ВАГРАНКА
шахтная
печь для плавки чугуна в литейном произ-ве. До 2-й пол. 18 в. металл для чугунолитейного
произ-ва получали непосредственно из руды в доменных печах. Позже в небольших
доменных печах стали переплавлять литейный чугун и лом. Эти печи и явились
прототипом совр. В. Появление В. положило начало независимому от доменных
печей существованию чугунолитейного произ-ва. Современная В. - шахта в виде
вертикального стального цилиндра с толщиной стенок 6-10 мм, футерованного
изнутри огнеупорным кирпичом и установленного на подовую плиту, покоящуюся
на колоннах.
В. состоит
из 3 осн. частей (рис. 1): нижней - горна 1, в к-ром скапливается выплавляемый
жидкий чугун; средней - собственно шахты 2, полностью загружаемой шихтовыми
материалами (металл, топливо, флюсы); верхней - трубы 3, через к-рую
горячие ваграночные газы выводятся в искрогаситель 4 и далее в атмосферу.
В середине подовой плиты имеется отверстие с откидным дном для удаления остатков
по окончании процесса плавки. Розжиг В. начинается с загрузки на горящие дрова
1-й порции кокса (холостой колоши), заполняющей часть шахты на 0,7-1 м
выше фурм 7. Когда кокс холостой колоши разгорится, включают дутьё, затем
шахту загружают до загрузочного окна рабочими колошами, состоящими из порций
металла, топлива и флюса (известняка, осн. мартеновского шлака, реже плавикового
шпата). После подогрева шихты вновь включают дутьё и начинается процесс плавки.
Новые порции загружают по мере расплавления шихты, к-рая постепенно опускается
в зону плавления и подогревается поднимающимися вверх горячими газами. Противоток
переплавляемых материалов и продуктов горения в В. способствует эффективному
использованию топлива. Расплавленный и перегретый металл собирается в горне
В. или стекает в копиль-ник 6, откуда он по мере надобности выпускается
через нижнюю лётку в ковши для разливки в формы. Флюсы, сплавляясь с золой
топлива, сплавившейся футеровкой и окислами, образуют шлак, выпускаемый через
верхнюю шлаковую лётку, расположенную в верхней части горна или копильника
(на рис. не показана).
Рис. 1.
Схематический разрез вагранки: 1 - горн; 2 - шахта; 3 - труба; 4 - искрогаситель;
5 - воздушная коробка; 6 - копильник; 7 - фурмы; 8 - лётка для выпуска металла.
Передвижной
роторный вагоноопрокидыватель: 1 - ротор; 2 -механизм опрокидывания; 3 - двухосные
тележки; 4 - мост; 5 - приёмная траншея; 6- электрический толкатель.
В., изготовляемые
в СССР, нормализованы в зависимости от их производительности и выпускаются
диаметром от 0,5 до 1,3м, производительностью 1-3-5-7 - 1-0 т/ч.
В цехах серийного произ-ва крупного литья строят также В. производительностью
20-30 т/ч. Осн. топливо- литейный кокс, к-рый частично заменяют литейным
антрацитом, термоантрацитом или коксобрикетами. Применение коксобрикетов снижает
расход топлива, повышает производительность В., уменьшает содержание серы
в чугуне и улучшает его свойства. Металлич. шихта В. состоит из доменного
литейного чугуна в чушках, чугунного лома, собств. возврата литейного цеха,
стального скрапа и ферросплавов. Воздух подаётся от воздуходувки под давлением
5-17 кн/м2 (500-1700 мм вод. ст.) через возд. коробку
5 и фурмы в зону горения топлива. Для более равномерного распределения вдуваемого
воздуха по сечению В. была разработана впервые в СССР Л. М. Ма-риенбахом и
внедрена система двух и более рядов фурм (от 4 до 8 фурм в каждом ряду). Это
снизило расход топлива на 15-20% и повысило производительность В. на 25% с
одноврем. повышением темп-ры металла. Для интенсификации процесса плавки в
В. применяют подогрев дутья, обогащение его кислородом, добавление газообразного
топлива. Обогащение дутья кислородом, впервые осуществлённое в СССР (1944)
по предложению Л. И. Леви, уменьшает удельный объём продуктов горения и повышает
темп-ру газов. В зависимости от степени обогащения расход топлива снижается
на 30-50%, производительность В. повышается па 40-80%, а темп-pa жидкого чугуна
достигает 1500°С (вместо 1300-1320°С). Частичная замена кокса природным газом
в В. производится вдуванием продуктов горения газов в верх, часть холостой
колоши; это значительно проще, чем подогрев дутья, и экономически более эффективно.
Для плавки чугуна применяют и спец. газовые В. (рис. 2), работающие только
на газообразном топливе, на основе противотока газа и металла, что позволяет
длит, время стабильно вести плавку. Производительность В. варьируется в широких
пределах и зависит от её размеров и расхода газа. Рис. 2. Схематический разрез
газовой вагранки: 1 - нижний уступ верхней зоны шахты; 2 - верхний
уступ верхней зоны шахты; 3 - переходная лётка; 4 - копильник;
5 - газовые горелки. А-А Вследствие разрушения футеровки в плавильном
поясе В. работают по 12 - 18 ч, после чего подвергаются текущему ремонту.
При необходимости ежедневной или круглосуточной выплавки чугуна работают попеременно
на 2 или 3 В. В 1951 в СССР Н. А. Баринов создал для чугунолитейного производства
водо-охлаждаемые В. непрерывного действия, позволяющие вести плавку в течение
100-120 ч без текущего ремонта футеровки. Во избежание загрязнения
атмосферы колошниковой пылью и отходящими газами разрешается стр-во только
т. н. закрытых В., оборудованных рекуператорами, пылеулавливателями и газоочистными
устройствами, системой автоматич. приборов и регуляторов. На рис. 3 показана
конструкция унифицированной закрытой В. Отличительная особенность её - доменный
профиль плавильной зоны. Предусмотрен выпуск таких В. диаметром от 0,7 до
2,1 м, производительностью от 4,5 до 30 т1ч. Лит.: Леви Л. И.,
Кислород в ваграночной плавке, М., 1952; Четверухин С. И. иЮдкинА. К., Унифицированные
закрытые вагранки, "Литейное производство", 1967, № 5. М. Я. Телис.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я