Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке
Описаны конструкция и принцип работы твердотопливной вагранки. Выполнен сравнительный анализ показателей плавки в коксовой и твердотопливной вагранках.
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Процессы литья |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131112 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке / С.В. Конончук, Т.Г. Сабирзянов // Процессы литья. — 2013. — № 1. — С. 8-10. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-131112 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1311122018-03-14T03:02:49Z Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке Конончук, С.В. Сабирзянов, Т.Г. Получение и обработка расплавов Описаны конструкция и принцип работы твердотопливной вагранки. Выполнен сравнительный анализ показателей плавки в коксовой и твердотопливной вагранках. Описано конструкцію та принцип роботи твердопаливної вагранки. Виконано порівняльний аналіз показників плавки в коксовій та твердопаливній вагранках. The design and function solid-cupola. A comparative analysis of the indicators in the coke smelting and solid cupola. 2013 Article Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке / С.В. Конончук, Т.Г. Сабирзянов // Процессы литья. — 2013. — № 1. — С. 8-10. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-5884 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131112 621.745.34 ru Процессы литья Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов |
| spellingShingle |
Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов Конончук, С.В. Сабирзянов, Т.Г. Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке Процессы литья |
| description |
Описаны конструкция и принцип работы твердотопливной вагранки. Выполнен сравнительный анализ показателей плавки в коксовой и твердотопливной вагранках. |
| format |
Article |
| author |
Конончук, С.В. Сабирзянов, Т.Г. |
| author_facet |
Конончук, С.В. Сабирзянов, Т.Г. |
| author_sort |
Конончук, С.В. |
| title |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| title_short |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| title_full |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| title_fullStr |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| title_full_unstemmed |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| title_sort |
особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Получение и обработка расплавов |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131112 |
| citation_txt |
Особенности плавки чугуна в твердотопливной вагранке / С.В. Конончук, Т.Г. Сабирзянов // Процессы литья. — 2013. — № 1. — С. 8-10. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Процессы литья |
| work_keys_str_mv |
AT konončuksv osobennostiplavkičugunavtverdotoplivnojvagranke AT sabirzânovtg osobennostiplavkičugunavtverdotoplivnojvagranke |
| first_indexed |
2025-07-09T14:47:47Z |
| last_indexed |
2025-07-09T14:47:47Z |
| _version_ |
1837181141237366784 |
| fulltext |
8 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2013. № 1 (97)
Получение и обработка расплавов
1. Троцан А. И., Харлашин П. С., Белов Б. Ф. О природе химической связи элементов в метал-
лургических фазах // Изв. вузов. Чер. металлургия. − 2002. − № 4. − С. 60-63.
2. Процессы шлакообразования и рафинирования жидкого полупродукта в конвертере и при
ковшовой обработке стали. Сообщение 3. Структуризация и оптимизация ковшовых шлаков
при рафинировании спокойных сталей / И. Д. Буга, А. И. Троцан, Б. Ф. Белов и др. // Про-
цессы литья. − 2011. − № 1 (85). − С. 17-23.
3. Влияние содержания оксида магния на обессеривающую способность доменного шлака
/ А. И. Марченко, И. Д. Буга, Ю. Р. Руденко и др. // Металлург. и горноруд. пром-сть. − 2009.
− № 3. − С.13-17.
Поступила 23.10.2012
УДК 621.745.34
С. В. Конончук, Т. Г. Сабирзянов
Кировоградский национальный технический университет, Кировоград
ОСОБЕННОСТИ ПЛАВКИ ЧУГУНА В ТВЕРДОТОПЛИВНОЙ
ВАГРАНКЕ
Описаны конструкция и принцип работы твердотопливной вагранки. Выполнен сравнительный
анализ показателей плавки в коксовой и твердотопливной вагранках.
Ключевые слова: тепловой баланс, химический недожог, коэффициент избытка воздуха.
Описано конструкцію та принцип роботи твердопаливної вагранки. Виконано порівняльний
аналіз показників плавки в коксовій та твердопаливній вагранках.
Ключові слова: тепловий баланс, хімічний недопал, коефіцієнт надлишку повітря.
The design and function solid-cupola. A comparative analysis of the indicators in the coke smelting
and solid cupola.
Keywords: heat balance, chemical underburning, excess air ratio.
Анализ процессов в коксовой вагранке [1-2] показал, что сжигание кокса про-
исходит, в основном, в условиях недостатка кислорода при коэффициенте
избытка воздуха α < 1, на что указывает наличие в колошниковом газе горючих
компонентов (СО, Н
2
). Это свидетельствует о химическом недожоге кокса, что, не-
смотря на известные преимущества ваграночного процесса, указывает на наличие
значительных резервов работы вагранок.
Как известно, образование СО в вагранке происходит в восстановительной зоне
вследствие протекания эндотермической реакции газификации углерода с углекис-
лым газом: С + СО
2
= 2СО. Исходя из принципов Ле Шателье, существует возмож-
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2013 № 1 (97) 9
Получение и обработка расплавов
ность замедления или полного устранения этой реакции путем изменения таких
параметров, как снижение температуры в восстановительной зоне (неприемлемо
для ваграночного процесса), увеличение давления (компрессионная вагранка),
снижение концентраций СО
2
(технически невозможно) и концентрации углерода в
восстановительной зоне.
Предложили новую конструкцию вагранки [3], которая позволяет осуществлять
подачу кокса непосредственно в зону горения (рисунок). Регулированием подачи
первичного и вторичного дутья можно достичь максимального значения α = 1 и тем
самым устранить химический недожог кокса.
