12.5. Тугой ход печи

Причиной тугого хода может быть снижение газопроницаемости ших­ты. Такое явление может возникнуть при загрузке печи с пониженным уров­нем засыпи, при увеличении содержания мелких фракций в железорудной ча­сти шихты. Тугой ход может возникнуть и в результате возрастания перепада давления газов вследствие повышения температуры в горне, изменения каче­ства кокса, снижения подвижности шлака, переполнения горна продуктами плавки, нарушения оптимального соотношения кислорода и природного газа при работе печи на комбинированном дутье, загромождения горна. Тугой ход печи возникает также при образовании настылей в печи.

Все эти причины приводят к нарушению распределения газового пото­ка, а ход печи становится неустойчивым и склонным к подстоям и подвисаниям шихты. Работа печи при тугом ходе недопустима. Следствием тугого хода является увеличение удельного расхода кокса, резкие колебания химического состава чугуна, горение, а иногда и вынос воздушных и шлаковых фурм.

При возникновении тугого хода давление дутья возрастает и становится неустойчивым, на диаграмме колошникового газа возникают верхние пики, температура периферийного газа и газа в газоотводах понижается, ширина дорожки точек на диаграмме температуры газа в газоотводах уменьшается. Сход шихтовых материалов неровный: возникают частые подстои и обрывы, а паузы между опусканием подач увеличиваются. Содержание диоксида угле­рода в газе на периферии возрастает на 3-4%. Значительно увеличивается об­щий перепад давления газов в печи (рис. 12.6).

Если тугой ход возникает вследствие снижения газопроницаемости ших­ты в верхней части печи, то необходимо принимать следующие меры: изме­нить порядок загрузки так, чтобы разгрузить периферию, повысить уровень за-сыпи и тем самым удалить от стен печи гребень мелкой шихты, загрузить 3-4 холостых подачи с последующей загрузкой железорудных материалов. В тех случаях, когда причиной тугого хода является увеличение содержания мелких фракций в железосодержащих материалах или снижение механической проч­ности кокса, необходимо уменьшить количество дутья в размерах, позволяю­щих привести к оптимальному значению величину общего перепада давления газа. При работе печи на комбинированном дутье расход природного газа и кислорода снижают пропорционально уменьшению количества дутья.

Если тугой ход вызван нарушениями, возникшими в нижней части печи (повышение нагрева горна, снижение подвижности шлака, нарушение соот­ношения кислорода и природного газа, переполнение горна продуктами плав­ки), то временно увеличивают влажность дутья или снижают его температуру, корректируют состав шихты с целью получения оптимального химического состава шлака, устанавливают оптимальное соотношение кислорода и при­родного газа (при комбинированном дутье), принимают меры по освобожде­нию горна от продуктов плавки.

12.6. Верхние подвисания шихты

При верхнем подвисании шихты резко возрастают верхний и общий пере­пады давления газов, а нижний перепад несколько уменьшается. Давление горя­чего дутья по сравнению с нормальным его значением постоянно возрастает. На диаграммах уровня засыпи фиксируются подстои и обрывы шихты. Анализ радиального распределения газа показывает увеличение содержания диоксида углерода на периферии на 3—4%, а в точке максимума на 2-3% (рис. 12.7).

П одвисание шихты в работающей доменной печи наступает тогда, когда силы противодействия движению шихты становятся равными ее массе. Глав­ной противодействующей силой является подъемная сила восходящего газо­вого потока, которая может резко возрастать при уменьшении газопроницае­мости шихты, вызывая ее подвисание.

Причинами уменьшения газопроницаемости могут быть: нарушение нор­мального распределения шихты и газового потока по сечению и окружности доменной печи, ухудшение гранулометрического состава железорудной части шихты, снижение механической прочности и термической стойкости кокса, чрезмерное увеличение основности шлака. К подвисанию шихты может при­вести разогрев или значительное похолодание печи, загромождение осевой ча­сти горна, образование настылей в печи.

Подвисания шихты могут быть верхними или нижними в зависимости от расположения зоны с минимальной газопроницаемостью. Верхние подвисания возникают чаще всего при нарушении распределения шихты и газов на колошнике и в шахте при неустойчивом нагреве печи, сопровождающемся пе­ремещением зоны первичного шлакообразования Образование настылей на стенах шахты из-за сужения поперечного сечения печи всегда приводит к верх­ним подвисаниям.

Подвисание шихты может привести к похолоданию печи, загроможде­нию горна, заливке фурм чугуном и шлаком, выносу фурм и шлаковых прибо­ров. В период подвисания шихты могут перегреться конструкции и устрой­ства колошника, а после принудительной осадки печь длительное время загру­жают с пониженным уровнем засыпи, что может снова привести к подвисанию шихты.

Верхние подвисания, как правило, возникают в тех случаях, когда при появлении первых признаков ухудшения газопроницаемости шихты в верх­ней части печи своевременно не принимают меры. Такими признаками явля­ются, прежде всего, возрастание верхнего перепада статического давления газа и снижение расхода дутья

Мастер и газовщик печи в зависимости от конкретных условий плавки обязаны предупредить подвисание шихты снижением температуры дутья, по­вышением влажности дутья, уменьшением количества дутья, иногда увеличе­нием давления газа на колошнике. С помощью контроля распределения газа по окружности и радиусу доменной печи и контроля гранулометрического со­става железосодержащей части шихты необходимо выявить причину ухудшения газопроницаемости. Если изменилось распределение газового потока при неизменном гранулометрическом составе шихты, то изменяют порядок заг­рузки материалов таким образом, чтобы восстановить оптимальное распреде­ление газового потока. Если причиной ухудшения газопроницаемости являет­ся увеличение доли мелких фракций в железосодержащей части шихты, то уменьшают количество дутья до величины, которая обеспечивает достижение оптимального значения общего и верхнего перепадов статического давления газа.

В тех случаях, когда ухудшение газопроницаемости возникает вследствие перемещения горизонта первичного шлакообразования, работают на умень­шенном количестве дутья до тех пор, пока нагрев печи станет стабильным.

При появлении настылей печь останавливают, понижая уровень засыпи до обнажения настылей, и взрывают их. Когда подвисание шихты предупре­дить не удается, принудительную осадку производят сразу же после прекра­щения движения шихты, не допуская при этом образования неполноты печи и перегрева колошника. Убедившись в том, что шихта осела, постепенно при­крывают воздушно-разгрузочный клапан. После того как шихта в печи начнет опускаться, разрешают загрузку печи. Неполнота печи устраняется при пони­женном количестве дутья. В связи с тем, что в начале устранения неполноты печи гребень мелкой шихты располагается непосредственно у стен, ухудшая газопроницаемость периферийной зоны, рекомендуется устранять неполноту печи обратным порядком загрузки материалов, т. е. кокс загружать на конус первым. Воздушно-разгрузочный клапан после устранения неполноты и при нормальном сходе шихтовых материалов закрывают полностью. При выпол­нении принудительной осадки рекомендуется уменьшать расход природного газа в соответствии с уменьшением количества дутья.

Если нагрев печи пониженный или произведено более одной осадки, то следует сделать 3-5 холостых подач в соответствии с ожидаемым тепловым состоянием печи и временно уменьшить рудную нагрузку. Порядок и правила выполнения принудительной осадки рассматриваются далее.