Чугун ЛО 20%=40
Чугун Л1 20% =40
Оборотный 30% =60
Лом чугуна 20% =40
Лом стали 10% =20
Всего 100% =200
7.Проверяем расчетом содержание элементов в процентах по отношению ко всей колоше.
Углерода вносят (в %):
Чугун ЛО 0,2X3,5=0,70
Чугун Л1 0,2X3.3=0,66
Оборотный 0,3X3,2=0.96
Лом чугуна 0,2X3,1=0,62
Лом стали после науглероживания в вагранке 0,1X2,0=0,20
Всего 3,14%
т. е. углерод в литье будет в пределах заданного.
Кремния вносят (в %):
Чугун ЛО 0,2X3,3=0,66
Чугун Л1 0,2X3,0=0,60
Оборотный 0,3X2,0=0,60
Лом чугуна 0,2X15=0,30
Лом стали 0,1 Х0,3=0,03
Всего 2,19%
Угар 15% 0.33
Остается 1,86%
Кремния не хватает:
2,00—1,86=0,14% или0,14 *200 / 100= 0,28 кг на одну колошу.
1 кг ферросилиция марки Си10 содержит 0,09—0,13 кг кремния. Угар кремния в ферросилиции будет около 25%, т. е. попадет в литье на 1 кг ферросплава 0,07—0,09 кг кремния. Следовательно, в шихту необходимо дать не менее 4 кг ферросилиция.
Марганца вносят (в %):
Чугун Л0 0,2X0,6=0.12
Чугун Л1 0,2x0,5=0,10
Оборотный 0,3X0,6=0,18
Лом чугуна 0,2X0,8-0,16
Лом стали 0,1x0,8-0,08
Всего 0,64%
Угар 20% 0.13
Остается 0,51%
Марганца не хватает:
0,70 —0.51=0,19 или0,19 * 200 /100 = 0,36 кг на одну колошу.
1 кг ферромарганца марки Мн6 содержит 0,7—0,75 кг марганца. Угар марганца около 30%. Следовательно, в шихту можно дать ферромарганца до 1кг на одну колошу.
Фосфора вносят (в %):
Чугун Л0 0,2X0,3 =0,06
Чугун Л1 0,2X0,15=0,03
Оборотный 0,3X0,18=0,054
Лом чугуна 0,2X0,2 =0,04
Лом стали 0.1X0.05=0,005
Всего 0,189%
Серы вносят (в %):
Чугун Л00,2X0,02=0,004
Чугун Л10,2X0,03=0.006
Оборотный 0,3X0,10=0,030
Лом чугуна 0.2X0.15=0,030
Лом стали0,1X0,05=0,05
Всего0,075%
Пригар 50%+0,0315
__________________________________________________
0,1125%
т.е. - серы в литье будет менее заданного.
5. Описание работы рассчитанного плавильного агрегата
5.1 Описание технологии плавки.
Технология плавки должна обеспечивать получение нужного и стабильного состава чугуна и высокой температура металла при заданной производительности. Выполняются эти требования за счет выбора соответствующего расхода кокса и дутья (иногда и за счет изменения температуры подогрева дутья). Сложность управления процессом заключается в том, что изменение расхода кокса или воздуха изменяет одновременно как температуру металла, так и производительность вагранки. Поэтому для изменения только производительности или только температуры металла, как правило, необходимо изменять и расход кокса, и расход дутья. Оперативное регулирование процессом обеспечивается только за счет изменения температуры или расхода дутья и содержания в нем кислорода. Изменение же расхода кокса влияет на ваграночный процесс с задержкой 30-60 мин, т.е. после достижения измененной порцией кокса холостой калоши. В определенном интервале можно регулировать производительность вагранки только за счет изменения расхода дутья. При этом температура металла сохраняется практически постоянной. Применение подогрева дутья , доменного профиля шахты вагранки и подача 50 % дутья через фурмы , расположенные на высоте 700-1000 мм от первого ряда, позволяет значительно увеличить диапазон допустимого изменения производительности вагранки только за счет изменения подачи дутья.
Тепловой КПД работы вагранок различен при нагреве шихты, плавлении ее и нагреве жидкого металла. В зоне нагрева шихты КПД имеет наибольшее значение и составляет 50-60 %, в зоне плавления 30-40%, а в зоне нагрева капель жидкого металла – всего 10-15%.
Оптимальный режим работы вагранок – получение чугуна в интервале температур 1340-1400 0С при холодном дутье и 1400-1450 0С при подогретом дутье. Получение более высокой температуры металла в вагранке (до 1550 0С ) возможно, но требует высокотемпературного дутья и повышенного расхода кокса; поэтому экономичнее использовать для перегрева электрические индукционные и дуговые миксеры. Выплавка чугуна с более низкими температурами, хотя и позволяет снизить расход кокса, приводит к техническим трудностям по обслуживанию вагранки из-за зашлаковывания фурм, опасности ”закозления” вагранки при незапланированных простоях и др.
