Коксогазова вагранка

Корисна модель відноситься до металургії, а більш конкретно до пристроїв для виплавки сплавів, і може бути використана при виплавці ваграночного чавуна. Відома вагранка, що містить футеровані шахту і горн із багаторядною системою фурм, у якій фурми нижнього ряду виконані у виді горизонтальних щілин, під якими виконано заглиблення з ухилом усередину горна і шириною, рівній ширині фурми [А.С. СССР №1534259. МПК 5 F27В1/00, 1/16. Опубл. 07.01.90 Бюл. №1]. Відома вагранка дозволяє стабілізувати процес ваграночної плавки чавуна за рахунок виключення ошлакування і заливання фурм чавуном. Однак її недоліком є максимальна витрата коксу на плавку і зниження якості чавуна за рахунок підвищеного вмісту сірки і фосфору. Відома коксогазова вагранка, що містить металевий кожух з футерівкою, послідовно розташовані знизу по висоті вагранки горнову, плавильну і завалочні частини з установленими внизу плавильної частини повітряними фурмами і над ними газовими пальниками, колектори і газопроводи [Б.Ф.Тармышев. Коксогазовая вагранка. // "Розвитие ваграночного процесса". Труды III Всесоюзной конференции по ваграночному процессу. Под ред. Л.М. Мариенбаха и Н.А. Баринова. М.: Машгиз, 1961. -С.346-349, рис. на С.347]. Ця коксогазова вагранка по своїй сутності є найбільш близькою до тої, що заявляється і тому прийнята як найближчий аналог. Ознаками, загальними для відомої і що заявляється коксогазової вагранки, є наявність металевого кожуха з футерівкою, послідовно розташованих знизу по висоті вагранки горнової, плавильної і завалочної частин із установленими внизу плавильної частини повітряними фурмами і над ними газовими пальниками. Недоліками відомої коксогазової вагранки є те, що тривалість безупинного циклу її роботи, яка обумовлена стійкістю футерівки, не перевищує 16 годин, а при установці пальників від фурм на відстані, що підбирається експериментально, не забезпечуються стійкі техніко-економічні показники роботи вагранки. В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача такого удосконалення коксогазової вагранки, що дозволило б істотно збільшити тривалість безупинного циклу роботи і підвищити техніко-економічні показники за рахунок оптимізації розташування і товщини футерівки і відстані між фурмами і пальниками. Поставлена задача вирішується тим, що в коксогазовій вагранці, що містить металевий кожух, футерівку, послідовно розташовані знизу по висоті горнову, плавильну і завалочну частини з установленими внизу плавильної частини повітряними фурмами і над ними газовими пальниками, кожух плавильної частини вище пальників виконаний не футерованим, нижче пальників товщина футерівки виконана з розрахунку зносу за однозмінну роботу, а відстань між фурмами і пальниками по висоті складає 0,6¸0,8 від радіуса перетину робочого простору вагранки в площині розташування пальників. Новими ознаками коксогазової вагранки, що заявляються, є такі: кожух плавильної частини вище пальників виконаний нефутерованим, нижче пальників товщина футерівки виконана з розрахунку зносу за однозмінну роботу, а відстань між фурмами і пальниками по висоті складає 0,6¸0,8 від радіуса перетину робочого простору вагранки в площині розташування пальників. Завдяки новим ознакам досягається ефективний безупинний цикл роботи протягом 5 діб і більш, а також стабілізується процес плавки чавуна, що виражається в зниженні угару елементів металошихти, зменшенні оксидів у рідкому металі, підвищенні температури чавуна на жолобі вагранки, збільшенні її продуктивності. При установці пальників від фурм на відстані менш 0,6 від радіуса перетину робочого простору вагранки в площині розташування пальників зростає зміст окису вуглецю в газах, що відходять, а це свідчить, що відбувається інтенсивна ендотермічна реакція між продуктами згоряння газу і розігрітим до високої температури коксом; у підсумку різко знижується температура чавуна, скорочується продуктивність вагранки, розладнюється хід плавки. При установці пальників від фурм на відстані більш 0,8 від радіуса перетину робочого простору вагранки в площині розташування пальників утворюються 2 зони високих температур - вище фурм і вище пальників: це не сприяє перегріву чавуна, хід плавки розладнюється. Конструкція коксогазової вагранки, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому показаний фрагмент вертикального розрізу вагранки. Коксогазова вагранка містить металевий кожух 1 з футерівкою 2, послідовно розташовані знизу по висоті вагранки горнову частину 3, плавильну частину, що складається з частин 4 і 5, завалочну частину 6; унизу плавильної частини 5 установлені повітряні фурми 7, а над ними на відстані "h" по висоті газові пальники 8, причому відстань "h" складає 0,6¸0,8 від радіуса "R" перетину робочого простору вагранки в площині розташування пальників 8. Вагранка встановлена на металоконструкції 9 на фундаменті 10 і завантажується за допомогою скіпа 11. Коксогазова вагранка працює в такий спосіб. Запуск у роботу вагранки за допомогою холостих колош виконують за відомою технологією. Потім за допомогою скіпа 11 у завалочну частину 6 завантажують шихту для одержання чавуна заданого складу. Через фурму 7 подають повітря, а через пальники 8 - газоподібне паливо. Шихтові матеріали при русі вниз по плавильній частині 4 і 5 назустріч продуктам згоряння розплавляються. При цьому завдяки нефутерованому кожуху в плавильній частині 4 забезпечується стабільність ходу газових потоків, незмінність перетину робочого простору вагранки, більша тривалість її роботи і економія вогнетривких матеріалів; після однозмінної роботи футерівка в плавильній частині вигорає і залишається тільки гарнисаж, що забезпечує зниження теплових втрат і схоронність металевого кожуха вагранки від стирання шихтовими матеріалами. Рідкий чавун збирають у горновій частині і по жолобі випускають у ківш (на кресленні не показане). Після циклу роботи вагранки протягом 5 діб роблять ремонтні роботи і далі порядок дій повторюють. Приклад Коксогазова вагранка в обсязі ознак, що заявляються, здійснена в плавильному відділенні Макіївського ЗАТ "МЛЗ". Продуктивність вагранки при коксогазовому режимі склала 16,5т/годину проти 14т/годину при коксовому режимі. Питома витрата коксу - 150кг/т придатного, природного газу - 37м3/т придатного. Номінальна тривалість безупинного циклу - 5 діб; вагранка водоохолоджуєма з безупинним випуском чавуну і шлаку. Собівартість чавуна знизилася на 12-15%, продуктивність вагранки підвищилася на 15-20% у порівнянні з коксогазовою вагранкою по найближчому аналогу.