3.1 Электропечное отделение

Схема цепи аппаратов электропечного отделения представлена на рисунке 2.

3.1.1 Загрузка. Окатанная в гранулы медьсодержащая шихта, поданная из ЦПШ, из главных бункеров РТП (правый и левый, ёмкостью 116 м3, номер 1 и номер 4, номер 5 и номер 8) ленточными питателями (по два на каждом бункере) поступает на скребковые конвейеры и далее через загрузочные течки - в электропечь. Общее количество загрузочных течек 24 штуки (по 12 с каждой стороны). Гранулированная шихта подается с «хвоста» конвейера и в зависимости от температуры «больше или меньше» загружается в течки. Схема загрузки электропечи представлена на рисунке 3.

Благодаря особой конструкции цепи, материал проходит вдоль дна желобов конвейера, где при помощи клапанов он распределяется по течкам. На

каждом конвейере по 11 клапанов (по одному на каждой течке) и на конце конвейера для загрузки оставшейся шихты установлены течки с двойными клапанами.

Аналогичным образом производится загрузка оборотных материалов из бункеров (ёмкостью по 24 м3) номер 2 и номер 3, номер 6 и номер 7.

Помимо твердой шихты в электропечь заливают с целью обезмеживания и в качестве железосодержащего флюса конвертерный шлак. Заливку шлака производят мостовым краном из ковшей емкостью 8 или 10 м3 через отверстие в торцевой стене по желобу, установленному со штейновой стороны печи.

3.1.2 Плавка. Шихта, поданная в печь, в зависимости от скорости плавления, должна ровным слоем покрывать поверхность ванны шлака. Плавление шихты осуществляется за счет тепла, переданного от шлака, источником которого служит электроэнергия. Изменение электрического режима при работе электропечи осуществляется переключением трансформаторов на одну из 23 ступеней или степенью заглубления электродов в шлаковый расплав, осуществляемый дистанционно с пульта управления.

При включенной печи концы электродов погружены в шлаковый расплав, в котором и происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Наибольшую температуру имеет участок ванны, прилегающий к поверхности электродов, здесь в зоне контакта «электрод - шлак» температура достигает 1500 °С.

Осмотр печи производится через люки загрузочных течек и окна в боковых стенах печи.

В своде печи установлено 12 термопар. Возрастание показаний температуры одной из термопар указывает на то, что в данную часть печи следует увеличить загрузку. Это легко осуществляется оператором пульта управления с помощью компьютера. При недостатке шихты необходимо своевременно снизить мощность электропечи.

В процессе электроплавки получают три продукта: штейн, шлак и запыленные газы. Химический состав продуктов электроплавки приведён в таблице 6.

Таблица 6 - Химический состав продуктов электроплавки

В процентах

Наименование	Содержание компонентов
	Си	Fe	Pb	S	CaO	SiO2
Штейн	41,0-55,0	10-19	4,2-11,0	20,0 - 24,6	-	-
Шлак отвальный	0,2 - 0,5	11-19	0,3 - 1,2	-	9-19	41-51

Штейн из печи выпускают по желобам, футерованным огнеупорным кирпичом, через один из четырех водоохлаждаемых блоков в стальные ковши емкостью 8 или 10 м3, устанавливаемые в конвертерном пролете и затем транспортируемые с помощью мостовых кранов. Ковши под штейн должны быть ошлакованы коркой толщиной 50 мм для предохранения от разъедания их штейном.

Водоохлаждаемый штейновый шпур РТП состоит из медного водоохлаждаемого блока и графитовой втулки. Внутри блока находится змеевик, выполненный из медной трубы диаметром 50 мм и толщиной 10 мм. Размеры блока: длина - 525 мм, ширина - 540 мм, высота - 545 мм. Размеры втулки: диаметр -270 мм, длина - 210 мм, диаметр отверстия - 40 мм.

В блоке на глубину 120 мм высверлено отверстие диаметром 270 мм, в которое вставляется втулка, далее имеется сквозное отверстие диаметром 193 мм в начале и диаметром 165 мм в конце. В блок вставляются три графитовые втулки круглой формы со сверлеными отверстиями. Размеры втулок: первой - начало диаметром 193 мм, конец диаметром 179 мм, внутренний диаметр отверстия - 40 мм, длина - 200 мм; второй - начало диаметром 179 мм, конец диаметром 170 мм, внутренний диаметр отверстия - 40 мм, длина - 130 мм; третьей - начало диаметром 170 мм, конец диаметром 165 мм, внутренний диаметр отверстия - 40 мм, длина - 85 мм. Водоохлаждаемый блок крепится к штейновому торцу РТП за каркасные плиты. Втулка крепится к блоку хомутом на кронштейнах.

Температура блока - не более 150 °С. Температура воды на подаче блока - не более 28 °С. Температура воды на сливе из блока - не более 56 °С. Давление воды - 2,2 кгс/ м2. Расход воды, в том числе на блок, 10 -12 м3/час.

Штейновые шпуры вскрываются и закрываются с помощью установок для вскрытия и закрытия шпуров, которые настроены на каждый шпур и работают дистанционно.

Технические параметры установки. Рабочие органы:

- бурильная машина - ТМТ;

- механизм закрытия шпура - поршневой насос;

- расстояние между рабочими органами - 500 мм;

- надвигание рабочих органов -1200 мм;

- корректировка по высоте рабочих органов -1100 мм.

При необходимости штейновые шпуры можно закрывать пневмопушкой, с использованием глиняных пробок.

