11. (Повтор)Конструктивные особенности шахтных печей восстановительной плавки свинцовых агломератов.

Шахтная свинцовая печь — один из старейших металлургических агрега­тов. Печь полностью кессонирована. Она имеет четыре яруса кессонов: фурменные, надфурменные, колошниковые и газоходные. Вы­сота шахты печи 5,5 м. От разъедающего действия металлургических рас­плавов в зоне высоких температур стальную стенку кессона предохраняет не циркулирующая вода, а слой шлакового гарнисажа кристаллизиру­ющегося на огневой стенке кессона. Иногда такие печи называют гарнисажными.

Кессоны разделяются на торцовые и боковые. В каждом из больших кессонов в зависимости от его ширины устанавливается одна или две фурмы, которые вставляются в кессон через специальные отверстия. Фурмы, как правило, располагаются в один ряд на расстоянии 0,4— 0,5 м от низа кессона. Диаметр фурм различен — от 0,06 до 0,125 м.

Кессонированная водоохлаждаемыми кессонами печь работает без ка­питального ремонта до 8—12 мес.

Конструкция шахтной печи свинцовой плавки с водяным охлаждением мало отличается от конструкции печей медной и никелевой плавки. Мож­но отметить лишь две особенности: это меньший размер печи (7-13 м2 в области фурм), что связано с переработкой богатого агломерата, и нали­чие сифонного выпуска свинца из внутреннего горна. Низкая температура плавления свинца обеспечивает такую возможность. Обычно используются печи прямоугольного сечения.

Принцип, который был положен в основу печи переменного сече­ния, был рассмотрен ранее. Печь должна работать полным сечением, без плохопроплавляемого внутреннего столба шихты, куда не проникает воздушное дутье, подаваемое с боковых сте­нок кессонов. Этому должно было способствовать сужение нижней части печи до 1 — 1,5 м. В этой части расположены фурмы, через которые подает­ся 60 % общего объема воздуха. Высокая температура в этой зоне должна была усьранить опасность образования настылей. На высоте ~1,5 м от уровня шлаковой летки печь расширяется до 2,3-2,9 м. В нижней части широкой шахты установлен второй ряд фурм, через который подаются остальные 40 % воздуха. Таким образом, за счет изменения конструкции вся печь должна стать продуваемой, работать полным сечением. Кроме то­го, скорость газов в восстановительной части печи при этом заметно сни­жается, обеспечивается хорошее распределение газовых потоков по всему объему печи, что должно привести к увеличению восстановительной спо­собности печи.

Действительно, как показывает практика работы печей переменного сечения, на них удалось достичь лучших показателей, чем на прямоуголь­ных печах. Удельный проплав составляет 70-100 т/(м2-сут) по сечению нижних фурм, температура отходящих газов не превышает 100—200°С, расход кокса (при условии классификации его по крупности) 8,5—10 %.

В последнее время используется испа­рительное охлаждение. За счет более высокого теплоотъема расход воды на охлаждение кессонов сократился в 15 раз.

12. (Повтор) Технология восстановительной шахтной плавки свинцовых агломератов.

Задувка печи.

Первая операция при подготовке печи к плавке — испытание кессонов. Кессоны подключают к водопроводной системе и, пропуская через них воду, тщательно проверяют их герметичность.

Следующая операция — сушка горна. Футеровка внутреннего горна современных шахтных печей проводится в 3—4 ряда (наката) хромомагнезитового кирпича. Горн печи сушат, сжигая дрова в течение 3—4 дней, затем убирают золу. После этого печь считается подготовленной к работе. Задувка шахтной печи свинцовой плавки имеет следующую особен­ность: внутренний горн перед пуском обязательно должен быть заполнен расплавленным свинцом с тем, чтобы на относительно холодную лещадь не опустился и не застыл там тугоплавкий шлак, В разогретый горн в большинстве случаев заливают расплавленный свинец с других печей (же­лательно с низким содержанием меди) либо загружают дрова, кокс и слитки свинца. Горение дров происходит за счет естественного подсоса воздуха, при загрузке на угли кокса иногда включают одну-две фурмы. После закрытия выпускного отверстия сифона жидким свинцом при­ступают к загрузке колош отвального или оборотного шлака. Переход от шлаковых колош с увеличенным расходом кокса к обычным рудным совершается в течение одних-двух суток.

