Значение размеров вагранки
Обращаем внимание на величину высоты вагранки при разных ее диаметрах. Вопрос о высоте вагранки есть самым актуальным, и вместе с тем нет вопроса, Связанного с конструкцией вагранки, что был бы менее создан, чем данный. В теории большая часть высказывается за высокую вагранку, на практике же в большинстве случаев строятся вагранки обычной высоты.
В Европе выполняют в большинстве случаев следующие Соотношения высоты к рабочему диаметру (живое сечение!): 5:1 —для диаметра до 1500 мм; 4,5 : 1 — для диаметров до 1800 мм. и 3,5:1—для любых диаметров более чем 1800 мм. В американской практике отношения эти соответственно следующие: 3,5 : 1; 3:1 и 2,5 : 1.
Цель устройства высокой вагранки — уловить тепло отходящих газов в верхней части шахты. Имеются достаточные теоретические основания, оправдывающие предположение, что высокая вагранка есть самая эффективной, но это положение не учитывает настоящих рабочих условий шахты. Нужно не забывать, что при полностью опорожненной вагранке манометр не отмечает никакого давления на протяжении работы воздуходувки, в случае если лишь фурмы верно вычислены.
В случае если же шахта загружена, то давление в шахте возрастает пропорционаяьно высоте линии засыпки колош. Исходя из этого при жажде взять наилучшие рабочие условия при обычном давлении дутья необходимо не забывать о пределе, до которого возможно довести высоту засыпки. Так высота шахты имеет громадное значение для работы вагранки.
При проектировании новой литейной довольно часто предполагается устройство загрузочной платформы вагранки на высоте 5 м, что не учитывая диаметра вагранки есть важной неточностью.
В качестве хорошего примера ненормально высокой вагранки, выстроенной с целью применения теплоты отходящих газов, укажем на конструкцию компании Стюдебейкер (Studebaker). В то время, когда проектировалась эта литейная (1922 г.), для консультации был приглашен последовательность экспертов. Приверженцы высокой вагранки были победителями, поскольку цифры на бумаге подтверждали, что такая установка самый рациональна.
Они обосновывали, что высота вагранки должна быть не менее восьми метров над фурмами, и без того как диаметр вагранки был задан 1800 мм, отношение оказалось 4,4 :1. Это подходит в европейскому стандарту. Неточность заключалась в том, что требуемое давление вычислили на 740 мм вод. ст. максимально, в то время, когда яяз литейный цех начал работату, давлением требовавшееся для верного хода печи, было 1270 мм вод. ст.
Компания Стюдебейкер пробовала вести плавку в вагранке наряду с этим режиме, но скоро стало известно, что брак литья достигает практически 75%. Нужно было произвести какие-то трансформации: либо увеличит!, вес коксовой колоши за пределы, диктуемые экономическими мыслями, либо же загруягать вагранку до меньшей высоты, при которой возможно было бы поддерживать расчетное давление 740 мм вод. ст. По окончании некоторых опытов стал второй путь, и в таком виде вагранка трудится сейчас.
Само собой разумеется, не в любых ситуациях установка высокой вагранки кончалась таковой,“возможно сообщить, трагедией. В ненормально высоких вагранках возможно компенсировать громадную высоту засыпки соответствующим давлением, и надлежащей регулировкой загрузки кокса до пределов экономической пользы.
Вторым мотивом против установки высокой вагранки есть много загружаемых в нее колош. Гибкость работы таковой вагранки значительно уменьшается, в случае если контроль хода выполняется способом проб на закаливание. При неточности в шихтовке приходится сливать большее количество ковшей по сравнению со стандартной вагранкой, пока не начнут оказаться исправленные колоши.
Необходимо кроме этого учесть высоту падения первых колош при завалке в шахту. Опыт продемонстрировал, что в высокой вагранке, если сравнивать с вагранкой стандартной высоты, было на 22% больше кокса размерам 25 мм и ниже. Опыт производился методом сортировки по крупности всего кокса, завалившегося в шахту.
В то время, когда вагранка была полностью загружена вхолодную, днище было открыто и количество кокса взвешено. Как мы знаем, небольшой кокс очень сильно воздействует на ход вагранки в сторону ухудшения, что должно как-либо компенсироваться.
