Вагранка на холодном дутье

 

Сущность изобретения: вагранка содержит трехрядную систему фурм и отличается тем, что верхний ряд фурм выполнен с суммарной площадью сечения, равной 0,8- 1,1% от площади сечения вагранки и размещен на расстоянии от среднего ряда фурм, определяемом следующими соотношениями: 600 Н 900,1600 Н + h 1800, где Н - расстояние между верхним и средним рядами фурм, мм; h - расстояние между нижним и средним рядами фурм. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s»s F 27 В 1/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812418/02 (22) 09.04,90 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горного машиностроения (72) Д.Б, Народницкий (56) Авторское свидетельство СССР

N 1132130, кл, F 27 В 1/16, 1983.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при проектировании и реконструкции плавильных агрегатов в чугунолитейных цехах.

В известных вагранках на холодном дутье интенсификация процесса плавки достигается путем подвода дутья для дожигания окиси углерода в верхней части холостой колоши через дополнительно устанавливаемые фурмы вторичного (двойного) дутья, в результате чего снижается расход кокса, повышается температура жидкого металла, стабилизируется ход плавки, уменьшаются выбросы в атмосферу угарного газа.

Примером такого технического решения может служить известная вагранка с двухрядной системой фурм, расстояние между которыми составляет 700 — 1100 мм, а суммарная площадь сечения всех фурм равна 8 — 14% от всей площади сечения вагранки.

Наиболее близким техническим решением является вагранка с трехрядной системой фурм, расстояние между которыми составляет 40 — 50% от внутреннего диамет(54) ВАГРАНКА НА ХОЛОДНОМ ДУТЬЕ (57) Сущность изобретения: вагранка содержит трехрядную систему фурм и отличается тем, что верхний ряд фурм выполнен с суммарной площадью сечения, равной 0,8—

1,1% от площади сечения вагранки и размещен на расстоянии от среднего ряда фурм, определяемом следующими соотношениями: 600< Н <900, 1600 < Н+h <1800, где Н вЂ” расстояние между верхним и средним рядами фурм, мм; h — расстояние между нижним и средним рядами фурм. 2 ил. ра вагранки, а нижний ряд фурм имеет площадь сечения 20 — 24, средний ряд — 30 — 35% и верхний ряд — остальное от общей площади сечения всех фурм.

Недостатком конструкции известной вагранки является сохраняющаяся неполнота сжигания топлива при ваграночной плавке металла, так как неполностью устраняется реакция восстановления COz в СО, имеет место превышение выбросов угарного газа в атмосферу относительно норм ПДК (предельно допустимых концентраций) и, как следствие, повышенные удельные энергозатраты при плавке металла.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на плавку чугуна и выбросов угарного газа в атмосферу, Поставленная цель достигается тем, что вагранка на холодном дутье содержит трехрядную систему фурм и отличается от известной тем, что верхний ряд фурм выполнен с суммарной площадью сечения, равной

0,8-1,1% от площади сечения вагранки, и размещен нэ расстоянии от среднего ряда фурм, определяемом следующими соотношениями:

1786345

10

45

55 металла.

600< Н 900;

1600 Н + Ь 1800, где Н вЂ” расстояние между верхним и средним рядами фурм, мм, h — расстояние между нижним и средним рядами фурм, мм.

Указанная площадь сечения верхнего ряда фурм и его месторасположение по высоте шахты вагранки обеспечивают подвод в:зону подогрева шихта такого количества дутья, которое необхбдимо и достаточно только для полного дожигания окиси углерода, содержащейся в выходящих из зоны холостой колоши ваграночных газах. При этом полностью исключается возможность повторной экзотермической реакции восстановления окиси углерода из углекислого газа, обуславливает улучшение теплового баланса ваграночной плавки чугуна из-за значительного сокращения, а в отдельных случаях ликвидации, потерь химического и физического тепла, уносимого из зоны подогрева шихты отходящими газами.

Создание условий, обеспечивающих выделение дополнительного тепла в зоне подогрева шихты без добавочного расхода топлива и его максимально эффективное использование на нагрев шихты, интенсифицирует процесс ваграночной плавки чугуна, стабилизирует высоту холостой калоши на постоянном уровне в течение всего периода плавки, в результате снижается потребность в дополнительном расходе кокса на пересыпки для поддержания ее уровня на заданной расчетной высоте.

