вагранка

Формула изобретения

Вагранка, содержащая шахту, балку, делящую шахту на верхнюю камеру плавления и на нижнюю камеру перегрева, горелки, одна из которых расположена в камере перегрева, подину, отличающаяся тем, что в качестве балки использована консольная балка, установленная с зазором относительно стенки шахты, верхняя сторона которой расположена под углом 3-5 градусов в сторону зазора, а другая горелка размещена в камере плавления над консольной балкой, при этом подина выполнена с наклоном под углом 3-5 градусов в сторону слива металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, а именно к плавильным агрегатам для плавки тяжелых цветных металлов и сплавов.

Известна газовая вагранка, содержащая шахту, горелки и расположенные над последними водоохлаждаемые балки, делящие шахту на верхнюю камеру плавления и на нижнюю камеру перегрева (см. авт. свид. №1610209, кл. F 27 В 1/08, за 1990 г.).

Недостатком этой вагранки является низкая прочность балок из-за постепенного разрушения верхней части балок расплавленным металлом и необходимости увеличения расхода воды на охлаждение балок.

Известна газовая вагранка, содержащая шахту, горелки, балку, делящую шахту на верхнюю камеру плавления и на нижнюю камеру перегрева и подину (см. пат. RU №2076290, МПК F 27 В 1/08 опубл. 27.03.97 г.).

Горелочные окна в указанной конструкции расположены в камере перегрева, на определенном расстоянии друг от друга, что нарушает распределение давления. Процесс горения интенсивно идет перед горелками и над ними, а в промежутках же возникают эндотермические реакции. А так как горелки расположены под перемычкой, интенсивно происходит нагрев в нижней камере, а плавление же шихты, находящейся в шахте над перемычкой, происходит только горячими продуктами сгорания, поднимающимся по газоотводным каналам, а это создает изменяющееся тепловое напряжение.

В этой вагранке, наиболее близкой к предлагаемой, изменяющееся тепловое напряжение влияет на равномерность продуктов сгорания, а это отрицательно сказывается на стабильности плавки и, как следствие, снижает производительность плавильного агрегата.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, - это стабилизация процесса плавления за счет увеличения термического коэффициента полезного действия и повышение производительности плавильного агрегата.

Для достижения этого технического результата в вагранке, содержащей шахту, балку, делящую шахту на верхнюю камеру плавления и на нижнюю камеру перегрева, горелки, одна из которых расположена в камере перегрева, подину, в качестве балки использована консольная балка, установленная с зазором относительно стенки шахты, и верхняя сторона которой выполнена под углом 3-5 градусов в сторону зазора, а другая горелка расположена в камере плавления над консольной балкой, при этом подина выполнена с наклоном под углом 3-5 градусов в сторону слива металла.

Отличительными признаками предлагаемой вагранки являются использование в качестве балки - консольной балки, имеющей зазор относительно стенки шахты, и верхняя сторона которой выполнена под углом 3-5 градусов в сторону зазора, расположение другой горелки в камере плавления над консольной балкой, выполнение подины с наклоном под углом 3-5 градусов в сторону слива металла.

Благодаря наличию этих признаков повышается термический коэффициент полезного действия в 1,4-1,5 раза, стабилизируется процесс плавки разногабаритных шихтовых материалов, увеличивается производительность вагранки.

На чертеже изображена вагранка, вертикальный разрез.

Вагранка содержит шахту 1, балку 2, делящую шахту 1 на верхнюю камеру плавления и на нижнюю камеру перегрева 3, и которая выполнена в виде консольной балки с зазором 4 для отходящих газов, относительно стенки шахты 1, верхняя сторона балки выполнена под углом 3-5 градусов в сторону зазора 4, горелку 5, расположенную в камере плавления над консольной балкой 2, и горелку 6, расположенную в камере перегрева 3, подину 7, выполненную с наклоном под углом 3-5 градусов в сторону слива металла.

Вагранка работает следующим образом.

При запуске вагранки сначала загружают шихту и разжигают нижнюю горелку 6, которая создает определенный тепловой режим в камере перегрева 3. Продукты горения через газоотводный канал 4 проникают в зазоры шихтовых материалов и предварительно разогревают некоторые участки шихты. Поток отходящих газов неравномерный, динамическая скорость зависит от зазоров между шихтовыми материалами. Такой процесс длится до получения заданной номинальной температуры в камере перегрева 3. Затем разжигают горелку 5, находящуюся в шахте 1 над балкой 2. Тепловой поток от верхней горелки 5 интенсивно разогревает нижнюю часть шихты, отходящие газы имеют иную траекторию, чем траектория газов, проходящих через канал 4, образуются вихревые потоки, резко интенсифицирующие разогрев шихты. Вследствие увеличения общей динамической скорости соединенных потоков происходит выравнивание термических напряжений. Кроме этого, факел верхней горелки 5 непосредственно расплавляет шихту, способствует увеличению скорости осаждения столба шихты и увеличению количества расплавленных частиц металла, стекающих по наклонной части консольной балки в камеру перегрева 3.

Таким образом, предлагаемая конструкция вагранки повышает термический коэффициент полезного действия, в 1,4-1,5 раза стабилизируется процесс плавки, а следовательно, увеличивается производительность вагранки.