Ваграночное топливо.

Большинство вагранок работает на твердом топливе в качестве топлива применяют:

- кокс литейный каменноугольный,

- коксовые брикеты,

- антрацит и термоантрацит,

-древесный уголь,

- газ (как с твердым топливом, так и в чистом виде).

Твердое топливо должно удовлетворять следующим требованиям:

- большая плотность (пористость не выше 35%),

- малая реакционная способность,

- низкое содержание серы,

- малая зольность,

- высокая механическая прочность при рабочих температурах,

- размеры кусков в пределах 50- 120 мм.

Наиболее полно этим требованием удовлетворяет кокс литейный каменноугольный ( ГОСТ 3340-71) он делится на три марки в зависимости от содержания серы : КЛ-1(среднее содержание серы 0,45%), КЛ-2(0,8%) и КЛ-3 (1,2%) лучшие технико-экономические показатели плавки достигаются при использовании кокса с минимальной пористостью, зольностью и небольшой реакционной способностью. Значительное влияние на ход плавки и температуру перегрева чугуна оказывают размеры кусков кокса. Оптимальным можно считать следующие соотношения между диаметром вагранки D и средним размером кусков кокса d.

По размеру кусков кокс делится на классы: более 80мм, более 60мм, более 40мм, 60-80мм, 40-60мм.

Кокс должен обладать и достаточной механической прочностью, чтобы сохранить размеры кусков при транспортировке, загрузке в вагранку и опускания до уровня холостой каши.

Преждевременное разрушение и уменьшение размеров кусков кокса может привести к уменьшению свободного пространства между ними, необходимых для удаления продуктов горения. Такое закупоривание вагранки нарушает условия горения кокса и замедляет ход плавки. Температура чугуна снижается производительность вагранки. В связи с этим рекомендуется предварительный отсев мелочи и мусора,

Механическая прочность кокса определяется путем испытания в специальном барабане ø1000 мм и длиной 1000 мм. Барабан с куском вращается в течении 4 минут с частотой 25 об/мин. После испытания проба кокса просеивается через сита с ячейками 40 – 10 мм. Остатки кокса на соответствующих ситах М₄₀ и М₁₀ характеризуют его механическую прочность. Чем больше значение М₄₀ и меньше значение М₁₀тем прочнее кокс.

Под реакционной способностью кокса понимается степень его участия в протекании эндотермической реакции С+СО₂=2СО.

Чем больше пористость кокса, то значит более развита его поверхность тем интенсивнее протекает данная эндотермическая реакция , тем больше потери тепла от горения кокса на восстановлении СО₂ до СО.

Насыпанная плотность кокса составляет 400-500 кг/м³ температура воспламенения достаточно велика 550-730°C. Удельная теплота сгорания достигает 28-30 МДж/кг. Качественный кокс имеет серебристый или светло-серый цвет. При падении он издает звонкий звук. На поверхности излома не должно быть ржавых пятен (из-за присутствия Fe3) которые указывают на повышенное содержание серы.

Термоантрацит также является хорошим топливом для вагранок. Он имеет более высокую теплоту сгорания (до 32 МДж/кг) и низкую реакционную способность, так как его пористость всего 2-5%. Запасы антрацита намного превосходят запасы коксующих углей. Стоимость его в два раза ниже. Но антрацит имеет низкую термостойкость. При горении он может рассыпаться на куски и тем самым нарушать ход плавки. При увеличении расхода воздуха до 150-180 м³/мин, а повышение давления дутья, антрацит обеспечивает более высокий перегрев чугуна, чем кокс. Чаще всего термоантрацит используют как добавку к коксу в количестве до 20%. В газовых и коксо-газовых вагранках в качестве топлива используются природный газ.

Науглероживающие добавки.

При плавке чугуна в электропечах в составе шихты возможно широкое использование стального лома, стружки и малоценных стальных отходов. Для доведения содержания углерода до заданного состава требуется применение науглероживающих добавок – карбюризаторов. Лучшие показатели достигают при науглероживании электродным боем или стружкой, которые содержат 95-97% углерода и не более 0,03% S (степень усвоения углерода 90-95%). Можно использовать и отходы обычного литейного кокса, но мтепень усвоения углерода будет ниже ( не более 70%) и увеличится содержание серы в чугуне.

Подготовка шихтовых материалов.

При приемке доменного чугуна целесообразно отбраковать чушки, имеющие рыхлую поверхность, газовые и шлаковые раковины, большое количество смеси, неоднородную микроструктуру с крупными выделениями графита (более 5мм). Из-за указанного ранее явления наследственности, такой чугун после переплавки сохранит повышенную усадку и низкую жидкотекучесть, что увеличит брак отливок. Предварительная подготовка шихтовых материалов позволяет существенно повысить технико-экономические показатели плавки. Основное внимание при подготовке обращают на размеры кусков и состояния поверхности материалов. Уменьшение размера шихтовых материалов до оптимального облегчает загрузку, обеспечивает равномерное распределение шихты по сечению вагранки, устраняет возможность зависания ее в шахте (для этих целей максимальный размер шихты не должен превышать 1/3 диаметра вагранки), ускоряет процесс плавления, снижает расход кокса достигается более высокий перегрев. При подготовке исходных шихтовых материалов к плавке следует придерживаться следующих рекомендаций:

1.Литейные и передельные чугуны разделывать по пережимам на чушколомах;

2.Ферросплавы применять в измельченном виде, кусками массой 0,5-5 кг;

3. Известняк использовать в кусках размером от 2,5-10см;

4. Размеры кусков ситального и чугунного лома не должны превышать 0,33 диаметра вагранки (или тигля), а по массе 40кг;

5. Раздельный лом рассортировать по меркам и классам и хранить раздельно;

6. Мелкие отходы листовок стали и стружку брикетировать, чтобы избежать больших потерь от окисления (угара);

7. Возврат собственного производства должен быть очищен от остатков стержней и формовочной смеси, так как на ее отшлакование расходуется топливо и флюсы;

8. Литники и брак при необходимости дробить на мелкие куски;

9. Из стружки удалить масло и смазочно – охлаждающие жидкости.