Высота вагранки должна быть задана в первую очередь при проектировании новой литейной и прежде всего обязана рассматриваться инженером-металлургом. Неспециализированной тенденцией ветхих литейных было — строить вагранки недостаточной высоты. Так, в литейной на Мытищинском заводе и в ремонтных ЖД мастерских ст. Воронеж высота вагранок на 1 м нижё1 стандартных.
В этом случае нехватает времени для подогрева железной шихты, и для получения горячего чугуна, необходимо расходовать добавочное количество кокса. Коэфициент применения таковой вагранки низкий, и подобно тому как это делается на литейном заводе им. Войкова, необходимо использовать кокса и большое количество дутья, чтобы получить достаточно тёплый металл и надлежащую скорость плавления его.
Низкая вагранка так име^т следующие невыгодные стороны: 1) низкий коэфициент нужного действия, 2) больший расход больший расход 3) и кокса дутья. Из этого сатновится ясным, что надлежащая высота загрузочной платформы либо колошниковых створок есть значительным причиной для обеспечения обычного хода вагранки.
Диаметр шахты, само собой разумеется, есть ограничивающим неспециализированную емкость вагранки размером. Он может колебаться в зависимости от требований литейной. Лучше устанавливать вагранку пара большего диаметра, чем это требуется для выплавки проектного тоннажа на данном отрезке работы литейной.
Количество, соответствующий большему диаметру вагранки, возможно уменьшен методом утолщения футеровки. Автору много раз приходилось слышать возражение, что футеровка толще 250 мм дает небольшой коэфициент нужного действия в работе вагранки. Вправду, время от времени строят вагранки диаметром, совершенно верно соответствующим данному размеру производства, и устанавливают добавочную печь на случай расширения производства.
В первое время работы литейной индустрии, быть может, и было нужно устанавливать такую запасную вагранку для страховки против неполадок в трудящейся вагранке и остановки производства, и дабы иметь резерв в литейной. При настоящем же состоянии индустрии в целях таковой предосторожности возможно строить вагранки с запасной емкостью методом утолщения футеровки в соответствии с текущими требованиями завода.
Запасную вагранку устанавливают кроме этого вследствие того что капи-
Время от времени в производстве для облицовки вагранок используется кирпич стандартной формы. Исходя из этого при более толстой футеровке требуется пара концентрических последовательностей таких кирпичей в каждой секции, что связано с дополнительным временем при замене ветхой футеровки новой. В ОПТА для данной цели употребляют особый фасонный кирпич, имеющий форму блоков. Количество блока практически в четыре раза превышает количество обычного кирпича.
Кирпичи эти бывают различных различных размеров и фасонов. Так время на выкладку футеровки уменьшается.
Раньше капремонт вагранки средних размеров занимал от 1 до 3 дней. Создатель делал такую же работу в течение 32 часов (США). Из этого видно, наоколько принципиально важно для индустрии организовать производство указанного рода блоков для футеровки вагранок.
Помимо этого кладка из кирпичных блоков имеет то преимущество если сравнивать с кладкой из обычного кирпича, что блоки лучше сопротивляются разъеданию шлако.м потому, что целая постоянная поверхность больше при меньшем числе кромок и углов, самые подверженных разрушению. Так как оборудование для изготовления таких блоков весьма простое, то в СССР следовало бы наладить это производство срочно.
На данный момент кирпич выкладывают лишь на одну толщину последовательности. Это ветхий метод; его направляться поменять в соответствии с новыми условиями. На рис.
5 представлен новый метод облицовки вагранки, в соответствии с которому выкладываются два концентрических последовательности, ограничивающие собой рабочий диаметр вагранки. В то время, когда эти два последовательности установлены, пространство между ними и кожухом заливают раствором из 75% огнеупорной глины и 25% карборундовых высевок (смешанной с водой). Данный состав, схватившись, дает облицовку, не сменяемую при ремонте футеровки. Он может играть роль и фактически фугеровочного материала.
При таком методе облицовки не может быть опасения, что при прогорания кирпичной кладки случится авария. В случае если вагранку нужно облицовать до только малого диаметра, то нужно установить новую подовую плиту, которая возможно отлита из остатков чугуна в литейной. Ее возможно отлить из двух частей для удобства обращения с ней. Эти половинки устанавливаются в вагранки на простую подовую плиту.
При таких условиях возможно пользоваться простыми подовыми створками без каких-либо трансформаций. Иначе говоря делается фальшивое дно (кольцо). На этом фальшивом дне и возводится футеровка.
