Технология плавки чугуна в коксовой вагранке

Технологический цикл работы включает в себя следующие операции: подготовку к плавке, розжиг, загрузку и пуск, обслуживание вагранки во время работы, остановку.

Подготовка вагранки заключается в ремонте огнеупорной футеровки. Ремонт может быть капитальным, средним и текущим. При капитальном ремонте заменяется вся футеровка; при среднем – в наиболее напряженных местах: зоне плавления, фурменном поясе и переходной летке. Текущий ремонт – после каждой плавки, его объем определяется длительностью плавки и состоянием футеровки.

Длительность цикла работы вагранки без водяного охлаждения составляет 8–20 часов. При использовании водяного охлаждения длительность работы вагранки может быть доведена до 1 месяца.

Огнеупорная футеровка изготавливается кладкой шамотного кирпича и раствора, состоящего из 25-30 % огнеупорной глины, 70-75% молотого шамота. Футеровка также может быть набивной или торкретированной.

Подину вагранки (дно шахты) набивают обработанной формовочной смесью, гарью (отбросами из искрогасителя), свежими формовочными материалами. После ремонта футеровки ее сушат газовыми горелками или дровами, в противном случае выделяющиеся пары во время плавки могут вызывать разрушение футеровки.

1 – горн; 2 – шлакоотделитель; 3 – фурмы 1го ряда; 4 – фурмы 2-го ряда Рисунок 23 – Вагранка длительного цикла с двойным дутьем

После сушки на подину укладывают дрова для розжига холостой колоши. Высота холостой колоши является одним из важнейших технологических факторов, от которого зависят производительность вагранки и температура выплавляемого чугуна - она должна быть 1,2 – 1,5 м над основным рядом фурм. Во время продувки выдувается коксовая пыль и мелочь, кокс при этом разгорается. После розжига холостой колоши включают воздуходувку и подают в вагранку воздух 2–3 минуты. Для холостой колоши необходимо отбирать крупный кокс с размером кусков 100 – 150 мм. Загружают шихту в такой последовательности: топливо, флюсы, металл. После небольшой выдержки для прогрева шихты включают подачу воздуха и начинается процесс плавки. Топливная рабочая колоша должна иметь слой кокса толщиной 150–200 мм, расход кокса составляет 10–12%.

При более интенсивном дутье необходимо давать больше кокса, чтобы не допустить спускания верхнего уровня холостой колоши, т.к. это может резко снизить температуру чугуна ухудшить его качество. Избыток топлива в рабочих колошах может вызвать подъем верхнего уровня холостой колоши и замедление плавления. На рабочую колошу кокса дают флюс (известняк и плавиковый шпат) в количестве 2-3% от массы металлозавалки.

Ход плавки зависит от правильного соотношения количества подаваемого воздуха и расхода кокса. Норма расхода подачи воз­духа составляет 100–160 м³/м²∙мин.

При плавке контролируют следующие параметры: количество подаваемого воздуха, его давление, дозировку шихтовых материалов температуру выпускаемого чугуна, химический состав и температуру отходящих газов. Следят, чтобы не зашлаковывались фурмы, поэтому их регулярно очищают. После окончания плавки останавливают воздуходувку, выпускают шлак и жидкий чугун, открывают днище вагранки, при этом подина и холостая колоша вываливаются, кокс тушат водой.