Способ плавки чугуна в вагранке и вагранка для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F27B1/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к плавке чугуне в вагранках с подогревом дутья за счет использования тепла отходящих газов.

Известна вагранка с горячим дутьем снизу вверх, в которой дымососом осуществляют всасывание отходящих газов в систему отсоса и пропускают их через камеру дожигания, рекуператор, в котором происходит теплообмен между отходящими газами и дутьем воздухом, после чего отходящие тазы проходят охлаждение в холодильнике и очистку в пылесборНике..

При таком способе плавки чугуна в вагранке тепло отходящих газов использовано только для теплообмена с дутьевым воздухом, система отсоса отходящих газов прёд- .ставляет собой вытянутую в технологическую цепочку последовательность агрегатов и занимает много места.

Кроме того, при такой последовательности агрегатов в системе очистки, когда пы- лесборник и дымосос находятся на более удаленной позиции от вагранки, загрязненные пылью отходящие газы забивают рекуператор, снижая теплообмен, вызывают взрывоопасную ситуацию в камере дожигания, забивая пылью факелы для дожигания газов.

Целью изобретения является повышение термического КПД вагранки

Поставленная цель достигается тем, что в способе плавки чугуна а вагранке, включающем расплавление шихты с продувкой горячим воздухом и отсосом отходящих газов с использованием их тепла для подогрева дутья, согласно изобретению отсос отходящих газов осуществляют на уровне завалочного окна и часть их, составляющую 300-500 нм3 на тонну жидкого металла, вдувают в зону вагранки, расположенную на 500-800 мм выше плавильного пояса.

Для осуществления предлагаемого способа вагранка, содержащая шахту с завалочным окном и основным рядом фурм, загрузочное устройство, систему Ьтсоса отходящих газов с дымососом, камерой дожигания, рекуператором для подогрева дутьевого воздуха, пылесборником, трубопроводами и регулирующими устройствами, согласно изобретению вагранка снабжена крышкой и дополнительным рядом фурм, при этом крышка расположена в шахте на уровне завалочного окна и сблокирована с загрузочным устройством, дымоотвод с дымососом размещены на уровне завалочного окна и соединены с вертикальным трубопроводом, верхний конец которого через регулирующее устройство соединен с камерой дожигания, а нижний конец через пылесборник соединен с дополнительным рядом фурм, выполненных в шахте вагранки на 1500-2000 мм выше основного ряда фурм. Снабжение вагранки крышкой, перекрывающей шахту вагранки на уровне завалочного окна и сблокированной с загрузочным устройством, позволяет сократить до минимума утечку в атмосферу отходящих газов и приблизить предлагаемую

0 вагранку к вагранкам закрытого типа. Размещение при этом дымоотвода с дымососом на уровне завалочного окна позволяет осуществлять не, только отсос всех отходящих газов, но и за счет подсоса воздуха при

5 открытой крышке предотвращать утечку отходящих газов в атмосферу в момент загрузки.

Введение с помощью дымососа отходящих газов, содержащих окись углерода, в

0 зону вагранки, находящуюся на 500-800 мм выше плавильного пояса, позволяет, во- первых, создать в этой зоне, являющейся зоной подогрева шихты, восстановительную атмосферу и тем самым уменьшить рас5 ход кокса, во-вторых, отходящие газы, подаваемые сюда непосредственно от дымососа, имеют высокую температуру, которую они отдают на подогрев шихты, благодаря чему также повышает термиче0 ский КПД вагранки. При расстоянии между плавильным поясом и дополнительным рядом фурм для введения отходящих газов менее 500 мм затрудняется введение отходящих газов в шахту вагранки из-за возра5 стания гидравлического сопротивления завалки вследствие начинающегося оплав- ления шлаковых составляющих шихты и возможного зашлаковывания фурм. При увеличении расстояния более 800 мм умень0 шается эффективность подогрева столба шихты и снижается термический КПД вагранки. ....

