Плавка чугуна в вагранках

Категория:
Литейные цеха


Плавка чугуна в вагранках

Основным плавильным агрегатом для плавки серого и ковкого чугуна является вагранка. Современные вагранки открытого и закрытого типа оборудованы комплексом устройств по очистке газа, пыли, подогреву дутья, уборке шлака, контролю и регулированию технологических параметров. Главное достоинство вагранки — непрерывность плавки. Недостатки — трудность получения жидкого металла с точным химическим составом и его низкая температура— 1400—1450 °С.

При проектировании литейных цехов конструкции вагранок не рассчитывают, а ограничиваются определением их количества и часовой производительности.

На основании нормального ряда вагранок, материалов проектных и научно-исследовательских работ разработан и утвержден Госкомитетом по машиностроению при Госплане СССР типаж вагранок. Это позволяет унифицировать отдельные узлы вагранок и организовать их централизованное изготовление на специализированных предприятиях. В типаж включены коксовые вагранки и вагранки с заменой части кокса природным газом (коксогазовые).

Для типовых вагранок предусмотрены устройства для очистки газов и для большинства — подогрев дутья. Плавильный пояс вагранок всех типов водоохлаждается. Водяное охлаждение может не устраиваться только для вагранок диаметром до 900 мм, если они работают в одну смену, и менее.

Загрузка шихты, открывание и закрывание днища вагранки, перемещение заслонки загрузочного окна механизированы. Предусмотрен контроль следующих параметров плавки: расхода, давления, температуры воздушного дутья, температуры жидкого металла, уровня шихтовых материалов, состава и температуры отходящих газов, температуры охлаждающей воды, расхода природного газа в коксогазовых вагранках, регулирование расхода дутья, температуры подогрева воздуха, сжигание газа.

Окись углерода должна дожигаться в трубе вагранки или в топке перед рекуператором, для чего устанавливаются специальные газовые, мазутные или электрические воспламенители.

Коксогазовые вагранки отличаются от коксовых конструкцией плавильного пояса, дополнительными устройствами для подачи газа, КПП и автоматикой, значениями удельного (м3/м2 мин) и общего расхода дутья, повышенной производительностью. Расход кокса принят 9—11 % и газа — 35 м3/т мегаллозавалкн с потреблением 10,3 м3 воздуха на каждый 1 м3 газа.

Коксовые вагранки маркируются добавлением перед обозначением типа (модели) индекса К, а коксогазовые — КГ. Расход кокса для коксовых вагранок принят 13—15%, причем больший расход относится к вагранкам малой производительности.

В вагранках с диаметром 700—900 мм для подогрева дутья рекомендуются встроенные радиационный или конвекционный рекуператоры с подогревом дутья до 250—300 и 300—350 °С соответственно. Для вагранок остальных размеров рекомендуются выносные радиа-ционно-конвекционный и конвекционный рекуператоры с использованием тепла отходящих газов с подогревом дутья до 450—500 и 400—500 °С соответственно, а также отдельно отапливаемый рекуператор с подогревом дутья до 400—500 °С.

Вагранки с холодным дутьем устанавливаются в цехах ремонтного литья и небольших реконструируемых, производящих неответственные отливки. Если в таких цехах выпускаются отливки из высокопрочного или специального чугуна, следует устанавливать вагранки со встроенными рекуператорами.

Вагранки с высокотемпературным подогревом дутья в выносном рекуператоре с использованием тепла отходящих ваграночных газов и полной их очисткой устанавливаются в типовых высокопроизводительных цехах заводов индивидуального и мелкосерийного машиностроения и в литейных цехах металлургических предприятий. При крупносерийном и массовом производстве отливок должны применяться вагранки с высокотемпературным подогревом дутья в отдельно отапливаемом воздухоподогревателе. Коксогазовые вагранки могут применяться во всех случаях, особенно при необходимости получения высокой удельной производительности при пониженных требованиях к перегреву чугуна. Все вагранки должны снабжаться устройствами для полной очистки газов.

Воздуходувки устанавливают для каждого блока вагранок отдельно в изолированных помещениях на первом этаже или на промежуточных площадках.

В типаж входят и вагранки закрытого типа.

