Марганца вносят (в %):
Чугун Л0 0,2X0,6=0.12
Чугун Л1 0,2x0,5=0,10
Оборотный 0,3X0,6=0,18
Лом чугуна 0,2X0,8-0,16
Лом стали 0,1x0,8-0,08
Всего 0,64%
Угар 20% 0.13
Остается 0,51%
Марганца не хватает:
0,70 —0.51=0,19 или0,19 * 200 /100 = 0,36 кг на одну колошу.
1 кг ферромарганца марки Мн6 содержит 0,7—0,75 кг марганца. Угар марганца около 30%. Следовательно, в шихту можно дать ферромарганца до 1кг на одну колошу.
Фосфора вносят (в %):
Чугун Л0 0,2X0,3 =0,06
Чугун Л1 0,2X0,15=0,03
Оборотный 0,3X0,18=0,054
Лом чугуна 0,2X0,2 =0,04
Лом стали 0.1X0.05=0,005
Всего 0,189%
Серы вносят (в %):
Чугун Л00,2X0,02=0,004
Чугун Л10,2X0,03=0.006
Оборотный 0,3X0,10=0,030
Лом чугуна 0.2X0.15=0,030
Лом стали0,1X0,05=0,05
Всего0,075%
Пригар 50%+0,0315
__________________________________________________
0,1125%
т.е. - серы в литье будет менее заданного.
5. Описание работы рассчитанного плавильного агрегата
5.1 Описание технологии плавки.
Технология плавки должна обеспечивать получение нужного и стабильного состава чугуна и высокой температура металла при заданной производительности. Выполняются эти требования за счет выбора соответствующего расхода кокса и дутья (иногда и за счет изменения температуры подогрева дутья). Сложность управления процессом заключается в том, что изменение расхода кокса или воздуха изменяет одновременно как температуру металла, так и производительность вагранки. Поэтому для изменения только производительности или только температуры металла, как правило, необходимо изменять и расход кокса, и расход дутья. Оперативное регулирование процессом обеспечивается только за счет изменения температуры или расхода дутья и содержания в нем кислорода. Изменение же расхода кокса влияет на ваграночный процесс с задержкой 30-60 мин, т.е. после достижения измененной порцией кокса холостой калоши. В определенном интервале можно регулировать производительность вагранки только за счет изменения расхода дутья. При этом температура металла сохраняется практически постоянной. Применение подогрева дутья , доменного профиля шахты вагранки и подача 50 % дутья через фурмы , расположенные на высоте 700-1000 мм от первого ряда, позволяет значительно увеличить диапазон допустимого изменения производительности вагранки только за счет изменения подачи дутья.
Тепловой КПД работы вагранок различен при нагреве шихты, плавлении ее и нагреве жидкого металла. В зоне нагрева шихты КПД имеет наибольшее значение и составляет 50-60 %, в зоне плавления 30-40%, а в зоне нагрева капель жидкого металла – всего 10-15%.
Оптимальный режим работы вагранок – получение чугуна в интервале температур 1340-1400 0 С при холодном дутье и 1400-1450 0 С при подогретом дутье. Получение более высокой температуры металла в вагранке (до 1550 0 С ) возможно, но требует высокотемпературного дутья и повышенного расхода кокса; поэтому экономичнее использовать для перегрева электрические индукционные и дуговые миксеры. Выплавка чугуна с более низкими температурами, хотя и позволяет снизить расход кокса, приводит к техническим трудностям по обслуживанию вагранки из-за зашлаковывания фурм, опасности ”закозления” вагранки при незапланированных простоях и др.
Методы интенсификации ваграночного процесса направлены либо на повышение температурного режима в вагранке, либо на перегрев жидкого металла на желобе, на горне или в копильнике. Для повышения температуры металла применяют подогрев дутья, обогащение его кислородом, подача дутья через 2 ряда фурм, применение карбида кальция и подача части дутья через горн.
Подогрев дутья и обогащение его кислородом обеспечивают повышение температуры металла примерно на 15-25 0 С на каждые 100 0 С подогрева дутья или на 1% повышения содержания кислорода в дутье.
Отвод части дутья через горн и стационарный копильник расширяет высокотемпературную кислородную зону и может привести к повышению температуры металла на 30-50 0 С в вагранках малого диаметра. Положительные результаты при этом методе обеспечиваются только в случаи правильного распределения дутья, продуваемого через горн и шахту вагранки в отношении 20-25% и 75-80% , и увеличения общего расхода дутья.
Карбиды кальция или кремния подаются в вагранку вместе с коксом рабочей топливной колонии в количестве 2% от металлозавалки. Благодаря высокой температуре плавления, карбид кальция плавиться в кислородной зоне и сгорает, выделяя шлак.
