книги / Медеплавильщик
..pdfМАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЛАВКИ НА 100 кг ОГАРКА
|
|
|
Содержание |
|
|
Содержание |
|||
Поступило |
в печь |
Вес |
Си |
Получено |
Вес |
Си |
|
||
кг |
% |
кг |
кг |
% |
кг |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
Огарок |
|
100,0 |
12,02 |
12,02 |
Штейн |
38,6 |
31,16 |
1 2 ,0 $ |
|
Конвертерный шлак |
23,4 |
1,58 |
0,37 |
Отвальный шлак |
74,8 |
0,41 |
0,31 |
||
Угольная пыль |
12,9 |
— |
— |
Газы . . |
159,0 |
— |
— |
||
Воздух |
|
136,4 |
— |
— |
Угар (ZnO и проч.) |
0,3 |
— |
—• |
|
И т о г о |
|
272,7 |
— |
12,39 |
И т о г о |
272,7 |
— |
12,39 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
21. |
||
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ С ПЫЛЕУГОЛЬНЫМ ОТОПЛЕНИЕМ' |
|||||||||
|
|
ПРИ ПЛАВКЕ ОГАРКА (НА 100 кг ОГАРКА) |
|
|
|
||||
|
|
|
1 ккал = |
4186,8 дж |
|
|
|
||
|
|
|
Количество |
|
|
Количество |
|||
Приход |
|
тепла |
Расход |
|
тепла |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ккал |
% |
|
|
ккал |
% |
|
Горение угольной пыли |
87409 |
81,9 |
Уносится с газами |
|
55866 |
52,3 |
|||
Вносится с огарком |
|
11343 |
10,6 |
Уносится со штейном |
9650 |
9,1 |
|||
Вносится с конвертерным |
7020 |
6,6 |
Потери в атмосферу и |
15026 |
14,1 |
||||
шлаком |
. . . |
|
950 |
0,9 |
проч................. |
|
|||
Вносится с воздухом . . |
Уносится со шлаком . . |
26180 |
24,5 |
||||||
И т о г о |
|
106722 |
100,0 |
И т о г о |
|
106722 |
100,0 |
q — теплотворная способность топлива, ккал/т (для услов ного топлива q = 7000 ккал/кг, или 7 млн. ккал/т).
В зависимости от характера плавки (шихта сырая, подсу шенная или обожженная), рода топлива, конструктивных осо бенностей печи тепловая мощность колеблется в широких преде лах— от 14—20 до 50—55 млн. ккал/м2 (от 16,8—24 до 60—■ 66 Мвт/м2-ч).
Коэффициент полезного действия печи г] прямо пропорцио нален плавильной потребности шихты (расходу топлива на на грев, плавление и перегрев 1 т шихты), обратно пропорциона лен фажтическ1ому расходу топлива и его теплотворной способ ности:
4 = |
я |
100, |
п • Q |
где т) — коэффициент |
полезного |
действия |
печи, %; |
q — плавильная |
потребность |
шихты, |
ккал/кг; |
п — фактический расход топлива на 1 |
г шихты, кг; |
Q — теплотворная способность топлива, ккал/кг.
Средний к. п. д. печи при плавке обожженной шихты состав ляет около 32%, при плавке сырой шихты около 20%. Удель ная производительность отражательной печи подсчитывается в тоннах проплавленной шихты на 1 м2 площади пода в сутки
.(имея в виду, что площадь пода равна площади зеркала ванны)
Ооздула, °С |
доздула,°С |
а |
6 |
Рис. 48. Диаграмма зависимости производительности печи и удельного оасхода топлива от площади печи, температу ры шихты и температуры вторичного воздуха:
---------------- производительность;--------------- |
расход топлива; |
а — печь |
|
с площадью пода 225 м2 (ширина 7,6 м)\ |
б — печь с площадью пода |
||
293 м 2 (ширина |
10,0 м); 1 — огарок с температурой 400° С; |
2 — огарок |
|
с |
температурой 600° С; 3 — сырая шихта |
|
ы составляет для сырой шихты 2,5—4 т/м2, для подсушенной 1нихты 4—5 т/м2, а для обожженной шихты 5,5—9 т/м2.
