ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Ваграночный способ получения чугуна является самым простым и поэтому наиболее распространенным. Конструкция, как плавильного агрегата, так и вспомогательного оборудования очень проста и неприхотлива в работе, но качество получаемого с вагранки жидкого металла бывает низким и нестабильным. Температура выплавленного чугуна в пределах 1300-1350 ^ОС, термический КПД очень низкий из-за неполного сгорания окиси углерода (СО). И как следствие низкого качества металла - низкое качество литья, повышенный брак.

С целью ликвидации перечисленных недостатков была произведена реконструкция существующих вагранок, суть которой заключается в изменении способа подачи дутьевого воздуха в плавильный пояс.

Вагранка до реконструкции имела три ряда фурм и общую фурменную коробку. Второй и третий ряды фурм были вспомогательными, имели небольшую площадь сечения и давали незначительный эффект, при этом они быстро зашлаковывались и вообще переставали функционировать. Воздух для горения кокса подавался только в нижний ряд фурм.

После сгорания кокса раскаленные топочные газы поднимались вверх по шахте, встречали на своем пути кокс следующих завалок и при высокой их (газов) температуре и отсутствии кислорода происходил процесс восстановления

СО ₂ + С - 2СО

В итоге вместе с отходящими газами в атмосферу выбрасывается 15-20% СО, что ведет к значительным потерям топлива и загрязнению окружающей среды вредными выбросами.

В новой конструкции вагранки (см. рисунок) предусмотрено два ряда фурм по пять штук в каждом ряду, при этом оба ряда фурм имеют индивидуальные фурменные коробки.

Воздух от воздуходувки 1 по трубопроводу 2 подается к раздаточной коробке 3. После раздаточной коробки воздух по отдельным воздуховодам 4 и 5 подается к фурменным коробкам 6 и 7 и дальше в фурмы своего ряда. На воздуховодах 4 и 5 установлены регуляторы потока (шибера) 8 и 9.

Высота расположения нижнего ряда фурм от подины остается на прежнем уровне. Высота расположения верхнего ряда фурм имеет существенное значение, зависит от диаметра шахты вагранки, полезной высоты шахты и установлена в данном конкретном случае в 750 мм от оси нижнего ряда фурм. Общая площадь сечения фурм равна 25% площади сечения шахты, вагранки, а верхний ряд фурм имеет общую площадь сечения, равную 50% от общей площади сечения нижнего ряда фурм. Распределение подачи воздуха по периметру плавильного пояса вагранки желательно иметь равномерное.

Плавка происходит у нижнего ряда фурм, топочные газы, частично остыв по пути вверх и дойдя до верхнего ряда фурм, получают дополнительно кислород, продолжают горение и СО почти полностью сгорает. Подогретые топочные газы, двигаясь дальше вверх, отдают свое тепло шихте и шихта в зону плавления поступает в горячем состоянии, что значительно повышает температуру расплава.

Количество дутья в верхний ряд фурм необходимо регулировать в процессе плавки, не допуская, чтобы вместе с газами начал гореть кокс, т.к. это приведет к образованию второй зоны плавления и значительному снижению температуры выплавленного металла. Недостаточное количество подаваемого воздуха не обеспечит полного сгорания СО, кроме того, приведет к быстрому зашлаковыванию фурм и вагранка будет работать как с одним рядом фурм.

После проведения соответствующей подготовки реконструкция вагранки производилась за 3-4 дня без остановки работы цеха.

Внедрение вагранки с вторичным дутьем позволяет повысить температуру выплавляемого металла на 30-60 ^ОС, с самого начала плавки выводить вагранку на заданный температурный режим, значительно улучшить качество литья.

Изменяя соотношение количества подаваемого воздуха в оба ряда фурм, возможно в значительных пределах регулировать производительность вагранок.

При одновременном повышении качества и температуры расплава годовая экономия кокса составила около 110 т.

Рис. Вагранка новой конструкции