После выхода на нормальный режим шлаковые колоши с загрузки полностью снимаются. При появлении в летке свинца открывают сифон­ный канал. После этого печь переходит на рабочий режим с непрерывным выпуском шлака.

Транспортировка материалов и загрузка шихты. Готовый агломерат, кокс, оборотные материалы в большинстве случаев подаются на галерею колошниковой площадки шахтных печей с помощью скиповых подъем­ников. На загрузочной площадке в стороне и выше колошника распола­гается ряд промежуточных бункеров для приема материалов. Обычно нор­мальным уровнем сыпи считается такое заполнение печи, при котором верхний слой шихты приходится примерно на 0,5—1 м ниже отбойных за­грузочных плит.

Наиболее распространенный способ загрузки шихты — послойный, ког­да на слой кокса загружают слой агломерата и т.д. Величина единовремен­но загружаемой в печь колоши может быть различной. Она зависит от раз­меров печи, состава шихты, транспортных средств, удобства обеспечения загрузки и др. В среднем уровень одной колоши на современных свинцо­вых заводах колеблется в пределах 2,5-4,5 т.

Обслуживание печи при нормальном режиме работы.

При обычном ра­бочем режиме шахтной плавки плавильщики и другой обслуживающий персонал обязаны внимательно наблюдать за показаниями контрольных приборов, а также визуально за ходом плавки.

При шахтной плавке на отечественных заводах автоматически или пери­одически контролируют следующие параметры: 1) расход и давление воз духу, количество и состав газов, температуру; 2) систему охлаждения кессонов, 3) разрежение на колошнике; 4) массу загружаемых свинцо­вых материалов и кокса в печь; 5) состав шлака.

Это основные параметры, которые позволяют судить о ходе плавки. Кроме того, периодически определяют запыленность газов. Испарительное охлаждение кессонов требует тщательного контроля за давлением и расхо­дом пара, давлением и расходом химически очищенной воды и особенно важен автоматический контроль за уровнем воды в баке-сепараторе.

Черновой свинец перед поступлением на рафинирование взвешивают на автоматических весах. Массу штейна и шлака учитывают визуально по объему.

Исходные материалы и продукты плавки анализируют ежесменно с помощью экспресс-анализов на свинец, медь и шлакообразующие ком­поненты.

Выдув печи.

При плановых и аварийных остановках приходится осво­бождать печь от всех загруженных в нее материалов — как твердых, так и жидких. Такая подготовка печи к остановке называется выдувом печи.

Практика работы шахтной печи показывает, что внутренний горн требу­ет ремонта после годичной работы. Срок службы фурменных кессонов не превышает 6—7 мес., шатровые и газоходные кессоны могут работать до двух лет. Средний ремонт печи проводят один раз в один-два года, кампа­ния шахтной печи свинцовой плавки между капитальными ремонтами длится около 4- 5 лет.

По окончании кампании печи, а также для проведения других длитель­ных ремонтных работ печь выдувают. Основная задача при выдуве — оста­вить как можно меньше продуктов плавки в печи. Обычно при выдуве пе­чи сначала очищают шахту от верховых настылей. Выдув проводят на об­легченной шлаковой шихте с подсыпкой коксовых колош под подплавляемые настыли.

После окончания очистительных работ и проплавления основной массы настылей загрузку прекращают и выдувают печь в течение нескольких ча­сов насухо. С понижением уровня материалов в печи снижают расход воздуха.

Воздух в печь подают до тех пор, пока сыпь не опустится ниже уровня фурм. Выдув печи заканчивают выпуском из внутреннего горна всех про­дуктов плавки. При этом к фурмам подходит кокс, который постепенно выгорает • и печь затухает. После охлаждения снимают боковые кессоны и приступают к очистке и разборке ванны.

Технологические показатели шахтной свинцовой плавки

К важнейшим технологическим показателям шахтной плавки относятся удельный проплав, расход кокса, извлечение готового продукта.

Везде высокий удельный проплав: 55—90 т/(м2-сут). Расход кокса с малым содержанием золы относительно не­высок: 9—10 %. Допускается загрузка в ших­ту кокса крупностью от 25 до 100 мм, причем каждой фракции грузится заданное количество, оптимальная масса которой определяется эмпи­рически.

Снизить расход кокса и обеспечить более высокую производительность печей можно также путем тщательной подготовки шихты агломерации.

Общее извлечение свинца в черновой металл находится на уровне 95-98 %.