Вагранка что это такое

Что такое вагранка

Подробности Создано: 17.09.2019 13:34 678

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 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: https://ivlit.ru/litejnoe-proizvodstvo/stati/chto-takoe-vagranka

Вагранщик. Особенности профессии, зарплата, где выучиться

Чугун известен как незаменимый материал с глубокой древности. Выплавкой чугуна на душу населения ещё в начале-середине XX века мерили экономическую мощь и благосостояние государства.

Поэтому ничего удивительного, что и профессии, связанные с производством чугуна, всегда относились к самым важным и уважаемым. Отсюда и возникла профессия вагранщика – специалиста по обслуживанию плавильной печи-вагранки.

Что собой представляет вагранка

Вагранка – это вертикальная доменная печь, в которой происходит переплавка чугуна. Такая конструкция известна с незапамятных времен и считается наиболее древней. Вагранка чаще всего имеет форму сужающегося кверху цилиндра.

Топливом при плавке сырья обычно служит кокс или уголь антрацитных марок, насыпаемый в печь сверху.

Исходное сырье (шихта) загружается через специальное отверстие в нижней части печи. К сожалению, при плавке железосодержащей руды неизбежно происходит её смешивание с продуктами горения – главным образом углеродом, поэтому на выходе можно получить только чугун. Конечная продукция получается хрупкой и довольно невысокого качества, однако, изготавливать её сравнительно просто и дешево.

В начале XX века чугун из вагранок шел на производство массовой продукции, которая часто служила расходниками для машин: гусеничные траки, колеса вагонеток и балластные грузы, домашнюю утварь и другие предметы.

В конечном итоге, не могла не появиться отдельная рабочая профессия – вагранщика. Ну а чугун в современности далеко не так хрупок, каким он был ещё сто лет назад.

Суть работы вагранщика

В современности вагранки не утратили своей актуальности. Их по-прежнему применяют в литейном производстве. Собственную печь для чугуна можно собрать даже в кустарных условиях при должном навыке и знаниях.

Вагранщик профессия достаточно ответственная и основательная. Специалист занимается тем, что обеспечивает бесперебойность и правильность работы вагранки. От его действий зависит качество готовой продукции.

Работа, несмотря на технологическую простоту, требует неукоснительного соблюдения техники безопасности. Много ручного труда при этом – обязательное условие. Основные манипуляции вагранщика:

1. Розжиг и поддержание огня в вагранке;

2. Контроль заданной температуры и регулирование процесса горения;

3. шихты;

4. Контролирование расплава и выпуск его в специально заготовленные формы;

5. Обработка и ремонт форм в случае необходимости;

6. Отбор технологических проб для определения качества продукции;

7. Определение марок чугуна, исходя из качества;

8. Поддержание в исправном состоянии рабочих инструментов;

Вагранщик – работа, требующая выносливости и активности. Специалист по выплавке чугуна, как и кузнец, постоянно имеет дело с высокой температурой и раскаленными материалами, поэтому должен неукоснительно соблюдать правила техники безопасности, быть внимательным на производстве.

Из-за большой физической нагрузки работать на таком производстве могут в основном мужчины.

Где обучают на вагранщиков

В настоящее время в России есть много учреждений среднего профессионального образования, которые занимаются подготовкой рабочих для сталелитейной промышленности.

https://www.youtube.com/watch?v=XPg8xf8zWCM

Возможно получение как очного, так и заочного образования по специальности «Вагранщик».

Средняя зарплата и востребованность профессии вагранщика в России

Вагранщики востребованы в основном на сталелитейном производстве, а также ремонтно-эксплуатационных предприятиях (выплавка небольших деталей и запасных частей).

В итоге, нельзя сказать, что специальность слишком востребована в промышленности. Средняя зарплата рабочего-вагранщика варьируется от 20 до 30 тысяч рублей в зависимости от стажа, опыта работы и квалификации.

Плюсы и минусы работы вагранщика

В числе плюсов можно перечислить:

• официальное трудоустройство;
• льготы и надбавки за вредную работу;

Минусов у профессии гораздо больше:

• тяжелые и вредные условия труда;
• низкая заработная плата по сравнению с другими рабочими специальностями;
• большая ответственность при работе с оборудованием;
• много ручного труда;
• высокие требования к здоровью, отсутствие медицинских противопоказаний;
• посменная работа в цеху.

Источник: https://kedu.ru/press-center/profgid/vagranshchik-osobennosti-professii-zarplata-gde-vyuchitsya

Чугунное, стальное и цветное литье

Главным материалом для чугунолитейных цехов служит штыковой чугун из доменных печей. Литейные чугуны разделяются на литейный коксовый, литейный древесноугольный и литейный специальный. элементов в литейном коксовом чугуне должно соответствовать ГОСТ 4832-58, в литейном древесноугольном — ГОСТ 4833-49 и литейном специальном — ГОСТ 4834-49,

В качестве одного из основных материалов, поступающих в переплавку вместе со штыковым чугуном, используются чугунный лом, возврат собственного производства и ферросплавы. При плавке чугуна для снижения содержания углерода и повышения механических свойств отливок добавляют стальной лом.

