Влияние размеров рабочих колош на процесс плавления шихты в вагранке

В процессе плавки высота холостой колоши циклически меня­ется в пределах высоты рабочей коксовой колоши. Рассмотрим влияние этих изменений на процесс плавления шихты. Для упро­щения предположим, что дутье распределяется по сечению ваг­ранки равномерно и граница между кислородной и редукцион­ной зонами плоская.

Для достижения максимальной производительности вагранки газы, выходящие из слоя холостой колоши, должны иметь темпе­ратуру, близкую к максимальной. Следовательно, высота холос­той колоши должна быть как можно ближе к верхней границе кислородной зоны, но не опускаться ниже ее во избежание повы­шенного угара.

На рис. 10.8 показан отрезок температурной кривой ваграноч­ных газов t_T, относящихся к зоне, расположенной выше верхней границы кислородной зоны, и совпадающий с этой границей нижний уровень холостой колоши. Слева показано изменение вы­соты холостой колоши при проплавлении относительно больших по высоте металлических колош, справа — уменьшенных. Из цик­лограмм видно, что при уменьшении рабочих колош минималь-

Рис. 10.8. Влияние размеров рабочих колош на процесс плавления шихты в вагранке

ная (а следовательно, и средняя за цикл) температура газов по­вышается. В результате этого производительность вагранки при плавке на уменьшенных рабочих колошах растет.

Аналогично можно показать, что на режиме максимального перегрева, когда высота холостой колоши должна быть макси­мальной (уровень точки i> на рис. 10.6), также следует стремиться к уменьшению размеров рабочих колош. С этой точки зрения иде­альной была бы непрерывная загрузка шихты. Однако дозирова­ние реальной шихты, состоящей их кусков произвольных формы и массы, неосуществимо. Поэтому загрузку проводят колошами, размеры которых определяются допустимыми колебаниями высо­ты холостой колоши за цикл.

Из опыта эксплуатации вагранок установлено, что эта величи­на (равная высоте рабочих коксовых колош h_{p K}) зависит от про­изводительности вагранки. Для малых вагранок (3 т/ч) она не дол­жна превышать150 мм, для средних (10 ... 15 т/ч) — 200 мм и для крупных (20...25 т/ч) — до 250 мм. Приведенные данные позволя­ют определить массу рабочих коксовых и металлических колош.

Численный пример. Допустим, требуется определить массу ра­бочих колош для вагранки производительностью Q_B= 12 т/ч. Изве­стно, что удельная производительность вагранок — составляет примерно 8 т жидкого чугуна с 1 м² площади ее горизонтального сечения в час. Поэтому сечение вагранки S должно составлять:

д_в 8 т/(м² -ч)

Объем рабочей коксовой колоши не должен превышать V= Sh_{p K} = 1,5 м² • 0,2 м = 0,3 м³, а масса при насыпной плотности кокса р_к = 0,5 т/м³ будет равна ^т_Р.к = 0,5 т/м³ • 0,3 м³ = 0,15 т.

При удельном расходе кокса 12 % от массы металлозавалки масса металлической колоши составит:

Wp.K -100 0,15 т-100%

tfWr = —— = — = 1,25 т.

*^ет 12 12%

Полученный результат хорошо согласуется с практическими данными, согласно которым масса металлической колоши чис­ленно равна 1/10 часовой производительности вагранки.