铸铁的熔炼是获得高质量铸件的一个重要环节，其目的是要求得到一定成分和温度的铁液。铸铁熔炼应满足铁液温度高、铁液的化学成分符合要求、生产率高和燃料消耗少等条件。
铸铁熔炼的设备有冲天炉、反射炉、电弧炉和工频炉等。目前使用较多的是冲天炉，其优点是结构简单、操作方便、成本低，而且能连续生产。
1.冲天炉的构造
冲天炉是圆柱形竖立炉，其结构形式较多，但主要结构基本相似。图1-20所示为冲天炉结构示意图。冲天炉由下列几部分组成。
图1-20 冲天炉结构示意图
（1）炉底
整个冲天炉装在炉底板上，炉底板用四根支柱支撑，炉底板上装有两扇可以开闭的炉底门。在开炉前，将炉底门关闭，上面用型砂等材料舂实，结成炉底；熔炼结束后，打开炉底门，便可消除余料和修炉。
（2）炉体
炉体包括炉身和炉缸两部分，从底排风口到炉底为炉缸，从底排风口至加料口为炉身。炉体外壳由钢板焊成，内砌耐火砖。由鼓风机鼓出的冷风经过密筋炉胆（鼓风装置）转变为热风，再经风带、风口进入炉内，以使焦炭充分燃烧。风口沿炉高度方向有若干排，最下面一排（底排）为主风口，其他各排为辅助风口。
（3）烟囱
从加料口到炉顶为烟囱。烟囱顶部设有火花罩，用来收集火红的焦炭颗粒和烟尘。
（4）前炉
前炉通过过道与炉缸相连，前炉上开设有窥视孔、出渣口、出铁口及出铁槽。前炉的主要作用是储存铁液，使铁液的成分和温度更加均匀。前炉中的铁液由出铁口放出，熔渣则从位于铁口侧面上方的出渣口放出。
（5）加料装置
加料装置由加料机和加料桶组成，其作用是将炉料以一定的配比和分量按次序分批从加料口投入炉内。
冲天炉的大小是以每小时能熔炼出的铁水吨数来表示的，常用的冲天炉为1.5～10 t/h。
2.冲天炉炉料
冲天炉炉料由金属炉料、燃料和熔剂三部分组成。
（1）金属炉料
由高炉生铁（即生铁锭）、回炉铁（浇冒口、废铸铁等）、废钢及铁合金（硅铁、锰铁等）按比例配置而成。高炉生铁是主要的金属炉料；回炉铁可降低铁液的含碳量；铁合金用来调整铁液的化学成分或配制合金铸铁。
（2）燃料(www.xing528.com)
常用的燃料是焦炭，焦炭的燃烧为铸铁熔炼提供热量，要求焦炭中碳的含量要高，挥发物、灰分、硫的含量要少。焦炭燃烧的情况直接影响铁液的温度和成分。每批炉料中金属炉料和焦炭的重量比称为铁焦比，铁焦比一般为10∶1。
（3）熔剂
熔剂主要起造渣作用。金属炉料中的氧化物、焦炭中的灰分等相互作用会形成熔点低、黏度大的熔渣，如不及时排除，会黏附在焦炭上，影响焦炭的燃烧。加入溶剂后，可降低渣的熔点并使熔渣稀释，以利于渣与铁水分离，并使渣从出渣口排出。常用的溶剂有石灰石和萤石，加入量为金属炉料重量的3%～4%。
3.浇注
将熔炼金属从浇包注入铸型的操作，称为浇注。浇注是铸造生产的一个重要环节，为保证铸件质量、提高生产率和工作安全，应严格遵守浇注操作规程。
（1）浇包
用来盛放、输送和浇注熔融金属用的容器称为浇包，常用的浇包如图1-21所示。手提浇包容量为15～20 kg，抬包容量为25～100 kg，由2～6人抬着浇注。容量更大的浇包用吊车吊运，称为吊包。浇包的外壳用钢板制成，内衬为耐火材料。
图1-21 浇包
（2）浇注工艺
浇注时要控制好浇注温度和浇注速度。
①浇注温度。
浇注温度过高，铁液含气量大，液体收缩大，对型砂的热作用剧烈，容易产生气孔、缩孔、缩松和黏砂等缺陷；浇注温度过低，会产生冷隔、皮下气孔和浇不足等缺陷。浇注温度与金属种类、铸件大小和壁厚有关，一般中小型灰铸件的浇注温度为1 260℃～1 350℃，形状复杂和壁薄的铸件为1 350℃～1 400℃。
②浇注速度。
单位时间内浇入铸型中的金属液重量称为浇注速度。浇注速度应适中，太慢会充不满型腔，铸件容易产生冷隔、浇不足等缺陷；太快会冲刷铸型，且使铸型中气体来不及溢出，在铸件中产生气孔，以致造成冲砂、抬箱、跑火等缺陷。浇注速度应根据铸件形状和壁厚确定，对于形状复杂和壁薄的铸件，浇注速度应快些。
4.铸造铝合金的熔炼
铝合金是一种应用最为广泛的轻合金，其熔炼一般采用焦炭坩埚炉（如图1-22（a）所示）或电阻坩埚炉（如图1-22（b）所示）。
图1-22 坩埚炉示意图
（a）焦炭坩埚炉示意图；（b）电阻坩埚炉示意图
铝合金在高温下容易氧化，且吸气（氢气等）能力很强。铝的氧化物Al2O3呈固态杂物悬浮在铝液中，在铝液表面形成致密的Al2O3薄膜。液体合金所吸收的气体被其阻碍而不易排出，便在铸件中产生非金属夹杂物和分散的小气孔，降低其力学性能。为避免铝合金氧化和吸气，熔炼时应加入溶剂（KCl、NaCl、NaF2等），使铝合金液体在溶剂层覆盖下进行熔炼。当铝合金液被加热到700℃～730℃时，加入精炼剂（六氯乙烷等），进行去气精炼，将铝液中溶解的气体和夹杂物带到液面使其被去除，以使金属液净化，提高合金的力学性能。
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