Коксовая вагранка

В чугунолитейных цехах около 95% чугуна выплавляется в вагранках. Чем обусловлена столь высокая популярность шахтных печей? Элементарно: вагранки имеют простую конструкцию, удобны в эксплуатации и обеспечивают высокий КПД. В зависимости от используемого топлива выделяют 3 типа вагранок: газовые, коксогазовые и коксовые. Рассмотрим характерные особенности последней из перечисленных.

Схема-коксовой-вагранки

Вагранка коксовая имеет некоторые преимущества. Во-первых, использование дешевой шихты с малым содержанием марганца и кремния. Во-вторых, низкая окислительная способность атмосферы внутри печи. И наконец, возможность стабильной работы без подогрева воздуха в воздухоподогревателях. Однако стоит отметить, что кокс по стоимости выше газообразного топлива, используемого в газовых вагранках.

В конструкции коксовой вагранки принято выделять 4 основные части:

  • копильник – служит для накапливания чугуна перед разливкой. Имеет диаметр от 0,9 до 3,0 м, высоту – 1,8-3,5 м;
  • шахта – участок вагранки, заполненный шихтой и продуктами плавки. Находится между загрузочным окном и подиной. В высоту может достигать 9 м, в диаметре – 3 м;
  • дымовая труба – элемент вагранки, создающий разрежение в верхней части шахты. Таким образом происходит удаление в атмосферу пылегазовых продуктов плавки. Диаметр трубы варьируется в промежутке от 1,1 м до 3,0 м. Минимальная высота – 6,5 м, максимальная – 10 м;
  • искрогаситель – специальное устройство для улавливания крупных раскаленных частиц и пыли, содержащихся в пылегазовых продуктах плавки. Габариты искрогасителя: высота – 3-8 м, диаметр – 2,5-6 м.

По ходу движения шихты по высоте вагранки выделяют от 3 до 5 зон. Широко распространена 5-зонная схема, где первой зоной называют шахту вагранки. В ней твердая шихта опускается и нагревается движущимися навстречу газами. Вторая – зона плавления, третья – отводящая (редукционная) зона, в которой происходит эндотермическая реакция, и температура газов увеличивается. Металл перегревается и достигает температурного максимума в четвертой зоне – кислородной зоне холостой колоши. В пятой зоне (горне вагранки) расплавленный металл скапливается, и температуры газов и металла становятся приблизительно равными.

в-коксовой-вагранке-сырьевые-компоненты-доводятся-до-расплавленного-состояния

 

Производительность коксовых вагранок зависит от габаритов и составляет от 1,5 до 30 т/час. В целях повышения производительности и снижения расхода кокса иногда применяется подогрев воздуха горения в отдельно расположенном воздухонагревателе, имеющем самостоятельное отопление. А для снижения расхода кокса на 40% и увеличения производительности вагранки на 35% рекомендуют разогревать воздух до 500°С в отдельно стоящем рекуператоре за счет глубокой утилизации теплоты ваграночных газов. Существуют и другие способы экономии кокса: топливо загружается в вагранку уже обработанное флюсами или другими веществами (шамотной обмазкой, известковым молочком). Такие вещества блокируют взаимодействие кокса с газами при низких температурах, что позволяет коксу проходить шахту вагранки при минимальном взаимодействии с углекислым газом.

Коксовые-брикеты-топливо-коксовых-вагранок