И повышая температуру в этой зоне. Присадка 2% карбида кальция повышает температуру металла на 40-50 0 С и приводит к снижению содержания серы в чугуне.
5.2 Ремонт и подготовка вагранки к плавке.
Заключается в ремонте футеровки, металлоконструкций, механизмов и оборудования, обеспечивающего нормальную работу вагранки.
Капитальный ремонт трубы вагранки выше завалочного окна производится не чаще 1 раза в год. После удаления всей старой футеровки труба выкладывается шамотным кирпичом на ремонтной глине “на ребро” или “на ребро и плашку”; толщина футеровки120 или 180 мм. Зазор между кирпичом - не более 2-3 мм.
Капитальный ремонт шахты вагранки выше зоны плавления до защитных кирпичей или завалочного окна производится не чаще 1 раза в квартал. При этом удаляется внутренний ряд футеровки. Нарушенные места наружного ряда кладки закладываются подтесанным кирпичом.
Продолжительность сушки на воздухе – не менее 24 часов. После капитального ремонта розжиг вагранки требуется производить на 0.5-1 час дольше, чем после текущего ремонта, загрузив дополнительное количество кокса.
Текущий ремонт шахты вагранки в плавильном поясе производят после каждой выбивки вагранки. При этом сначала удаляют шлак, прогоревшие кирпичи и настыли, но сохраняют ошлакованную поверхность шахты. Новую футеровку выполняют кирпичом марки ШАВ, набивным футеровочным составом или торкретной массой. Толщина футеровки в вагранках без водяного охлаждения 180- 250 мм, в водоохлаждаемых 65-120 мм. Вагранки с длительным циклом работы вовсе не имеют футеровки, либо обмазываются ремонтной глиной 8-20 мм, либо выкладываются “на плашку” лещадкой или кирпичом ”клин ребровый”. Текущий ремонт зоны фурм и горна вагранки выполняется после каждой выбивки. При ежедневной выбивке вагранок после одной или двух смен работы они футеруются слоем толщиной 180-500 мм так же, как и плавильный пояс. При работе без выбивки в течении недели и более горн выкладывается высокоглиноземистым кирпичом от подины до уровня фурм. Вся зона может набиваться графитовой массой.
Текущий ремонт переходного канала, сифонного шлакоотделителя и летки производят после каждой выбивки.
5.3 Подготовка вагранки к плавке.
Она заключается в проверке исправности всех узлов и систем, обеспечивающих ее эксплуатацию. Особое внимание при этом нужно обращать на прочность крепления и исправность днища вагранки, фурм, устройств для набора, взвешивания и загрузки шихты. В вагранках с очисткой газов, подогревом дутья и использованием природного газа необходимо проверять плотность фланцевых соединений смотровых люков, задвижек, шиберов, предохранительных и взрывных клапанов в системе газоочистки и трубопроводах природного газа, воды и воздуха. При подготовке вагранки закрытого типа к плавке необходимо проверять исправность всех систем дистанционного и автоматического управления, приборов КИП и работу звуковой и световой аварийной сигнализации.
5.4 Розжиг кокса холостой колоши.
Его производят после ремонта и набивки подины вагранки. Загрузка кокса проводится частями в 2-3 приема. Разжигают холостую колошу чаще всего природным газом, а в случае его отсутствия – дровами.
После загрузки первой порции кокса (30-50%) в отверстие рабочего окна вставляется предварительно зажженная переносная горелка для природного газа. После того, как кокс у рабочего окна разгорелся, горелки поочередно переставляют в фурмы, следя за равномерностью розжига холостой колоши по сечению. После розжига первой порции загружают последующие части холостой колоши. Розжиг завершается продувкой холостой колоши и замером ее высоты. Уровень холостой колоши должен быть на 1200-1500 мм выше фурм независимо от диаметра вагранки и применяемого давления дутья. При естественной тяге трубы розжиг продолжается 3-4 часа. В закрытых вагранках розжиг может быть сокращен до 1.5-2 часов.
5.5 Шихтовые материалы.
Их нужно хранить и складировать повагонно. К ним прилагаются сертификатные данные, подтверждающие анализ заводской лаборатории. Стальной и чугунный лом должны быть рассортированы по классам. Габаритные размеры материалов – не свыше 1/3 диаметра вагранки, масса не более 30-40 кг. Масса металлической части колоши принимается равной 1/10 – 1/12 часовой производительности печи, а масса коксовой колоши – 8-14% от металлической. Загрузка первого столба шихты зачастую проводиться с соблюдением следующих особенностей: в первых четырех – пяти колошах доля металлозавалки уменьшается на 20%, доля стального лома увеличивается в 1.5-2 раза, чтобы снизить пригар углерода(исключается применение для этих колош массивных кусков лома). В пятую колошу загружается удвоенная порция топлива. Перед пуском дутья закрывают летки для металла и шлака или (при наличии сифонного металлоприемника-шлакоотделителя) переходный канал. Металлическая летка закрывается притычной глиной с бруском, изготовленным по размеру летки из боя стержней. Шлаковая летка заделывается горелой и наполнительной формовочной смесью. Переходной канал шлакоотделителя забивается на всю длину гарью или сухим кварцевым песком, а сверху протрамбовывается формовочной смесью.
