Вагранка

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при ваграночной плавке чугуна. Цель изобретения - повышение теплового КПД вагранки путем повышения эффективности использования тепла отходящих газов на подогрев шихты. Во время ведения плавки газы, разогреваясь до высоких температур в области кислородных зон фурменного пояса 2, на уровне заплечиков 3 растекаются в боковые стороны, занимая весь ствол шахты 1 вагранки, где отдают свое тепло на расплавление и подогрев шихты. Шахта 1 вагранки, расширенная в зоне подогрева шихты по сравнению с фурменным поясом 2, обеспечивает снижение скорости газов в шахте и увеличивает время контакта газов с шихтой, повышая тем самым степень завершенности теплообмена между газами и нагреваемой ими шихтой. При отношении диаметра D<SB POS="POST">1</SB> шахты 1 вагранки к диаметру D<SB POS="POST">0</SB> фурменного пояса 2, равном 1,8-2,2, достигаются максимальное значение теплового КПД вагранки и минимальная температура отходящих газов. При D<SB POS="POST">1</SB>/D<SB POS="POST">0</SB>*982,2 в шахте 1 вагранки, выше заплечиков 3, образуются застойные зоны, в которых не происходит плавление шихты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 7 В 1 00

"E6i)N8M т:, .". fl=l:,1г, 1И)1Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4424255/27-02 (22) 12.05.88 (46) 23.12.90. Бюл. № 47 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго 0рджоникидзе (72) И. Ф. Селянин, Г. Л. Маркс, В. Д. Головко и Ю. И. Кузин (53) 621.745.34:66.041.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 115334, кл. F 27 В 1/16, 17.02.58.

Грачев В. А., Черный А. А. Современные методы плавки чугуна.— Саратов: Приволжское книжное изд-во, 1973, с. 18, рис. 5.

„„Я0„„1615512 А1

2 (54) ВАГРАНКА (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при ваграночной плавке чугуна. Цель изобретения — повышение теплового КПД вагранки путем повышения эффективности использования тепла отходяших газов на подогрев шихты. Во время ведения плавки газы, разогреваясь до высоких температур в области кислородных зон фурменного пояса 2, на уровне заплечиков 3 растекаются в боковые стороны, занимая весь ствол шахты 1 вагранки, где отдают свое тепло на рас1615512 плавление и подогрев шихты., Шахта 1 вагранки, расширенная в зоне подогрева шихты по сравнению с фурменным поясом 2, обеспечивает снижение скорости газов в шахте и увеличивает время контакта газов с шихтой, повышая тем самым степень завершенности теплообмена между газами и нагреваемой ими шихтой. При отношении диаметИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано при ваграночной плавке чугуна. ! Цель изобретения — повышение тепло вого КПД вагранки путем повышения эф-! фективности использования тепла отходя: щих газов на подогрев шихты.

На фиг. 1 изображена предлагаемая ваг: ранка; на фиг. 2 — графики зависимости ! КПД вагранки и температуры отходящих газов от отношения Di/Dp.

Вагранка состоит из цилиндрической шахты 1, фурменного пояса 2, соединенного с шахтой 1 заплечиками 3.

Диаметр Dp фурменного пояса 2 имеет диаметр меньший, чем диаметр Di шахты вагранки, причем отношение Di/Dp составляет 1,8 — 2,2.

Фурменный пояс 2 образован трехрядной ,,1 — III системой фурм, из которой нижний, ряд I имеет площадь сечения 20 — 24Я, сред ний ряд 11 — 30 — 35Я и верхний ряд III—

1 остальное от общей площади сечения всех

1 фурм. Оптимальная высота расположения, заплечиков составляет 150 — 200 мм выше оси верхнего ряда фурм.

Вагранка работает следующим образом.

Подготовку вагранки к плавке и ее запуск производят обычным способом.

