5125071431

1.3. Piece do wytapiania

Jerzy Kilarski, Jan Szajnar, Andrzej Studnie ki

Do bezpośredniego wytapiania żeliwa obecnie zastosowanie znajdują piece szybowe (żeliwiaki), piece elektryczne (indukcyjne tyglowe, rzadziej łukowe) oraz piece płomienne obrotowe. Oprócz tego żeliwo wytapiane jest w procesach podwójnych, tzw. „duplex'\ w których biorą udział jeszcze piece indukcyjne rdzeniowe lub tyglowe sieciowej częstotliwości. Proces ,duplex” umożliwia zarówno intensyfikację procesów topienia, zmniejszenie jednostkowego zużycia energii, jak i wykorzystanie tego systemu do produkcji żeliwa sferoidalnego i wermikulamego. Najstarszy i do dzisiaj spotykany system „duplex" to: żeliwiak koksowy w różnych odmianach - piec indukcyjny rdzeniowy (kanałowy). Oprócz tego szeroko rozpowszechniony w kraju jest układ: piec indukcyjny tyglowy - piec indukcyjny rdzeniowy, a w najnowszych rozwiązaniach w miejsce pieca rdzeniowego jest piec zalewowy. Spotyka się jeszcze sporadycznie układ: piec łukowy - piec indukcyjny tyglowy lub rdzeniowy.

Z kolei poza granicami kraju, głównie w Europie Zachodniej, duże zainteresowanie budzi żeliwiak bezkoksowy zintegrowany z piecem indukcyjnym rdzeniowym lub piecem płomiennym. Ponadto, coraz szerzej są stosowane do wytopu żeliwa nowoczesne piece płomienne obrotowe (jest ich ponad 200) i związane z tym systemy podwójne zwiększające wydajność, np.: piec płomienny - piec indukcyjny rdzeniowy lub zalewowy [ 10].

W odlewniach przy doborze pieców i systemów uwzględnia się następujące kryteria:

1)    rodzaj wytapianego żeliwa i wymaganą temperaturę jego przegrzania,

2)    zapotrzebowanie metalu (produkcja jednostkowa, seryjna, masowa),

3)    koszt energii, materiałów wsadowych i ogniotrwałych,

4)    wymagania w zakresie ochrony środowiska i warunków bezpieczeństwa i higieny pracy.

Obecnie w kraju wyraźnie zauważalne jest, zarówno w odlewniach nowych jak i w ramach modernizacji starszych zakładów, instalowanie pieców indukcyjnych średniej częstotliwości, co ma sprostać potrzebom związanym z coraz większym zamówieniem na odlewy z żeliwa sferoidalnego i wermikulamego, jak i z wymogami dotyczącymi ochrony środowiska. Małe zainteresowanie jest piecami obrotowymi (jest ich zaledwie dwa) [3]. Podobnie sytuacja wygląda z żeliwiakami bezkoksowymi, których jak na razie nikt w kraju nie zainstalował. Z kolei w ramach modernizacji topialni coraz częściej stosowane jest dotlenianie żeliwiaków zarówno z zimnym jak i podgrzanym dmuchem. Zdarza się też, że w miejsce zwykłych żeliwiaków instalowane są żeliwiaki kampanijne.

1.3.1. Żeliwiaki

Żeliwiak koksowy jest najstarszym i jeszcze dość popularnym w kraju piecem szybowym, w którym naboje wsadu metalowego na przemian z nabojami paliwa (koksu) i topnika opuszczają się w dół szybu, a gorące gazy żeliwiakowe unoszą się do góry nagrzewając i topiąc wsad metalowy. Podstawową zaleta żeliwiaków jest ich duża wydajność godzinowa, a argumentem dodatkowym, przemawiającym za stosowaniem żeliwiaków, jest dostępność i relatywnie niski koszt paliwa jakim jest koks odlewniczy. Żeliwiaki koksowe mogą pracować na zimnym lub podgrzanym dmuchu oraz na dmuchu wzbogaconym w tlen. Ponadto żeliwiaki mogą mieć dodatkowe wyposażenie zarówno poprawiające proces, jak i wydłużające czas pracy żeliwiaka czy spełnianie wymagań odnośnie do ochrony środowiska. Coraz częściej stosowana bywa automatyzacja procesów żeliwiakowych ukierunkowana nie tylko na utrzymanie stałej temperatury przegrzania żeliwa (system komputerowy pomiaru i kontroli procesu topienia), ale również uwzględniająca system namiarowania wsadu czy system kontroli i wizualizacji instalacji oczyszczającej. Oprócz żeliwiaków koksowych coraz większe zainteresowanie (głównie za granicą) znalazły żeliwiaki opalane gazem, zwane bezkoksowymi; stanowią one bardzo interesującą alternatywę typowych żeliwiaków koksowych.

Żeliwiaki z zimnym dmuchem

Żeliwiaki z zimnym dmuchem to piece zarówno bez zbiornika (rys. 1.3. la), jak i ze zbiornikiem stałym (rys. 1.3. Ib) lub przechylnym, którego przedstawicielem dzisiaj są przede wszystkim żeliwiaki małe o średnicy 500 i 600 mm mogące zapewnić otrzymywanie żeliwa handlowego najniższych klas (bez specjalnych zabiegów). Piece te wyposażone są w proste urządzenia odpylające, tzw. chwytacze iskier pracujące na sucho lub mokro.

117