5.6 Дутье.
Дутье в вагранку подается сразу же после окончания завалки первого столба шихты. Если по каким то либо причинам пуск дутья задерживается, нужно принять меры к замедлению горения кокса холостой колоши. Давление дутья вначале рекомендуется устанавливать в размере 40-50% от оптимального. При правильном ведении розжига первые капли металла появятся у фурм через 15-20 минут, после этого давление дутья увеличивается до оптимального. Первый выпуск металла производят в зависимости от конструкции вагранки, емкости горна или копильника через 15-40 мин. После появления первых капель у фурм. При выпуске первого металла через сифонный шлакоотделитель необходимо кратковременно уменьшить давление дутья в вагранке во избежание выброса металла из металлоприемника давлением газов.
5.7 Управление работой вагранки в период плавки.
Заключается в обеспечении своевременного выпуска чугуна и шлака, нормальной работы всех механизмов и приборов, в изменении при необходимости режима плавки, в кратковременных остановках вагранки и устранении неполадок в ее работе. Если за ранее о необходимости остановки вагранки, то за 30-40 минут до этого необходимо загружать удвоенную топливную колонну.
При непредвиденных остановках более чем на 15-20 минут удвоенную топливную колонну надо загружать сразу же после пуска вагранки.
Время простоев вагранки не должно превышать 10 минут в первый час работы, 30 минут – во второй и третий часы работы, и не более 1-1.5 часа во все последующее время работы.
5.8 Период окончания плавки.
Он начинается с прекращения загрузки шихты. По мере проплавления столба шихты следует снижать давление дутья в фурменной коробке, сохраняя постоянным его расход при уменьшающемся сопротивлении столба шихты. В вагранке закрытого типа уменьшают расход дутья с таким расчетом, чтобы температура газов на колошнике до полного проплавления шихты не превышала 700-800 0 С. В вагранке с горячим дутьем после прекращения подачи дутья в вагранку его нужно пропускать через рекуператор для охлаждения теплообменников еще в течении 30-40 минут. Перед выбивкой вагранки следует выпустить весь металл и шлак из нее и сифонного устройства, убедиться в отсутствии воды и влажного грунта под вагранкой. Разгермитизация вагранки и выключение запальника в камере дожигания закрытых вагранок производиться только после полной выбивки вагранки.
5.9 Характерные неполадки при работе агрегата и меры по их устранению.
5.9.1 В вагранке.
1.Низкая температура металла в начале плавки.
Причина: Низкая начальная высота холостой колоши; мелкий кокс с малой механической прочностью; большое снижение высоты холостой колоши из-за длительного или интенсивного розжига.
Меры по устранению: дать одну или две удвоенные топливные колоши; уменьшить временно расход дутья (до подхода пересыпки к зоне плавления).
2.Снижение температуры выпускаемого металла.
Причина: Снижение уровня зоны плавления и температуры подогрева дутья.
Меры по устранению: дать удвоенную топливную колошу; проверить правильность назначения и дозирования кокса и массы металлической колоши; принять меры к подъему температурного подогрева дутья.
3.Прорыв металла через подину.
Причина: Некачественная набивка подины; размыв подины водой , поступающей через неплотности водоохлаждаемых узлов вагранки; большое давление дутья в начале плавки.
Меры по устранению: прекратить подачу дутья в вагранку; выпустить из нее весь металл (до шлака); закрыть огнеупорной глиной место прорыва; исключить попадание воды в вагранку.
4.Замерзание металла в летке или переходном канале сифонного шлакоотделителя в начале плавки.
Причина: Понижение температуры металла; плохая забивка летки или переходного канала и шлакоотделителя; попадание куска кокса в переходной канал.
Меры по устранению: прекратить подачу дутья вагранку; прожигать летку кислородом. При необходимости принять меры к повышению температуры металла.
5.Прекращение стока металла через переходной канал сифонного шлакоотделителя.
Причина: резкое снижение температуры металла; попадание в переходной канал куска кокса, обгоревшего кирпича.
Меры по устранению: остановить дутье; выпустить металл из шлакоотделителя; прочистить ломиком или прожечь кислородом переходной канал или немедленно выбить вагранку; принять меры к повышению температуры металла.
