Развитие конструкции вагранки

Категория:
Вагранка


Развитие конструкции вагранки

Изобретение вагранки относят к. 1790 г., когда Джон Вилькинсон (J. Wilkinson) опубликовал этот новый способ плавки чугуна и лома (скрапа). В последующие годы было внесено много видоизменений в конструкцию вагранки, которые расширили области ее применения и окончательно доказали ее экономическое превосходство по сравнению с другими печами4 для выплавки чугуна. Вагранка до настоящего времени удерживает Свое место в производстве, несмотря на непрерывный прогресс других плавильных печей. Основной причиной этого является ее низкая стоимость и высокий коэфициент полезного действия, что объясняется непосредственным соприкосновением топлива с переплавляемым металлом и высоким использованием тепла в птахтной печи. Далее работа с вагранкой, — дело довольно простое и, вместе с тем обеспечивающее непрерывную подачу жидкого металла в течение продолжительного периода.

Достижение максимальной эффективности вагранки возможно только при надлежащем контроле хода плавки и поддержании условий возможно полного сгорания топлива.

Существует много различных типов вагранок, но мы опишем только одну, которая считается стандартной в международном масштабе, а именно вагранку УачНинга (Whiting), представленную на рис. з (размеры ее даны в табл. 9). Попутно, однако, назовем некоторые другие типы вагранок и укажем на их отличительные черты, для осведомления бб общей тенденции развития плавильных печей этого рода,

В Англии и на континенте, широким распространением пользуется Ьагранка Туэйта (Thwaite). По внешнему виду она напоминает американскую вагранку Уайтинта.

В простейшей своей форме вапранка представляет собой глад-куПо цилиндрическую, склепанную из листового железа шахту, которая снизу имеет откидные дверцы на шарнирах, удерживаемые В закрытом положении во время работы вагранки подпорками. Эта шахта приподнята над полом мастерской и опирается на ножки или на фундамент, так что к ней можно подвести с передней стороны желоб для слива металла. Шахта и откидное дно футерованы огнеупорным материалом. Металлическая и коксовая шихта засыпаются в вагранку через загрузочные дверцы, расположенные на определенной высоте над подом вагранки в зависимости от ее емкости. Кожух вагранки ближе к основанию окружен кольцевой воздушной коробкой, в которую подается дутье. От коробки к шахте отходят трубки (фурмы), которые подводят дутье через кладку в зону горения /вагранки. Металл выпускается с передней стороны или, как говорят, с фронта вагранки, через выпускное отверстие, называемое леткой; с противоположной стороны летки имеется несколько выше расположенное отверстие для выпуска шлака.

Сравнительная простота конструкции, присущая всем вагранкам, может навести читателя на мысль, что с самого начала ее введения не было сделано никаких попыток к ее усовершенствованию. В действительности, однако, было сделано очень много экспериментов, которые привели к некоторым изменениям в ее конструкции. Вместе с тем надо признать, что не было получено почти никаких результатов в отношении улучшения качества продукции. Экспериментальные конструкции, выдержавшие испытание в производственных условиях, и изменения, внесенные в начальную конструкцию вагранки, упоминаются нами далее для сведения с краткими указаниями, объясняющими конечную цель таких модификаций1.

Первое видоизменение конструкции вагранки принадлежит Вудворду (Woodward). Его вагранка работала по принципу эжекции, вызываемой струей пара, вдуваемого в верхнюю часть шахты.

Следующее важное нововведение принадлежит Герберцу (Нег-beTtz), предложившему его в 1887 г. Это была вагранка, работавшая по принципу дымососной тяги и в основном следовавшая принципу, конструкции Вудворда.

Хитон (Heaton) отказался от дымососной тяги и от принудительного дутья; он сделал шахту настолько высокой, что она могла работать естественной тягой. Затем в Ирландии было сделано нововведение ,в виде «воздушногЬ пояса», или кольца. Там же была предложена конструкция с двумя рядами фурм и заплечиками в футеровке непосредственно над фурмами.

Мак Кензи (Мс Kenzie) предложил изобретение, в настоящее время принявшее вид «непрерывных фурм». Принцип конструкция Мак Кензи остался, но сама конструкция впоследствии была сильно изменена и усовершенствована. Следует отметить, что немецкий изобретатель Кригар (Krigar) пользовался тем же самым принципом при конструировании хорошо известного под этим названием немецкого типа вагранки.