Производительность печи может быть увеличена в результате: 1) интенсификации горения топлива, улучшения термическо го режима печи (максимальная температура в начале и мини
мальная— в конце печи) и повышения ее тепловой мощности;
2)тщательной подготовки шихты (измельчение, перемеши вание, подбор оптимального состава, сушка или обжиг);
3)применения термостойких огнеупоров (магнезит, термо
стойкий хромомагнезит, форстерит и др.); 4) изменения отдельных конструктивных элементов печи (за
мена арочного свода подвесным, вынос шпуровых отверстий за пределы основной плавильной зоны и др.);
5) увеличения газового пространства печи путем подъема «свода и расширения печи.
Графики зависимости между производительностью печи, удельным расходом топлива и температурой подогрева вторич ного воздуха представлены на рис. 48.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
Подготовка печи к работе
Длительность работы отражательной печи и ее технологиче
ские показатели во многом зависят от качества |
подготовки ее |
|
к работе. В операции подготовки входят наварка |
лещади |
(про |
изводится только для вновь построенной печи) И разогрев |
клад |
|
ки (производится после каждого капитального |
ремонта). |
|
Рис. |
49. |
Муфель |
для |
разогрева отражательной |
||
|
|
|
|
|
печи: |
|
|
|
1 — диффузор |
горелки; |
2 — топочная |
стенка |
|||
|
|
|
3 — муфель; 4 — боковое окно |
||||
Н а в а р к а |
л е щ а д и |
заключается в том, что печь просуши |
|||||
вают, |
прогревают в течение 6—7 суток, |
причем температуру |
|||||
в ней постепенно |
повышают до 1500—1600° С. При достижении |
||||||
этой температуры |
лещадь |
оплавляется, на своде появляются |
|||||
потеки. |
После |
этого |
выключают отопление, все отверстия тща |
||||
тельно |
закрывают и |
замазывают и печь оставляют в таком |
состоянии до тех пор, пока кладка с внутренней стороны не по темнеет. Затем в печь небольшими порциями загружают измель ченный конвертерный шлак или штейн, который расплавляют. После накопления на лещади неснижающегося слоя жидкой массы начинают загрузку обычной шихты.
Р а з о г р е в |
к л а д к и производится с таким расчетом, что |
бы она достигла |
рабочей температуры и при этом сохранила |
свою конфигурацию. Разогрев можно вести на дровах, угольной пыли, мазуте. Температуру измеряют у свода в начале и в кон-
94
це печи термопарами. После достижения температуры 800— 900° С включают горелки цли форсунки, а при 1450—1550° С в начале и 1250—1320° С в конце печи печь несколько часов вы
держивают при этих температурах и затем постепенно начинают загружать.
Поскольку при разогреве дровами (требуется около 500 ж* сухих дров) необходимо большое количество рабочей силы для их загрузки и трудно обеспечить плавный подъем температуры без перегрева отдельных участков кладки, более рационален
Рис. |
50. |
График разогрева |
печи (изменение |
температуры |
||
|
|
|
|
свода): |
1 — |
|
— |
— |
заданная; — |
— — |
фактическая; |
при разогреве |
|
|
|
дровами; |
2 — при |
муфельном |
разогреве |
разогрев тем топливом, на котором печь может работать (уголь ная пыль, мазут).
Для этого на лещади печи у топочной стенки сооружают му фель (рис. 49), который представляет собой камеру из шамот ного кирпича, толщиной 115 мм, скрепленную каркасом из угол ков 120X120 мм. В камеру вводят диффузор одной из горелок (или форсунок); газы от сжигания топлива выходят через окна размером 260X200 мм в боковых стенках муфеля. Муфель вна чале разогревают коксом, затем включают горелку.
С применением муфеля разогрев продолжается не более 70 ч, полностью исключается применение ручного труда и обеспечи вается достаточно плавный подъем температуры (рис. 50). По окончании разогрева муфель разрушается.
Для сохранения конфигурации кладки во время разогрева постепенно ослабляют гайки на поперечных связях, пока расши-
рение кладки не прекратится. При аварийной остановке печи на несколько часов (или при остановке на горячий ремонт) гайки на связях затягивают.
Обслуживание отражательных печей
З а г р у з к а печи. На отечественных медеплавильных заво дах повсеместно принята боковая загрузка пе^ей через свод с плавлением шихты на откосах.
Если условно разбить участок загрузки на три части, то в первую часть (зона максимальной температуры) следует загру жать не менее 50% шихты, в остальные две — до 25%, причем по сторонам печи загрузку необходимо чередовать. Шихту с пониженным содержанием серы как более тугоплавкую необхо димо загружать в начале печи.