Количество вдуваемых отходящих газов выбрано таким (300-500 нм3 на тонну жид5 кого металла), чтобы не нарушить движение газов в вагранке вверх, но при этом вернуть в вагранку значительную часть унесенного тепла. При уменьшении количества вдуваемых отходящих газов ниже 300 нм3 на тонну

0 жидкого металла резко падает эффективность подогрева шихты перед зоной плавления и уменьшается термический КПД вагранки. Увеличение количества подаваемых отходящих газов сверх 500 нм3 на тонну

5 жидкого металла может привести к созданию нежелательного противотока их движущемуся снизу вверх основному потоку газов.

Соединение дымоооса с вертикальным трубопроводом позволяет наряду с транс

портировкой отходящих газов осуществить в вертикальном трубопроводе отделение пылевидных частиц, выпадающих вниз в пылесборник под действием силы тяжести при резкой потере скорости из-за большого сечения трубопровода. Вследствие этого часть отходящих газов, попадающих из верхней части вертикального трубопровода через регулирующее устройство в камеру дожигания с рекуператором, уже обеспыле- на и обеспечивает эффективную и надежную работу камеры дожигания и размещенного в ней рекуператора для подогрева дутьевого воздуха.

Соединение дымососа с вертикальным трубопроводом, к которому сверху подсоединена камера дожигания с размещенным в ней рекуператором, а снизу подсоединен пылесборник, т.е. размещение указанных устройств по вертикали вдоль шахты вагранки, позволяет сделать всю установку более компактной.

На чертеже схематически представлена вагранка для осуществления предлагаемого способа.

Вагранка содержит шахту 1 с основным рядом фурм 2 для подачи дутьевого воздуха. На уровне.завалочного окна шахта вагранки перекрыта крышкой 3, сблокированной электрическими датчиками с загрузочным устройством и снабжена дымоотводом 4 с диафрагмой 5 и дымососом 6, входящими в систему отсоса отходящих . Дымосос 6 соединен с вертикальным трубопроводом 7, поперечное сечение которого значительно превышает поперечное сечение патрубка дымососа 6. Нижний конец-вертикального трубопровода 7 соединен с пылесборником 8 и через него с дополнительным рядом фурм 9, выполненных в шахте 1 вагранки на расстоянии 500-800 мм выше плавильного пояса, что соответствует 1500-2000 мм выше основного ряда фурм 2. Верхний конец вертикального трубопровода 7 через регулирующее устройство 10, которое может быть выполнено в виде заслонки, регулиру-. .емой электрическим однооборотным механизмом, соединен с камерой дожигания 11, внутри которой размещен рекуператор 12 для подогрева дутьевого воздуха, подводимого по трубопроводу 13 от воздуходувки 14 к фурмам 2.

Предлагаемый способ плавки чугуна в вагранке осуществляется следующим образом.

Во время плавки отходящие газы, на уровне завалочного окна отсасываемые из шахты 1 вагранки, через дымоотв од 4 с помощью дымососа 6 попадают в вертикальный трубопровод 7 где под действием силы

0

п

5

0

5

0

тяжести и потери скорости за счет резкого изменения сечения трубопровода твердые частицы выпадают вниз в пылесборник 8.

В вертикальном трубопроводе 7 поток отходящих газов разделяется на два потока, один из которых идет вниз и через фурмы 9 вдувается в шахтуваграТШГгде создаёт восстановительную атмосферу и при подъеме вверх отдает свое тепло завалке. Из верхней части вертикального трубопровода 7 другая часть потока отходящих газов через регулирующее устройство 10 попадает в камеру дожигания 11, внутри которой одновременно с выжиганием оки си углерода из отходящих газов осуществляют теплообмен между этими газами и трубами с дутьевым воздухом рекуператора 12. Количество отходящих газов, вдуваемых в вагранку, определяется регулирующим устройством 10. Из камеры дожигания 11 отходящие газы попадают в систему утилизации 15, где могут быть использованы, например, для сушки песка кипящим слоем или стержней.

П р и м е р 1. В действующей вагранке был выполнен дополнительный ряд фурм, размещенный на высоте 1500 мм над основным рядом фурм, что соответствует 500 мм над уровнем плавильного пояса. Во время плавки чугуна через дополнительный ряд фурм вдували отходящие газы в количестве 300 нм на тонну жидкого металла, в результате чего расход кокса уменьшился на 10 кг на тонну жидкого металла.