Выполнение площади сечения фурм верхнего ряда менее 0,8 от площади сечения вагранки неэффективно, так как существен но возрастает сопротивление воздухоподводящей системы движению воздуха и количество подводимого через верхний ряд фурм дутья оказывается недостаточным для полного дожигания угарного газа, а при площади сечения фурм верхнего ряда более 1,1 в вагранку будет поступать избыточное количество воздуха, в результате чего в зоне подогрева шихты возможна параллельно протекающая реакция горения кокса в рабочих топливных колошах, приводящая к выделению угарного газа и к снижению температуры жидкого металла, что связано с необходимостью добавления избыточного количества кокса в рабочие топливные колоши для поддержания температуры жидкото чугуна в заданных пределах, Верхний ряд фурм, расположенный на расстоянии, определяемом приведенными в формуле изобретения соотношениями, будет находиться s вагранках любого диаметра всегда в нижней части зоны подогрева шихты, в результате чего обеспечивается наибольшая эффективность использования выделяющегося при дожигании угарного газа тепла на нагрев шихты, так как при этом достигается максимальная по времени продолжительность контакта нагретых отходящих газов с опускающейся шихтой.

При увеличении расстояния между средним и верхним рядами фурм выше

900 мм и выше 1800 мм между нижним и верхним рядами фурм снижается оптимальная эффективность использования тепла. а при снижении расстояния соответственно между этими рядами фурм ниже 600 мм и ниже 1600 мм не исключается возможность подвода дутья в зону плавления чугуна, что вызывает окисленность жидкого металла.

Кроме того, температура отходящих из зоны холостой колоши ваграночных газов может оказаться выше критической, при которой возможна реакция восстановления COz в

CO, что также снижает эффективность процесса плавки чугуна, На фиг. 1 изображена вагранка на холодном дутье; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Вагранка содержит корпус 1 и трехрядную систему фурм для подвода дутья: нижний ряд фурм 2, средний ряд 3, верхний ряд

4 и три автономных воздушных коллектора

5, 6 и 7 соответственно для нижнего 2, среднего 3 и выерхнего 4 рядов фурм. Верхний ряд фурм 4 расположен выше условно обозначенного верхнего уровня 8 холостой колоши.

Воздушные коллекторы 5, 6 и 7 снабжены шиберами 9 для регулирования количества подаваемого дутья и воздуховодами 10 для его подвода в различные зоны вагранки.

Верхний ряд фурм 4 предусматривает подачу воздушного дутья в количестве 10 от общего исключительно только в зону подогрева шихты, т.е. выше уровня плавления металла, где практически температурные условия вагранки не позволяют идти реакции восстановления углекислого газа в угарный газ даже при выделении дополнительного тепла при его дожигании.

Температура отходящих газов в этой части зоны подогрева шихты достаточна лишь для самовоспламенения окиси углерода.

Поскольку процесс дожигания окиси углерода осуществляется в нижней части зоны подогрева шихты, то выделяющееся при этом дополнительное тепло в большей мере расходуется на подогрев шихты, снижая тем самым энергозатраты на выплавку

Технико-экономическая целесообразность использования изобретения обуслов1786345 лена практически полным дожиганием окиси углерода непосредственно в шахте вагранки и наиболее эффективным использованием выделяющегося при этом дополнительного тепла, благодяря чему появляется возможность использования при плавке чугуна мелких фракций кокса, более стабильного и производительного проведения самого процесса плавки чугуна для фасонного литья, предотвращения черезмерного увеличения зоны разгара футеровки в шахте печи, значительно снижающего затраты на текущий ремонт вагранки.

Формула изобретения

Вагранка на холодном дутье, содержащая шахту с трехрядной системой фурм, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на плавку чугуна и выбросов угарного газа в атмосферу, верхний ряд фурм выполнен с суммарной площадью се5 чения, равной 0,8 — 1,1% от площади сечения вагранки, и размещен от среднего ряда фурм на расстоянии, определяемом следующими соотношениями:

10 600 < Н < 900;

1600 < H + h < 1800, где Н вЂ” расстояние между верхним и средним рядами фурм, мм;

15 h — расстояние между нижним и средним рядами фурм, мм.

1786345

50

Составитель Д. Народницкий

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 241 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5