Файл: Федоров А.П. Экономика энергетики чугунолитейного производства лекции.pdf

Хов машиностроительных заводов. Достаточно сказать, что

около 80% металла, идущего на получение машиностроитель­

ного литья, плавится в вагранках.

Учитывая столь широкое распространение вагранок на­ ряду с их малоэкономичностью, вопросам, повышения эффек­ тивности их работы должно быть придано особое внимание.

В настоящее время разработаны и частично внедрены в практику литейного производства ряд эффективных мероприя­

тий по повышению экономичности вагранок.

Все эти мероприятия могут быть сведены в следующие группы соответственно основным направлениям рационализа­ ции процесса плавки в вагранке:

1)повышение температуры ваграночного дутья;

2)применение кислорода;

3)использование тепла отходящих газов вагранки.

Повышение температуры ваграночного дутья

Применение горячего дутья путем подогрева дутьевого воздуха является одним из наиболее эффективных мероприя­ тий по рационализации энергопотребления вагранки.

За счет использования тепла отходящих газов для подо­ грева дутья к.п.д. вагранки может быть увеличен в среднем на 20%, что обеспечит экономию кокса, примерно на 25% и тем самым позволит снизить его удельный расход на 45 кг. условного топлива на тонну годного литья.

Достигаемая при этом годовая экономия кокса представ­ ляется весьма значительной.величиной, измеряемой в денеж­

ном выражении около 0,75 млн рублей, при этом срок окупае­ мости капитальных затрат может составить всего лишь

3—5 месяцев.

Применение кислорода в ваграночной плавке

Применение дутья, обогащенного кислородом в ваграноч­ ном процессе, является значительным средством в деле рацио­ нализации энергопотребления вагранки и в настоящее время получает все большее распрстранение в практике литейного производства. Применение кислорода в ваграночной плавке содействует резкому увеличению производительности вагран­ ки, улучшению качества чугуна и снижеййю брака литья. Од­ новременно с этим, применение кислородного дутья вследст­ вие повышения температуры процесса приведет к снижению потерь тепла и расхода топлива при значительном перегреве

27

металла. Повышение концентрации кислорода в дутье резко

уменьшает объем продуктов горения кокса и может дать зна­ чительное сокращение потерь тепла с отходящими газами.

Поэтому аналогично доменному процессу, кислород находит все большее применение в литейном деле, как фактор интен­

сификации процесса и экономии топлива.

Применение кислорода в ваграночной плавке возможно двумя способами:

а) путем смешения с дутьевым воздухом (обогащенное

Дутье); б) путем ввода через специальные сопла тонких (острых)

струй кислорода в топочную камеру (кислородный наддув).

1480° против 1370°—1380° при обычных плавках; расход кок­

са снижается до 9—10% в рабочей калоше вместо 12% при обычной плавке. За счет более высокого перегрева чугуна

уменьшается брак (по шлаковым раковинам) и повышаются

механические свойства чугуна. Применение кислородного над­ дува обеспечивает экономию топлива на 12%, а уменьшение брака литья на 30—40%. KpoMfe того, применение кислорода в дуй>е позволяет использовать топливо пониженного качест­ ва (с зольностью до 25—2’7%).

Сравнительные технико-экономические показатели этих двух способов применения кислорода показаны в таблице 15.

28

В связи с незначительным расходом кислорода (4—8 м3

на тонну жидкого чугуна) применение дутья, обогащенного кислородом, получает наибольшее распространение в практи­

ке литейного производства.

Наряду с - повышением температуры металла, обеспечи­ вающей перегрев чугуна до 1450—1480°С, что особенно важ­ но для тонкостенного автомобильного литья, повышается производительность вагранки, снижается удельный расход топлива, повышаются механические свойства отливок. За счет высокого перегрева чугуна количество легирующих доба­ вок может быть снижено без ухудшения качества литья. Од­ нако высокая стоимость кислорода в ряде случаев заставляет

отказаться от его применения в практике литейного произ­

водства, так как получающиеся при этом низкие технико-эко­ номические показатели процесса предопределяют экономи­ ческую нецелесообразность применения кислорода в вагра­

ночной плавке. Как показали расчеты, применение кислорода в ваграночной плавке становится экономически целесообраз­

ным только при стоимости кислорода до 70 крп за м3, так как при этой стоимости срок окупаемости дополнительных капи­ таловложений не превышает 5—8 лет.

Таблица 16

Сравнительная эффективность применения горячего и кислородного дутья в чугунолитейном производстве (на 100.000 тонн)

* При стоимости кислорода 4-9 коп/м3.

29

Однако для более полной характеристики экономической

■показателями, получающимися при повышении температуры

ваграночного дутья (применением горячего дутья за счет использования ваграночных газов).

Таблица 16 показывает, что по экономическим показате­ лям применение горячего дутья (за счет подогрева дутьевого воздуха ваграночными газами) более целесообразнее, при этом следует отметить, что экономические показатели кислородно­ го дутья рассчитаны пр истоимости кислорода 4—9 коп1м\

При более высокой стоимости кислорода вариант подогрева дутья окажется еще более предпочтительнее. Что же касается показателей удельного расхода кокса, производительности вагранки и повышение перегрева металла, то можно сказать,

что за исключением последнего, эти показатели находятся в

рассматриваемых вариантах на одном уровне.

Отсюда можно сделать вывод, что из двух направлений

рационализации ваграночной плавки наиболее экономически целесообразным является применение подогрева дутья за счет ваграночных газов, которое помимо значительной эко­ номии в дополнительных капиталовложениях и эксплуата­

ционных расходах обеспечивает почти равные технико-эконо­

мические показатели самого технологического процесса.

Что же касается использования кислорода в ваграночной плавке, то его применение может оказаться экономически це­ лесообразным в тех производствах, где требуется особенно вы­ сокий перегрев металла для получения тонкостенного литья.

В этом случае на величину годовой экономии эксплуатацион­ ных расходов существенное влияние может оказать экономия от уменьшения брака литья. Так, 'при уменьшении " брака литья только на 0,5%, годовая экономия при плановой себе­ стоимости 900 рублей за тонну годного литья на 100000 тони составит 450.000 рублей, отсюда срок окупаемости дополни­

тельных капиталовложений при использовании кислородного

представляющие собой источник как физически, так и хими­

чески связанного тепла.

30

Размеры бесполезно уносимого газами тепла весьма зна­ чительны и составляют в среднем около половины всего под­ водимого тепла в коксе.

Естественно, что утилизация тепла отходящих газов ваг­ раночной печи представляет собой существенный фактор эко­ номии топлива.

Таблица П

Энергоэкономическая эффективность использования тепла отходящих газов вагранки в смежных технологических процессах

энергоносителей и °,0 к общецеховой норме

Использование тепла отходящих газов вагранки возможно

вследующих направлениях: '

1)рекуперация тепла отходящих газов самому техноло­

гическому процессу (подогрев ваграночного дутья);

2)использование тепла отходящих газов в смежных тех­ нологических процессах литейного производства (сушка пес­

81