Устройство вагранки
Изобретение русских конструкторов XVIII в. широко используется в современной промышленности. Вагранка — печь шахтного типа для получения чугуна, гарантирующая недорогой и качественный процесс плавки. Разберем, какие элементы образуют металлургическую печь, и как они взаимодействуют.
Конструкция вагранки довольно проста. Для установки на подовую плиту изготавливается стальной вертикальный кожух толщиной около 10 мм. Изнутри кожух выложен трехсотмиллиметровым слоем огнеупора. Как правило, четыре колонны служат основанием для подовой плиты. Всю статическую нагрузку берет на себя опорная часть. По середине подовой плиты располагается отверстие, через которое спускают остатки плавки. Закрепленные петлями дверцы, оборудованные защитным затвором, закрывают отверстие. Данный затвор предотвращает случайное открытие дверок. В некоторых случаях снизу дверцы подпираются стойкой. Ваграночный кожух имеет проемы для окон (загрузочного и рабочего), фурм и соединительной летки.
Фрагмент кожуха, находящийся в промежутке от окна загрузки до плиты, называется шахтой. Над загрузочным окном находится труба. Шахта вагранки имеет конический или цилиндрический профиль. Шахта ниже уровня загрузочного окна выложена пустотелыми блоками из чугуна. Такие блоки предотвращают возможные повреждения от ударов загружаемого сырья. Для розжига вагранки предусмотрено рабочее окно. До начала плавки оно плотно закрывается.
Футерованный копильник, оборудованный кожухом, накапливает требуемое количество чугуна. Из вагранки металл попадает в летку, а уже оттуда в копильник. После копильника желоб выпускает жидкий металл, а шлак отправляют по летке. Для облегчения ремонта устройство вагранки предусматривает наличие съемного свода. По патрубкам фурменного пояса перемещается воздух. Чтобы контролировать расход воздуха, на патрубки устанавливают шиберы. Верх дымовой трубы оборудован искрогасителем. Назначение искрогасителя – улавливать горячие частицы, которые выбрасывает вагранка.
Как только металлическая шихта расплавляется, кокс сгорает, образуется шлак – в печную шахту загружают новые порции кокса и металла.
После теплообмена с шихтой ваграночные газы через трубу попадают в атмосферу. Содержание пыли и токсичных веществ в их составе велико, поэтому перед выбросом газы проходят эффективную очистку. Помимо этого, их тепловая энергия нередко используется для подогрева воздуха, поступающего в вагранку.
Устройство вагранок имеет тенденцию со временем изменяться. Наука не стоит на месте, и уже на многих заводах внедрены сложные ваграночные комплексы, управляемые с центрального пульта.