Механические системы электропромышленности

Чугун плавят в вагранках, пламенных и электропечах. Вагранка является наиболее распространенным агрега­том для плавления чугуна. К основным особенностям вагранки, относятся непрерывность процесса плавки, небольшой расход топлива и высокий к. п. д. (40—45%). Стоимость плавки в вагранках ниже, чем в пламенных и электрических печах. Вагранки строят производительностью от 1 до 30 т/ч.

Вагранка — шахтная печь цилиндрической формы. Опорой для нее служат четыре   колонны. Кожух  вагранки изготовляют из листовой стали толщиной 8—10 мм, изнутри он футерован огнеупорным шамотным кирпичом. Твердую шихту загружают с рабочей пло­щадки через колошниковое окно. Футеровку колошника предохра­няют чугунные плиты. Днище  вагранки откидное. Воздух для ду­тья подается от вентилятора через  фурменное кольцо  в фурмы. Дно вагранки называется лещадью. Часть вагранки от лещади до фурм называется горном. Горн имеет в нижней части летку для выпуска жидкого чугуна по желобу в ковш. Шлак удаляют, через летку.

Вагранки могут иметь копильник, который предназ­начен для накапливания достаточного количества жид­кого металла с целью получения крупных отливок из небольших вагранок.

Вагранка без копильника применяется в цехах с конвейерной заливкой с частым отбором металла или же в цехах, изготовляющих небольшие отливки. В та­ких вагранках чугун скапливается в горне.

За 1,5—2 часа до начала плавки необходимо вагранку разжигать дровами. Когда дрова разгорятся, загружают кокс холостой колоши, которая служит для разогрева вагранки и поддержания загружаемой сверху шихты.

Когда кокс холостой колоши разгорится, пускают дутье. После продувки холостой колоши приступают к загрузке вагранки. На холостую колошу загружают не­большое количество флюса, затем чередуют порции металлической шихты кокса и флюса. На протяжении всей плавки шахта вагранки должна быть заполнена до уров­ня загрузочного окна.

Если высота холостой колоши выбрана правильно, то спустя 7—8 минут после пуска дутья можно наблюдать через глазки фурм обильное количество жидких капель чугуна. Выпускная летка в начале процесса плавки остается открытой, вследствие чего часть пламени устрем­ляется вниз и способствует лучшему прогреванию гopнa.  В начале плавления чугун стекает каплями вниз и, скап­ливаясь на лещади, вытекает через выпускное отверстие — летку. Летку замазывают лишь тогда, когда температу­ра вытекающего чугуна будет достаточно высокой (яр­ко-белый цвет). После закупорки летки начинается на­копление жидкого чугуна в горне. Количество накапли­ваемого чугуна определяется размером горна и потреб­ностью чугуна для заливки. Перед окончанием плавки прекращают загрузку вагранки и дают возможность расплавиться всему чугуну.

В состав металлической шихты обычно входят чуш­ковые чугуны, чугунными стальной лом и стружка. Для регулирования химического состава, а также для раски­сления и модифицирования чугуна применяют различные ферросплавы.

В вагранке преимущественно применяется твердое топливо, обычно каменноугольный кокс. В последнее время стали использовать жидкое и газообразное топли­во совместно с твердым. Для понижения температуры плавления и повышения жидкотекучести шлаков в вагранку вводят такие флю­сы, как известняк и основной мартеновский шлак.

Чтобы выплавить чугун заданного химического соста­ва, нужно рассчитать шихту, т. е. подобрать шихтовые материалы и определить их количественное соотношение. Для этого необходимо знать угар элементов в чугуне при плавке: кремний выгорает на 10—15%, марганец на 15—20%, сера увеличивается на 40—60%, так как она частично переходит из топлива.

Для увеличения производительности вагранки и по­вышения температуры выпускаемого чугуна увеличива­ют мощность дутья, применяют трехрядную систему фурм, кислородное дутье, подогрев дутья, частично ис­пользуют газообразное топливо.

Сталь плавят главным образом в электрических пе­чах, в мартеновских печах или в конверторах. Цветные сплавы плавят в отражательных пламенных, тигельных и электрических печах. Пламенные печи являются рас­пространенными и удобными в условиях единичного производства. Металл в тигле не соприкасается с то­почными газами и поэтому отливка получается высокого качества.

Электрические печи применяются следующих типов: дуговые, печи сопротивления и индукционные. В элек­трических печах можно нагревать металл до высоких температур, регулировать газовый состав атмосферы или создавать вакуум, точно выполнять заданный химичес­кий состав.