Koepelovens: structuur, werking en zones

Na het lezen van dit artikel leert u over: - 1. Inleiding tot de koepeloven 2. Structuur van de koepeloven 3. Bediening 4. Zones 5. Capaciteit 6. Voordelen 7. Beperkingen.

Inleiding tot de koepeloven:

De koepel is een meest gebruikte gietoven voor het smelten van ferro-metalen en legeringen. Soms wordt het ook gebruikt voor het smelten van non-ferro metalen en legeringen. Koepeloven is de goedkoopste manier om ruwijzer of schroot om te zetten in grijs gietijzer. De gebruikte brandstof is een laagwaardige zwavelcokes van goede kwaliteit. Antracietkool of koolstofbriketten kunnen ook worden gebruikt.

Structuur van koepeloven:

De koepel is een schacht type oven waarvan de hoogte drie tot vijf keer de diameter is; het is meest gebruikte oven voor het produceren van gesmolten grijs gietijzer. Een schets van een koepeloven wordt getoond in Fig. 4.2.

Zoals te zien is in de Fig, zijn de belangrijkste delen van de koepel:

(i) Shell:

De schaal is geconstrueerd van een stalen plaat van ongeveer 10 mm dik die aan een klinknagel is bevestigd of aan elkaar is gelast en die inwendig is bekleed met vuurvaste vuurvaste stenen. De schaaldiameter varieert van 1 tot 2 meter met een hoogte van ongeveer drie tot vijf keer de diameter.

(ii) Stichting:

De hele constructie wordt op poten of stalen kolommen geplaatst. Een valdeur, die uit één stuk bestaat, is scharnierend verbonden met een steunpoot. Wanneer de koepel vol is, wordt er een steunondersteuning aan de onderste deur geleverd zodat de deur dicht blijft en niet inzakt vanwege het zware gewicht van de lading. Als de koepel niet in gebruik is, maakt de valdeur onderhouds- en reparatiewerkzaamheden aan de ovenbekleding mogelijk.

(iii) Oplaaddeur:

Op weg naar de top van de oven is er een opening genaamd laaddeur gesitueerd. De laaddeur wordt gebruikt voor het toevoeren van de lading die metaal, cokes en vloeimiddel bevat, in de oven. Het ligt op een hoogte van ongeveer 3 tot 6 m boven de tuyers.

(iv) Oplaadplatform:

Het laadplatform is gemaakt van robuuste, zachtstalen staven en platen. Meestal omgeeft de koepel zich op een hoogte van ongeveer 0, 3 m onder de bodem van de laaddeur.

(v) Luchtblazer:

Een luchtblazer is verbonden met de windkast door middel van een blaaspijp. Het levert de lucht naar de windkast. Een klep is voorzien in de blaaspijp om de luchtstroom te regelen. De ontploffingsdruk varieert van 250 kg / m ² tot 1050 kg / m ² .

(vi) Tuyeres:

Lucht, die nodig is voor de verbranding, wordt door de blaaspijpen geblazen die zich ongeveer 36 inch (0, 9 m) boven de bodem van de oven bevinden. Het totale oppervlak van de mondstukken moet 1/5 tot 1/6 van het oppervlak van de doorsnede van de koepel binnen de voering op tuyere niveau zijn.

(vii) Volumemeter:

De volumemeter wordt geïnstalleerd in een koepeloven om het volume luchtpassage te kennen. De hoeveelheid lucht die nodig is om één ton ijzer te smelten, hangt af van de kwaliteit en hoeveelheid van de verhouding cokes en cokesijzer.

(viii) Tikgat (Gesmolten metaalgat):

Iets boven de bodem en aan de voorkant zit een kraangat zodat gesmolten gietijzer kan worden opgevangen.

(ix) Slaggat:

Er is ook een slakgat aan de achterkant en boven het niveau van het kraangat omdat slakken op het oppervlak van gesmolten gietijzer drijven.

(x) Schoorsteen:

Het gedeelte van de schaal boven het laadgat staat bekend als schoorsteen. De hoogte is over het algemeen 4 tot 6 m. De schoorsteen is voorzien van een filterscherm en een vonkenvanger. Dit vergemakkelijkt een vrije ontsnapping van de afvalgassen en leidt de vonken en het stof terug in de oven.

Operatie van Cupola Furnace:

De werking van de koepelovens bestaat uit de volgende stappen:

(i) Bereiding van Cupola:

Een nieuw gebouwde koepel moet voor het bakken grondig worden gedroogd. Alle slak rond de blaaspijpen van vorige run worden gereinigd. Alle gebroken stenen worden gerepareerd met een mengsel van silicazand en vuurklei. Een laag vuurvast materiaal wordt aangebracht over het ruwe oppervlak boven de vuurstenen bekleding.

Een bed van vormzand wordt vervolgens op de bodem geramd tot een dikte van ongeveer 15 cm of meer, hellend in de richting van het kraangat om een betere stroming van gesmolten metaal te verzekeren. Een slakgatopening met een diameter van ongeveer 30 tot 35 mm en een kraangat van ongeveer 25 mm diameter wordt verschaft.

(ii) Vuren van Cupola:

Een vuur van hout wordt aangestoken op de zandbodem, wanneer het hout goed brandt; cola wordt van bovenaf op het bed gedumpt. Zorg ervoor dat de coke ook begint te branden. Een bed van cokes van ongeveer 40 inch dik wordt vervolgens op het zand geplaatst, dat wil zeggen, iets boven de blaaspijpen.