Работает вагранка следующим
образом: через завалочное окно
загружаются металлическая ших-
та и флюсы, а через завалочные
топливные окна − топливо; через
фурмы первичного дутья подает-
ся воздух, необходимый для сжи-
гания топлива до полугаза, а че-
рез фурмы вторичного дутья − для
дожигания полугаза. Загрузочные
топливные окна выполнены в виде
закрытой конструкции, чтобы про-
дукты сгорания и воздух дутья не
выдувались, при этом топливо по-
дается в вагранку через дозатор.
Уступы, которые расположены
над фурмами вторичного дутья,
препятствуют попаданию шихты
на топливную колошу и обеспе-
чивают свободное попадание то-
плива в зону горения. Поскольку
с топлива снимается функция
удерживания шихты, то уступы
позволяют также использовать
такие виды топлива с низшими
механическими свойствами в
сравнении с коксом, как коксовый
бой, уголь, торф и т. п. В шахте
происходит предварительный по-
догрев шихты и ее расплавление.
Капли металла и шлака, стекая с уступов, благодаря противотоку продуктов сгорания
попадают в благоприятные условия для перегрева. Дальше расплав проходит через
слой раскаленного твердого топлива, в котором происходят восстановление окси-
дов, насыщение чугуна углеродом и дополнительный перегрев металла. Выносной
копильник служит для накопления чугуна и шлака, выравнивания химического со-
става и температуры чугуна. Для интенсификации ваграночного процесса возможно
использование подогретого дутья и дутья, обогащенного кислородом.
В соответствии с методикой, описанной в работе [4], проводим расчет тепло-
вого баланса для коксовой вагранки при α = 0,74 и твердотопливной вагранки при
α = 1. Результаты расчета представлены в таблице.
Как видно из результатов расчета, при плавке в твердотопливной вагранке хи-
мическая теплота кокса выше, чем у обычной вагранки при прочих равных режимах
плавки. В то же время теплосодержание колошникового газа ниже, чем при плавке
в коксовой вагранке. Эти факторы способствуют повышению теплосодержания
чугуна и, как следствие, его температуры. Если температуру чугуна оставить на
Твердотопливная вагранка: 1 − завалочное окно; 2 −
шахта; 3 − переходная летка; 4 − выносной копильник;
5 − фурменная коробка; 6, 7 − фурмы первичного и
вторичного дутья; 8 − завалочные топливные окна;
9 − уступы
10 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2013. № 1 (97)
Получение и обработка расплавов
прежнем уровне, то расход кокса при плавке в твердотопливной вагранке будет
меньше, чем в коксовой.
Коэффициент полезного действия, определяемый отношением теплосодер-
жания чугуна к общему количеству полученной теплоты для коксовой вагранки
к.п.д
К.В
= 173124,60 / 331086,90 · 100 % = 52,3 %, для твердотопливной вагранки
к.п.д
Т.Т.В
= 241545,80 / 393662,10 · 100 % = 61,3 %.
Предварительные расчеты материального и теплового балансов твердотоплив-
ной вагранки показали, что минимально возможный расход углерода кокса для этих
печей составляет m
С min
= 5,9 % от массы металлозавалки.
Таким образом, предложенная конструкция вагранки позволяет снизить или
полностью исключить химический недожог кокса, что улучшит экологические, са-
нитарно-гигиенические и экономические показатели процесса ваграночной плавки.
1. Конончук С. В., Сабірзянов Т. Г. Дослідження реакції горіння вуглецю коксу у вагранці // Тех-
ніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. –
Кіровоград: КНТУ, 2005. – Вип. 16. – С. 86-91.
2. Сабірзянов Т.Г., Конончук С.В. Метод розрахунку горіння коксу у вагранці // Наукові запис-
ки. – Кіровоград: КДТУ, 2003. – Вип. 4. – С. 158-168.
3. Пат. 74082 Украина, С2 МПК 7 F27B1/10, C21B11/02. Твердопаливна вагранка / С. В. Конончук,
Т. Г. Сабірзянов, В. М. Кропівний. – Опубл. 17.10.2005, Бюл. 10.
4. Сабірзянов Т. Г. Печі ливарних цехів: Навчальний посібник для студентів-ливарників
/ Т. Г. Сабірзянов. – Кіровоград: КНТУ, 2007. – 280 с.
Поступила 24.10.2012
Параметр
Коксовая вагранка Твердотопливная вагранка
кДж/(м2· мин) % кДж/(м2· мин) %
Химическая теплота кокса 312923,90 94,51 369187,50 93,78
Теплота экзотермических реакций 13956,33 4,22 19472,07 4,95
Теплота шлакообразования 4206,70 1,27 5002,52 1,27
Итого: приходная часть 331086,90 100,00 393662,10 100,00
Теплосодержание чугуна 173124,60 52,29 241545,80 61,34
Теплосодержание шлака 13095,58 3,96 15573,00 3,95
Теплосодержание колошникова газа 132668,30 40,07 120637,70 30,63
Теплота экзотермических реакций 7474,78 2,26 10428,92 2,65
Теплота испарения влаги 1967,20 0,59 1770,11 0,45
Потери теплоты через кладку 2756,67 0,83 3846,15 0,98
Итого: расходная часть 331087,10 100,00 393801,70 100,00
Результаты расчета теплового баланса для коксовой и твердотопливной
вагранок
|