12.10. Загромождение горна

Загромождение горна происходит наиболее часто в результате длитель­ной и неровной работы доменной печи, неконтролируемого попадания воды в печь, низкого качества шихтовых материалов (механическая прочность, химсостав и др.), работы на шлаках с основностью, превышающей оптимальную (расчетную). Это расстройство хода печи приводит к ухудшению дренажа жидких продуктов плавки в горне. Каналы, по которым стекают чугун и шлак, забива­ются мелким коксом и графитом. Работа горна становится малоактивной. При загромождении горна чугун и шлак могут накапливаться в очагах горения, «заливать» воздушные фурмы. Учащается горение элементов шлакового при­бора, а чугунная и шлаковые летки на выпусках часто забиваются коксовой мелочью.

При загромождении горна возрастает сумма содержаний диоксида и ок­сида углерода в осевой зоне печи, уменьшается скорость движения шихты пе­ред выпусками чугуна и шлака, растет общий перепад статического давления газа (рис. 12.11), увеличиваются неравномерность выпусков чугуна по массе и выход графита и коксовой мелочи во время выпусков чугуна, значительны ко­лебания химического состава продуктов плавки по выпускам. При появлении первых признаков загромождения горна в шихту добав­ляется сварочный шлак, снижается основность шлака, в шихту вводятся мар­ганцевые добавки, принимаются меры по обеспечению ровности схода ших­ты, печь обеспечивается (по возможности) более качественным сырьем, глав­ным образом, прочным коксом фракции 40-60 мм, тщательно проверяется состояние охлаждения печи.

12.11. Настыли и их устранение

Общей причиной образования настылей в доменных печах является по­нижение температуры газов в районе образования расплавленных и тестооб­разных масс шихтовых материалов и связанное с этим их налипание на стены печи и застывание. Снижение температуры является, прежде всего, следстви­ем изменения распределения газов в столбе шихты, которое может быть вызва­но следующими причинами: неправильным распределением материалов по окружности и сечению доменной печи; образованием канального хода газов; неровным ходом печи, сопровождающимся подвисаниями и обрывами ших­ты; частыми простоями или работой на уменьшенном количестве дутья; работой печи на увеличенном уровне засыпи; длительной работой на дутье с низкой температурой; попаданием воды в печь в результате прогара охладительных приборов.

П ри работе с пониженным уровнем засыпи происходит смещение зон высоких температур в направлении к горну, вследствие чего жидкие и полу­жидкие массы материалов у стен печи могут застыть. Длительная работа печи на дутье с низкой температурой вызывает повышение зоны первичного шла­кообразования и перемещение ее в область печи, где трудно поддерживать ус­тойчивое тепловое состояние Образование у стен печи чрезмерно основных шлаков делает их неустойчивыми, а изменения температуры, вызываемые из­менением в движении газов или восстановительными процессами, могут при­вести к застыванию шлаков и налипанию их на стены печи

Прогар охладительных приборов шахты вызывает местное охлаждение жидких и полужидких масс в области первичного шлакообразования и может быть первопричиной образования настыли. Иногда образованию настылей спо­собствует резкий переход от выплавки горячих чугунов к выплавке холодных, особенно в случаях, когда такой переход сопровождается резким изменением свойств шихты

Признаком образования настылей является неустойчивый ход печи. Дав­ление дутья и его расход становятся резко колеблющимися, на диаграммах уров­ня засыпи фиксируются подстои и обрывы шихты, часто возникают верхние и нижние подвисания. На диаграмме давления колошникового газа во время опус­кания подач регистрируются верхние пики. Разность температур кладки шах­ты по окружности печи достигает 200-300 °С (рис. 12.12). Расход кокса замет­но увеличивается при одновременном снижении производительности печи.

По расположению в печи настыли можно разделить на кольцевые и од­носторонние. Настыли могут образовываться в различных участках шахты (верхние, средние и нижние), а также распространяться от защитных плит ко­лошника и до заплечиков (сквозные настыли.).

Кольцевые настыли, как правило, имеют различную толщину по высоте и по окружности. Чаще всего толщина настылей изменяется от 1 до 2 м, а высота от 5 до 10м. Конфигурация настыли также определяется условиями работы печи в каждом отдельном случае и может быть самой разнообразной. На рис. 12.13 показана кольцевая сквозная настыль доменной печи одного из заводов Украины (после выдувки печи до распара).

По строению настыли различают конгломератного типа и слоистые, или плотные. В большинстве случаев настыль представляет собой конгломерат рудной сыпи, агломерата, кокса и известняка (рис. 12.14, а, б). Более прочной яв­ляется нижняя часть настыли. Сторона настыли, обращенная к стенам печи, состоит из прочной монолитной корки. Анализ отдельных проб настыли пред­ставлен в табл. 12.1.

