Cupola Furnace: Struktur, drift og zoner

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om: - 1. Introduksjon til Cupola Furnace 2. Struktur av Cupola Furnace 3. Drift 4. Zones 5. Kapasitet 6. Fordeler 7. Begrensninger.

Introduksjon til Cupola Furnace:

Kupolen er en mest brukt støpeovn for smelting av jernholdige metaller og legeringer. Noen ganger brukes den også til smelting av ikke-jernholdige metaller og legeringer. Cupola ovn er den billigste måten å konvertere gris jern eller skrap i grå støpejern. Drivstoffet som brukes er en lavkvalitets lav svovelkoks. Antracittkull eller karbonbriketter kan også brukes.

Struktur av Cupola Furnace:

Kupolen er en ovn av typen aksel hvis høyde er tre til fem ganger dens diameter; Det er den mest brukte ovnen for produksjon av smeltet grå støpejern. En skisse av en kokeovn er vist i figur 4.2.

Som vist fra Fig, er hoveddelene av kupol:

(i) Shell:

Skallet er konstruert av en stålplate av ca 10 mm tykk rivet eller sveiset sammen, og det er innvendig foret med ildfaste ildfast murstein. Skallens diameter varierer fra 1 til 2 meter med en høyde på omtrent tre til fem ganger diameteren.

(ii) Stiftelse:

Hele strukturen er reist på ben eller stålkolonner. En dør dør, som er laget av ett stykke, er hengslet til et støtteben. Når kuplen er full av ladning, er en støpstøtte på bunndøren tilveiebrakt slik at døren forblir tett og ikke faller sammen på grunn av den store belastningen. Hvis kupolen ikke er i bruk, tillater dørdøren vedlikeholds- og reparasjonsarbeid av ovnsforingen.

(iii) Ladedør:

Mot toppen av ovnen er det en åpning som heter lading dør ligger. Laderdøren brukes til å fôre ladningen som inneholder metall, koks og fluss, inn i ovnen. Den ligger i høyden på ca 3 til 6 m over tuyers.

(iv) ladeplattform:

Ladestativet er laget av robuste, myke stålstenger og -plater. Vanligvis er det rundt kupolen i et nivå på ca 0, 3 m under bunnen av laderdøren.

(v) luftblåsere:

En luftblåser er koblet til vindboksen ved hjelp av sprengningsrør. Den leverer luften til vindboksen. En ventil er tilveiebrakt i sprengningsrøret for å styre luftstrømmen. Sprøytetrykket varierer fra 250 kg / m ² til 1050 kg / m ² .

(vi) Tuyeres:

Luft, som trengs for forbrenningen, blåses gjennom tuyeres som ligger ca 0, 9 tommer over bunnen av ovnen. Totalt areal av tuyeres skal være 1/5 til 1/6 av tverrsnittet av kupolen inne i foringen på tuyere nivå.

(vii) volummåler:

Volummåleren er installert i en kokeovn for å vite volumet av luft som passerer. Mengden luft som trengs for å smelte en ton jern, avhenger av kvaliteten og mengden av koks og koksjern-forhold.

(viii) Kranhull (smeltet metallhull):

Litt over bunnen og på forsiden er det et trykkhull for å samle smeltet støpejern.

(ix) slaghull:

Det er også et slagghull som er plassert bak og over nivået av trykkhullet fordi slaggen flyter på overflaten av smeltet støpejern.

(x) skorstein:

Den delen av skallet over lading hullet er kjent som skorstein. Høyden er vanligvis 4 til 6 m. Skorstenen er utstyrt med et filterskjerm og en gnistfanger. Dette muliggjør en fri rømning av avfallsgassene og avbøyer gnistene og støvet tilbake i ovnen.

Drift av Cupola Furnace:

Operasjonen av kupolovnen består av følgende trinn:

(i) Forberedelse av cupola:

En nybygget kola bør tørkes grundig før avfyring. Enhver slagge rundt tuyeres fra tidligere løp blir rengjort. Eventuelle ødelagte murstein repareres med en blanding av silisiumsand og brann leire. Et lag av ildfast materiale påføres over bruntområdet over brannmurfodringen.

En seng av støpesand rammes deretter på bunnen til en tykkelse på ca. 15 cm eller mer, skrånende mot trykkhullet for å sikre bedre flyt av smeltet metall. En slaggåpning med en diameter på ca. 30 til 35 mm og et trykkhull med en diameter på ca. 25 mm er tilveiebrakt.

(ii) Firing av Cupola:

En brann av trevirke antennes på sandbunnen, når treet brenner godt; cola er dumpet på sengen godt fra toppen. Pass på at koks begynner å brenne også. En seng med cola ca 40 cm tykk plasseres neste på sanden, litt over tuyeres.

