11.4. Температура, влажность и количество дутья

Температура дутья в каждом конкретном случае определяется теплопотребностью нижней части печи, газопроницаемостью шихты, количеством ду­тья (обычно это 1,8-т-2,5 м³/мин на 1 м³ полезного объема печи), распределени­ем газового потока, а также тепловой мощностью воздухонагревателей и стой­костью узлов тракта горячего дутья. Тепло нагретого дутья играет важную роль в тепловом балансе печи, так как составляет 17-20% прихода тепла.

Как правило, доменные печи постоянно работают на максимально воз­можной температуре дутья, ограниченной мощностью воздухонагревателей. Поэтому при «разогреве» печи (например, повышение содержания кремния в чугуне) понижают температуру и увеличивают (при возможности) влажность дутья. При «похолодании» уменьшают количество дутья, его влажность и, по возможности, увеличивают температуру.

11.4.1. Скорость опускания материалов

Установлено, что периферийное расположение зон горения приводит к преимущественно периферийному движению шихты в печи. Скорость движе­ния шихты в периферийном кольце колошника составляет 90-140, а в центре 70-120 мм/мин. Исследованиями установлено, что активизация работы цент­ра печи всегда приводит к существенному увеличению скорости опускания шихгы в осевой зоне и уменьшению разности между скоростями движения шихты на периферии и в центре.

Повышение скорости схода шихты на периферии колошника объясняет­ся также расширением шахты книзу и более интенсивным, по сравнению с коксом, движением железорудных компонентов, имеющихся в большем коли­честве на периферии.

Во время движения материалов в печи происходит их перераспределе­ние, причиной которого является изменение скорости опускания шихты. Как уже отмечалось, скорость опускания материалов изменяется: 1) на разных го­ризонтах печи вследствие изменения размеров сечения; 2) в одном сечении ввиду неравномерного образования жидких продуктов плавки и горения кокса в горне; 3) в зависимости от удельной массы и крупности материалов - более тяжелые и мелкие кусочки движутся вертикально и быстрее просыпаются вниз, а мелкие и легкие частицы движутся медленнее и под действием восходящего потока газов могут даже переноситься из нижних слоев в верхние; 4) в зависи­мости от агрегатного состояния материалов - жидкие чугун и шлак быстро стекают в горн, опережая твердые куски кокса.

В результате неодинаковой скорости движения шихты в рабочем про­странстве печи одновременно загруженные в печь материалы приходят в горн не одновременно. Это явление называется опережением, которое необходимо учитывать при изменении условий работы печи, связанных с переходом на выплавку другого вида чугуна, изменении качества материалов.

Среднюю длительность пребывания материалов в доменной печи мож­но определить по формуле акад. М.А. Павлова:

τ = 24V_пол / TV_нач ,

где: τ - средняя длительность пребывания материалов в печи, ч; V - объем печи от уровня засыпи до оси чугунной летки, м³; Т- суточная выплавка чугуна, кг; V_нач - объем материалов при загрузке на единицу чугуна, м³/кг.

11.4.2. Распределение температуры по высоте печи

От количества дутья зависит количество горнового газа, поступающего к центру горна. В свою очередь, от количества горнового газа зависит распре­деление температуры по сечению и высоте печи. Нормальным считается такое распределение температуры, когда она выше у оси и стен и ниже в промежу­точной части сечения печи.

Изменение температуры газов по высоте печи происходит неравномер­но. В нижней и верхней частях печи температура на единицу высоты печи изме­няется очень резко, а в промежуточной зоне - незначительно, что обусловлено спецификой теплообмена между газа­ми и шихтой в доменной печи. На рис. 11.5 показано типичное изменение температуры по высоте и сечению до­менной печи. На вертикальную плос­кость сечения печи (рис. 11.5, а) нане­сены линии одинаковой температуры, по которым можно судить о температу­рах в том или ином сечении столба ших­ты. Изменение температуры по высоте печи показано на рис. 11.5, б.

И скусственные осадки шихты. Этот способ воздействия на ход домен­ной печи применяют как вынужденную меру при подвисании материалов или преднамеренно - для устранения интен­сивного развития газового потока в ка­ком-либо одном участке печи. Искус­ственные осадки выполняют путем рез­кого снижения давления дутья при по­мощи открытия воздушно-разгрузочно­го клапана. В результате уменьшения противодавления газов шихта под действием силы тяжести оседает в печи, что сопровождается понижением уров­ня засыпи. При этом происходит перераспределение материалов в столбе ших­ты, что, как правило, положительно сказывается при ликвидации канального хода. После осадки шихты прежнее количество дутья восстанавливают посте­пенно, чтобы не допустить повторного подвисания материалов.