作用是消除或减少炉气中的烟灰和有害气体。
（4）送风系统冲天炉的送风系统是指自鼓风机出口至风口出口为止的整个系统，包括进风管、风箱、风口、及鼓风机输出管道。
（5）热风装置热风装置作用是加热供底焦燃烧用的空气，以强化冲天炉底焦的燃烧。
（6）鼓风机（二）冲天炉的尺寸所谓冲天炉的主要尺寸是指冲天炉的内径、有效高度、送风系统及前炉的主要尺寸以及它们之间的比例关系。
1）冲天炉内径：冲天炉的许多基本尺寸都与炉膛直径有关，因此应首先选择它的大小。
D =1.12√﹙Q/S﹚米式中：D——冲天炉炉膛直径米。
Q——规定的冲天炉的生产2吨/时。
S——冲天炉的单位生产率吨/米2*时冲天炉效率越大，与之适应的炉膛内径也要越大这是因为从冲天炉熔炼的普遍规律来看，冲天炉的正常单位生产率一般不论炉子的大小总在7-10吨/米2时的范围内。
因此，当炉子小而生产率高并使单位生产率大于此范围时，或炉子大、生产率低、使单位生产率小于此范围的冲天炉时，都不能获得理想的高温铁水。
冲天炉内径按下表选择：根据经验数据，选用熔化率为2吨/时，直筒型冲天炉的内径为600mm2）炉壳内径和外径①炉壳内径：冲天炉内径±2（炉衬厚度+绝热层厚度）绝热层一般取0.015-0.03米炉层厚度：因为所选冲天炉的熔化率为2吨/时，所以这里炉衬厚度取160mm 即炉壳内径=（600±2×（20+160））×0.5=（300±180）mm ②炉壳外径与炉壳厚度的关系所以炉壳外径为1030mm炉壳厚度为6mm（三）炉身高度冲天炉高度：冲天炉应具备必要的高度才能保证炉料的充分预热和良好的工作条件。
高度不够，铁料预热不良，炉内铁水温度难以提高。
高度太高，容易产生架料，压碎焦炭，增加鼓风机功率消耗和增加厂房建筑等缺点。
炉身高度=炉底厚度+炉缸深度+有效高度炉缸深度：指炉底中心到第一排风口中心线间的距离，它与炉子结构（无前炉），熔化率，铁液含碳量有关有前炉选熔化率为2吨/时，所以炉缸深度为200mm有效高度：指冲天炉第一排风口中心线到加料口下沿之间的距离。
有效高度过高时，易产生架料，压碎焦炭，增加进风阻力；过低，炉料预热不好，热效率低。
有效高度一般为炉内径的5-7倍取有效高度3600mm炉底厚度：指炉底板上面到炉底面中心的砂床厚度，它与熔化率和工作时间有关，一般为250-350mm。
过低时，易漏铁水；过高时，打炉困难。
所以炉底厚度选用300mm（四）前炉前炉内径和高度，一般烤炉储存0.5-1小时熔化的铁水量。
前炉内径=（0.8——1.1）炉膛内径选用前炉内径为700mm前炉高度=（1.2-1.5）前炉内径即前炉高度=840mm前炉炉衬厚度因为选用冲天炉内径为700mm所以前炉炉衬厚度为180mm前炉炉底厚度：因为所选冲天炉熔化率为2吨/时，故前炉炉底厚度为370mm出渣口与出铁口出渣口高度=0.18q/d2+h=0.18×2（0.7×0.7）+0.05=0.78米q——前炉铁水储存量d——前炉内径h——从铁水量水平线至出渣口之间的最小距离一般为0.05——0.1m出渣口至过桥下沿高度=1/3出渣口高度=0.26米出渣口至径一般为30——60mm除铁口直径一般为20——40mm（五）送风系统1、风口风口大小：取f/F=2.5%-5%f——风口总面积（平方米）F——主风口处炉膛面积（平方米）风口排数：2-5排风口排距熔化率1 2 3 5风口排距150-210160-180160-180200-220所以选择风口排距为160mm每排风口数熔化率1-2 3 5每排风口数 4 6 8所以每排风口数选4风口斜度，一般为0——20度，每排风口由于距离炉底较近，所以斜度要小一些取0-5度2、风管：风管截面积可按下列公式计算f/F=W/60V式中：f/F——风管截面积与炉子截面积之比（已知）W——冲天炉的送风强度m³/㎡分。
一般为80~90m³/㎡分V——空气在风管中的流速，米/秒。
一般为10~18米/秒。
由图可知送风强度与风量大小3、冲天炉影响铁液温度的影响因素1）焦炭对冲天炉铁液温度的影响①焦炭成分：含碳量越高，发热量就越大，越有利于铁液温度提高。
②焦炭强度与块度：块度大，燃烧面，温度低。
块度小，燃烧快，高温区段，也不利于铁液的过热。
③反应能力：焦炭反应能力大，会促进CO2+C=2CO反应发展，从而降低温度。
2）送风对铁液温度影响①风量的影响：提高冲天炉的进风量，可以提高进风速度和冲天炉内气体的流动速度，因而强化家滩燃烧，扩大氧化带及高温区高度，提高炉气温度，从而提高铁液温度，但风量提高会提高燃烧速度，加快炉料的下移速度，易造成炉料预热不足，熔化区下移，过热高度缩短，又不利于铁液过热。
冲天炉有一个合适的风量，成为最惠风。
而最惠风的大小，主要取决于焦炭消耗率。
如图铁液温度与较好与风量的关系。
②风速影响：提高冲天炉进风速度，可消除焦炭表面阻碍燃烧反应得灰渣，强化焦炭燃烧，提高陆琪最高温度。