Kupol Ocağı: Yapı, Çalışma ve Bölgeler

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Kupol Ocağına Giriş 2. Kupol Ocağının Yapısı 3. Çalıştırma 4. Bölgeler 5. Kapasite 6. Avantajlar 7. Sınırlamalar.

Kupol Ocağı'na Giriş:

Kupol, demir metallerini ve alaşımlarını eritmek için en yaygın şekilde kullanılan bir dökümhanelidir. Bazen, demir dışı metalleri ve alaşımları eritmek için de kullanılır. Kupol fırını, pik demiri veya hurda metali gri döküm demire dönüştürmenin en ucuz yoludur. Kullanılan yakıt, kaliteli bir düşük kükürt kokudur. Antrasit kömürü veya karbon briketleri de kullanılabilir.

Kupol Ocağı Yapısı:

Kupol, yüksekliği çapının üç ila beş katı olan şaft tipi bir fırındır; erimiş gri dökme demir üretmek için en yaygın şekilde kullanılan fırındır. Bir kubbe fırınının bir çizimi, Şekil 4.2'de gösterilmiştir.

Şekilden görüldüğü gibi, kupolun ana parçaları şunlardır:

(i) Kabuk:

Kabuk, yaklaşık 10 mm kalınlığında perçinlenmiş veya kaynaklanmış bir çelik plakadan yapılmıştır ve içten ateşe dayanıklı ateş tuğlası tuğlaları ile kaplanmıştır. Kabuk çapı, çapın yaklaşık üç ila beş katı kadar bir yükseklikle 1-2 metre arasında değişir.

(ii) Kuruluş:

Bütün yapı ayaklara veya çelik kolonlara monte edilir. Tek parçadan yapılmış bir açılır kapı, destek ayağına takılır. Kupol doluyken, kapının yakın kalması ve yükün ağırlığından dolayı çökmemesi için alt kapıdaki bir destek desteği temin edilmiştir. Kupol kullanımda değilse, açılan kapı fırın kaplamasının bakım ve onarımını sağlar.

(iii) Şarj Kapağı:

Fırının tepesine doğru, şarj kapısı olarak adlandırılan bir açıklık bulunmaktadır. Şarj kapağı, metal, kok ve akı içeren yükün fırına beslenmesi için kullanılır. Tuyerlerin yaklaşık 3 ila 6 m yüksekliğinde yer almaktadır.

(iv) Şarj Platformu:

Şarj platformu sağlam, hafif çelik çubuklardan ve plakalardan yapılmıştır. Genellikle, kupolü, şarj kapağının tabanının yaklaşık 0.3 m altında bir seviyede çevreler.

(v) Hava Üfleyici:

Rüzgar kutusuna püskürtme borusu vasıtasıyla bir hava üfleyici bağlanmıştır. Rüzgar kutusuna hava besler. Hava akışını kontrol etmek için püskürtme borusunda bir valf bulunur. Püskürtme basıncı 250 kg / m2 ila 1050 kg / m2 arasında değişmektedir.

(vi) Tuyer'ler:

Yanma için gerekli olan hava, fırının tabanından yaklaşık 0, 9 m yukarıda bulunan tuyerlerden üflenir. Tuyerlerin toplam alanı, tuyer seviyesinde astarın içindeki kubbenin kesit alanının 1/5 ila 1 / 6'sı olmalıdır.

(vii) Hacim Ölçer:

Hacim ölçer, geçen havanın hacmini bilmek için bir kupol ocağına kurulur. Bir ton demiri eritmek için gereken hava miktarı, kok ve kok demir oranının kalitesine ve miktarına bağlıdır.

(viii) Musluk Deliği (Erimiş Metal Delik):

Tabanın biraz üstünde ve önünde, erimiş dökme demirin toplanmasına izin veren bir musluk deliği vardır.

(ix) Cüruf Deliği:

Ayrıca, cürufun erimiş dökme demirin yüzeyinde yüzdüğünden, musluk deliğinin arkasında ve üstünde bir cüruf deliği bulunmaktadır.

(x) Baca:

Kabuğun şarj deliğinin üstündeki kısmı baca olarak bilinir. Yüksekliği genellikle 4 ila 6 m'dir. Baca bir filtre süzgeci ve bir kıvılcım önleyici ile donatılmıştır. Bu, atık gazların serbestçe kaçmasını kolaylaştırır ve kıvılcımları ve tozu fırına geri döndürür.

Kupol Ocağı İşletmesi:

Kupol fırınının çalışması aşağıdaki adımlardan oluşur:

(i) Kupol Hazırlığı:

Yeni inşa edilmiş bir kubbe, pişirmeden önce iyice kurutulmalıdır. Bir önceki işlemden kalan tuyerlerin etrafındaki cüruflar temizlenir. Kırılan tuğlalar silis kumu ve ateş kili karışımı ile tamir edilir. Brunt alanı üzerine ateş tuğlası astarı üzerine bir refrakter malzeme katmanı uygulanır.

Bir kalıp kumu yatağı daha sonra alt kısımda yaklaşık 6 inç (15 cm) veya daha fazla kalınlığa kadar sıkıştırılır ve erimiş metalin daha iyi akışını sağlamak için musluk deliğine doğru eğilir. Yaklaşık 30 ila 35 mm çapında bir cüruf deliği açıklığı ve yaklaşık 25 mm çapında bir cüruf deliği sağlanır.