С л и в к о н в е р т е р н о г о шл а к а . Конвертерный шлак необходимо заливать в печь равномерно, тонкой ровной струей. Слив одного ковша продолжается 3—3,5 мин, во время слива и* в течение 3—4 мин после него загрузку шихты прекращают. Выпуск отвального шлака прекращают за 2—3 мин до слива кон вертерного шлака и возобновляют спустя 6—7 мин после слива, чтобы не допустить выноса шихты в шлаковое окно. При пере полненной ванне или больших откосах количество сливаемого шлака должно быть снижено, чтобы не смыть шихтовый откос и не допустить выхода шлака через окна в топочной стенке.
На шлаковой и колошниковой площадках должна быть све товая или звуковая сигнализация, предупреждающая о сливе конвертерного шлака. Перед сливом шлака приемная чаша, сливной желоб и сливное окно подмазывают глиной, после слива окно быстро очищают и прикрывают, чтобы снизить подсос в печь воздуха.
Вы п у с к о т в а л ь н о г о ш л а к а . Характер отвального шлака определяется по его внешнему виду: основной шлак имеет бледно-желтый оттенок, кислый — более темный. Порог (набой ка) шлакового окна при основном шлаке делают из смеси бе лой огнеупорной глины и магнезитового порошка, при кислом шлаке — только из глины. Нормально приготовленная набойка выдерживает около 6 ч.
В целях снижения содержания меди шлак необходимо вы пускать во всю ширину окна спокойной ровной струей глубиной 3—4 см. В процессе выпуска шлака в окне постепенно намерза ет корка, которую периодически надо убирать. При обнаружении в струе шлака частиц штейна окно надо немедленно перекрыть (особенно при грануляции шлака— во избежание взрыва).
Для прекращения выпуска шлака ударами ломика под корку в направлении печи снимают шлаковую корку с порога, на ко торый лопаткой набрасывают комок глины. Глину плотно при гоняют к порогу. Высота образующегося валика не должна пре-
96
вышать 2 3 см над уровнем ванны. Во избежание прорыва
ванны валик необходимо располагать с внутренней стороны окна.
Для печей с глубокой ванной верхний уровень шлака над лещадью рекомендуется держать в пределах 1,0—1,2 ж, для пе чей с неглубокой ванной — 0,7—0,9 м. Увеличение количества шлака ставит печь в аварийное состояние и ведет к снижению ее производительности и ускоренному зарастанию лещади.
Вы п у с к ш т е й н а . Рациональная толщина слоя штейна 30—50 см. Увеличение количества штейна ведет к повышению общего уровня ванны, а снижение ухудшает тепловой баланс печи и также способствует зарастанию лещади магнетитовыми и цинковистыми настылями.
Шпуровое отверстие в летке должно иметь правильную круг лую форму. При увеличении отверстия или изменения формы его иногда не удается закрыть. Поэтому, как только при выпуске штейна шпуровая плита начинает нагреваться и краснеть, ее необходимо заменить.
Для замены шпуровой плиты выбивают закрепляющие клинья, плиту осторожно снимают с ломика и очищают гнездо для нее. Новую плиту предварительно просушивают, гнездо об мазывают тестообразной массой из огнеупорной глины и магне зитового порошка, после чего плиту вставляют в гнездо и за крепляют.
После выпуска штейна шпуровое отверстие прикрывают гли няной пробкой и в него вставляют стальной ломик. Конец ло мика находится в массе жидкого штейна и постепенно сгорает, поэтому, чтобы шпуровое отверстие не замерзло, ломик необ ходимо периодически подбивать внутрь печи.
Для выпуска штейна ломик необходимо извлечь из шпурово го отверстия; эту операцию осуществляют с помощью электри ческого тока.
Электрическая схема вскрытия шпуровых отверстий (рис. 51) состоит из понизительного трансформатора, соединительных проводов, электрода (шпурового ломика, застывшего в шпуро вом отверстии для штейна) и стационарных электродов. Через 2—5 мин после включения тока ломик нагревается, штейн в шпуровом отверстии расплавляется и ломик легко извлекают
из шпура.
Если после извлечения ломика штейн через шпуровое отвер стие не идет, то его прожигают кислородом. Для этого газовую трубку диаметром 6 мм и длиной 4—6 м соединяют резиновым шлангом с кислородным баллоном. Свободный конец трубки нагревают докрасна, вставляют в шпуровое отверстие и вклю чают кислород. Благодаря теплу горения трубки образовавшая ся у шпурового отверстия корка расплавляется.
