Устройство и рабочий процесс вагранки (плавильная печи шахтного типа). Описание технологии плавки. Материальный и тепловой баланс вагранки. Расчет размеров плавильной печи. Управление работой вагранки в период плавки. Дутье и период окончания плавки.
Аннотация к работе
В машиностроении значительные объемы чугуна выплавляются в вагранках, топливом для которых служит литейный кокс. Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что позиции ваграночной плавки чугуна до настоящего времени остаются достаточно стабильными В частности» для повышения теплового коэффициента полезного действия в проектах реконструкции и создания новых вагранок применяются фурмы вторичного дутья для снижения расхода огнеупорных материалов используются набивные огнеупорные массы, для снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду предусмотрено принудительное дожигание ваграночных газов и мокрое пылеулавливание. Это обусловлено рядом условий:-дешевизна процесса плавки и плавильного оборудования;Подовая плита установлена на четырех колоннах 20, В центре подовой плиты имеется круглое отверстие для удаления остатков плавки. Иногда дверцы подпирают снизу стойкой 22.В кожухе вагранки имеются отверстия для загрузочного окна 12, рабочего окна 16, фурм 7, соединительной летки 6. Часть вагранки от загрузочного окна до подовой плиты называют шахтой 13, а выше загрузочного окна - трубой 11.Ниже загрузочного окна (на 0,8-1,2 м) шахту часто выкладывают не огнеупорными, а чугунными пустотелыми блоками 14, которые хорошо противостоят ударам загружаемого металла. Копильник, как и вагранка, имеет кожух и футеровку. На верхней части дымовой трубы, выходящей из здания, устанавливают искрогаситель, предназначенный для улавливания раскаленных частиц и пыли, выбрасываемых из вагранки, На рис.2 показан водоохлаждаемый искрогаситель, позволяющий на 80% очистить ваграночные газы от пыли.Перед началом работы в вагранку через загрузочное окно загружают кокс, который разжигают дровами или природным газом. Для холостой колоши используют наиболее крупные куски кокса, что обеспечивает получение более горячего металла в начале работы вагранки. После розжига холостой колоши дровами или природным газом в вагранку подается дутье, после чего фурмы закрываются. В этот момент кокс начинает интенсивно гореть, и холостая колоша в районе фурм разогревается до температуры 1400-1500°С. После продувки холостой колоши, дутье прекращают, открывают фурмы и в вагранку при необходимости засыпают кокс до получения требуемой высоты холостой колоши.Выполняются эти требования за счет выбора соответствующего расхода кокса и дутья (иногда и за счет изменения температуры подогрева дутья). Сложность управления процессом заключается в том, что изменение расхода кокса или воздуха изменяет одновременно как температуру металла, так и производительность вагранки. Поэтому для изменения только производительности или только температуры металла, как правило, необходимо изменять и расход кокса, и расход дутья. Оперативное регулирование процессом обеспечивается только за счет изменения температуры или расхода дутья и содержания в нем кислорода. Применение подогрева дутья , доменного профиля шахты вагранки и подача 50 % дутья через фурмы , расположенные на высоте 700-1000 мм от первого ряда, позволяет значительно увеличить диапазон допустимого изменения производительности вагранки только за счет изменения подачи дутья.В процессе плавки весь углерод, сера, фосфор, хром и никель полностью перейдут в выплавляемый металл. Часть кремния 2?0,15=0,3кг перейдет в шлак, а 1,5-0,3=1,2 кг - в выплавляемый металл. Марганец переходит в шлак: 0,6*0,2=0,12кг, в металл 0,8-0,16=0,64 кг. Железо переходит в шлак: 94,85-0,005=0,474кг, в металл 94,85-0,474=94,376кг. При плавке часть углерода кокса переходит в жидкий металл (0.2*3,1=0.62кг), и в процессе горения не участвует.Теплота вносимая с воздухом. Теплота, выделяемая при окислении кремния, Qsi=29400*msi=29400*0.16=4704 КДЖ. Теплота, выделяемая при окислении марганца, QMN=6900*0.12=828КДЖ. Теплота, выделяемая при шлакообразовании, Qшл=258*3,86=995,88КДЖ. Расход теплоты на аккумуляцию теплоты кладкой и прочие неучтенные потери определяем по разности между приходной частью баланса и подсчитанными выше статьями расхода баланса, т. е.Дутье в вагранку подается сразу же после окончания завалки первого столба шихты. Если по каким то либо причинам пуск дутья задерживается, нужно принять меры к замедлению горения кокса холостой колоши.Заключается в обеспечении своевременного выпуска чугуна и шлака, нормальной работы всех механизмов и приборов, в изменении при необходимости режима плавки, в кратковременных остановках вагранки и устранении неполадок в ее работе.По мере проплавления столба шихты следует снижать давление дутья в фурменной коробке, сохраняя постоянным его расход при уменьшающемся сопротивлении столба шихты. В вагранке с горячим дутьем после прекращения подачи дутья в вагранку его нужно пропускать через рекуператор для охлаждения теплообменников еще в течении 30-40 минут.
План
Содержание
Введение
1 Устройство вагранки
2 Рабочий процесс вагранки
3 Описание технологии плавки
4 Материальный баланс вагранки
5 Тепловой баланс плавки
6 Расчет размеров вагранки
7 Дутье
8 Управление работой вагранки в период плавки
9 Период окончания плавки
Список использованной литературы
Введение
вагранка плавильная печь
В машиностроении значительные объемы чугуна выплавляются в вагранках, топливом для которых служит литейный кокс. Переход на электроплавку сдерживается высокими ценами на электроэнергию. Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что позиции ваграночной плавки чугуна до настоящего времени остаются достаточно стабильными В частности» для повышения теплового коэффициента полезного действия в проектах реконструкции и создания новых вагранок применяются фурмы вторичного дутья для снижения расхода огнеупорных материалов используются набивные огнеупорные массы, для снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду предусмотрено принудительное дожигание ваграночных газов и мокрое пылеулавливание.
Для плавки чугуна используют в основном вагранки. Это обусловлено рядом условий: -дешевизна процесса плавки и плавильного оборудования;
-можно получить качественную отливку без каких-либо дополнительных обработок;
-возможность получения заданных технологических, физических и механических свойств.
В настоящее время около 95% вторичной плавки чугуна осуществляется в вагранках. Нельзя предполагать, что вагранка в ближайшее время будет полностью вытеснена другими плавильными печами, особенно в связи с растущей конвейеризацией литейного производства, в условиях которого непрерывный выпуск металла из плавильной установки имеет существенное значение.
Список литературы
1. Справочник по чугунному литью/Под редакцией доктора технических наук Н.Г.Гиртовича.-3-е издание переработанное и дополненное - Ленинград : Машиностроение, 1978г. -758стр.
2. Печи в литейном производстве: Атлас конструкций: Учебное пособие для студентов ВУЗОВ, обучающихся по специальностям ”Литейное производство черных и цветных металлов” и ”Машины и технологии литейного производства” / Б.П.Благонравов, В.А.Грачев, Ю.С.Сухарчук и др - Москва : Машиностроение, 1989г. -156стр.
3. Печи и сушила литейного производства./Г.П.Долотов, Е.А.Кондаков-3-е издание переработанное и дополненное - Москва : Машиностроение, 1990г. -304стр.