Методы интенсификации ваграночного процесса направлены либо на повышение температурного режима в вагранке, либо на перегрев жидкого металла на желобе, на горне или в копильнике. Для повышения температуры металла применяют подогрев дутья, обогащение его кислородом, подача дутья через 2 ряда фурм, применение карбида кальция и подача части дутья через горн.
Подогрев дутья и обогащение его кислородом обеспечивают повышение температуры металла примерно на 15-25 0С на каждые 100 0С подогрева дутья или на 1% повышения содержания кислорода в дутье.
Отвод части дутья через горн и стационарный копильник расширяет высокотемпературную кислородную зону и может привести к повышению температуры металла на 30-50 0С в вагранках малого диаметра. Положительные результаты при этом методе обеспечиваются только в случаи правильного распределения дутья, продуваемого через горн и шахту вагранки в отношении 20-25% и 75-80% , и увеличения общего расхода дутья.
Карбиды кальция или кремния подаются в вагранку вместе с коксом рабочей топливной колонии в количестве 2% от металлозавалки. Благодаря высокой температуре плавления, карбид кальция плавиться в кислородной зоне и сгорает, выделяя шлак.
И повышая температуру в этой зоне. Присадка 2% карбида кальция повышает температуру металла на 40-50 0С и приводит к снижению содержания серы в чугуне.
5.2 Ремонт и подготовка вагранки к плавке.
Заключается в ремонте футеровки, металлоконструкций, механизмов и оборудования, обеспечивающего нормальную работу вагранки.
Капитальный ремонт трубы вагранки выше завалочного окна производится не чаще 1 раза в год. После удаления всей старой футеровки труба выкладывается шамотным кирпичом на ремонтной глине “на ребро” или “на ребро и плашку”; толщина футеровки120 или 180 мм. Зазор между кирпичом - не более 2-3 мм.
Капитальный ремонт шахты вагранки выше зоны плавления до защитных кирпичей или завалочного окна производится не чаще 1 раза в квартал. При этом удаляется внутренний ряд футеровки. Нарушенные места наружного ряда кладки закладываются подтесанным кирпичом.
Продолжительность сушки на воздухе – не менее 24 часов. После капитального ремонта розжиг вагранки требуется производить на 0.5-1 час дольше, чем после текущего ремонта, загрузив дополнительное количество кокса.
Текущий ремонт шахты вагранки в плавильном поясе производят после каждой выбивки вагранки. При этом сначала удаляют шлак, прогоревшие кирпичи и настыли, но сохраняют ошлакованную поверхность шахты. Новую футеровку выполняют кирпичом марки ШАВ, набивным футеровочным составом или торкретной массой. Толщина футеровки в вагранках без водяного охлаждения 180- 250 мм, в водоохлаждаемых 65-120 мм. Вагранки с длительным циклом работы вовсе не имеют футеровки, либо обмазываются ремонтной глиной 8-20 мм, либо выкладываются “на плашку” лещадкой или кирпичом ”клин ребровый”. Текущий ремонт зоны фурм и горна вагранки выполняется после каждой выбивки. При ежедневной выбивке вагранок после одной или двух смен работы они футеруются слоем толщиной 180-500 мм так же, как и плавильный пояс. При работе без выбивки в течении недели и более горн выкладывается высокоглиноземистым кирпичом от подины до уровня фурм. Вся зона может набиваться графитовой массой.
Текущий ремонт переходного канала, сифонного шлакоотделителя и летки производят после каждой выбивки.
5.3 Подготовка вагранки к плавке.
Она заключается в проверке исправности всех узлов и систем, обеспечивающих ее эксплуатацию. Особое внимание при этом нужно обращать на прочность крепления и исправность днища вагранки, фурм, устройств для набора, взвешивания и загрузки шихты. В вагранках с очисткой газов, подогревом дутья и использованием природного газа необходимо проверять плотность фланцевых соединений смотровых люков, задвижек, шиберов, предохранительных и взрывных клапанов в системе газоочистки и трубопроводах природного газа, воды и воздуха. При подготовке вагранки закрытого типа к плавке необходимо проверять исправность всех систем дистанционного и автоматического управления, приборов КИП и работу звуковой и световой аварийной сигнализации.
5.4 Розжиг кокса холостой колоши.
Его производят после ремонта и набивки подины вагранки. Загрузка кокса проводится частями в 2-3 приема. Разжигают холостую колошу чаще всего природным газом, а в случае его отсутствия – дровами.
После загрузки первой порции кокса (30-50%) в отверстие рабочего окна вставляется предварительно зажженная переносная горелка для природного газа. После того, как кокс у рабочего окна разгорелся, горелки поочередно переставляют в фурмы, следя за равномерностью розжига холостой колоши по сечению. После розжига первой порции загружают последующие части холостой колоши. Розжиг завершается продувкой холостой колоши и замером ее высоты. Уровень холостой колоши должен быть на 1200-1500 мм выше фурм независимо от диаметра вагранки и применяемого давления дутья. При естественной тяге трубы розжиг продолжается 3-4 часа. В закрытых вагранках розжиг может быть сокращен до 1.5-2 часов.