Вагранка

ВАГРАНКА, шахтная печь для переплавки доменного литейного чугуна и чугунного лома с целью получения отливок. До 2-й половины 18 века металл для чугунолитейного производства получали непосредственно из руды в доменных печах, затем литейный чугун и лом переплавляли в небольших доменных печах. В 1774 году А. Р. Баташёв (смотри в статье Баташёвы) на Гусевском заводе построил печь, ставшую прототипом современной вагранки. Появление вагранки позволило выделить чугунное литьё в самостоятельное производство. Первоначально вагранки имели форму восьмигранника, что обусловливалось использованием для кладки труднообтёсываемого естественного камня; в дальнейшем, с применением шамотных кирпичей, вагранкам стали придавать цилиндрическую форму. Современная вагранка - футерованный изнутри огнеупорным кирпичом вертикальный стальной цилиндр, который установлен на подовую плиту, покоящуюся на колоннах. В средней части вагранки находится шахта, заполняемая шихтовыми материалами (металл, топливо, флюсы); в нижней - горн, в котором скапливается выплавленный жидкий чугун; в верхней - труба, через которую горячие ваграночные газы выходят в искрогаситель, и загрузочное окно, через которое шихтовые материалы подаются внутрь печи. Над горном расположены фурмы (в один, два или три ряда по окружности шахты в шахматном порядке), через которые поступает необходимый для сжигания топлива воздух от воздуходувной машины. Расплавленный металл собирается в горне вагранки (или стекает в копильник), откуда по мере надобности выпускается через нижнюю лётку в ковши для разливки в формы; образующийся шлак выпускается через шлаковую лётку, расположенную с противоположной стороны в верхней части горна (или копильника). В середине подовой плиты имеется отверстие с откидным дном для удаления остатков по окончании процесса плавки. Современные вагранки оборудуются наружным водяным охлаждением (для увеличения срока службы футеровки), рекуператорами, системами очистки и дожигания отходящих газов, системами автоматизированного контроля и управления.

Действие вагранки основано на противотоке переплавляемых материалов и продуктов горения, что способствует эффективному использованию топлива (кокса). В верхней части шахты вагранки осуществляется подогрев твёрдых шихтовых материалов, которые, постепенно опускаясь, нагреваются до температуры 1100-1200°С. Ваграночные газы, пройдя слой шихтовых материалов и отдав им теплоту, охлаждаются до температуры 350-450°С. В середине шахты (так называемой зоне горения) происходит плавление металлической шихты и образование шлака. Капли жидкого металла, стекая вниз по кускам горящего кокса, нагреваются до 1500°С, при этом примеси, содержащиеся в чугуне, под воздействием газов частично окисляются с выделением теплоты. В результате температура повышается до 1600°С. В горне жидкий металл охлаждается и удаляется из печи.

Производительность вагранки (в зависимости от её размеров и расхода топлива) обычно составляет 1-30 т/ч.

Лит.: Печи в литейном производстве. Атлас конструкций. М., 1989; Грачев В. А. Печи литейных цехов. М., 1994.