Что такое вагранка
Такое оборудование, как вагранка, представляет собой печь шахтного типа, предназначенную для плавки чугуна в заводских условиях. Такие устройства – самые распространенные чугунолитейные печи на производстве. По статистике до 95% работ по изготовлению чугунных изделий и заготовок осуществляется с их помощью. Связана популярность с тем, что плавка в вагранках – это метод с высоким КПД и производительностью, а сами они просты в эксплуатации и обслуживании. Ключевое преимущество и отличие от домны – отсутствие химических изменений в составе готового сплава.
О том, где и когда впервые применили такую конструкцию, ведутся споры. Одни исследователи полагают, что это произошло в середине 18 века в России на Гусевском заводе, а изобретателем называют заводчика Баташева. Другие считают, что первыми были англичане. Вероятно, правы первые, так как Уилкинсон зарегистрировал патент на плавильню только в 1794 году. То есть на несколько десятилетий позже. В сети легко найти фото и рисунки плавильных агрегатов той эпохи. Все они имеют схожую конструкцию. Эта конструкция стала эффективной заменой переносных горнов.
Типы и их особенности
Производятся модели, работающие на газу, твёрдом топливе – коксе, гибридные коксогазовые. Плюс коксовых печей – доступная шихта, небольшое содержание магния и кремния, минимальная окислительная способность создаваемой внутри плавильной камеры атмосферы. Также во время работы не требуется постоянно поддерживать высокую температуру в воздухоподогревателях. Газовые модели хороши, благодаря недорогому топливу. Однако наиболее выгодными считаются коксогазовые. Они обеспечивают снижение себестоимости готовых изделий.
Средняя производительность печей-вагранок варьируется в пределах от 5 до 20 тонн чугуна в час. Отдельные модели могут выплавлять до 45 – 50 тонн. Старинные модели давали производительность не выше 3,5 т/ч.
Устройство оборудования
Ещё одна важная особенность – простое устройство вагранки, обеспечивающее лёгкость сборки и монтажа на предприятии. Она состоит из четырёх основных деталей:
- Шахта, заполняемая шихтой и продуктами плавления. Внешние габариты – диаметр от 1,1 до 3 метров, высота в пределах от 3,7 до 9 метров.
- Копильник, в котором чугун накапливается перед непосредственной разливкой. В зависимости от модели он может иметь высоту 1,8 – 2 метра и до 3,5 включительно при диаметре от 90 см до 3 метров.
- Дымовая труба с разрежением в верхней части шахты. Её основная задача – отвод пыли и газа, образующихся во время работы печи.
- Искрогаситель, улавливающий раскалённые частицы, пыль.
Основной кожух изготавливается из листовой стали, футерованной изнутри шамотным или огнеупорным кирпичом. Кладка обеспечивает защиту конструкции и её равномерный прогрев изнутри. Кожух и футеровка не прилегают плотно друг к другу. Среднее расстояние между ними составляет 1,5 см. По периметру на стальной корпус привариваются уголки на расстоянии до метра друг от друга. На поверхности есть несколько типов отверстий – смотровые, загрузочные, для удаления шлака.
Печи такого типа выпускаются в трёх основных модификациях, отличающихся длительностью межремонтного цикла – 24 часа, до 80 часов и более. Первый тип обязательно оснащается системой водяного охлаждения. После цикла плавки производится ремонт футеровки.
Принципы эксплуатации
Разберём принцип работы вагранки на предприятии. Его условно можно разделить на несколько этапов:
- Сначала через специальное окно загрузки подаётся шихта. Это чугунный и стальной лом, стружка, флюсы и литники, кокс. В качестве флюса обычно применяется известняк (до 4% от общей массы). Материал подаётся в шахту порционно. В первую очередь загружают крупные куски коксового топлива. Металл измельчается перед подачей при помощи чушколомов, специальных ножниц, другого оборудования.
- Далее, используя газ или дрова, выполняют разогрев кокса до температуры около 1500С.
- Выполняется продувка и загрузка первой металлической колоши и рабочего кокса. Процедура повторяется, пока шахта не будет заполнена до загрузочного окна.
- Как только внутреннее пространство заполнено материалом, начинается подача воздуха при помощи вентилятора. Загруженный первым кокс выделяет газы, разогревающие внутреннее пространство, и обеспечивающие процесс равномерного плавления стальной шихты и чугунного лома.