Следующим шагом по пути прогресса была вагранка Вуазена (Voisin) во Франции. ЕгЬ конструкция включала: 1) воздушную коробку, 2) два ряда фурм и 3) откидное днище, принятое в современной вагранке. До этого усовершенствования вагранку чистили и готовили к задувке через горловины: (лазы), устроенные на задней стороне вагранки у пода, достаточно большие для того, чтобы в шахту мог влезать рабочий. Такой тип встречается еще в старых

литейных, но кроме указанных лазов обычно устраивается еще откидное днище. Такое же, устройство встречается в вагранках старой конструкции и в СССР. Это объясняется тем, что до первой пятилетки литейное оборудование или строилось по Германским образцам, или же; импортировалось из Германии. США в настоящее время не имеют таких конструкций; там продолжают пользоваться лишь откидным днищем, что дает экономию, получаемую от устранения утечки нагнетаемого воздуха при легком ремонте.

Американская вагранка системы «Ньютон» послужила основой для развития современной американской стандартной вагранки. В этой вагранке использованы все ранее предложенные и Оказавшиеся полезными усовершенствования, а именно: 1) воздушная коробка, 2) два ряда фурм, 3) усовершенствованные непрерывные фурмы и 4) откидное днище. Такой конструкцией и пользовался Уайтинг для своей усовершенствованной вагранки, показанной на рис. 3. Основной чертой вагранки Уайтинга является наличие отдельных труб для фурм, что обеспечивает равномерное давление по всему сечению вагранки. Достоинство этой вагранки — удобство производства измерений, а также правильная конструкция и надлежаще сечение фурм в отношении площади сечения вагранки. В последней конструкции Уайтинг воспользовался исследованиями Мак Лейна (Мс Lain), заслуги которого в американской литейной промышленности исключительны.

Техническая мысль пошла дальше. Делались попытки обеспечить более полное соединение углерода топлива с кислородом Вдуваемого в вагранку воздуха. В Германии больше чем в других странах были приложены усилия в этом направлении. В 1880 г. Грейнер и Эрпф (Greiner a. Erpf) производили опыты с вагранкой, имевшей четыре главные фурмы и большое число более мелких фурм, расположенных по опирали вокруг шахты, не доходя 1 м до уровня загрузочных дверец, чтобы обеспечить подачу необходимого для сгорания топлива кислорода. От этой системы окончательно отказались, так как при таком расположении фурм кокс сгорает на слишком высоком уровне в шахте, и чугун получается плохого качества. В результате усилий Пумэ (Poumay) во Франции и Флечера (Fletcher) в Англии было разработано надлежащей положение для вспомогательных фурм, и их вагранки получили широкое распространение в литейных Англии.

Рис. 3. Вагранка Уайтинга.

Этим вагранкам приписывают следующие преимущества:
1) все дымовые газы сгорают в шахте полностью, перед тем как достигнут загрузочной дверцы;
2) окисление в шахте доведено до минимума благодаря надлежащему распределению газов по сечению и контролю состава этих газов, в результате чего угар металла небольшой;
3) плавление происходит с большей скоростью, и металл имеет высокую температуру благодаря правильному пропорционирова-нию воздуха и топлива;
4) содержание серы снижается благодаря более Высоким температурам, достигаемым при плавлении;
5) имеется возможность снижения расхода топлива вследствие наличия повышенных температур и улучшения процесса сгорания.

Еще в 1889 г. Самуэль Вест (S. West) в США предложил совершенно отказаться от обычного типа фурм и взял патент на новую систему впуска воздуха через днище вагранки. Эта система была названа вагранкой с центральным, дутьем, или с дутьем через днище. Воздух подводился через вертикальную фурму, защищенную сверху зонтообразным колпачком. Устье фурмы выступало на 300 мм над песчаным подом; хблостая колоша находилась на высоте более чем 750 мм над колпачком, для защиты фурмы от удара падающих металлических кусков шихты. Эта система не нашла распространения вследствие постоянных неполадок с фурмой, которая частью повреждалась от удара шихты. Недавно была снова сделана попытка использовать эту конструкцию вагранки, и результаты, согласно отзывам, получились очень благоприятные.

В целом, однако, самым подходящим, универсальным типом для литейных является простая Вагранка стандартной конструкции с какой-либо системой подогрева дутья.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум