Исследование процессов получения литейного чугуна и оксидных расплавов в шахтных печах малого диаметра с применением антрацита

• Автор: Бедарев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Тенденции развития ваграночной плавки

1.2 Конструкция и основы технологии плавки в вагранке

1.3 Применение двойного дутья.

1.4 Топливо ваграночной плавки

Выводы.

2 МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Изготовление лабораторного комплекса

2.2 Методика подогрева дутья

2.3 Методика расчета поминальных характеристик вентилятора для лабораторной вагранки.
2.4 Измерительные приборы и оборудование
2.5 Методика определения высоты холостой колоши.
2.6 Исходные материалы плавки.
2.7 Методика исследования литейных свойств получаемых
отливок из выплавляемого чугуна
2.7.1 Методика исследования жидкотекучести.
2.7.2 Методика исследования усадки.
Выводы.
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАВКИ НА ЛАБОРАТОРНОЙ ВАГРАНКЕ
3.1 Изменение фракционного состава топлива при различных режимах плавки
3.2 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при холодном дутье
3.3 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа при подогретом дутье
3.4 Технологические параметры плавки с учетом газового анализа
при подогретом и увлажненном дутье.
3.5 Уровень коксовой насадки при различных режимах плавки.
Выводы.
4 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ВАГРАНОЧНОЙ ПЛАВКИ ЧУГУНА.
4.1 Определение высоты коксовой насадки на основе анализа механики движения материалов в печи.
4.2 Обоснование высоты кислородной зоны при рассмотрении процесса газообразования в слое кокса холостой колоши.
4.3 Сравнение экспериментальных и расчетных значений температуры поверхности кусков топлива
4.4 Математический анализ состава газа.
4.5 Влияние влажности и нагрева дутья на интенсификацию технологического процесса в шахтных печах
4.6 Влияние подогрева дутья на температуру перегрева выплавляемого чугуна.
4.7 Анализ технологических свойств выплавляемого чугуна
4.8 Технология получения литейных чугунов в шахтных печах малого диаметра
5 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ РАСПЛАВОВ И ЕЕ ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ.
5.1 Варианты конструкции рекуператоров, применяемых в ваграночном комплексе
5.2 Технология получения оксидных расплавов в шахтных печах
малого диаметра.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


В работе минераловатная газовая вагранка с огнеупорной насадкой была снабжена металлическими вертикально установленными ребрами, жестко скрепленными с внутренней поверхностью ватержакета в пространстве от нижнего среза газовых горелок до уровня подины. Благодаря наличию ребер продукты сгорания поступают не только в верхние слои насадки, но и в нижнюю ее часть по пустотам между внутренней поверхностью ватержакета и насадочными телами. В результате этого достигается равномерный разогрев насадки по всей ее высоте, что исключает охлаждение расплава в нижних частях насадки и его кристаллизацию с закупориванием проходов между насадочными телами. Коксогазовые вагранки отличаются от коксовых конструкцией плавильного пояса, дополнительными устройствами для подачи газа, КИП и автоматики, значениями удельного и общего расхода дутья, повышенной производительностыо . СО и пыли в отходящих ваграночных газах снижается за счет сжигания меньшего количества кокса
Отличие условий горения кокса в коксогазовой вафанке состоит лишь в том, что кокс в холостой калоше имеет температуру несколько меньшую, чем в коксовой вагранке, так как в большинстве случаев при переходе на коксогазовый обогрев расход воздуха через фурмы уменьшают в соответствии с уменьшением расхода кокса. Условия горения природного газа в туннеле коксогазовой вагранки мало чем отличаются от горения газа в печах. По составу продуктов горения она может быть условно разделена на следующие четыре характерные зоны. Зона I содержит только продукты горения кокса II только продукты горения природного газа III только продукты горения газа, прореагировавшие с раскаленными, кусками кокса и IV смесь продуктов горения кокса, поступивших из. I, и продуктовгорения природного газа, прореагировавших с коксом, поступивших из зоны III. В связи с этим условия пере1рева металла в коксогазовой вагранке имеют некоторые отличия по сравнению с коксовой вагранкой. При вдувании продуктов горения природного газа непосредственно в вагранку расход кокса может быть снижен без снижения температуры чугуна. Конструктивно этот метод использования газа значительно проще, чем подогрев дутья, и если не требуется повышения перегрева металла, то коксогазовые вагранки обеспечивают максимальный экономический эффект. При смешанном топливе значительно усложняются процессы горения и теплообмена в вагранке, что, конечно, сказывается на взаимосвязи основных параметров плавки. Расход кокса снижался на , однако полнота горения топлива оставалась невысокой . Коксогазовые вагранки в производстве минеральной ваты менее распространены . В основном используются газовые и коксогазовые вагранки. Это связано с усложнением конструкции и технологии плавки. К тому же к минеральному расплаву не предъявляютсятакие жесткие требования по перегреву как чугуну, что объясняется тем, что в большинстве случаев струя расплава выходящая из летки сразу попадает на валок волокнообразующей установки центрифуги и разбрызгивается в камере охлаждения. Коксовая вагранка в общем виде состоит из загрузочного устройства, шахты и опорной части. Шахта имеет, как правило, конический и реже доменный профиль. Вопрос о внутренних профилях вагранок до настоящего времени остается открытым. Известно не мало экспериментовс различными профилями шахты вагранки . Отмечались как положительные гак и отрицательные стороны вагранок различной формы. Чугунолитейная вагранка это металлургический агрегат шахтного типа непрерывного действия, в котором процесс нагрева и плавления осуществляют в условиях противотока, когда кусковая шихта, состоящая из металлической части, кокса и флюсов, медленно опускаясь, омывается восходящими потоками раскаленных газов. Нагрев, плавление и частичный перегрев металлической части шихтовых материалов, а также термическое разложение флюсов как правило, известняка происходят за счет тепла, передающегося от образовавшихся в процессе горения кокса ваграночных газов. Плавление металла и разложение известняка происходят в плавильной зоне с образованием капель, которые стекают в холостую колошу нижняя часть вагранки и за счет контакта с горящими кусками кокса и газами перегреваются с одновременным насыщением углеродом и серой.