Расплавленный материал постепенно стекает в переходную лётку, а из неё – в копильник. Далее специалисты могут добавлять модификаторы, ферросплавы, проводить продувку кислородом. Для модификации применяются магний, алюминий, силикокальций или ферросилиций. Эти добавки помогают добиться желаемых механических свойств металла. После заполнения копильника специалист выполняет спуск шлака через шлаковую лётку, а металл через чугунную.
При эксплуатации печи вагранки важен точный расчет параметров:
- Количества загружаемого материала;
- Состава и соотношения;
- Температуры внутри шахты.
Для растопки агрегата допускается применение различных видов топлива – антрацита, древесного угля, торфяного кокса, воздушно-сухого торфа и дров. Однако наиболее рациональным является использование каменноугольного кокса. Средний расход составляет до 12% от массы шихты. КПД ваграночного плавления в идеальных условиях – около 50%.
Источник
Как собрать вагранку
Вагранка своими руками, как собрать вагранку
Выплавлять чугун можно не только на заводе, но и в собственной печи. Разумеется, в таких условиях трудно добиться промышленных масштабов, но зато при должных навыках и умениях своя плавильная мастерская может приносить неплохой доход. Для этого нужно знать, как собрать вагранку. Рассмотрим процесс создания плавильной печи.
Конструкция вагранки, собранной своими руками, обычно включает плавильную камеру, газовый туннель, топку и фундамент. Плавильная камера имеет круглое внутреннее сечение, обеспечивающее оптимальный поток печных газов и минимальное сопротивление. В камеру заходит туннель, низ которого упирается в под сферической формы.
Другой стороной туннель выходит в топку с форсункой. Воздушная труба оснащается краном-бабочкой и вентилятором. К концу топливной трубки добавляют железную воронку. В середине камеры вырезают дыру, через которую выходит дым. Труба не должна плотно прилегать к самой печи.
Перед сборкой необходимо рассчитать параметры вагранки. Глубина ванны обычно принимается равной 150-350 мм. Чем меньше значение – тем быстрее проходит плавка, размер можно регулировать в процессе отладки. Диаметр внутренней камеры определяют исходя из того, что 1 т чугуна и шлака занимает 0,17 м 3 . Опытные плавильщики рекомендуют брать 0,5-1 м 2 на тонну. Свод печи выполняется в виде усеченного конуса, который по высоте равен глубине пода.
В качестве примера приведены размеры действующей самодельной вагранки:
- диаметр – 840 мм;
- наружная высота конструкции – 700 мм;
- высота от нижней точки пода до среза дымохода – 350 мм;
- высота фундамента – 500 мм;
- диаметр воздуховода – 140 мм;
- глубина ванны – 120 мм;
- диаметр дымохода – 300 мм.
Строительство самодельной вагранки начинается с фундамента. Фундамент — ящик из кирпича высотой около полуметра. Дно засыпается толченым коксом или печным шлаком, наверх добавляют песок с глиной. Все утрамбовывается и накрывается сверху листом асбеста толщиной 5-10 мм. Затем устанавливается каркас из железа. Если фундамент печи имеет прямоугольную форму, то каркас делают квадратным. Ширина каркаса должна на 250 мм превышать наружный диаметр плавильной камеры. В каркасе прорезаются отверстия для летки, топки и люка. Дырка для люка должна находиться над леткой или в противоположной от нее стороне.
Внутри каркаса шамотным кирпичом выкладывается лещадь, зазоры уплотняются глиной. После лещади приступают к строительству боковых стен, подгоняя кирпичи до минимальных зазоров. Люк, летка и туннель оформляются из кирпичей.
Под набивается шамотом, при этом рекомендуют добавлять графит. Газовый туннель обмазывают смесью графита и шамотной глины. После набивки его просушивают, для сушки можно использовать пропановую горелку.
Переходим к своду. На под стелят целлофан, во внутреннее пространство печи засыпается песок. При помощи рейки своду придают форму и выкладывают кирпичи, подпиливая каждый с двух сторон. Кирпичи кладут на ребро, по завершении стыки необходимо пролить жидким раствором и просушить.
