發展歷史
鑄鐵熔煉方法之一。
它具有熔化率高，操作簡便，成本低，可連續作業等優點；但鐵水和焦炭接觸有增硫、增碳的現象，元素燒損較大等。有的利用當地資源，發展了以煤氣、煤粉、燃油或天然氣為燃料的沖天爐。隨著電力工業的發展和對鑄件要求的提高。不少採用感應電爐或電弧爐熔煉鑄鐵。並在此基礎上發展為比較先進的雙聯法熔煉。
結構性能
鑄鐵沖天爐熔煉
鑄鐵沖天爐熔煉沖天爐結構以焦炭為燃料的沖天爐基本結構見圖1。爐體為一直立的圓筒，由鋼板捲成，內砌耐火磚爐襯。爐膛上部有加料口，下有爐底，為了向爐內鼓風助燃，爐膛下部設有1～3排風口，外有風箱，便於均勻向各風口送風。在爐前有前爐，用以貯存鐵水。沖天爐和前爐之間以過橋連線。沖天爐內熔化的鐵水和爐渣不斷流入前爐貯存。在前爐壁上開有出渣口，以排放爐渣；下部設有出鐵口，經出鐵槽出鐵。沖天爐一般裝在爐底盤上，由4根支柱支承，爐底裝有對開的爐底門。開爐前，關好爐底門，並用砂混合料搗實爐底。熔化結束後，打開爐底門，將砂床和剩餘的焦炭爐料等打下來。煙囪也是在鋼板殼內由耐火材料砌成，其頂部一般裝有捕集火花的除塵器。除了主體外還有許多輔助設備，包括上料機、鼓風機、料稱、料車、起重和水渣處理等設備。
熔化過程圖2為沖天爐熔化過程示意圖。
鑄鐵沖天爐熔煉爐內鐵料的熔化區域稱熔化帶；熔化帶以上至加料口稱預熱帶；熔化帶以下至下排風口之間的區域稱過熱帶。開爐前將焦炭加到風口以上規定高度，這部分稱為底焦。由下排風口中心線至底焦上平面的距離稱為底焦高度。熔化時風由沖天爐風口吹入爐內，使焦炭熾熱燃燒。底焦上面加石灰石作熔劑，然後加鐵料。接著重複加入層焦、石灰石和鐵料。熔化時底焦不斷燃燒消耗，因此必須補充，加入補充的焦炭稱為層焦。為了使鐵料在熔化前能充分預熱，爐料應連續加入，直至加料口為止。鐵料被加熱熔化，鐵水沿底焦的縫隙向下流動，由於底焦溫度很高，鐵水在下行過程中不斷被加熱提溫，然後流入前爐貯存。
熔化啄乾寸料金屬爐料有鑄造生鐵、廢鋼、回爐料和矽鐵、錳鐵等合金。燃料主要有焦炭。造渣熔劑有石灰石、螢石等。根據鑄鐵的技術要求，考慮到熔煉過程中元素的增損情況，須進行配料計算並稱量入爐。
配備狀況
沖天爐的結構參數一般根據生產經驗來選擇和確定。
(1)爐殼直徑D1由下式確定：D1=D+2(T+δ)中T為耐火材料層厚度，隨爐內徑而變，180～300mm；δ為爐殼與耐火材料層之間的間隙，10～20mm，中間填以乾砂、爐渣等。
(2)沖天爐的有效高度。指第一排風口至加料口下沿的高度。它是一個重要參數，影響爐料預熱效果和鐵水的溫度。有效高度過高會出現棚料和增大阻力。有效高度一般取爐子內徑D的5～7倍。沖天爐的有效高度與生產率見表2。
鑄鐵沖天爐熔煉(3)爐缸高度。指第一排風口中心線至爐底砂床面的距離。有前爐的沖天爐，爐缸高度較小，可取100mm。爐缸高度對生產灰口鑄鐵的沖天爐隨生產率而改變(表3)。爐底面有斜度，過橋口前爐處大後爐處小。表3爐缸高度與沖天爐生產率
鑄鐵沖天爐熔煉
鑄鐵沖天爐熔煉(4)前爐。生產大中型鑄件，每次需要較多鐵水，則926應設定前爐。其內徑和容量可根據生產率參考表4確定。前爐出渣口的高度，按下式計算：q為前爐貯存鐵水量，t；d為前爐內徑，m；ρ為鐵水密度，t/m；出渣口至過橋下沿高度h(即熔渣高度)可按下列比例計算h2=1/3h1(6)煙囪和除塵器。沖天爐熔煉時，爐氣帶出的粉塵數量是鐵水量的O．5%～1．O%，其中焦炭末占40%，灰塵占60%；排出有C0、SO2、HF等有害氣體，對環保有害。必須捕集淨化後才能排放。煙囪是爐身的延續，一般煙囪外殼與爐身相同，5t/h以上的沖天爐，煙囪的直徑應當縮小。煙囪高度指加料口下沿以上的筒形部分，應高於廠房3m以上，一般為有效高度的80%～100%。被採用的除塵器大致分乾、濕法兩種。旋風式除塵器(圖3)有一定的除塵效果，淋水除塵裝置見圖4。
鑄鐵沖天爐熔煉
鑄鐵沖天爐熔煉