De luchtstoot wordt ingeschakeld met een lagere inblaasnelheid dan normaal voor het ontsteken van de cokes. Er wordt een meetstaaf gebruikt die de hoogte van het kooksbed aangeeft. Het vuren gebeurt ongeveer 3 uur voordat het gesmolten metaal nodig is.

(iii) opladen van de Cupola:

Vervolgens wordt de lading via de vuldeur in de koepel gevoerd. Vele factoren, zoals de samenstelling van de lading, beïnvloeden de uiteindelijke structuur van het verkregen grijze gietijzer. De lading bestaat uit 25% ruwijzer, 50% grijs gietijzerschroot, 10% staalschroot, 12% cokes als brandstof en 3% kalksteen als flux.

Deze bestanddelen vormen afwisselende lagen van cokes, kalksteen en metaal. Naast kalksteen, vloeispaat en natriumcarbonaat worden ook gebruikt als fluxmateriaal - De functie van flux is om de onzuiverheden in het ijzer te verwijderen en het ijzer te beschermen tegen oxidatie.

(iv) Inweken van ijzer:

Na het volledig opladen van de oven, is het toegestaan om ongeveer 1-1, 5 uur als zodanig te blijven. Tijdens deze fase wordt de lading langzaam opgewarmd omdat de luchtstroom dit keer wordt onderdrukt en hierdoor wordt het ijzer nat.

(v) De Air Blast starten:

De luchtstroom wordt aan het einde van de inweekperiode geopend. De bovenste opening wordt gesloten gehouden totdat het metaal smelt en er voldoende metaal wordt verzameld. Naarmate het smelten vordert, beweegt de inhoud van de lading geleidelijk naar beneden. De snelheid van laden moet gelijk zijn aan de snelheid van smelten, zodat de oven gedurende de hitte vol blijft.

(vi) De Cupola sluiten:

Wanneer er niet meer gesmolten hoeft te worden, wordt het toevoeren van lading en luchtstroom gestopt. De stut wordt verwijderd, zodat de bodemplaat zwaait om te openen. De afgezette slak wordt verwijderd. De koepel kan continu draaien, net als een hoogoven, maar in de praktijk kan deze werken wanneer dat nodig is. De smelttijd is in de meeste gieterijen niet langer dan 4 uur. Maar het kan continu gedurende 10 uur of langer worden gebruikt.

Zones van koepeloven:

De koepeloven is verdeeld in een aantal zones waar een aantal chemische reacties plaatsvinden.

De volgende zijn de zes belangrijke zones:

(i) Well of Crucible Zone:

Het is de zone tussen de bovenkant van het zandbed en de onderkant van de mondstukken. Gesmolten metaal verzameld in deze zone.

(ii) Combinatiezone:

Het is de zone tussen de bovenkant van de mondstukken en een theoretisch niveau erboven. Het is ook bekend als oxiderende zone.

Hier is de verbranding echt gebeurd, waarbij alle zuurstof uit de luchtontploffing is verbruikt en er enorm veel warmte is gegenereerd. Het temperatuurbereik voor deze zone is ongeveer 1500 ° C tot 1850 ° C. De warmte die wordt geproduceerd in deze zone is voldoende om te voldoen aan de vereisten van andere zones van de koepel.

(iii) Zone verminderen:

Het is de zone tussen de bovenkant van de verbrandingszone en het bovenste niveau van het kooksbed. Het is ook bekend als beschermende zone.

De Co2 die omhoog door deze zone stroomt reageert met hete cokes en Co wordt gereduceerd tot Co. Door deze reactie wordt de temperatuur verlaagd tot ongeveer 1200 ° C. Deze zone beschermt de lading tegen oxidatie omdat het een reducerende atmosfeer bevat.

(iv) Melting Zone:

Het is de zone tussen de eerste laag metaallading en boven de reducerende zone. Het ligt tussen 300 tot 900 mm boven de bedbelasting. De vaste metaallading verandert in gesmolten toestand en pikt voldoende koolstof op in deze zone. De temperatuur die in deze zone kan worden bereikt, ligt in het bereik van 1600 ° C tot 1700 ° C.

(v) Voorverwarmingszone:

Het is de zone van boven de smeltzone naar het onderste niveau van de laaddeur. In deze zone worden laadmaterialen ingevoerd. De lading wordt voorverwarmd tot ongeveer 1093 ° C voordat ze naar beneden gaan om de smeltzone binnen te gaan. Het is ook bekend als laadzone.

(vi) Stapelzone:

Het is het lege gedeelte van deze oven, dat zich uitstrekt van boven de laadzone tot de bovenkant van de oven. Het draagt de hete gassen gegenereerd in de oven naar de atmosfeer.

Capaciteit van koepeloven:

De capaciteit van koepel wordt gedefinieerd in termen van vloeibaar metaal verkregen per uur warmte. Het hangt af van de afmetingen van de koepel, de efficiëntie van de verbranding, verbrandingssnelheid, bestanddelen van het opladen, enz.

De output van de koepel kan worden verhoogd door zuurstofverrijking van de luchtstoot en door een beter warmtegebruik van hete uitgaande gassen om de oven voor te verwarmen tot ongeveer 180 tot 270 ° C.