Механизм образования настыли конгломератного типа сводится к следующему. В ниж­ней части печи, где температу­ра газов превышает 1000 °С, образуется плотное основание, которое задерживает опускание материалов, лежащих выше, и отклоняет газовый поток от стен печи. Шлаки над основа­нием настыли застывают и це­ментируют куски кокса, руды, агломерата и известняка в конгломерат. При постепенном на­ращивании слоев железистого шлака образуются слоистые настыли.

Для предотвращения образования настылей необ­ходимо:

• поддержание постоянного ре­жима работы печи, обеспече­ние ровного хода без подсто­ев, обрывов и принудитель­ных осадок, соблюдение постоянного уровня засыпи материалов;

• качественная подготовка шихтовых материалов к доменной плавке, произ­водство самоплавкого (заданной основности) и отсеянного от мелочи (фракция < 5 мм) агломерата со стабильным химическим составом, повышение металлургических свойств кокса и сортировка его по крупности;

• при нарушениях ровного хода печи переходить на загрузку типа КА↓ с целью создания периферийного потока газов и «промывки» стен печи;

• перед длительными (более четырех часов) остановками доменной печи применять системы загрузки, обеспечивающие отдаление железорудной части шихты и известняка от стен печи;

• своевременно устранять случаи работы печи с канальным ходом или перекосом уровня засыпи;

• осуществлять надзор за состоянием охлаждения шахты, распара и заплечиков печи, а также правильностью работы вращающегося распределителя засыпного аппарата или БЗУ;

• стремиться к обеспечению постоянства дутьевого режима (температура дутья, содержание в нем кислорода, расход пылеугольного топлива, природного газа и др.).

Лучшими мерами борьбы с настылями в настоящее время является «про­мывка» печи марганцевой рудой и сварочным шлаком, а также создание вре­менного периферийного хода с увеличенным расходом кокса. Этими мерами можно предупредить образование настыли в том случае, если их применяют в самом начале ее образования. Если технологическими мерами удалить настыль не удается, то путем выдувки печи понижают уровень засыпи, останавливают печь и взрывают настыль.

Порядок операций при выдувке и остановке доменной печи для обрыва настыли такой же, как и при выдувке и остановке печи для проведения капи­тальных ремонтов первого и второго разрядов (см. главу 7).

После выдувки и остановки печи, по возможности, осматривают настыль, визуально определяют ее конфигурацию. Если настыль имеет известковую ос­нову, то она может быть обрушена (особенно в верхней части печи) путем ин­тенсивной поливки водой участка примыкания настыли к кладке печи. Однако практика показывает, что основанием настыли является, как правило, прочная оплавленная масса, состоящая из металлического железа и его оксидов. Такая настыль не разрушается водой и может быть удалена только взрывом.

П орядок подготовки и проведения взрыва зависит от размеров и конфигу­рации настыли. Если она односторонняя, ее начинают подрывать с основания. Для закладки взрывчатого вещества в кожухе печи прорезают отверстия диамет­ром 85-90 мм, располагая их в шахматном порядке. В зависимости от размера и прочности настыли расстояние между отверстиями составляет 1,5-2,5 м. Пер­фораторным буром диаметром 80 мм пробуривают кладку печи и, если возмож­но, тело настыли. Обычно взрывной шпур в настыли прожигают кислородом.

Для более эффективного действия взрыва настыль не прожигают на­сквозь. Шпуры после пробуривания и прожигания охлаждают водой. Взрыв­чатку закладывают в специальных влагонепроницаемых бумажных мешочках.

Вес заряда, закладываемый в один шпур, может быть 1—3 кг. Одновременно производится взрыв нескольких шпуров.

Если настыль кольцевая, то порядок подготовки шпуров и проведения взрывов иной. По образующей шахты подготавливают вертикальный ряд шпу­ров. Сначала взрывают настыль с одной стороны печи по всей высоте, а затем взрывают ее последовательно по горизонтам, начиная с основания, так же, как и при взрыве односторонней настыли.

Проведение взрывов осуществляется в соответствии с инструкцией по выполнению взрывных работ.

После обрушения настыли перед загрузкой печи проверяют техничес­кое состояние засыпного аппарата: центровку большого конуса, ход большого конуса, продолжительность его открытия и закрытия, зазор по контакту кону­са и чаши, зазор по контакту малого конуса и вращающейся воронки, ход и продолжительность открытия и закрытия малого конуса, работу автомагичес­ких уровнемеров шихты и состояние системы охлаждения.

На некоторых заводах уменьшают сечение воздушных фурм для интен­сификации работы центральной части печи путем установки в них огнеупор­ных колец.

З адувку доменной печи после обрушения настыли осуществляют по ин­струкции «Пуск доменной печи после продолжительной стоянки». В началь­ном периоде температуру дутья поддерживают равной 750-800°С, повышая ее с постепенным увеличением количества дутья. В течение 8-10 ч работают на дутье, обеспечивающем проплавку не более 3—4 подач за 1 ч. Затем, в зави­симости от нагрева и состояния печи, постепенно повышают количество ду­тья до достижения оптимального перепада давления газов между фурмами и колошником.