Рис. 4. Кладка стенок вагранки пустотелым кирпичом.
Рис. 5. Кладка нижней части вагранки.
Из приведенных объяснений видно, что вагранка с запасом емкости возможно отремонтирована с малой затратой времени.
Предстоящей увлекательной подробностью вагранки есть вытяжная труба выше колошниковых створок. В большинстве случаев высоту данной трубы берут равной четырех- либо пятикратному диаметру вагранки, но она зависит и от вторых факторов, поскольку она влияет на процесс сгорания и формирует естественную тягу, которая преодолевает сопротивление, испытываемое газами при проходе черев трубу. Последнее! событие имеет громадное значение для мощности вентилятора, подающего дутье,
Вагранка Хитона трудилась с одной только естественной тягой, так высота трубы игралась большую рОль в последовательности вторых факторов. Делались попытки поменять указанное соотношение (размеров методом применения принципа Бунзена. Такая конструкция в схеме представлена на рис.
6. Как правило данный принцип использовался неправильно. Так, экспериментальная вагранка в НАТИ (Москва) была снабжена низкой трубой, а для поступления в вытяжную трубу воздуха было устроено отверстие в эргономичном месте выше загрузочных створок; нижняя часть кожуха не была устроена в виде инжекторного конуса для ввода в вытяжную трубу воздуха, как продемонстрировано на рис. 6, Такая вагранка обязана трудиться кроме того при более большом давлении, чем обычная вагранка с обычной вытяжной трубой, либо при верно выполненной новой конструкции.
Сейчас разглядим другие самые важные размеры вагранки. Заберём размеры воздушной коробки. Размеры ее совершенно верно установлены. Сейчас ширину воздушной коробки принимают равной % диаметра вагранки, а высоту — половине диаметра. Такие размеры уменьшают сопротивление перемещению газов, характерное воздушным коробкам меньших размеров.
Помимо этого при таком расчете обеспечивается распределение воздуха по всем фурмам практически при однообразном давлении. В весьма небольших вагранках прошлой конструкции (диаметром менее 500 мм) воздушное пространство вдувался прямо в фурмы без посредства воздушного коробки.
Рис. 6. Вытяжное устройство НАТИ.
Последние время малые Ьагранки стали играть громадную роль в литейных ремонтных мастерских, и при изготовлении сплавов железа, идущих в качестве присадок к металлическим плавкам. Изучения продемонстрировали, что эксплоатация малых вагранок самый удачна в тех случаях, в то время, когда эти вагранки оборудуются воздушными коробками, размеры которых рассчитываются по указанным выше нормам для больших вагранок.
Размеры диаметра отверстий для ввода труб в воздушную коробку имеют, пожалуй, не меньшее значение, чем размеры коробки. Их определяют в соответствии с площадью сечения фурм либо самой вагранки. В большинстве случаев их берут равными половине площади сечения фурм либо 0,1 сечения вагранки.
При таковой пропорции диаметров труб получаются надлежащие давления в рабочем пространстве.
Направление ввода этих труб в воздушную коробку также имеет значение для верного хода вагранки. По ветхому методу трубы вводились с боковых сторон коробок. Это не нужно, поскольку фурма, ближайшая к месту поступления воздуха, была неизменно под более большим давлением и приобретала самое много дутья. Как следствие против данной фурмы получалась громаднейшая скорость Плавления, а по всему сечению в вагранке плавление шло неравномерно.
Данный недочёт был частично устранен установкой в воздушной коробке отражательного1, либо направляющего, щита против и под углом к оси разглядываемой фурмы. Данный щит отклоняет струю воздуха, заставляет ее циркулировать в коробке, и воздушное пространство так распределяется более равномерно перед поступлением в фурмы. Во многих установках направляющие щиты либо совсем не ставились либо же благодаря шлака и попадания металла из дачи они перегорали.
Такое устройство не было возможности признать за окончательную меру устранения неравномерного распределения воздуха. Уайтинг улучшил конструкцию, устроив ввод сверху. Такое устройство1 согласится сейчас наилучшим и принято во всех новейших установках.
О течением времени конструкция вагранки была еще более усовершенствована Уайтингом. Сначала им были введены воз-Душные трубы в двух диаметрально противоположных точках, расположенных выше коробки. Это новшество снабжает громадную равномерность в распределении воздуха в воздушной коробке, но не целиком и полностью.