После высыхания песок удаляется через завалочное окно, свод изнутри обмазывается жидким раствором. В случае отсутствия подходящей трубы, патрубок дымохода можно выложить из шамота. Фурма вмуровывается в топку, сверху нужно оставить дырку для люка. Обязательно следует обмазать топку глиной с графитом. После просушки свода оставшиеся полости между кожухом и печью засыпают песком.
Форсунку можно использовать готовую. Язык летки формуется из шамота и просушивается горелкой. При помощи болгарки из крупных огнеупорных блоков создают дверцы и крышки.
После сборки самодельной вагранки камеру разжигают на три часа. Желательно нагреть ее до появления небольшого свечения. Топка через дверцу обрабатывается лампой. После того как печь остынет, осматривают и жидким раствором заделывают трещины. Вагранка, собранная своими руками, готова. Можно приступать непосредственно к плавке.
Источник
Литьё чугуна. Плавильная печь своими руками от А до Я «Вагранка».
Здравствуйте! Меня зовут Иван Давыдов (8 -913 -043-04-28),
Наш сайт: https://davidov.energy/
Наш Instagram: https://www.instagram.com/davidov024/
Наша АУшечка: https://krsk.au.ru/5626865/
Интересно , то велком в группу !
https://chat.whatsapp.com/6ZXZjCgcE4J8XVCJFOYg1F
Делимся опытом и для начинающих всё для понимания и исправления косяков по обвязке ТТК и инженерки.
Давно меня гложит внутри — хочу поделиться знаниями приобретёнными за последнее время. Постараюсь создать серию видео с детальными объяснениями, чертежами, материалами, по созданию печи для плавки чугуна.
Тема на форуме где вы сможете найти всё необходимое по созданию печи: https://www.forumhouse.ru/threads/444085/
Почитать про самый хлёсткий котёл: https://krsk.au.ru/5626865/
Он же на форуме: https://www.forumhouse.ru/threads/273807/ — Изготовление своими руками.
Здравствуйте! Меня зовут Иван Давыдов (8 -913 -043-04-28), я производитель автоматических угольных котлов, возможно, многие меня заочно знают по моим публикациям:
https://www.forumhouse.ru/posts/16512774/ — Простейший угле-автомат своими руками;
https://www.forumhouse.ru/threads/431933/ — ЧПУ плазморез своими руками;
https://www.forumhouse.ru/threads/351842/ — Шнековый котёл Горыныч; https://www.forumhouse.ru/threads/230997/ — Дом из бруса; https://www.forumhouse.ru/threads/298338/ — Котёл по мотивам энергии-ТТ – Мои опубликованные работы.
Мы провели глубокую модернизацию бюджетных автоматических котлов, которые я Вам и хочу представить: https://krsk.au.ru/5626865/
Бюджетными у меня считаются 4ре модели, это: 15,20,25,35 кВт номинальной мощности, рабочий максимум у них соответственно: 20,28,35,45кВт.
15/20кВт – Бункер под уголь 250литров, места под золу 15литров, цена: 100.000рублей*;
20/28кВт – Бункер под уголь 230литров, места под золу 25литров, цена: 115.000рублей*;
25/35кВт – Бункер под уголь 500литров, места под золу 50литров, цена: 135.000рублей*;
35/45кВт – Бункер под уголь 1000литров, места под золу 50литров, цена: 160.000рублей*;
* — Доставка котла до места — уже входит в стоимость котлов (по Красноярску и пригороду).
На всех моих котлах мой собственный блок управления, моя авторская горелка – которая не печёт коржи, защита по току заклинивания шнека с последующим реверсом, ДЖСМ модуль, Контроллер может работать как по уличной температуре – так же и по домашней температуре. Большие бункера и зольные ящики.
Территориально нахожусь: Красноярский край, г. Железногорск, улица Южная. [B]Мой телефон:[/B] 8 -913 -043-04-28 [B]Иван[/B].
Не стесняйтесь, звоните, пишите. Второй номер: 8-902-916-11-19
Видео Литьё чугуна. Плавильная печь своими руками от А до Я «Вагранка». канала Иван Давыдов
Источник
Вагранки
Плавка чугуна в вагранке
Вагранки являются основными плавильными агрегатами в чугунолитейных цехах. Пламенную печь применяют для плавки специальных чугунов , например, для литья прокатных валков. Тигельный горн применяют в небольших ремонтных литейных цехах. В электропечах выплавляют специальные легированные чугуны.