Перед выпуском штейна желоба смазывают известковым молоком, после закрытия шпуровых отверстий и охлаждения
7 Б, В. Мальцев |
97 |
образовавшейся в желобах штейновой корки< ее убирают с по мощью электротельфера с клещевым захватом.
Эксплуатация свода. В процессе эксплуатации печи особое внимание надо обращать на состояние свода, который работа ет в наиболее тяжелых условиях и, как правило, выходит из строя в первую очередь. Наружную поверхность свода необхо димо регулярно очищать от пыли, причем очистку целесообраз-
Рис. 51. Электрическая схема вскрытия шпуровы* отверстий ('план;.
|
к |
о |
„кетовый |
откос; |
3 |
— стенка |
||
/ - штейновая ванна; 2 - шихт пл |
|
g _ |
|
|
7 _ |
|||
печи:ч ; 4 - |
застывший |
штейн; |
5 |
летка. |
9 |
_ |
шпуровой |
|
бестовая |
прокладка; |
8 — шпур' |
|
11 — |
понизительный |
|||
|
- |
|
„ппвОЛа\ |
|||||
ломик; 10 — соединительные пр°р^пР _ электроды |
|
|
||||||
|
трансформатор; |
1* |
|
|
|
|
|
нее вести не путем обдувки, а вакуумным способом (отсасы
вание) .
Внутреннюю поверхность свода наРяДУ с применением аэро защиты можно поддерживать в Х°Рошем состоянии нанесени ем на подгоревшую часть свода огнеупорной массы (способ торкретирования) Приготовленная торкрет-масса сжатым воз духом забрасывается на поверхность свода и приваривается к нему. В качестве торкрет-массы Для Динасового свода можно применять кварцевый песок и бой динасового кирпича, для маг незитового свода — магнезитовый й°Рошок « бои магнезитового
кирпича, для хромомагнезитового св°дл“ 0ХГ |
МИ™пУЮ РУДУ И |
|||
бой хромомагнезитового |
к и р п и ^ Крупность торкрет-массы |
|||
должна быть не ниже -2 |
0 0 меШ (?5% |
частиц размером |
менее |
|
0,074 мм), содержание влаги 30- .37%. |
Для |
повышения |
пла |
стичности и понижения температуРы ^екания в торкрет-массу добавляют 5—10% высококачествен0” огнеупорной глины.
Неполадки при отражательной плавке и их устранение
Неполадки при отражательной плавке очень разнообразны, как и методы их устранения, однако существует ряд неполадок, имеющих общий характер. К ним относятся образование в печи «перемычек»; рост откосов, «плывучка», «шуба», зарастание ле щади и др.
Б о л ь ш и е о т к о с ы . Нарушение режима шихтовки, |
по |
|
вышение содержания |
в шихте тугоплавких компонентов (крем |
|
незем, магнезиальные |
соединения, соединения цинка и др.) |
ве |
дет к тому, что избыток этих компонентов постепенно накапли вается в печи, замедляет скорость плавления шихты и вызывает рост откосов. Для оплавления образовавшихся кварцевых отко сов временно снижают подачу в шихту кварца и уменьшают за грузку. Кварцевые и магнетитовые откосы хорошо оплавляются при загрузке на них дробленого известняка, извести или соды. Для оплавления цинковистых откосов целесообразно загружать на них пирит.
«П е р е м ы ч к и». При переработке «текучей» шихты (особен но огарка) откосы, наоборот, образуются пологие и, если во время не принять мер, противоположные откосы могут соеди ниться, т. е. образовать «перемычку». Рост пологих откосов можно обнаружить «прощупыванием» ванны деревянными шуровками через отверстия в своде печи.
Об образовании перемычки свидетельствует и появление в форсуночных окнах конвертерного шлака при сливе его в печь. Для ликвидации перемычки загрузку шихты в месте ее образо вания временно прекращают, температуру в печи< повышают, ванну в месте образования перемычки энергично «прошуровывают», затем усиленно скачивают шлак. Иногда перемычку удает ся прорвать усиленным сливом конвертерного шлака, но прове дение этой операции требует тщательного наблюдения за шлако вым окном, так как при прорыве перемычки к окну устремляет ся большая масса шлака, которая может сорвать набойку и вы звать серьезную аварию.