Устройство вагранок и их работа

Вагранка — это простейшая шахтная печь для переплавки чугуна. Она является самым распространенным для этой цели типом и по своему устройству очень напоминает маленькую доменную печь. Некоторые части ее носят те же названия, что и соответствующие части домны.

На чугунную плиту установлен кожух диаметром D2, склепанный или сваренный из железа и выложенный огнеупорным кирпичом, образующий внутренний диаметр шахты вагранки D. Плита лежит на чугунных колонках. В плите имеется отверстие с дверкой на петлях. На днище сверху набивают под или лещадь.

Несколько выше пода в кадке делают один, два или три ряда фурм. Через эти фурмы и подается воздух, необходимый для горения топлива. Воздух поступает в фурмы из коллекторного кольца высотой h2, опоясывающего всю вагранку, а в кольцо он нагревается по трубе вентилятором.

К нижней стенки кольца крепятся чугунные коробки главного ряда фурм со стеклом для наблюдения за фурмой во время плавки.

Часть вагранки между подом и фурмами называется горном, а выше фурм — шахтой. Верхняя часть шахты называется колошником. В колошнике имеется загрузочное окно. Над колошником устраивается труба для отвода газов. Над подом в нижней части вагранки имеется рабочее окно, закрываемое дверцей. На уровне пода в кадке вагранки устраивается горловина для выпуска расплавленного чугуна в копильник диаметром D0.

Выпуск чугуна производиться через отверстие в нижней части копильника, называемое леткой. Шлак из копильника выпускают через отверстие шлаковой летки, расположенной на высоте h3 под подом. Расплавленный металл скопляется в горне и выпускается через летку по желобу. Для управления искр вверху вагранки устанавливают искроуловитель.

В вагранку через загрузочное окно с колошниковой площадки периодически загружают шихту из чугуна, кокса и флюса. Расход кокса составляет 10-15% от веса переплавляемой металлической шихты.

Реконструкция вагранок с применением дутья, обогащенного кислородом, с подогревом подаваемого в вагранку воздуха, с переводом подаваемого в вагранку воздуха, с переводом на газообразное топливо повышает производительность литейных цехов.

От сгорания кокса в горне вагранки накапливается очень трудноплавкая зола, шлаки становятся очень густыми и уносят с собой капли металла. Густые шлаки того, затягивают фурмы, нарушая нормальный ход плавки, и способствуют переходу в чугун серы. Для разжижения шлака в вагранку добавляют флюсы, чаще всего в виде известняка.

Необходимо сказать о кислых шлаках доменной плавки. Кислые шлаки легкоплавки, но при плавке в вагранке на коксе они недопустимы, так как содержат много кремнезема (SiO2) и не могут удерживать в себе серу в той мере, в какой ее удерживают основные шлаки, богатые известью. Известковый камень с успехом заменяют в вагранке основным мартеновским шлаком, богатым известью (вторичным шлаком — бедным фосфором).

Производительность вагранок в зависимости от их размеров колеблется широких пределах — от 0,25 до 25 т в час.

При крупных отливах расплавленный чугун выпускают в большие специальные ковши, а из низ в формы. Выдержка в ковше способствует вплавлению посторонних включений и выделению газов.

Получение отливок с отбеленной поверхностью и с менее твердой внутренней частью достигается быстрым охлаждением поверхности отливки. Отбеленная твердая поверхность имеет структуру белого чугуна (с избытком цементита).

При быстром охлаждении графит не успевает выделиться, и углерод остается химически связанным, т.е. в виде цементита. Для отливок с отбеленной поверхностью чугун должен содержать меньше кремния (0,7-0,8%) и марганца (0,5-0,8%).

В тех частях формы, где поверхность отливки должна быть отбелена, следует применять металлические стенки (холодильники).

Получение чугунов повышенного качества

Для ответственных отливок применяют чугуны повышенного качества с улучшенной структурой. Повышенные механические свойства, хорошее сопротивление истиранию, однородность свойств во всех частях отливки обеспечили широкое распространение перлитных чугунов. Повышенными механическими качествами обладает чугун с пониженным содержанием углерода. Для этой цели в вагранку вводят стальные обрезки (до 50% от веса шихты).

Для высококачественных отливок модифицированного чугуна требуется высокая температура металла на желобе (до 1400-1450 oC) Тогда модифицированный чугун получается введением в струю чугуна измельченного модификатора, например в виде силикокальция или высокопрочного ферросилиция, в количестве 0,2-0,5% от веса чугуна. Такое количество модификатора, незначительно изменяя химический состав чугуна, резко улучшает его физические свойства. Вследствие раскисления и графитизации чугун получает во всех сечениях отливки равномерную величину зерна с перлитно- графитным строением.

