Вагранка Советский патент 1990 года по МПК F27B1/00 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при ваграночной плавке чугуна.

Цель изобретения - повышение теплового КПД вагранки путем повышения эффективности использования тепла отходя- ших газов на подогрев шихты.

На фиг. 1 изображена предлагаемая вагранка; на фиг. 2 - графики зависимости КПД вагранки и температуры отходящих газов от отношения .

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

Диаметр Do фурменного пояса 2 имеет диаметр меньший, чем диаметр D шахты 1 вагранки, причем отношение Di/Do составляет 1,8-2,2.

Фурменный пояс 2 образован трехрядной системой фурм, из которой нижний ряд I имеет площадь сечения 20-24%, средний ряд II - 30-35% и верхний ряд III - остальное от общей площади сечения всех 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 ABC (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.

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 DI к диаметру фурменного пояса DQ. 5 Расчеты показали, что при увеличении отношения DI/DO 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 0 D|/Do l,8-2,2, если Di/Do 2,2, то по периферии шахты образуется мертвая зона, в которую отходящие газы доходят охлажденными и не могут вызвать плавления шихты.

Результаты расчетов проверены экспе- 5 риментально на вагранке, имеющей следующие характеристики:

Полезная высота, м3,2

Внутренний диаметр, мм 500

Число .рядов фурм, шт.3

Q Число фурм в ряду, шт.3

Расстояние между рядами,

мм320

Изменение диаметра фурменного пояса выполняли путем устройства дополнительной толщины футеровки.

5 Проводился контроль температуры отходящих газов., Шихта состояла из литейного и передельного чугунов. Расход кокса 16%, известняка 3%, удельный расход воздуха 1,5 мV().

Результаты экспериментов представлены 0 в таблице.

Проведенными исследованиями и расчетами установлено, что максимальное повышение теплового КПД ваграночной плавки и снижение температуры отходящих газов достигается при ,8-2,2.

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

5

Формула изобретения Вагранка, включающая цилиндрическую шахту с заплечиками и фурменный пояс, диаметр которого меньше диаметра шахты.

теплового КПД вагранки эффективности использова щих газов на подогрев ш диаметра шахты к диам

отличающаяся тем, что, с целью повышения 5 пояса составляет 1,8-2,2.

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.

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 D₁ шахты 1 вагранки к диаметру D₀ фурменного пояса 2, равном 1,8-2,2, достигаются максимальное значение теплового КПД вагранки и минимальная температура отходящих газов. При D₁/D₀*982,2 в шахте 1 вагранки, выше заплечиков 3, образуются застойные зоны, в которых не происходит плавление шихты. 2 ил.

Показатель

Содержание СО в отходящих газах, % Содержание СО в отходящих газах, % Производительность вагранки по чугуну, т/(

Температура чугуна на вагранке,с Температура газов в зоне горения, с Температура газов

на выходе из печи, с

КПД, %

о.г

12 14Df/DO

Ь0 J 1 2 ° 1 25

14131212

12,512,51415

1,411,451,451,40

1320142014801400

1760173017001700

570480315260

4653,55752

woo

г