» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Январь, 2022 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №1 (58) 2022

Автор: Комарова Валерия Геннадьевна, Кирюхин Алексей Юрьевич, Студент; доцент, кандидат педагогических наук
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Эксплуатация коксогазовых вагранок для плавки металла

УДК 669.621.74

Эксплуатация коксогазовых вагранок для плавки металла

Комарова Валерия Геннадьевна

студент

Кирюхин Алексей Юрьевич

доцент, кандидат педагогических наук

Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета, г. Стерлитамак

Аннотация. В данной статье рассказывается об устройстве коксовых вагранок. Описывается технологический процесс работы коксогазовых вагранок в сталелитейном производстве.

Ключевые слова: вагранка, газ, металл, кокс, чугун, сталь.

Итоги нескольких лет эксплуатации, а также проведённые исследования работы коксогазовой вагранки позволили установить некоторые особенности плавки чугуна в этом плавильном агрегате.

Несмотря на образование в вагранках двух зон высоких температур, перегревов и прогаров кожуха не наблюдается. Введение природного газа как заменителя кокса в объёме до 30 м на 1 т выплавляемого чугуна дает возможность снизить расход твёрдого топлива до 40%. По мере увеличения подачи газа при постоянном расходе кокса (8—10%) производительность вагранки повышается на 20—25% без изменения температуры металла на желобе.

С введением природного газа при неизменном расходе топлива содержание СО и Нг в ваграночных газах повышается. В случае уменьшения расхода твёрдого топлива в коксогазовых вагранках при подаче постоянного объёма природного газа количество СО в отходящих газах снижается, а содержание Нг повышается, что подтверждается данными исследований.

Размещение газовых горелок на 770 мм и более над уровнем фурм не оказывает существенного влияния на увеличение температуры перегрева чугуна, хотя при этом количество углекислоты в отходящих газах возрастает.

При работе на коксовых вагранках следует учитывать отрицательное влияние завышенного содержания водорода в ваграночных газах и особенно в металле, которое может привести к снижению отдельных литейных свойств выплавляемого чугуна, из которого впоследствии производится конструкционная сталь, а также другие типы стали: нержавеющая, быстрорежущая типа Р6М5 и прочие.

Проектно-конструкторским бюро научно-исследовательского института санитарной техники «НИИСАНТЕХНИКА» Академии строительства и архитектуры СССР разработан проект 3,5-тонной водоохлаждаемой коксогазовой вагранки закрытого типа с применением нагретого вдуваемого воздуха.

Вагранка в зоне высоких температур опоясана наружной водоохлаждаемой рубашкой, вмонтированной в футеровку шахты за счёт уменьшения толщины кирпичной кладки. Подвод и отвод воды предусмотрены сверху; на водоохлаждаемой рубашке установлены две сигнальные трубки. Для периодической очистки водоохлаждаемой рубашки от выпадающего шлама в нижней части её имеются промывочные люки; выпуск воды из рубашки осуществляют с помощью специально установленного крана. Предусматривается, что при работе вагранки вода будет нагреваться не выше 80° С и в дальнейшем использоваться для бытовых целей. Расход литейного кокса и природного газа принят по 50% каждого, а температура чугуна на желобе в пределах 1450—1500° С.

Для сжигания газа применены горелки предварительного смешения. Газовоздушная смесь из двухпроводных горелок подаётся в зафутерованные туннели. Для сжигания газа в горелки и в фурмы подается нагретый воздух с температурой 500°С, при этом предусматривается, что температура вспышки газовоздушной смеси составит 700°С. На газовой сети установлены регулятор давления и отсечный клапан; последний предназначен для отключения подачи газа в случае падения давления в воздухопроводной сети. На вагранках установлены два воздушных коллектора: один для подачи воздуха в вагранку, другой для питания горелок. Во избежание взрывов на коллекторе для подачи воздуха в горелки предусмотрены предохранительные клапаны. Воздух в коллекторы поступает по отдельным футерованным воздухопроводам.

Вагранка снабжена четырьмя расположенными в один ряд фурмами, суммарная площадь которых равна 11% площади сечения вагранки в свету. Размеры фурм выбраны из расчёта ведения плавки на одном коксе (в случае отключения подачи газа). Фурмы охлаждаются водой, поэтому исключаются перегрев и прогары кожуха в местах их расположения.

Для отбора газов в верхней части шахты предусмотрена специальная кольцеобразная чугунная водоохлаждаемая полая труба с тремя отверстиями, из которых отверстия и предназначены соответственно для ввода и вывода воды, а отверстие для периодической очистки внутренней полости трубы от шлама. Нагрев воды в трубе допускается не выше 80°С. Поступление воды регулируется при помощи вентиля, установленного на водоподводящей трубе. В случае внезапного отключения подачи воды, что может привести к аварии, предусматривается блокировка электродвигателя воздуходувки, с помощью которой при повышении температуры воды сверх допустимой, поступление воздуха в вагранку прекращается. На вагранке запроектировано герметически закрывающееся загрузочное устройство: шихта в печь подаётся скиповым подъёмником. Материалы в вагранку загружаются автоматически по указанию уровнемера шихты.

Воздух для вдувания в вагранку нагревается в рекуператоре радиационно-конвективного типа. Для эффективной работы рекуператора и устойчивого нагрева воздуха до 500°С подогрев последнего осуществляется за счёт использования тепла отходящих газов из вагранки и сжигания до 60 ж/ч природного газа. При этом температура в камере дожигания рекуператора повышается до 1000—1050°С.

Список литературы:

1. Ананьин, А.А. Краткий справочник вагранщика / Ананьин А.А., Чернобровкин В.П. – М.: Машиностроение, 1964. – 119 с
2. Лебедев П.Д, Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. — М.: Энергия, 1970.
3. Черный А.А. Газовые вагранки и энергосберегающие процессы плавки в них чугуна: Учеб. пособие. – Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2009. — 40 с.

Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: