Влияние качества кокса на тепловые процессы в вагранке

Нежелательной особенностью процесса горения кокса в ваг­ранке является неизбежность протекания реакции редукции, ко­торая приводит к снижению температуры газов. Это в свою оче­редь снижает возможности перегрева чугуна и производительность печи.

Поэтому для плавки в вагранке следует использовать кокс с минимальной реакционной способностью, т. е. способностью вос­станавливать С0₂ до СО. Для этого пористость кокса должна быть минимальной, не более 30...40%.

Размеры кусков кокса в большой степени определяют произ­водительность вагранки и температуру на желобе. Исследования показали, что при увеличении размеров кусков кокса от 25 до 100 мм (при сохранении всех прочих условий постоянными) тем­пература чугуна повышается от 1300 до 1450 °С.

Обычно кокс для вагранок пропускают через грохот с разме­рами ячеек 40x40 мм для отделения мелочи, которая в плавке не используется.

Куски кокса должны по возможности быть однородными и со­ответствовать следующему оптимальному размеру в зависимости от диаметра вагранки:

Диаметр вагранки, мм 700 900 1200 1700

Оптимальный размер кусков, мм 65 100 125 150

Кокс должен обладать достаточно высокой механической проч­ностью, чтобы выдерживать воздействие вышележащих слоев шихты.

Для получения качественного чугуна содержание серы в нем не должно превышать 0,6... 1,4 %.

Влияние подготовки шихты на ход ваграночной плавки

Использование в шихте возврата, неочищенного от пригара, требует увеличения расхода флюса, приводит к увеличению мас­сы образующегося шлака и количества теплоты, расходуемой на его расплавление. В итоге это снижает производительность вагран­ки и температуру чугуна на желобе.

Куски шихты должны быть разделаны до размера, не превы­шающего 1/3 внутреннего диаметра вагранки, во избежание зави­сания в шахте.

Компактные, но массивные куски прогреваются в зоне подо­грева медленно и в пояс плавления опускаются нагретыми до тем­ператур, существенно меньших, чем ^р. Поэтому их подогрев завершается уже в поясе плавления, а плавление происходит только в кислородной зоне как бы на заниженной холостой колоше. При этом плавление происходит медленно, сопровождается повышен­ным угаром при пониженном перегреве.

Влияние величины удельного расхода кокса и воздуха на ход ваграночной плавки

От количества кокса в рабочих колошах и интенсивности дутья зависят важнейшие показатели работы вагранки — ее удельная производительность и температура выплавляемого чугуна.

Увеличение удельного расхода кокса при неизменном расходе воздуха. Данная мера приводит к тому, что количество кокса в рабочей колоше становится большим, чем его выгорело из холо­стой колоши за время проплавления металлической колоши. Этот избыток кокса приводит к увеличению высоты холостой колоши и, как было показано в подразд. 10.4 (рис. 10.7, в), к повышению температуры металла, но производительность вагранки при этом снижается.

Увеличение удельного расхода воздуха при неизменном расходе кокса. В данном случае увеличиваются масса кокса, сгорающего в единицу времени, и количество выделяющейся при этом теплоты. Производительность при этом возрастает, а перегрев металла рас­тет только в связи с уменьшением относительных тепловых потерь.

Однако чрезмерная интенсификация дутья приводит к неже­лательным последствиям, в числе которых:

• охлаждение кокса у фурменного сопла и, как следствие, заш­лаковывание фурм;

• усиление неравномерности распределения дутья по сечению вагранки.

Кроме того, при недостаточной высоте зоны подогрева тепло­обмен в ней не успевает завершиться. Это приводит к снижению уров­ня зоны плавления и высоты зоны перегрева, в результате чего тем­пература чугуна падает, а производительность продолжает расти.

В зависимости от размеров кусков металлической шихты реко­мендуются следующие расходы воздуха:

Размер кусков, мм.... 100 150 200 250 300

Расход воздуха,

м³/(м²-мин) 140...150 130... 140 120...130 100...110 90...100