Вагранка

. 3(59 Р 27 В 1/16 1,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе(54) (57) ВАГРАНКА, включающая шахтус трехрядной системой фурм с дроссель.ными клапанами для регулирования подачи дутья, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения температуры чугуна и повышения теплового.КПД, нижний ряд фурм имеет площадьсечения 20-24, средний ряд - 30-35 Хи верхний ряд - остальное от общейплощади сечения всех фурм, а расстояние между рядами фурм составляет40-507 от внутреннего диаметра вагранки.). С+О,=СО +Ой) которая идет с выделением (0 94220 дж/моль) . При ке кислорода (менее 2-ЗЖ) ся реакция восстановления ты углеродом кокса,тепла недостатразвивает О углекисло(О = 41080 дж/моль). С повышениемтемпературы (выше 97 фф 1 С) реакция (2)интенсифицируется,ч 1 113213Изобретение относится к литейному производству, в частности к конструкциям вагранок, и может бытьиспользовано для получения высокока-, чественного ваграночного чугуна.Известна вагранка с многоряднЬй системой Фурм, у которой суммарная площадь. отверстий нижнего ряда фурм по отношению к общей площади отверстий всех фурм составляет 25-487, 1 ОТакое соотношение площадей сечения нижних Фурм позволяет повысить скорость вдуваемого воздуха и обогащать кислородом центральную зону шахтыогранки. В конструкции не оговаривается количество верхних рядов фурм и, следовательно, соотношение суммарных площадей Фурменных сечений верхних рядов Г 13.Наиболее близкой к предлагаемой является вагранка, которая имеет основной нижний ряд Фурм и два верх них дополнительных ряда. Уровень третьего ряда Фурм определяется высотой расположения зоны почти полного исчезновения свободного кислорода в продуктах горения холостой коло.ши, которые находятся на расстоянии 550 мм от оси основного первого ряда фурм. Фурмы второго ряда располагаются на высоте, равной примерно половине этого расстояния.В нижний ряд Фурм подается 70-803дутьевого воздуха, в два верхнихряда - 20-307 Данная модификацияфурменного пояса расширяет кислород- З 5ную зону холостой колоши, повышаеттемпературу выпускаемого чугунана 20-30 С 23 .Недостатком данной конструкцииявляется невысокая температура пере 40греза чугуна инизкий тепловой КПДвагранки.Присутствие избытка кислорода втопочных газах приводит к развитиюреакции 0 2Проведенный технологический анализ показал, что известные конструкции не полностью используют воэможности вагранки для сокращения расхода кокса и повышения температурывыплавляемого чугуна,Цель изобретения - повышение температуры чугуна и повышение теплового КПД.Поставленная цель достигаетсятем, что в вагранке, включающей шахту с трехрядной системой фурм сдроссельными клапанами для регулирования подачи дутья, нижний ряд фурмимеет площадь сечения 20-24, среднийряд - 30-357. и верхний ряд - остальное от общей площади сечения всехфурм, а расстояние между рядами фурмсоставляет 40.-507. от внутреннего диаметра вагранки.Учитывая, что суммарная площадьвсех Фурм равна 100 Х и в каждый последующий ряд необходимоподать воздуха на 5-107 больше, чем в предыду- .щий, то нижний ряд должен иметьплощадь сечения фурм 20-247, среднийряд - 30-35 и верхний ряд - 40-457.от общей площади всех дутьевых отверстий,Указанное количество воздуха необходимо для дожигания СО, котороеобразуется при горении кокса в нижележащих слоях холостой колоши. Меньшее количество воздуха недостаточнодля дожигания образующего СО на уровне 400-600 мм от нижележащих Фурменных отверстий. Большее количествовоздуха нецелесообразно подаватьв связи с тем, что увеличиваетсястепень окисления жидкого металла,так как количество поступающего воздуха пропорционально площади дутьевых отверстий, то соответственновыбирается и соотношение площадейФурм каждого ряда.Выполнение площадей сечения Фурмпервого .ряда менее 203 неэффективно, так как процесс горения коксаиз-эа недостаточного количества воздуха будет неинтенсивек, а при площадях сечения фурм более 247, будетощущаться недостаток воздуха для полного сгорания кокса в верхних слояххолостой колоши.