Фурмы в данной конструкции расположены под подводящими трубами, так что те из них, каковые находятся ближе к трубам, приобретают большее количество воздуха., чем более удаленные. После этого Уайтингом было сделано новое усовершенствование в виде подводящих труб.
Таковы трансформации в конструкции желоба для вагранки, с которыми нужно ознакомиться, перед тем как делать заказ на оборудование литейного цеха.
Об устройствах для того чтобы рода, как приемные передние и ковши горны, уже упоминалось в прошлых главах. Вопрос о них заслуживает важного внимания, приходится взвешивать их преимущества и их недочёты. Эти элементы оборудования вагранки мы детально разглядим ниже.
Создатель уверен в том, что преимущество указанных устройств превышает их недочёты. До 1929 г. в Соединенных Штатах было неспециализированное предубеждение против них, но по окончании продолжительных изучений, при требованиях на более) однородный металл, американские литейщики последовали примеру европейских, уже давно пользующихся этим оборудованием.
Высота пода вагранки над полом литейной имеет громадное значение при производстве ремонта кладки. В случае если расстояние от пола до пода вагранки менее 1 м, рабочему приходится сидеть на корточках при ремонте низа вагранки; в случае если это расстояние1 более двух метров, то всю работу приходится делать, стоя на лестнице. Общепринятая высота пода вагранки над полом 1,25 м; это расстояние изменяется в зависимости от запасного оборудования, к которому приходится использоваться.
Размеры колошниковых створок находятся в определенном отношении к площади сечения вагранки. Для вагранок диаметром До 1,2 м включительно “Площадь загрузочных Створок должна быть равна 100% площади вагранки; при диаметрах более чем 1,2 м площадь створок должна быть равна 50% площади вагранки. Такое отношение не воздействует на тягу.
Конструкция вагранки изменяется в зависимости от автоматических загрузочных устройств типа шаржир-машины Шеиард (Shepard). В случае если при вагранке имеется подобное устройство, то загрузочные створки нужно устанавливать на таковой высоте, дабы указанный автомат имел возможность входить в вагранку. При этих условиях давление дутья нужно повысить на 10%, дабы уменьшить колебания давления, вызываемые открытием загрузочных створок громадных размеров.
Об установке искротушителей приходится заботиться в соответствии с требованиями правил безопасности в цехе и в целях пожарной безопасности. В Европе строят сложные совокупности искро-тушительных устройств (рис. 8), в то время как в Соединенных Штатах устройства эти весьма несложны (рис. 9).
Обе совокупности достигают одной и той же цели, но вторая оказывает меньшее влияние на работу вагранки. Что касается камерного типа, принятого в литейных Европы, то Ьпыты продемонстрировали, что он требует увеличения рабочего давления практически на 15% против обычного. Несложным по конструкции есть искроулавливатель совокупности Уайтинга, но срок работы его—100 плавок а также меньше.
Необходимо, но, дать согласие с тем, что разглядываемая совокупность действенна и не требует повышенного давления для работы вагранки, в чем ее неоспоримое преимущество. В свое время компания Джонсон и Дженнингс (Детройт) должна была так или иначе избавиться от больших штрафов, налагавшихся на нее городом за несоблюдение правил безопасности В рабочий части города, где был расположен литейный завЬд компании.
Аппарат Уайтинга не отвечал требованиям страховых правил, и компании было нужно выработать конструкцию камерного искроулавливателя, представленного на рис. 10. Это несложная ящи-кообразная конструкция из металлических труб, покрытая металлической проволочной сеткой с отверстиями в 1 мм2.
Искры ударяются об эту сетку и падают обратно на площадку плавильной печи. Каждую семь дней осадки удаляются (они идут на постройку дорог около завода). Э.то устройство весьма действенно и не трй-бует повышенного рабочего давления в вагранке.
Рис. 8. Искротушительное устройство (европейский тип).
Рис. 9. Искротушительное уетройстю (американский тип).
Рис. 10. Искроулавливатель Джонсона.
В случае если мы учтем все сообщённое, то заметим, что целого при проектировании конструкции вагранки есть создание таких условий, каковые как в отдельности, так и в совокупности снабжают равномерный процесс плавления при равномерном распределении дутья.