« П л ы в у ч к а» и «шуб а». Плывучка возникает в резуль тате отрыва части шихтового откоса при< быстром сливе конвер терного шлака большой струей, или переработке неравномерной по крупности шихты, когда крупные куски скатываются по от косу на ванну, увлекая за собой частицы концентрата. При образовании «плывучки» поверхность ванны покрывается пла вающими островками шихты с повышенным содержанием меди
(до |
3%), цинка (до 8%), |
кремнезема (до |
40%). «Плывуч |
ка» |
тугоплавка и уносится |
струей шлака, |
увеличивая потери |
меди.
Образование «плывучки» чаще всего происходит при перера ботке малосернистого огарка или шихты с повышенным содер-
7* |
99 |
жанием пыли, поэтому такую шихту необходимо загружать в переднюю часть печи, чередуя загрузку малосернистой шихты и высокосернистой, чтобы создать откосы. Загрузку шихты и слив конвертерного шлака надо вести спокойной, ровной струей.
При появлении «плывучки» необходимо снизить загрузку в хвостовую часть печи и увеличить ее в начале. Надо также на короткий период повысить температуру в конце печи и создать около шлакового окна небольшой барьер из кварца для задер
живания в печи плывучки. |
и состоит |
«Шуба» также образуется на поверхности ванны |
|
в основном из нерасплавившегося кварца. «Шуба» |
появляется |
в результате снижения температуры в печи, при избытке в ших те кварца и переработке кварца с повышенной температурой плавления. Ликвидацию «шубы» производят аналогично ликви дации «плывучки».
З а р а с т а н и е л е щ а д и . Наиболее серьезным является постепенное зарастание лещади печи настылями в результате пониженной температуры ванны, увеличенного содержания в шихте ферритов цинка, перегрузки печи конвертерным шлаком, нарушений режима по высоте ванны.
Охлаждение ванны происходит в основном из-за перегрузки печи шихтой, закрытия шихтой поверхности ванны, работы на
высокой |
шлаковой |
ванне, образования |
промежуточного слоя, |
а также из-за чрезмерного скачивания штейна. |
|||
Для |
уменьшения |
настылеобразования |
необходимо поддер |
живать в печи минимальный слой шлака и максимально воз можный слой штейна, периодически загружать в печь кусковой металл (чугун, сталь), прошуровывать ванну, практиковать еже месячный прогрев печи с загрузкой кускового серного колче дана.
В период прогрева шихту рассчитывают на получение кисло го, но легкоплавкого шлака и бедного штейна. Загрузку сни жают на 50—70%, температуру повышают до максимума. Через отверстия в своде на лещадь загружают 2—3 т колчедана в смену. Таким путем за сутки лещадные настыли могут быть раз мыты на глубину 100—120 мм.
Высоту слоя штейна и шлака определяют по характеру об разовавшейся на ломике корки (штейн имеет красноватый цвет и сравнительно ровную поверхность, шлак — темно-серый цвет и бугристую поверхность). Ломик опускают в печь через отвер стие в своде в зоне шпуровых отверстий.
Ремонт печи
Т е к у щи й р е м о н т печи проводят без ее остановки, и он заключается в смене отдельных прогоревших участков свода или боковых стен.
Выпавшие или* сгоревшие на небольшом участке свода кир
пичи заменяют на ходу подвесками из блоков в 2—4 кирпича. Подгоревший участок стены разламывают и закладывают новым кирпичом. Бели ремонтируемый участок находится в области ванны, разборку кладки надо производить с большой осторож ностью, чтобы не выпустить из печи массу.
При выходе из строя значительного участка |
свода (напри |
мер, целой секции) проводят г о р я ч и й р е м о н т |
с остановкой |
печи приблизительно на сутки. После остановки печи сгоревшую секцию обрушивают, поверхность ванны в области обрушения охлаждают подаваемым через горелки воздухом и засыпают шлакам. На границе обрушения по всему сечению печи возводят кирпичную перемычку.
Для того чтобы масса в отгороженной части печи не замерз ла, от одной из форсунок за перемычку выводится труба для отопления. В охлажденной части печи устанавливают опалубку, на которой выкладывают новую секцию свода. После окончания кладки опалубку убирают, перемычку разрушают, включают горелки и печь постепенно вводят в работу. При такой органи зации работ (рис. 52) свод удается отремонтировать за 24—26 ч.
Для замены кладки только в области загрузочных воронок