Вагранки з охолоджуючим плавильним поясом

Через кілька годин після початку плавки футерівка в зоні високих температур вигорає. Футерівка в плавильному поясі руйнується під дією високої температури, хімічної і механічної взаємодії зі шлаком і металом. Для забезпечення безупинної роботи плавильний пояс прохолоджують водою. Найбільш поширене поливне охолодження.

До кожуха вагранки вище зони плавлення прикріплюють кільцеву трубку з отворами, через які вода стікає по кожусі в збірний жолоб, розташований нижче фурм. У таких установках вода тече тонкою плівкою по поверхні кожуха вагранки. Кількість води, що надходить, регулюють з таким розрахунком, щоб температура води в збірному жолобі була не вище 45-50^оС. При більшій висоті водоохолоджуємій ділянки однієї падаючої кільцевої трубки недостатньо, тому що буває зрив водяної плівки з поверхні кожуха. У цьому випадку встановлюють дві чи три трубки. Поряд з охолодженням плавильного пояса на вагранках застосовують водоохолоджуємі фурми. Фурми (мал. 6.7) виготовляють змінними, що дозволяє в разі потреби замінити їх без зупинки печі. Для кращого охолодження фурми її виготовляють з міді. Для відділення області високих температур від кожуха вагранки фурми встановлюють усередину її на 400-500 мм. На мал.6.8 показана така вагранка з встановленими фурмами і поливним зовнішнім охолодженням плавильного пояса. Поливне охолодження кожуха вагранки здійснюють за допомогою чотирьох кільцевих труб 3 з отворами рівномірно розташованими по окружності. Вагранка має футерівку тільки нижче фурм. Футерівка набивна з кварцитографитової маси. Чавун і шлак з вагранки стікають у виносний шлаковідокремлювач 4. Ваграночні гази відбираються із шахти через отвори 2, розташовані нижче завантажувального вікна 1.

Сифонний шлаковідокремлювач вагранки показаний на мал. 6.9. Чавун і шлак надходять з вагранки по каналі 1. Внутрішній простір шлаковідокрелювача закрито зверху герметичною кришкою 4. У шлаковідокремлювачі підтримується надлишковий тиск (рівне тиску у вагранці), під дією якого чавун по каналу 9 попадає на жолоб 7. Шлак 11 розташований над рівнем чавуна і надлишковим тиском видавлюється через отвір 10 на жолоб 5. Стан каналу 1 можна контролювати через отвір 6, що закривається кришкою. Повний злив металу і шлаку зі шлаковідокремлювача відбувається при відкритому отворі 8. Вода, що прохолоджує плавильний пояс і фурми 2, стікає в кільцевий жолоб 3.

Вагранки для плавки сірого чавуна при різних температурах повітря мають наступні характеристики: внутрішній діаметр плавильного пояса 2300 мм, корисна висота вагранки 5100 мм, продуктивність вагранки при температурі повітря 20 ^оС 16-18 т/год, а при 400 ^оС - 25-27 т/год; витрата коксу відповідно 15 і 12%, що складає при теплоті згоряння коксу 25100 кдж/кг (6,97 квт*год/кг) 1046 квт*год/т і 836 квт*год/т.

При підігріві дуття за рахунок теплоти ваграночних газів ККД вагранки збільшується. Однак температура газів після рекуператора залишається ще досить високої (650^оС), і гази можуть бути використані, наприклад, для одержання гарячої води чи вироблення пари.

В одному з ливарних цехів ФРГ запущена у виробництво вагранка продуктивністю 20 т чавуна в годину (мал.6.10). Вагранка обладнана системою очищення і допалювання ваграночних газів, рекуператором для підігріву повітря до температури 550^оС і установкою для вироблення 13 т пари в годину з температурою 250^оС і тиском 1,8 МПа.

Ваграночні гази з вагранки 16 через газовий колектор 15 спочатку попадають у циклон 14, де випадають найбільш великі частки пилу. В охолоджувачі 13 потік гарячих газів прохолоджується струменем води. У дезінтеграторі 12 відбувається інтенсивне перемішування газів з водою між обертовими і нерухомими дисками. Перемішування настільки ефективне, що весь пил, що міститься у ваграночних газах, змочується і віддаляється з потоком води у відстійник. У камері 11 відбувається осушка ваграночних газів, уся краплинна волога випадає, а очищені й охолоджені ваграночні гази надходять у топку 3. Пальник 2 призначена для первісного розігріву топки і регулювання температури газів близько 950^оС.

Повітря вентилятором 1 подається в трубчастий рекуператор 5, що працює за схемою перехресного протитоку. У рекуператорі 5 основна кількість повітря підігрівається до температури 550 ^оС. Рекуператор 4, що працює за схемою перехресного прямотоку, виконує функції екрана, він захищає основний рекуператор 5 від теплового випромінювання з топки 3. У першу секцію (по ходу продуктів горіння) рекуператора 4 подається холодне повітря, і направляється по трубопроводу в повітряний колектор 17 вагранки.

Продукти горіння після рекуператорів (при відкритій заслінці 10 і закритій заслінці 9) надходять у горизонтальний канал, де розташовані труби установки 7 по виробленню пари тиском 1,8 МПа, прохолоджуються до температури 170^оС і викидаються по трубі 6. Труба 8 призначена для видалення продуктів горіння при ремонті парової установки.