Luftblåsingen er slått på med en lavere blåsehastighet enn vanlig for å tennne koks. En målerestang brukes som angir høyden på koksengen. Firing gjøres ca. 3 timer før det smeltede metallet kreves.

(iii) Lading av Cupola:

Deretter mates ladningen inn i koppen gjennom ladedøren. Mange faktorer, slik som ladningssammensetningen, påvirker den endelige strukturen av det grå støpejern som er oppnådd. Avgiften består av 25% støvjern, 50% grå støpejernsskrap, 10% stålskrap, 12% koks som drivstoff og 3% kalkstein som fluss.

Disse bestanddelene danner alternative lag med koks, kalkstein og metall. I tillegg til kalkstein brukes fluorspar og soda også som fluxmateriale - Fluxens funksjon er å fjerne urenheter i jern og beskytte jernet mot oksidasjon.

(iv) Soaking of Iron:

Etter fullstendig oppladning av ovnen, er det lov å forbli som sådan i ca. 1-1, 5 timer. I løpet av denne fasen blir ladingen sakte oppvarmet fordi luftblåsingen holdes stengt denne gangen og på grunn av dette blir jernet gjennomvåt.

(v) Start av luftblåsing:

Luftblåsingen åpnes på slutten av bløtperioden. Den øverste åpningen holdes stengt til metallet smelter og tilstrekkelig metall oppsamles. Etter hvert som smeltingen går, beveges innholdet av ladningen gradvis nedover. Ladehastigheten må være lik smeltetemperaturen slik at ovnen holdes full gjennom varmen.

(vi) Lukke Cupola:

Når det ikke kreves mer smelting, blir fôring av ladning og luftblåsing stoppet. Stiften fjernes, slik at bunnplaten svinger for å åpne. Slaggen avsatt er fjernet. Kupolen kan løpe kontinuerlig som blastovnen, men i praksis kan den fungere når det er nødvendig. Smelteperioden overskrider ikke 4 timer i de fleste støperier. Men det kan betjenes kontinuerlig i 10 timer eller mer.

Zoner av Cupola Furnace:

Kokeovnen er delt inn i en rekke soner hvor en rekke kjemiske reaksjoner finner sted.

Følgende er de seks viktige sonene:

(i) Brønn eller Crucible Zone:

Det er sonen mellom toppen av sengen og bunnen av tuyeres. Smeltet metall samlet i denne sonen.

(ii) Kombinasjonssone:

Det er sonen mellom toppen av tuyeres og et teoretisk nivå over det. Det er også kjent som oksiderende sone.

Her har forbrenningen faktisk gjort, forbruker alt oksygen fra luftblåsingen og genererer stor mengde varme. Temperaturområdet for denne sonen er ca. 1500 ° C til 1850 ° C. Varmen som produseres i denne sonen er tilstrekkelig til å tilfredsstille kravene til andre soner av kuola.

(iii) Reduserende sone:

Det er sonen mellom toppen av forbrenningsområdet og toppnivået på koksengen. Det er også kjent som beskyttelsesområde.

Co _{2 som} strømmer oppover gjennom denne sone reagerer med varm koks og Co, reduseres til Co. På grunn av denne reaksjonen blir temperaturen redusert til ca. 1200 ° C. Denne sonen beskytter ladningen mot oksidasjon da den reduserer atmosfæren i den.

(iv) smelteområde:

Det er sonen mellom det første laget av metallladning og over reduksjonssonen. Det er mellom 300 og 900 mm over sengen. Den faste metallladningen endrer seg i smeltet tilstand, plukker opp tilstrekkelig karbon i denne sonen. Temperaturen oppnåelig i denne sonen er i området 1600 ° C til 1700 ° C.

(v) Forvarmingssone:

Det er sonen fra over smelteområdet til nedre nivå av ladedøren. Ladestoffene mates i denne sonen. Ladningen forvarmes til ca. 1093 ° C før de legger seg nedover for å komme inn i smelteområdet. Det er også kjent som ladesone.

(vi) Stack Zone:

Det er den tomme delen av ovnen, som strekker seg fra over ladningsområdet til toppen av ovnen. Den bærer de varme gasser som genereres i ovnen til atmosfæren.

Kapasitet av Cupola Furnace:

Kapasiteten er definert i form av toner av flytende metall oppnådd per time av varme. Det avhenger av dimensjonene av kupol, effektiviteten av forbrenning, forbrenningshastighet, bestanddeler for lading etc.

Utgangen av kupol kan økes ved oksygenberigelse av luftblåsing og ved bedre varmeutnyttelse av varme utgående gasser for å forvarme ovnen til ca. 180 til 270 ° C.