При выплавке модифицированного чугуна рекомендуют применять вагранку с тремя рядами фурм, обеспечивающими повышенную температуру жидкого чугуна, снижение расхода кокса и увеличение производительности. Количество вводимого модификатора зависит от состава чугуна и должно быть тем больше, чем меньше в чугуне углерода и кремния. Присадку модификатора в ковш следует производить не больше, чем за 5-10 мин. До заливки во избежание понижения механических качеств чугуна.

Серый чугун путем обработки жидкого металла магнием имеет предел прочности при изгибе до 120кг/мм2, при растяжении — до 80 кг/мм2 и удлинение — 16 %.

Марки чугуна, модифицированного магнием, СПЧП45 и СПЧП 55 имеют перлитною структуру. Чугун СПЧП45 имеет предел прочности 45 кг/мм2, а СПЧП55 — 55 кг/мм2. Удлинение соответственно 1,5-5%. В настоящее время начали получать модифицированный магнием чугун с пределом прочности на растяжение до 100 кг/мм2 и удлинением 7-8% и выше.

Ковкий чугун представляет собой чугунное литье с ферритной или перлитной основой с включениями углерода отжига округлой формы в отличие от пластинчатого графита серого чугуна. Для получения ковкого чугуна отливки из белого чугуна подвергаются отжигу.

При отжиге отливок из белого чугуна при температуре выше критической, а именно при 900-950 0C, карбид железа Fe3С разлагается на железо и углерод отжига. Твердость отливок понижается, обрабатываемость улучшается а механические свойства возрастают. Отливки отжигают в ящиках, заполненных песком или железной рудой. В первом случае получают черносердечный, а во втором — белосердечный ковкий металл.

Отливки из ковкого чугуна ковать нельзя. Название «ковкий» чугун условно и указывается лишь на некоторую пластичность. Отличительной чертой таких отливок являются их механические свойства, занимающие среднее место между сталью и серым чугуном.

Отливки из ковкого чугуна применяются для мелких деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, соединительных частей трубопроводов: уголков, муфт, тройников и других деталей.

Расчет шихты для получения чугунного литья

Расчет шихты заключается в подпоре такого шихтового материала, который бы обеспечивал получение литья требуемого химического состава. При расчете шихты затруднение вызывает различие угара основных примесей чугуна во время плавки. Угар этот зависит от сорта шихтового материала, режим плавки и топлива.

Допустим, например, что для машиностроительного литья требуется получить в отливке 2,4% Si, 0,65% Mn, 0,40-0,5% P и не более 0,09% S, а в распоряжении литейного цеха имеются, %:

	Кремний	Марганец	Фосфор	Сера
Чугун марки ЛКО	3,25	0,65	0,3	0,03
Чугун марки ЛКI	3,10	0,55	0,3	0,03
Чугунный лом	2,50	0,70	0,6	0,08

Взяв 50% лома и по 25% чугуна указанного состава, получим в каждой колоше весом в 900 кг:

• Чугун марки ЛКО — 225 кг
• Чугун марки ЛКI — 225 кг
• Чугунный лом — 450 кг

В них будет содержаться, %

Кремний 0,25 * 3,25 = 0,813 0,25 * 3,10 = 0,775 0,50 * 2,50 = 1,250 Всего: 2,838	Марганец 0,25 * 0,65 = 0,1625 0,25 * 0,55 = 1,1375 0,50 * 0,70 = 0,3500 Всего: 0,650
Фосфор 0,25 * 0,3 = 0,0,75 0,25 * 0,3 = 0,075 0,50 * 0,6 = 0,300 Всего: 0,45	Сера 0,25 * 0,0,3 = 0,0075 0,25 * 0,03 = 0,0075 0,50 * 0,08 = 0,0,400 Всего: 0,0,550

Если принять угар кремния равным 15%, марганца 22%, фосфора 0% и пригар серы в 50% (за счет серы кокса) и вычесть количество выгоревших кремния и марганца, оставив без изменения фосфор и добавив пригар серы, то получим состав чугуна после переплавки, т.е. в отливке, %:

• Кремний = Угар 15 % * (2,838 — 0,0) = 0,45%
• Марганец = Угар 22% * (0,650 — 0,143) = 0,507%
• Фосфор = Угар 0% * (0,45 — 0,0) = 0,45%
• Сера = Угар 50% * (0,0550 + 0,0275) = 0,0825%

Таким образом, мы получим чугун, соответствующий требованию, за исключением содержания марганца, которого нахватает (0,15%). Недостающее количество марганца, равное 0,015 · 900 = 1,35 кг, можно добавить в виде зеркального чугуна с 10-25% Si, возьмем марку с15; Mn.

