шего охлаждения фурмы изготовляют из меди. Для отдаления области высоких температур от кожуха вагранки фурмы вдвигают внутрь вагранки. На рис.25 показана такая вагранка с вдвинутыми водоохлаждаемыми фурмами и поливным внешним охлаждением плавильного пояса. Поливное охлаждение кожуха вагранки осуществляют с помощью двух кольцевых труб с отверстиями. Подобная вагранка может работать без ремонта футеровки плавильного пояса, так же как и доменная печь, в течение продолжительного времени.

2.9. Коксогазовая вагранка

Основное отличие коксогазовой вагранки от коксовой состоит в наличии газовых горелок (число которых зависит от производительности вагранки), расположенных на шахте вагранки немного выше фурм. Воздух подают обычно через один ряд фурм. Каждую горелку закрепляют к футерованной коробке (рис.27). Природный газ сжигают в туннеле, длина и диаметр которого зависят от габаритного размера горелки. В туннеле при-

Рис.27. Коксогазовая вагранка:

1 − газовый коллектор; 2 − туннель; 3 − горелка; 4 − воздушный коллектор; 5 − фурма; 6 − шлакоотделитель; 7 − горелка; 8 – копильник.

78

родный газ должен полностью сжигаться с тем, чтобы в шахту вагранки поступали только продукты полного горения. Высоту расположения горелок над фурмами выбирают исходя из того, чтобы продукты горения выходили ниже верхнего уровня холостой колоши шахты вагранки на 250 − 300 мм. Таким образом, семи в коксогазовой вагранке выплавляют серый чугун, а высота холостой колоши, например 1200 мм, то ось горелок должна быть выше оси фурм на 900 − 950 мм. Если в коксогазовой вагранке выплавляют белый чугун, а высота холостой колоши, например, 600 мм, то ось горелок должна быть выше оси фурм на 300 − 350 мм. Для сжигания газа применяют двухпроводные горелки внутреннего смешения, обеспечивающие хорошее перемешивание природного газа с воздухом. Давление природного газа перед горелкой 10000 − 50000 Н/м2. Основные размеры горелок определяют обычным путем с учетом противодавления в шахте вагранки.

Воздух к горелкам подводят или от воздушного коллектора, который питает фурмы или от самостоятельного вентилятора. Природный газ подают от цехового газопровода с выполнением соответствующих правил. Расход газа и воздуха на горелки для небольших вагранок регулируют вручную. Рекомендуемый избыток воздуха, равный печных установках, выбирают исходя из яркости факела и туннеля. Для вагранок большой производительности, работающих по 10 − 15 ч в сутки, целесообразно предусмат-

ривать системы автоматического регу-

коксогазовая вагранка может быть условно подразделена на четыре харак-

79

терные зоны (рис.28).

Зона I содержит только продукты горения кокса, т.е. состав ее такой же, как и состав коксовой вагранки.

Зона II содержит только продукты горения природного газа; основной составляющей природного газа является метан (до 98%), поэтому продукты горения в зоне II состоят из 10,0% СО2; 19,0% Н2О и 71,0% N2.

Продукты горения природного газа заполняют туннели газовых горелок и пространство между кусками кокса в непосредственной близости от туннеля. Максимальную температуру продуктов горения природного газа получают при подаче для горения природного газа теоретически необходимого количества воздуха (на 1 м3 СН4 9,52 м3 воздуха) и получении тщательно перемешанной газовоздушной смеси. Увеличение или уменьшение воздуха по сравнению с теоретическим расходом приводит к снижению температуры продуктов горения природного газа.

Зона III содержит продукты горения природного газа, прореагировавшие с раскаленными кусками кокса. В этой зоне углекислый газ, содержащийся в продуктах горения природного газа, при контакте с коксом частично восстанавливается до окиси углерода по реакции

C+CO2=2CO – Q.

Полностью избежать процесса восстановления углекислого газа, очевидно, нельзя, так как в районе горения природного газа создается высокая температура. Водяной пар, содержащийся в продуктах горения природного газа, при контакте с коксом разлагается по реакции

2H2O+C=2H2+CO2 – Q

и

H2O+C=H2+CO2 – Q.

Продуктами разложения являются окись углерода, углекислый газ и водород.

Зона IV содержит смесь продуктов горения кокса, поступающих из зоны I, и продуктов горения природного газа, прореагировавших с раска-

80

ленным коксом, поступившим из зоны III. Правильность анализа колошникового газа коксогазовой вагранки, отбираемого из зоны IV, нельзя установить по формуле

СО2+О2+0,6СО=21±1,0 где СО2, О2 и СО − содержание углекислого газа, кислорода и окиси

углерода в колошниковом газе.

Эту формулу можно использовать только в том случае, когда весь кислород воздуха расходуется на горение углерода.

В коксогазовой вагранке кислород воздуха расходуется не только на горение углерода, но и на горение водорода, входящего в состав метана. Правильность анализа состава колошникового газа коксогазовой вагранки можно установить по формуле

(1+β)CO2+O2+(0,6+β)CO−0,18H2=21±1,0; Β=2,37 ,

где Нр и Ср − содержание водорода и углерода в коксе и природном

газе.

Условия перегрева металла в коксогазовой вагранке примерно такие же, как и условия перегрева в коксовой вагранке.

Температура чугуна на желобе 1390 − 1400˚С. Газонасыщенность чугуна, выплавленного в коксогазовой вагранке, немного больше: например, содержание водорода в чугуне немного из коксовой вала, а из коксогазовогой вагранки гранки 4 см3 на, а из коксогазовой вагранки доходит до 6 см3.

При переводе коксовой вагранки на коксогазовый обогрев снижается расход кокса на рабочую колошу. При расходе природного газа в количестве 25 − 30 м3 на 1 т металлозавалки расход кокса в рабочей колоше уменьшается на 30 − 35 кг. Экономического эффекта при переводе вагранки на коксогазовый обогрев достигают только за счет разности в стоимости кокса и природного газа.

81