Теплотехнические параметры предлагаемой конструкции будут оптимальными при условии, если расстояниемежду рядами фурм составит 40-507.от диаметра вагранки, В соответствии113213 35 ВИИИПИ Заказ 9749(33 Ти 9 аа 577 ПоИоаааое Филиал ППП Патент, .г. Ужгород, ул.Проектная,4 зс ГОСТ 24774-81. вагранки среднейпроизводительности имеют внутреннийдиаметр 900, 1100, 1300 мм. Следовательно, абсолютное расстояние междурядами Фурм будет равно 400-600 мм.Расстояние месяцу рядами фурм менее. 407 от внутреннего диаметра вагранки, т.е, менее 400 мм неэффективно,вследствие сокращения общей высоты .зоны перегрева. Высота холостой колоши равна 1200-1400 мм над нижнимрядом фурм. Третий ряд фурм в этомслучае будет расположен на расстоянии 600-700 мм от основного рядаи в верхней части холостой колошибудет развиваться эндотермическаяреакция восстановления СО 2 в СО,Соответственно уменьшается темпера. тура выпускаемого чугуна.Расстояние более 507 от внутреннего диаметра вагранки т.е. более600 мм между Фурменными поясами также неэффективно, так как в этом случае эндотермическая реакция восстановления СО углеродом кокса успевает развиваться в области между ряда ми фурм, что приводит к снижениюэффективной температуры источникатепла и к уменьшению температурыперегрева чугуна,На чертеже изображена вагранкас расширенной зоной горения и стремя рядами фурм.Вагранка имеет фурменную коробку1, которая обеспечивает равномернуюподачу дутья в фурмы всех рядов.Фурмы 2-4 каждого ряда имеют самостоятельные дроссельные клапаны 5-7регулирования подачи дутья черезкаждую Фурму в отдельные моментыплавки, Фурмы каждого верхнего последовательного ряда смещены относительоно Фурм нижнего ряда на 30 по кожуху вагранки.Дпя того, чтобы количество поступающего воздуха в фурмы каждого ряда 5соответствовало вышеприведенным величинам, гидравлическое сопротивление подводящих трубопроводов необходимо рассчитать по методике ЕЛ,Ноткина.Проведенный анализ горения топлива показал, что чем больше высотакислородной эоны и меньше высотареакционной зоны, тем больше перегревается капля чугуна при движении 0Аот пояса плавления до горна. Высота восстановительной зоны уменьшится до минимума или практически будет отсутствовать, если на границе меяЬукислородной и восстановительной зонами (400-600 мм от нижнего ряда фурм) установить второй ряд фурм с площадью сечения всех отверстий на 5-103 больше, чем соответствующий параметр нижнего ряда фурм.Для того, чтобы не дать восстановительной реакции развиться в верхней части холостой колоши, дожечь образующийся СО, на расстоянии 400- 600 мм от второго ряда фурм необходимо установить третий ряд фурм.При недостатке воздуха, вдуваемого в каждый ряд Фурм, высота кислородной зоны практически не меняется, нп количество образующегося СО на границе зон резко возрастает и на среднем расстоянии (500 мм), как правило, равно 5-107 оаДля того, чтобы горение кокса шло равномерно по всей высоте холостой калоши, во второй ряд фурм необходимо подать воздуха на 5-107 больше, чем в первый ряд Фурм. Избыток воздуха пойдет на дожигание СО, который образуется на границе двух эон. По этой же причине в третий ряд фурм необходимо подать воздуха на 5-107. больше, чем во второй ряд.В соответствии с вьппеуказанным,Ф нижний ряд имеет площадь сечения Фурм 20-247, средний ряд - 30-35 и верхний ряд - остальное от общей площади всех дутьевых отверстий. Известные однорядные вагранки выплавляют чугун с температурой 1350- 1400 С, а для получения высококачеоственных чугунов (СЧ 25, СЧЗО и более высоких) необходимо ковшовое модифицированиеВышеприведенные температуры недостаточны для эффективного усвоения модифицирующих присадок. Предлагаемая вагранка повышаето температуру чугуна до 1480-1500 С, а тепловой КПД - в 1 п 12 раза дает воэможность получать чугуны с высокими механическими свойстваья, ликвидировать брак по недоливам, спаям и газовым раковинам при литье.