Угар марганца из зеркального чугуна в вагранке примем равным 30%. Значит ввести в шихту не 1,35 кг, (1,35 * 100) / 70 = 1,9 кг; зеркального же чугуна с 15% Mn нужно ввести 1,9: 0,15 = 12,6 кг.

Стальное литье

Отличительными способностями стального литья являются высокая температура жидкой стали, большая усадка и внутренние напряжения. Все это требует изготовления форм из высокоогнеупорных формовочных материалов (чистый кварцевый песок с необходимым количеством огнеупорной или шамотной глины).

Кроме того, форма должна иметь достаточную податливость при остывании. Вследствие большой усадки стали требуется установка прибыли для питания отливки. С целью экономии металл вместо больших прибылей можно применять прибыли меньшего размера, но используя в них газовое давление.

Основную сталь при отливке стальных деталей выпускают через отверстие в дне ковша.

https://www.youtube.com/watch?v=k3a0EZHn7t8

Главным недостатком стальных отливок являются усадочные раковиныи трещины. При отсутствии этих пороков и при правильной термической обработке стальное литье обладает высокими механическими качествами, не уступающими свойствами изделий, получаемых ковкой или другими видами обработки давлением. В последнее время достигнута отливка тонкостенных деталей весом в несколько граммов и разработаны методы изготовления литого инструмента. С другой стороны.

Стальное литье получают, как и чугунное, с помощью формовочных машин и пескометов, применяя конвейеры для заливки форм и ленточную подачу формовочных смесей.

В настоящее время машиностроение располагает сталями, имеющими после термической обработки предел прочности при растяжении до 200 кг/мм2 и даже более, а удлинение более 10%.

Цветное литье

Плавку цветных металлов производят в тигельных горнах, пламенных печах и электропечах.

Тигельные горны отапливают твердым топливом (кокс, антрацит), жидким (нефтяные остатки — мазут) и газообразным (генераторный газ).

Тигли применят обычно графитовые (ГОСТ 3782-54). Условная вместительность их от 0,1 до 356 кг. Условная вместимость тиглей определена для меди с увеличенным весом 8,6 при 1200oC при условии заполнения их на 95%.

Добрая ссылка: запчасти kia

Источник: http://www.86352-69097.ru/chugunnoe_stalnoe_tsvetnoe_lite/

Плавильная печь — Оборудование для производства каменной ваты

Плавильная печь — Оборудование для производства каменной ватыAngelac2016-08-22T10:30:17+02:00

Плавильная печь для производства каменной ваты

Плавильная печь, устанавливаемая на линиях для производства каменной ваты, обеспечивает плавление сырья.
Gamma Meccanica S.p.A. предлагает два типа плавильных печей:

• вагранка (коксовая)
• электрическая плавильная печь

Вагранка

Вагранка – это плавильная печь, которая использует горение кокса и горячий воздух для плавления смеси сырья и ее превращения в расплав.
Из расплава впоследствии получается базальтовое минераловатное волокно.

Этот тип плавильной печи имеет кожух, который в основном состоит из специальной стали, устойчивой к воздействию высоких температур, плавление происходит при высокой температуре, сам кожух охлаждается водой. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит естественным путем, без помощи насосов, что делает систему безопасной по своей сути даже в случае отключения электроэнергии.

Нет необходимости в аварийных системах электроэнергии. Некоторые части вагранки покрыты специальным огнеупорным материалом (сифон, выход расплава и т.п.).

Основные преимущества вагранки:

• Возможность остановки/запуска за короткий промежуток времени;
• Извлечение железа, образующегося при восстановления оксидов в процессе плавления;
• Снижение затрат и легкость в обслуживании;
• Возможность переработки отходов линии в виде брикетов;
• Высокая эксплуатационная гибкость.

Вагранка производства Gamma Meccanica S.p.A. спроектирована на производительность от 1,5-2 до 12 т/ч (по готовому изделию).

Электрическая плавильная печь

Gamma Meccanica S.p.A. предлагает также электрическую печь.Плавление материала осуществляется за счет использования электроэнергии, производимой электродами, погруженными в расплав.

Основные преимущества электрической плавильной печи по выпуску изделия из каменной ваты:

• использование электроэнергии вместо кокса;
• значительное сокращение газовых выбросов (небольшой объем и отсутствие таких загрязняющих веществ как NOx, SO2, H2S и т.д.);
• возможность перерабатывать все производственные отходы (без необходимости их предварительной трансформации в брикеты);
• Низкое энергопотребление и более высокая эффективность процесса плавления.

Mail: info @ gamma-meccanica.it
Tel: +39 0522 240811

Источник: https://www.gamma-meccanica.it/mineralnaya-vata/kamennaya-vata/plavilnaya-pech/?lang=ru