Газовая вагранка, как работает, в чём основное преимущество.
Впервые информация о бескоксовых вагранках появилась в 1905 году в «Горном журнале». Сегодня, спустя почти 110 лет, преимущества таких агрегатов подтверждены многочисленными исследованиями. Попробуем разобраться, чем же так хороши газовые вагранки, как протекает в них весь технологический процесс.
Газовая вагранка – это агрегат для получения чугуна, применяемый в промышленном производстве. Принцип работы газовых вагранок позволяет обойтись без использования кокса. По сравнению с другими вагранками, газовые дают чугун более высокого качества, к тому же уровень вредных выбросов гораздо ниже и отвечает требованиям действующих санитарных норм.
В основе технологического процесса газовых вагранок лежит использование природного газа. Если сравнить стоимость жидкого чугуна, полученного из газовой вагранки, можно заметить, что экономия достигается в результате более низких топливных затрат. Еще одно преимущество газовой вагранки – снижение вредных выбросов. Нельзя не отметить и низкий уровень серы в чугуне – показатель не превышает 0,05%. Вдобавок ко всему не требуются дополнительные устройства для доставки, дозирования и загрузки кокса. Из недостатков стоит отметить уменьшение стойкости футеровки и более трудоемкий процесс науглероживания чугуна.
Газовая вагранка гарантирует снижение топливно-экономических затрат по выплавке чугуна и используется в литейных цехах. Для получения тонны чугуна необходимо затратить примерно 110 нм³ природного газа вместо 250 кг кокса.
Наиболее часто газовая вагранка представлена в виде печи шахтного типа с копельником. Шахта содержит пару уступов: верхний и нижний. Первый предотвращает обрушение шахты вниз, второй укрепляет столб шахты. Расплавления проходят в верхней зоне, а перегрев металла — в нижней.
Туннели, в которых сжигается газ, находятся в футеровке. Туннелями являются огнеупорные трубки горелочных сопел, они жестко прикреплены к кожуху и расположены в несколько рядов. Туннели и сопла подводят газы с целью подсвечивания сажистым углеродом сжигаемых продуктов.
Перед розжигом газовой вагранки пускают воду, путем осмотра проверяют отсутствие течи. После этого готовят факел для розжига, проводят проверку манометров. На несколько минут открывают блокировочный клапан газа для продувки газопровода, после этого кран перекрывают и пускают воздуходувку. Затем происходит открытие шибера и продувка шахты. Этот этап необходим для избежания накопления газа.
Благодаря системе смешивания воздуха с газом, а также многофакельному сжиганию удается получать оптимальные тепловые условия для перегрева и плавки чугуна в камере. Зачастую температура превышает 1700° С.
Разогревают вагранку около часа, затем приступают к процессу завалки. Газ, плавящий металл, проходит уступы шахты. Из нижнего уступа расплавленный металл поступает в бассейн. Происходит постепенное заполнение подины перегревочной камеры. Из бассейна шлак уходит через копильник. Спустя час после завершения загрузки газовую вагранку останавливают. Делается это для того, чтобы оставшаяся шихта расплавилась.
Основные преимущества газовых вагранок:
- существенное уменьшение уровня вредных атмосферных выбросов (оксида углерода в 100 раз, оксида серы в 10 раз);
- повышение качества чугуна путем сокращения в его содержании неметаллических включений и газов;
- низкие финансовые затраты по сравнению с коксовыми вагранками.
Вывод.
Несмотря на очевидные преимущества таких печей, газовые вагранки не получили слишком широкого распространения. Одна из причин такого положения – это сложность фиксации требуемой температуры расплавленного чугуна. Конструкцией не предусмотрено наличие холостой коксовой колоши, что вызывает затруднения, так как при помощи ее в коксовой вагранке происходит перегрев жидкого чугуна.