Магістерська робота
Дослідження процесу нагрівання і плавлення шихтових матеріалів у великовантажних вагранках
Мета: Підвищення продуктивності вагранки і зменшення питомої витрати палива.
Основна частина
На Макіївському ливарному заводі (ЗАТ "МЛЗ") виготовляють чавунні литі тіла, що мелють, зі зносостійкого білого чавуна, застосовувані при помелі різних матеріалів у гірничорудній, цементній і вугільній промисловості.
Для виплавки чавуна у великовантажній вагранці продуктивністю 14 т/г у якості металевих шихтових матеріалів застосовуються ливарні чушкові чавуни марок Л 1, Л 2,...,Л 6 (ДСТУ3132-95) і передільні чушкові чавуни марок ПЛ 1 ПЛ 2 (ДСТУ 3132-95), сталевий скрап, железо-стружечні брикети й ін. Частка чушкового чавуна (з масою трехзвенной паці 36 кг) у метало-шихті складає 30-35 %.
При дослідженні механізму плавлення чушкового чавуна було встановлено, що паці в початковий момент розплавляються в їхній внутрішній частині, що містить легкоплавкі складового чавуна, зокрема, фосфідную эвтектіку, що має температуру плавлення 950ºС. Потім рідкий метал випливає, залишаючи зовнішню оболонку, що не розплавилася, що складається з більш тугоплавких складових цієї чушки. Порожнечі, що утворяться, можуть заповнюватися конгломератом із флюсу, коксу, шлаку, утрудняючи подальший процес плавлення і збільшуючи тривалість плавки.
Метою роботи є визначення оптимальних розмірів чушкового чавуна в складі металлошихти для ваграночної плавки, що забезпечують прискорення процесу плавлення паць і підвищення продуктивності вагранки.
При розрахунку нагрівання і плавлення чавунного тіла враховувалося, що усередині твердого чавуна утримуються легкоплавкі компоненти з визначеними теплофизичними властивостями, прийнятими по практичним даним. У процесі нагрівання ці компоненти можуть утворити рідку фазу.
Розглянута задача вирішувалася на основі розробленої математичної моделі кінцево-різницевим методом за неявною схемою .
Таким чином, розрахунки, проведені по розробленій програмі показують, що при заміні чушкового чавуна великого розміру і маси в шихті ваграночної плавки на чавунні чушки і брухт меншого розміру і маси, тривалість розплавлювання твердої металевої частини завалки можна скоротити на 30-40 хвилин і підвищити продуктивність вагранки.
Висновки:
1.Розроблено математичну модель нагрівання і плавлення кускового(чушкого) чавуна
2.Визначено оптимальні розміри металошихти
3.Розроблено енергозберігаючі методи охолодження корпуса вагранки.
Перлік поссилань
1. Грачев В.А. Физико-химические основы плавки чугуна. Саратов: Издательство Саратовского университета, 1981. - 211с.
2. Мельник А.А., Непочатов А.В., Ярмоленко А.И., Жук В.Л., Туяхов А.И. Повышение эффективности работы большегрузных вагранок путем замены части кокса на природный газ // Сборник трудов ХII Международной научно-технической конференции в г.Севастополе 12-17сентября 2005г. - Донецк: ДонНТУ, 2005.Т.2. -С.242-245.
3. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М. : Наука, 1971. - 352с.
4. Фриментсдорф О., Витинг Т., Струнинг Н., Лемпере М. Совершенствование процесса плавки в вагранке // Литейное производство, 2005,№6. - С.21-24.
5.Кривошеев В.Н. Машина для разбивки чугунных чушек // Литейное производство, 1963, № 3. - С. 45 - 46.
|