Вагранки могут применяться с копильником и без него. Применяют копильники стационарные и поворотные с индукционным и газовым обогревом. Выбор копильника зависит от конкретных условий производства. Вагранки без копильников применяются при мелком литье и необходимости в течение смены выплавлять несколько марок металла.

Вагранки со стационарным копильником позволяют накапливать жидкий металл до 70% ее часовой производительности и применяются при ступенчатом режиме работы и программе среднего и крупного литья. Поворотными копильниками оборудуются вагранки, питающие литейные конвейеры. Емкость стационарных и поворотных копильников установлена в 1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16 т.

Количество вагранок и их производительность выбирают исходя из часовой потребности в жидком металле, максимального веса

Нормальная работа плавильного отделения обеспечивается при коэффициенте загрузки вагранок 0,7—0,85.

При наличии в цехе отдельных формовочных участков с отливками, отличными по химическому составу, или при различных режимах работы участков устанавливают несколько блоков вагранок. В этом случае расчет вагранок ведут по каждому формовочному участку отдельно. Как правило, в конвейерных литейных цехах массового производства вагранки устанавливают по шихтам.

Установка нескольких блоков вагранок в цехе требует больших капитальных затрат, увеличения обслуживающего персонала и расхода топлива. Поэтому работу плавильного отделения нужно организовать так, чтобы можно было обойтись одним блоком высокопроизводительных вагранок.

При наличии нескольких шихт и небольшей потребности в жидком металле переплав их можно вести в разные периоды времени. Необходимо стремиться к тому, чтобы вагранки работали непрерывно в две смены, что обеспечивает экономию кокса. Работу вагранок согласовывают с работой формовочного отделения. Металлоемкость форм должна соответствовать часовой производительности вагранок. Если одна вагранка не может обеспечить жидким металлом заливку отливки большого веса, плавку ведут в двух вагранках одновременно.

Для загрузки шихты в вагранку наиболее широкое распространение получили бадьевые подъемники автоматического действия, а для набора и взвешивания шихты — траковые питатели с последующим взвешиванием на подвижной весовой тележке.

Взвешивание шихты может также производиться весовыми дозаторами различных конструкций, установленными у трака. Преимущество такой дозировки состоит в том, что набор составляющих шихты можно производить параллельно, а недостаток -— в наличии большого количества весов при малом коэффициенте их использования.

Набор и взвешивание шихты можно осуществлять с помощью электромагнитных подъемников с регулируемой грузоподъемностью. Такие установки снабжены счетно-решающими устройствами и работают по заданной программе.

Если склад шихтовых материалов расположен в отдельном помещении, целесообразно применять загрузку шихты с помощью подвесного толкающего конвейера, на котором подвешены бадьи с шихтой. Набор, дозировка и загрузка шихты могут осуществляться по автоматическому циклу или включением с пульта управления.

При непрерывной загрузке вагранки применяются пластинчатые или ленточные транспортеры. Качественный ход плавки обеспечивается бесперебойным снабжением вагранки шихтой в соответствии с балансом металла и контролем режима плавки. Транспортировка и загрузка кокса осуществляется ленточными транспортерами. Во избежание дробления кокса следует избегать применения грейферов и многократных перегрузок. В цехах большой мощности разгрузка кокса из вагонов предусматривается в подрельсовые приемные бункера щелевого типа, а в цехах малой мощности — в закрома. Перед подачей кокса в расходные бункера его подвергают грохочению. Отходы вывозятся.

Флюсы подвергаются дроблению, а затем подаются ленточными транспортерами в расходные бункера.

При наличии в цехе отливок из модифицированного или высокопрочного чугуна необходимо в плавильном отделении предусмотреть площади для размещения оборудования по производству таких чугунов.

Широкое применение получили чугуны, модифицированные магнием. Для их обработки применяют герметичные камеры или ковши. Метод обработки чугуна в герметичных камерах разработан Одесским ЦКТБ и заключается в модифицировании жидкого металла магнием под давлением воздуха в 3—6 атм.

Ковши барабанного и конвертерного типа для обработки чугуна магнием разработаны ЦНИИТМашем. Сущность этого способа заключается в том, что обработка чугуна производится в герметически закрытых ковшах под давлением паров магния.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум