Газовая вагранка

 

Использование: черная металлургия, вагранка для плавки чугуна. Вагранка содержит огнеупорную насадку, толщина которой по оси шахты равна 0,3 - 0,5 ее диаметра, а площадь внутреннего горизонтального сечения выносной камеры равна 0,5 - 0,8 площади сечения шахты вагранки. 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии, а точнее к конструкциям вагранок для плавки чугуна.

Известны газовые вагранки, содержащие шахту с подиной, выносную камеру с расположенными в ней газовыми горелками [1] Данные конструкции газовых вагранок позволяют производить выплавку чугуна. Однако в данных конструкциях вагранок повышен удельный расход огнеупорных материалов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является газовая вагранка, содержащая шахту, подину с расположенной на ней огнеупорной насадкой, выносную камеру перегрева с газовыми горелками [2] Данная конструкция газовой вагранки позволяет производить выплавку чугуна.

Однако и данная конструкция вагранки ведет в процессе работы к повышенному удельному расходу огнеупорных материалов.

Целью изобретения является снижение удельного расхода огнеупорных материалов холостой насадки и футеровочных материалов.

Это достигается тем, что в газовой вагранке, содержащей шахту, подину с расположенной на ней огнеупорной насадкой, выносную камеру перегрева с газовыми горелками, толщина огнеупорной насадки по оси шахты равна 0,3-0,5 ее диаметра, а площадь внутреннего горизонтального сечения выносной камеры равна 0,5-0,8 площади сечения шахты вагранки.

Выполнение толщины огнеупорной насадки по оси шахты равной 0,3-0,5 ее диаметра, позволяет снизить оплавление огнеупорного материала насадки, в то же время температура жидкого чугуна за счет его дополнительного нагрева в выносной камере достаточна для его заливки. Выполнение толщины огнеупорной насадки по оси шахты менее 0,3 ее диаметра приводит к резкому снижению температуры жидкого чугуна. Выполнение толщины огнеупорной насадки по оси шахты более 0,5 ее диаметра позволяет повысить температуру чугуна, однако увеличивается оплавление материалов насадки, что приводит к увеличению удельного расхода материалов насадки в процессе плавки чугуна.

Выполнение площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры равной 0,5-0,8 площади сечения шахты вагранки создает оптимальные размеры площади бассейна металла выносной камеры для компенсации перегрева чугуна за счет снижения толщины огнеупорной насадки по оси шахты. Уменьшение площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры менее, чем 0,5 площади сечения шахты вагранки не обеспечивает перегрева чугуна, что приводит к снижению температуры чугуна. Увеличение площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры более 0,8 площади сечения шахты вагранки обеспечивает достаточный перегрев чугуна, однако при этом значительно увеличиваются размеры внутренней рабочей емкости выносной камеры, что ведет к неоправданному увеличению удельного расхода футеровочных материалов.

Других технических решений со сходными отличительными признаками не обнаружено, следовательно, предложенное решение обладает существенными отличиями.

На чертеже представлен продольный разрез газовой вагранки.

Газовая вагранка содержит шахту 1 с подиной 2, огнеупорную насадку 3, которая расположена в нижней части шахты 1 на ее подине 2, выносную камеру перегрева 4 с газовыми горелками 5, причем огнеупорная насадка 3 имеет толщину по оси шахты Н равную 0,3-0,5 ее диаметра D, а площадь внутреннего горизонтального сечения выносной камеры равна 0,5-0,8 площади сечения шахты вагранки.

Газовая вагранка работает следующим образом. После разогрева вагранки в шахту 1 на подину 2 загружается огнеупорная насадка 3 толщиной по оси шахты, равной 0,3-0,5 диаметра шахты 1. Затем в шахту 1 на огнеупорную насадку 3 заваливается металлическая шихта, которая подогревается в шахте 1 и плавится на огнеупорной насадке 3. Затем жидкий чугун поступает в выносную камеру, откуда отбирается на разливку или дальнейшую обработку.

В таблице приведены данные об испытаниях вагранок, имеющих огнеупорную насадку с различной толщиной по оси шахты, а также различные площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры (диаметр шахты D 1000 мм, F_ш 0,785 м²).

Из приведенных данных видно, что в вагранке с насадкой, имеющей толщину по оси шахты 1,4-1,6 м, наблюдается высокий удельный расход огнеупоров в насадке во время работы, достигающий 70 кг/т жидкого чугуна. Уменьшение толщины насадки по оси шахты даже до 0,7D приводит к резкому снижению температуры. Выполнение толщины насадки по оси шахты (0,3-0,5)D при наличии выносной камеры с площадью внутреннего горизонтального сечения F_к 0,5-0,8F_ш, как видно из таблицы, позволяет при достаточно низких удельных расходах огнеупоров как на футеровку, так и на пополнение насадки, получать чугун с высокой температурой. Снижение толщины насадки по оси шахты ниже 0,3 ее диаметра (при наличии выносной камеры с площадью горизонтального сечения F_к 0,5-0,8F_ш) приводит к резкому снижению температуры чугуна без заметной экономии огнеупоров. Увеличение толщины насадки по оси шахты, при тех же условиях, выше 0,5D увеличивает расход огнеупоров без заметного увеличения температуры чугуна.

Увеличение площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры более 0,8F_ш приводит к необоснованному удельному расходу огнеупоров на футеровку вагранки. Уменьшение площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры менее чем 0,5F_ш приводит к снижению температуры чугуна, так как в этом случае размеры камеры недостаточны для компенсации снижения перегрева чугуна в насадке.

Таким образом сочетание оптимальных толщины огнеупорной насадки по оси шахты и площади внутреннего горизонтального сечения выносной камеры позволяет при наименьшем расходе огнеупоров получать чугун с требуемой температурой.

Формула изобретения

ГАЗОВАЯ ВАГРАНКА, содержащая шахту, подину с расположенной на ней огнеупорной насадкой, выносную камеру перегрева с газовыми горелками, отличающаяся тем, что толщина огнеупорной насадки по оси шахты равна 0,3 - 0,5 ее диаметра, а площадь внутреннего горизонтального сечения выносной камеры равна 0,5 - 0,8 площади сечения шахты вагранки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2