(ii) Kupol Atışı:

Odun düzgün yandığında, kum dibinde bir odun ateşi tutuşur; kok, yatağa üstten iyi dökülmüştür. Kokun da yanmaya başladığından emin olun. Daha sonra yaklaşık 40 cm kalınlığında bir kok yatağı daha sonra kum üzerine, yani tuyerlerin biraz yukarısına yerleştirilir.

Hava patlaması kokain tutuşması için normalden daha düşük bir üfleme hızında açılır. Kok yatağının yüksekliğini gösteren bir ölçüm çubuğu kullanılır. Pişirmek, erimiş metalin gerekli olduğu yaklaşık 3 saat önce yapılır.

(iii) Kupolü Şarj Etmek:

Daha sonra, şarj kubbe içine şarj kapısından beslenir. Yük bileşimi gibi birçok faktör, elde edilen gri dökme demirin son yapısını etkiler. Yük% 25 pik demir, % 50 gri dökme demir hurda, % 10 çelik hurda, yakıt olarak% 12 kok ve akı olarak% 3 kireçtaşından oluşur.

Bu bileşenler alternatif kok, kalker ve metal katmanları oluşturur. Kireçtaşı dışında, fluorspar ve soda külü de akı materyali olarak kullanılır - Akının işlevi, demirdeki yabancı maddeleri uzaklaştırmak ve demiri oksidasyondan korumaktır.

(iv) Demir iliklerine:

Fırını tamamen doldurduktan sonra, yaklaşık 1 ila 1.5 saat kadar kalması beklenir. Bu aşamada, şarj bu kez yavaşça ısınır, çünkü hava basıncı bu sefer kapalı tutulur ve bu nedenle demir ıslanır.

(v) Hava Patlamasını Başlatmak:

Havalanma, ıslatma süresinin sonunda açılır. Metal eriyene ve yeterli metal toplanana kadar üst açıklık kapalı tutulur. Erime ilerledikçe, şarjın içeriği yavaş yavaş aşağı doğru hareket eder. Yüklenme oranı, eritme hızına eşit olmalıdır, böylece fırın ısı boyunca tam tutulur.

(vi) Kubbenin Kapatılması:

Artık erime gerekmediğinde, şarj ve hava akımı beslemesi durdurulur. Destek kaldırılır, böylece alt plaka açılmak üzere salınır. Toplanan cüruf kaldırılır. Kupol, yüksek fırınlar gibi sürekli olarak çalışabilir, ancak pratikte gerektiğinde çalışabilir. Ergime süresi, dökümhanelerin çoğunda 4 saati geçmemektedir. Ancak, 10 saat veya daha uzun süre kesintisiz olarak çalıştırılabilir.

Kupol Ocağı Bölgeleri:

Kupol fırını, çeşitli kimyasal reaksiyonların gerçekleştiği birkaç bölgeye bölünmüştür.

Aşağıdaki altı önemli bölge:

(i) Kuyu veya Pota Zonu:

Kum yatağının tepesi ile tuyerlerin tabanı arasında kalan bölgedir. Erimiş metal bu bölgede toplanır.

(ii) Birleşme Bölgesi:

Tuyerlerin tepesi ile üstündeki teorik seviye arasındaki bölgedir. Aynı zamanda oksitleyici bölge olarak da bilinir.

Burada yanma aslında hava patlamasından kaynaklanan tüm oksijeni tüketerek yapılır ve çok miktarda ısı üretir. Bu bölge için sıcaklık aralığı yaklaşık 1500 ° C ila 1850 ° C'dir. Bu bölgede üretilen ısı, diğer kupol bölgelerinin gereksinimlerini karşılamak için yeterlidir.

(iii) Bölgenin Azaltılması:

Yanma bölgesinin tepesi ile kok yatağının tepesi arasındaki alandır. Koruyucu bölge olarak da bilinir.

Bu bölgeden yukarı doğru akan CO2, sıcak kok ile reaksiyona girer ve Co, Co'ya indirgenir. Bu reaksiyon nedeniyle, sıcaklık yaklaşık 1200 ° C'ye düşer. Bu bölge, içindeki atmosferi azalttığı için yükü oksidasyona karşı korur.

(iv) Erime Bölgesi:

Birinci metal yük katmanı arasındaki ve indirgeme bölgesinin üzerindeki bölgedir. Yatak ücretinin 300 ila 900 mm arasındadır. Katı metal yükü erimiş haldeki değişiklikler bu bölgede yeterli karbonu alır. Bu bölgede elde edilebilecek sıcaklık, 1600 ° C ila 1700 ° C arasındadır.

(v) Ön Isıtma Bölgesi:

Erime bölgesinin üstünden şarj kapağının alt seviyesine kadar olan alandır. Şarj malzemeleri bu bölgeye beslenir. Şarj, erime bölgesine girmek için aşağıya yerleşmeden önce yaklaşık 1093 ° C'ye ısıtılır. Şarj bölgesi olarak da bilinir.

(vi) Yığın Bölgesi:

Bu, fırının boş kısmı olup, yükleme bölgesinin yukarısından fırının tepesine uzanmaktadır. Fırın içerisinde oluşan sıcak gazları atmosfere taşır.

Kupol Ocağı Kapasitesi:

Kupolun kapasitesi, saatlik ısın başına elde edilen sıvı metalin tonları cinsinden tanımlanmaktadır. Kubbenin boyutlarına, yanma verimine, yanma hızına, şarj bileşenlerine vb. Bağlıdır.

Kupol çıkışı, hava akımının oksijenle zenginleştirilmesi ve fırının yaklaşık 180 ila 270 ° C'ye ısıtılması için sıcak çıkan gazların daha iyi ısı kullanılmasıyla arttırılabilir.