П р и м е р 2. Через дополнительный ряд фурм, расположенный также на высоте 1500 мм над основным рядом фурм, в вагранку во время плавки вдували отходящие газы в количестве 400 нм на тонну жидкого металла. При этом уменьшение расхода кокса соста- вило 12 кг на тонну жидкого металла.

ПримерЗ. Дополнительный ряд фурм был размещен на высоте 2000 мм над основным рядом фурм, что соответствует 800 мм над уровнем плавильного пояса. При вдувании через них отходящих газов в количестве 500 нм3 на тонну жидкого.металла получили уменьшение расхода кокса на 15 кг на тонну жидкого металла.

При уменьшении количества вдуваемых отходящих газов ниже 300 нм3 на тонну жидкого металла экономия кокса уменьшилась и не имела практического значения. Увеличение количества вдуваемых отходящих газов сверх 500 нм3 на тонну жидкого металла сбивало пламя в плавильной зоне, что привело к понижению температуры выпускаемого металла. .

Таким образом, предложенный способ плавки чугуна в вагранке, осуществляемый с помощью предложенной конструкции вагранки, позволяет за счет использования отходящих газов для подогрева столба шихты в шахте вагранки повысить температуру жидкого металла на 20-30° С, сократить расход дутьевого воздуха до 500-600 нм3 на тонну жидкого металла, за счет использования отходящих газов для создания восстановительной атмосферы в зоне подогрева шихты сократить расход кокса на 10% и за счет увеличения металлозавалки повысить производительность вагранки, за счет очистки отходящих газов от пыли перед камерой дожигания повысить надежность работы системы очистки отходящих газов вагранки, за счет размещения по вертикали вдоль шахты вагранки агрегатов очистной системы увеличить компактность всей установки.

Ф о рмул а изобретения 1. Способ плавки чугуна в вагранке, включающий расплавление шихты с продувкой горячим воздухом и отсосом отходящих газов с использованием их тепла для подогрева дутья, отличающийся тем, что. с целью повышения термического КПД вагранки, отсос отходящих газов осуществляют на уровне завалочного окна и часть их, составляющую 300-500 нм3 на 1 т жидкого металла, вдувают в зону вагранки, расположенную на 500-800 мм выше плавильного

пояса.

2. Вагранка для плавки чугуна, содержащая шахту с завалочным окном и основным рядом фурм, загрузочное устройство, систему отсоса отходящих газов с дымососом,

камерой дожигания, рекуператором для подогрева дутьевого воздуха, пылесборником, трубопроводами и регулирующими устройствами, о т л и я а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термического КПД вагранки,

она снабжена крышкой и дополнительным рядом фурм, при этом крышка расположена в шахте на уровне завалочного окна и сблокирована с загрузочным устройством, дымоотвод и дымососом размещены на уровне

завалочного окна и соединены с вертикальным трубопроводом, верхний конец которого через регулирующее устройство соединен с камерой дожигания, а нижний конец через пылесборник соединен с дополнительным рядом фурм, выполненных в шахте вагранки на 1500-2000 мм выше основного ряда фурм.

Использование: в литейном производстве, а именно в вагранках с подогревом дутья за счет использования тепла отходящих газов. Сущность: способ включает расплавление шихты с продувкой горячим воздухом, отсос отходя а их гг зов на уровне завалочного окна, вдувание части отходящих газов, составляющей 300-500 нм3 на тонну жидкого металла, в зону вагранки, расположенную на 500-800 мм выше плавильного пояса. Для осуществления способа вагранка, содержащая шахту 1 с одним основным рядом фурм 2, на уровне завалочного окна перекрыта крышкой 3, сблокированной с загрузочным устройством, и снабжена дымоотводом 4 с диафрагмой 5 и дымососом 6, который соединен с вертикальным трубопроводом 7. Нижний конец вертикального трубопровода 7 через пылесборник 8 соединен с дополнительным рядом фурм 9, выполненных в шахте 1 на расстоянии 1500-2QOO мм выше основного ряда фурм 2. Верхний конец вертикального трубопровода 7 через регулирующее устройство 10 соединен с камерой дожигания 11, ннутри которой р.эзме- щен рекуператор 12 для подогрева дутьевого воздуха. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.