6.Подъем шлака в вагранке к фурмам и прекращение удаления его через сифонный шлакоотделитель.
Причина: Недостаточное давление дутья в вагранке; несоблюдение размеров сифонного шлакоотделителя; попадание в переходной канал куска кокса.
Меры по устранению: поднять давление дутья до максимального. Прочистить летку ”иглой”, а если это не дает результата, прекратить подачу дутья в вагранку, выпустить металл через нижнюю летку; снизить металлический и шлаковый пороги.
7.Верхнее зависание шихты.
Причина: Применение крупной шихты; наличие выбоин и выступов в футеровке шахты вагранки.
Меры по устранению: прекратить подачу дутья в вагранку. Соблюдая правила предосторожности, пробивать шихту через загрузочное окно или люки в шахте закрытых вагранок, предварительно включив в них устройство, создающее разряжение в системе газоочистки, и открыв люки в верхней части шахты. После устранения зависания дать удвоенную топливную колошу.
8. Нижнее зависание шихты (зависание шихты на шлаковых настылях).
Причина: Применение мелкого кокса с высоким содержанием золы либо некачественного флюса; обвалы футеровки из-за некачественного ремонта.
Меры по устранению: дать одну или две топливные колоши крупного кокса и легкоплавкого флюса и, если устранить зависание не удается , выбить вагранку во избежание образования “козла”.
4.9.2 В системе газоочистки.
1.Не закрывается нижняя крышка шлюзовой камеры загрузки шихты закрытых вагранок.
Причина: Перегрузка шахты вагранки; верхнее зависание шихты.
Меры по устранению: перевести управление крышкой в наладочный режим; попробовать закрыть крышку через 10-15 минут; принять меры по устранению верхнего зависания.
2.Зависание шихты в бункере шлюзовой камеры.
Причина: Применение не габаритной шихты; большая масса колоши.
Меры по устранению: остановить дутье; выключить устройство создающее разряжение в системе газоочистки; открыть верхнюю крышку шлюзовой камеры и закрепить ее; проветрить бункер и соблюдая правила предосторожности устранить зависание шихты; работы выполнять в противогазе.
3.Повышение давления в узле отбора газов в систему газоочистки выше заданного.
Причина: Забивка шламопроводов; прекращение слива воды от аппаратов газоочистки; засорение газохода ваграночных газов.
Меры по устранению: прекратить подачу дутья в вагранку и подачу воды к аппаратам газоочистки; проверить слив шлама из аппаратов газоочистки и при необходимости почистить шламопроводы.
4.Увеличение температуры газов в системе газоочистки выше допустимой.
Причина: Понижение уровня шихты в вагранке; зависание шихты; отсутствие подачи воды в систему газоочистки.
Меры по устранению: снизить расход дутья; принять меры по загрузке шихты в вагранку; устранить зависание; проверить исправность системы подачи воды к аппаратам газоочистки; устранить замеченные неисправности; увеличить расход воды в системе газоочистки.
5.Разрушение или пригар взрывных клапанов в системе газоочистки.
Причина: Высокая температура ваграночных газов; взрыв в системе газоочистки.
Меры по устранению: прекратить подачу дутья и выключить устройства, создающие разряжение в системе газоочистки; отключить узел с вышедшим из строя клапаном от вагранки; открыть доступ ваграночных газов в атмосферу непосредственно из шахты вагранки; заменить вышедший из строя взрывной клапан; герметизировать систему газоочистки; включить систему отсоса ваграночных газов.
5.9.2 В системе подачи и подогрева дутья.
1.Отсутствие разряжения в топке или камере дожигания рекуператора.
Причина: Засорение теплообменника пылью; неплотное закрытие люков и лазов рекуператора.
Меры по устранению: проверить герметичность дымового тракта рекуператора; уменьшить расход дымовых газов через рекуператор (снизить расход дутья или уменьшить расход природного газа).
2.Превышение заданной температуры дыма на выходе из топки рекуператора.
Причина: Повышенный расход кокса в вагранке, природного газа в рекуператоре или низкое качество кокса.
Меры по устранению: уменьшить расход газа в топке рекуператора; увеличить подсос воздуха в топку рекуператора; принять меры к снижению расхода кокса.
3.Проскок пламени в горелку ваграночных газов.
Причина: Малая скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки.
Меры по устранению: увеличить подачу воздуха в горелку, и если это не дает результата, прекратить подачу дутья в вагранку; дать смесителю остыть.
6. Техника безопасности при эксплуатации проектируемого агрегата.
В литейных цехах, где имеется в большом количестве жидкий металл, особенно остро стоит вопрос о безопасной эксплуатации печей для плавки и выдержки жидкого металла, а также его транспортирования в ковшах
29-04-2015, 01:04