Принцип работы вагранки

Вагранка представляет собой широко распространенный агрегат цилиндрической формы, используемый в чугунолитейных цехах. В чем заключается принцип работы шахтной печи — вагранки, каковы основные преимущества и недостатки этого агрегата?

Перед началом процесса в завалочное окно вагранки, расположенное на верху шахты, помещают попеременно кокс и чугун. Также для соответствия чугуна требуемым характеристикам практикуют добавление определенных элементов, например, извести.

В ходе плавления чугуна выделяется окись углерода, которая, попадая в трубу, забирает неиспользованную энергию топлива. Поэтому целесообразно над основным рядом фурм располагать несколько дополнительных рядов в шахматном порядке. Именно в такие дополнительные ряды и попадает окись углерода.

Нижняя часть вагранки (горн) содержит летки, чугунную и шлаковую, а также фурмы, подающие дутье. Плавильным поясом называют зону, находящуюся в области фурм. При сгорании кокса происходит плавление чугуна, а затем его выход через летку.

Шлак, получаемый в результате плавления золы кокса и флюсов, отправляется в шлаковую летку. Поднимающиеся продукты горения повышают температуру шихты и оказываются в трубе. Газы, попадающие в искрогаситель, два раза меняют свое направление и уменьшают скорость, при этом осаждаются твердые частицы, находящиеся в газах.

Один цикл плавки длится около 15 часов. После этого вагранка выбивается, и необходим ремонт футеровки. Уровень производительность вагранки может достигать 25 т/ч. Зависит этот параметр как от внутреннего диаметра, так и от расположения рядов фурм. В среднем, с 1 квадратного метра вагранки получают 8 т/ч.

Чтобы получать чугун постоянного состава, необходимо снабжать вагранки копильником. Копильник является цилиндрическим сосудом, футерованным полукислым кирпичом. Из лещади в копильник чугун перетекает постоянным потоком, оттуда попадает в летку с желобом.

Вагранка получила широкое распространение в чугунолитейном производстве. И это вполне оправдано: она имеет ряд преимуществ. Для вагранки характерна относительно несложная конструкция, высокая производительность и экономичность. Такие печи обеспечивают непрерывный процесс плавки. Производительность агрегата достигает 100 т чугуна ежечасно.

Однако при всем наборе положительных характеристик у вагранок существуют и слабые стороны. К примеру, технология, используемая для изготовления серого чугуна высокого качества, довольно затратна и недостаточно экономична. Обусловлен такой недостаток вагранки двумя параметрами: конструкцией печи и принципом работы.

Как известно, в основе функционирования вертикальной печи лежит принцип противотока. Загружаемая сверху шихта вместе с топливом постепенно опускаются вниз. Раскаленный металл, поступающий в копильник или горн, довольно быстро покидает зону с максимальными температурами, где происходит нагревание выше температуры плавления. После, стекая по раскаленному коксу, металл должен успеть нагреться выше температуры плавления на 350 градусов. Поступая в горн, жидкий металл отдает тепло окружающей среде. Поэтому весьма проблематично сделать этап перегрева чугуна более эффективным и менее затратным. Так как расплавленный металл малое время находится в зоне с максимальными температурами, то следует найти способ повысить температуру зоны холостой колоши. Чем, собственно, и занимаются проектировщики.

Таким образом, есть все предпосылки для того, чтобы вагранка была не только самым распространенным плавильным агрегатом, но и готовым одинаково эффективно справляться с различными задачами по выплавке металлов.