Войти
Маленькая вагранка в эксплуатации в Государственном университете Уэйна, в Детройте, Мичиган.A вагранка или вагранка - это плавильное устройство, используемое в литейных цехах, которое может использоваться для плавки чугуна, никельрезиста. железо и немного бронзы. Купол можно сделать практически любого практичного размера. Размер купола выражается в диаметрах и может составлять от 1,5 до 13 футов (от 0,5 до 4,0 м). Общая форма цилиндрическая, оборудование расположено вертикально, обычно на четырех опорах. Общий вид похож на большую дымовую трубу.
. Дно цилиндра снабжено дверцами, которые откидываются вниз и в сторону «откидного дна». Верхняя часть, откуда выходят газы, может быть открыта или снабжена крышкой для предотвращения попадания дождя в купол. Для ограничения выбросов вагранка может быть оснащена колпачком, предназначенным для втягивания газов в устройство для охлаждения газов и удаления твердых частиц.
Оболочка вагранки, обычно изготавливаемая из стали, имеет огнеупорный кирпич и футеровку пластиковым огнеупорным материалом. Дно облицовано аналогичным образом, но часто может использоваться смесь глины и песка («бод»), так как эта облицовка временная. Мелкодисперсный уголь («морской уголь») может быть смешан с глиняной футеровкой, поэтому при нагревании уголь разлагается, и тело становится слегка рыхлым, облегчая открытие леток. Нижняя облицовка прижимается или «забивается» нижними дверцами. Некоторые вагранки оснащены охлаждающими рубашками для охлаждения боковых сторон и системой впрыска кислорода для более горячего горения кокса .
вагранка с откидным дном Купольные печи были встроены в Китай еще в период Воюющих царств (403–221 гг. До н.э.), хотя Дональд Вагнер пишет, что некоторая железная руда, выплавленная в доменной печи, могла быть отливать прямо в формы. Во времена династии Хань (202 г. до н.э. - 220 г. н.э.) большая часть, если не все, железо, выплавленное в доменной печи, переплавлялось в вагранке; он был спроектирован таким образом, что холодный поток, вводимый снизу, проходил через фурменные трубы через верхнюю часть, где заряд (т. е. древесный уголь и лом или чугун ) был сброшен, воздух превращался в горячий дуть перед тем, как достигать дна печи, где чугун плавился, а затем сливался в соответствующие формы для литья. Современная вагранка была построена французским ученым и энтомологом Рене-Антуаном Фершо де Реомюр около 1720 года.
Начало производственного цикла, называемого «купольной кампанией» ', печь заполняется слоями кокса и зажигается горелками. Некоторые купола меньшего размера можно поджечь дровами, чтобы начать горение кокса. Когда кокс воспламеняется, воздух поступает в слой кокса через отверстия на сторонах, называемые фурмами. Дерево, древесный уголь или биомасса также могут быть использованы в качестве топлива для костра купола. Горючие газы также могут добавляться в воздух и продуваться через фурменную секцию печи, чтобы подлить масла в огонь.
Когда кокс очень горячий, твердые куски металла загружаются в печь через отверстие в верхней части. Металл чередуется с дополнительными слоями свежего кокса. Известняк добавлен в качестве флюса . По мере того, как в штабеле поднимается тепло, металл плавится. Он стекает через слой кокса и собирается в лужу на дне, прямо над нижними дверцами. В процессе плавления между топливом и дутьевым воздухом происходит термодинамическая реакция. углерод в коксе соединяется с кислородом воздуха с образованием монооксида углерода. Окись углерода дополнительно сгорает с образованием двуокиси углерода. Часть углерода улавливается падающими каплями расплавленного металла, что увеличивает содержание углерода в железе. Брикеты из карбида кремния и ферромарганца также могут быть добавлены к загружаемым материалам. Карбид кремния диссоциирует, и углерод и кремний попадают в расплавленный металл. Точно так же ферромарганец плавится и объединяется в залежь жидкого железа в «колодце» на дне вагранки. Добавки к расплавленному чугуну, такие как ферромарганец, ферросилиций, карбид кремния и другие легирующие агенты, используются для изменения расплавленного чугуна в соответствии с потребностями отливок. под рукой.
Необработанная руда таких металлов, как железо, медь, свинец и даже те, которые содержат драгоценные металлы, размером с горошину может плавиться в вагранке или доменной печи. Ваннокчо Бирингуччо описывает, как разделять металлы и шлак, выливая содержимое расплавленной руды из печи в небольшую ванну, а затем снимая слои шлака или металла сверху, когда они охлаждаются до твердого состояния.
Оператор вагранки известен как «купольный тендер» или «мастер печи». Во время эксплуатации купола с резьбой (купола в этом отношении могут быть разными) тендер наблюдает за количеством железа, поднимающегося в колодце купола. Когда уровень металла достаточно высок, вагранка открывает «летку», позволяя металлу течь в ковш или другой контейнер для удерживания расплавленного металла. Когда достаточное количество металла сливают в «летке» подключено с огнеупорной пробкой из глины.
Купола тендер отмечает печи через смотровое стекло или пип взгляда в фурмах. Шлак поднимется к вершине образующейся чугунной ванны. Отверстие для шлака, расположенное выше на цилиндре печи, обычно сзади или сбоку от отверстия для летки, открывается для выхода шлака. Вязкость низкая (при правильном флюсовании), и раскаленный докрасна расплавленный шлак будет легко течь. Иногда шлак, который выходит из шлакового отверстия, собирается в небольшой чашеобразный инструмент, которому дают остыть и затвердеть. Он сломан и осмотрен визуально. В куполах с футеровкой из кислотоупорных футеровок зеленоватый шлак означает, что флюсование хорошее и адекватное. В основных огнеупорных футеровке куполов шлак коричневый цвета.
После того, как в вагранке выработано достаточно металла для обеспечения литейного производства его нужд, днище открывается или «опускается», и оставшиеся материалы падают на пол между опорами. Этому материалу дают остыть, а затем удаляют. Купол можно использовать снова и снова. «Кампания» может длиться несколько часов, день, недели или даже месяцы.
По окончании операции струя прекращается, и опора под нижней дверцей сбивается, так что нижние плиты распахиваются. Это позволяет опустить остатки купола на пол или в ведро. Затем они закаливаются и удаляются из-под купола.
Во время производства образцы могут быть взяты из металла и разлиты в небольшие формы. Для контроля качества чугуна часто заливают клин. Этим маленьким, приблизительно 18 мм (+3/4 дюйма) шириной и 38 мм (1 + 1/2 дюйма) высоте треугольным деталям дают остыть, пока металл не затвердеет. Затем их извлекают из песчаной формы и закаливают в воде, сначала широким концом. После охлаждения таким образом клинья ломаются и оценивается окраска металла. Типичный перелом будет иметь беловатый цвет по направлению к тонкой части клина и сероватый по направлению к широкому концу. Ширина клина в точке разграничения между белой и серой областями измеряется и сравнивается с нормальными результатами для определенных значений прочности на разрыв железа . Этот визуальный метод служит контрольным измерением.
.
