5.3 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.
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.
5.4 Применение дуплекс процессов для получения жидкого металла в литейных цехах.
Дуплекс-процесс в металлургии, процесс производства стали, ведущийся последовательно в двух сталеплавильных агрегатах (иногда применяется также Д.-п. плавки чугуна, начинающийся в вагранке и заканчивающийся в электропечи). Д. -п., впервые осуществлённый во 2-й половине 19 в., позволяет наиболее эффективно использовать возможности различных агрегатов. Например, Д.-п. основная мартеновская печь — дуговая печь или конвертер — дуговая печь применяют для того, чтобы повысить производительность электропечи (т. е. увеличить производство качественной стали), а также сократить удельный расход электроэнергии. Достигается это вынесением из электропечи таких операций, как расплавление шихты и частичное рафинирование металла; в дуговой печи при Д.-п. производится лишь окончательное рафинирование и раскисление стали. Д.-п. находит ограниченное применение.
Дуплекс процесс в дуговой печи
Основное преимущество дуговой печи заключается в возможности раскисления и обессеривания металла и легкости его перегрева, поэтому в целях удешевления процесса иногда применяют так называемый "дуплекс-процесс", при котором расплавление скрапа и окисление ведут в более дешевом плавильном аппарате - мартеновской печи, а затем жидкий металл переливают в дуговую печь для рафинирования и доводки до нужного состава. Реже применяют дуплекс-процесс "конвертер - электропечь". Аналогично этому при специальном чугунном литье часто металл после расплавления в вагранке заливают в дуговую печь для частичного обессеривания и перегрева.
При дуплекс-процессах мощность печи может быть меньше, чем при работе на твердой завалке, так как расплавление скрапа в этом случает отсутствует. Проводящиеся время от времени плавки на твердой завалке выполняют при уменьшенном весе шихты; они из-за меньшей мощности более длительны, но так как проводятся не часто (главным образом после ремонта футеровки), то их удлинение не является существенным. Электрический режим печей, работающих на жидкой завалке, также значительно спокойнее. При наличии жидкого металла, покрытого слоем шлака, дуга горит более стабильно и отсутствуют короткие замыкания из-за обрывов шихты.