Во время ведения плавки газы, разогретые до высоких температур в области кислородных зон фурменного пояса 2, на уровне заплечиков 3, растекаются в боковые стороны, занимая весь створ шахты 1 вагранки, где отдают свое тепло на расплавление и подогрев шихты.

Нижние слои шихты плавятся за счет тепла газов, которые образуются в кислородной зоне, при этом уровень плавления шихты располагается на подушке холостой колоши по кривой линии АВС (фиг. 1).

Шахта вагранки, расширенная в зоне подогрева шихты, по сравнению с фурменным поясом 2 обеспечивает снижение скорости газов в шахте, увеличивает время контакта отходящих газов с шихтой, повышая тем самым степень завершенности теплообмена между газами и нагреваемой ими шихтой. ра Di шахты 1 вагранки к диаметру Dp фурменного пояса 2, равном 1,8 — 2,2, достигаются максимальное значение теплового

КПД вагранки и минимальная температура

6 отходящих газов. При D /Dp)2,2 в шахте 1 вагранки, выше заплечиков 3, образуются застойные зоны, в которых не происходит плавление шихты. 2 ил. 1 табл.

Высокая степень завершенности теплообмена в вагранке, имеющей диаметр шахты больший, чем диаметр фурменного пояса, обеспечивает высокий тепловой КПД ваграночной плавки.

Расчетным путем определена зависимость (фиг. 2) КПД вагранки (кривая 1) и температуры отходящих газов (кривая 2) в зависимости от отношения диаметра шахты D к диаметру фурменного пояса Dp.

Расчеты показали, что при увеличении отношения D /Dp от 1 до 2,2 КПД вагранки неуклонно растет от 0,4 до 0,67, а температура отходящих газов падает от 1000 К до

500 К.

Наибольший эффект достигается при

30 D /Dp=1,8 — 2,2, если Di/Dp)2,2, то по периферии шахты образуется мертвая зона, в которую отходящие газы доходят охлажденными и не могут вызвать плавления шихты.

Результаты расчетов проверены экспеЗБ риментально на вагранке, имеющей следующие характеристики:

Полезная высота, м 3,2

Внутренний диаметр, мм 500

Число. рядов фурм, шт 3

Число фурм в ряду, шт, 3

Расстояние между рядами, мм 320

Изменение диаметра фурменного пояса выполняли путем устройства дополнительной толщины футеровки.

46 Проводился контроль температуры отходящих газов., Шихта состояла из литейного и передельного чугунов. Расход кокса

16Я, известняка ЗЯ, удельный расход воздуха 1,5 м /(м Xc).

Результаты экспериментов представлены

БО в таблице.

Проведенными исследованиями и расчетами установлено, что максимальное повышение теплового КПД ваграночной плавки и снижение температуры отходящих газов достигается при Di/Dp=1,8 — 2,2.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность ваграночной плавки, а также повысить надежность работы шлюзовых механизмов у закрытых вагранок.

1615512

) Показатель

1,0 1,25

1,67 2,0 2,5

14 13 12 12

12,5 12,5 14 15

12

1,45 1,45 1,40

1,41

1,36

1250

1320 1420 1480 1400

1,60 1730 1700 1700

1810

1ООа 7" ок аг у р рс/ао

82 1Ф

2.2

Составитель П. Матвеев

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 3973 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 формула изобретения

Вагранка, включающая цилиндрическую шахту с заплечиками и фурменный пояс, диаметр которого меньше диаметра шахты, отличающаяся тем, что, с целью повышения

Содержание СО в отходящих газах, 7.

Содержание СО„ в отходящих газах, Е

Производительность вагранки по чугуну, т jM ° с)

Температура чугуна на вагранке, С

Температура газов о в зоне горения, С

Температура газов на выходе из пео чи, С

КПЛ, Е теплового КПД вагранки путем повышения эффективности использования тепла отходящих газов на подогрев шихты, отношение диаметра шахты к диаметру фурменного пояса составляет 1,8 — 2,2.

710 570 480 315 260

42 46 53,5 57 52