Конструкция вагранки
На рис. 73 приведена конструкция автоматизированной вагранки . Вагранка представляет собой шахтную печь (рис. 73, а), выложенную внутри огнеупорным шамотным кирпичом 19. Снаружи вагранка имеет металлический кожух 20, клепаный или сварной, из листовой стали.
Рис. 73 . Вагранка с копильником
Шахта вагранки опирается на плиту 16, установленную на опорных колоннах 2. Снизу шахта имеет днище 1, которое перед началом работы закрывается и в конце плавки открывается. В верхней части шахты (рис. 73, б) расположено загрузочное окно 13; через это окно в вагранку регулярно загружают определенные порции (колоши) шихтовых материалов в течение всей плавки, предварительно заполнив горн (нижнюю часть шахты) коксовой холостой колошей. В нижней части шахты вагранки для подачи воздуха имеется воздушная коробка 6; из нее воздух, необходимый для горения топлива, подается в вагранку через отверстия — фурмы 5. Фурмы могут быть расположены в один или несколько рядов. На вагранке, показанной на рис. 73, фурмы расположены в один ряд.
Часть вагранки, расположенную выше загрузочного окна, называют трубой 10. На верхней части трубы устанавливается искроуловитель 11 для гашения раскаленных частичек топлива, которые выносятся из вагранки потоком газов. Отходящие газы из вагранки отсасываются в трубу 7 и направляются для очистки от пыли в камеру 12; этот газ используется для подогрева воздуха.
Расплавленный чугун стекает в нижнюю часть шахты, называемую горном, и оттуда непрерывной струей по наклонному поду вагранки через канал 24 стекает в копильник 3, служащий для сбора металла. Из копильника по мере накопления металл выпускают в ковш. Для выпуска шлака по желобу сделана шлаковая летка 18. В вагранках без копильника накопление чугуна производится в нижней части шахты — горне. Вагранки строят производительностью от 0,5 до 30 m/час.
Для удобства обслуживания вагранки около загрузочного окна устраивают так называемую колошниковую площадку 14. На заводах Советского Союза загрузка большинства вагранок механизирована при помощи бадьи 9 и специального консольного крана 15 или наклонного подъемника. Бадья имеет открывающееся дно, через которое материалы засыпаются в вагранку.
Загрузку материалов в вагранку производят послойно, порциями, в следующем порядке: на холостую колошу (слой кокса до плавильного пояса), загружают металлическую колошу 22 (металлическую шихту), затем рабочую топливную колошу 21 (кокс), на которую засыпают флюс (известняк), потом снова металл и т. д. Топливо рабочей колоши сгорает неполностью. Остаток его идет на пополнение частично выгорающей холостой колоши, которая, таким образом, во время плавки поддерживается на постоянном уровне.
Для повышения температуры расплавленного чугуна производят подогрев воздуха, подаваемого в фурмы, или вдувание кислорода в вагранку.
В результате насыщения металла углеродом содержание последнего в выплавляемом чугуне колеблется в пределах 3,2—3,4% независимо от его содержания в шихте, которая в отдельных случаях может состоять из одного малоуглеродистого стального лома.
На отечественных заводах начали внедрять вагранки, в которых в качестве топлива применяется природный газ. Благодаря отсутствию в шихте вагранки кокса, способствующего науглероживанию металла и созданию окислительной атмосферы, в таких вагранках можно выплавлять не только низкоуглеродистый чугун, но графитизированную сталь. Также применяются вагранки со смешанным топливом — газ и кокс.
Конструкция вагранки также начинает частично изменяться. Для нижней части шахты вагранки стали применять водяное охлаждение 23, что уменьшает расход огнеупорных материалов, а также обеспечивает более продолжительное время их работы без ремонта.
В вагранках, футерованных основным (магнезитовым) кирпичом, получают чугун с небольшим содержанием серы. Стали применять закрытые вагранки без искроуловителя; отходящие газы из вагранки удаляются вентилятором (дымососом), причем тепло газов используется для подогрева воздуха. Из отходящего газа тщательно отделяются несгоревшие частицы и пыль. В таких вагранках обеспечивается получение более перегретого чугуна, и они не загрязняют воздух отходящими газами, содержащими окись углерода.
Загрузка шихты в бадью 9 из бункеров 17 и режим плавки в вагранке автоматизируются с применением счетно-решающих устройств.
Источник