При уровне штейна в печи 800 мм (вместе с настылью) штейновую ванну рассматривают как аварийную и принимают меры против возможной утечки расплава из печи. Ограничивают проплав шихты за счет снижения мощности и усиленно выдают штейн.

Замер штейновой ванны производят ежесменно через свод у электрода стальным ломиком.

Шлак из печи выпускают по стальным водоохлаждаемым желобам через один из трех шпуров в чаши ёмкостью 16,5 м3 и тепловозом по железной дороге отвозят на отвал.

На двух шлаковых шпурах смонтированы водоохлаждаемые блоки, аналогичные штейновым, один шлаковый шпур - кирпичный. Шлаковые шпуры, как и штейновые, вскрываются устройством для вскрытия и закрытия шпуров. Закрывают шлаковые шпуры аналогично штейновым пневмопушкой, глиняными пробками.

Выдачу отвального шлака производят периодически по мере его накопления в печи и наличия шлаковозных чаш. На отвале чашу поворачивают при помощи электромеханического устройства, и шлак сливают.

Режимные параметры технологического процесса электроплавки сведены в таблицу 7.

Таблица 7 - Режимные параметры технологического процесса электроплавки

Наименование показателей	Норма
1	2
Рабочая мощность, МВт	До 29,4
Распределение общей мощности по фазам	Равномерное
Рабочий режим: а) схема соединения обмоток трансформатора б) напряжение, В	Треугольник 627 - 1200
Специальный режим определяется главным инженером цеха при обрыве электродов, разогреве ванн и т.д.: а) схема соединения обмоток трансформатора 1 б) напряжение, В	Звезда 362 - 693
Уровень электродной массы в кожухах электродов выше контактных щек, мм	100 - 500
Величина разового перепуска электродов , мм	100
Количество перепусков электродов за смену (8 час), раз, не более2	4 с промежутками времени 2 часа после каждого перепуска
Загрузка гранулированной шихты, оборотов, известняка 3	В зависимости от температуры
Количество оборотов в гранулированной шихте, %	До 25
Состав гранулированной шихты, %: а) медный концентрат б) привозные концентраты 4	100 -

Продолжение таблицы 7

Наименование показателей	Норма
Известняк, % от медного концентрата	16 - 22
Уровень общей ванны с настылью 5, мм: в т.ч. штейна с настылью	2500 - 2800 400 - 800
Уровень настыли, мм: а) при работе на верхних штейновых шпурах б) при работе на нижних штейновых шпурах 6	50 - 300 0 - 100
Замер уровня расплава между электродами, раз в смену	1
Количество рабочих шпуров, шт, не менее:
а) штейновых	2
б) шлаковых	1
Количество выпусков штейна через один шпур без замены, ковшей:
а) внутренних втулок 7	не более 180
б) кладки шпурового окна в 2 кирпича	не более 600
в) водоохлаждаемого блока	По мере износа
Выдача штейна, ковшей	По графику работы конвертеров
Единовременный выпуск штейна с одного шпура, ковшей	16
Заливка конвертерного шлака, ковшей	Поочередно в течение смены
Количество выпусков шлака с одного шпура без замены, чаш:
а) втулки	не более 200
б) кладки шпурового окна	не более 1000
в) водоохлаждаемого блока	По мере износа
Температура, °С:
- подины печи	400 - 550
- шлака	1300 - 1450
- штейна	1100 - 1250
- воды из кессонов	До 70
- воды из короткой сети	До 70
- воды из водоохлаждаемого блока	До 56
- отходящих газов после дымососа	До 400
Содержание меди в штейне, %	41-54

Продолжение таблицы 7

Наименование показателей	Норма
Содержание в отвальном шлаке, %:
- медь	0,5 , не более
- двуокись кремния	41,0 - 55,0
- окись кальция	9,0 - 19,0
- железо	11,0 - 19,0
- свинец	0,3 - 1,2
Газоходный тракт:
а) количество отходящих газов, тыс нм3 /час	10 на каждые 10 МВт мощности
б) подсводовое пространство печи:
- разрежение, мм вод. ст.	(-1) - (-2)
- температура, °С, не более	800
в) на выходе из печи (точка 900):
- разрежение, мм вод. ст.	0 - (+4)
- температура, °С	500 - 550
г) пылевая камера:
- разрежение в начале, мм вод. ст.	1 – 4
- разрежение в конце, мм вод. ст.	(-2) - (+1)
- температура на входе, °С	470 - 530
- температура на выходе, °С	390 - 450
д) циклоны:
- разрежение на выходе (точка 912), мм вод. ст.	(-200) - (-240)
- температура на выходе, °С	350 - 410
е) концентрация сернистого ангидрида перед дымососом Д-920, 925 (точка 10 по ВТА), %	2 - 4
ж) перед дымососом Д-920, 925:
- разрежение, мм вод. ст.	(-230) - (-270)
- температура, °С	300 - 360
и) охладительная башня:
- температура на выходе, °С	До 220
к) дымосос Д-950:
- разрежение перед дымососом, мм вод. ст.	(-210) - (-230)
- давление после дымососа, мм вод. ст.	(+20)- (+30)
л) мощность на валу двигателя:
- дымососа Д-920, 925, %	58-65
- дымососа Д-950, %	40-50

Окончание таблицы 7

Наименование показателей	Норма
м) расход воды на орошение охладительной башни, м3/час	0,7-2,0
н) температура, °С, не более:
- после закрытых колоколов № 11, 12	50
- после резервного дымососа Д-920 или Д-925	50
Примечания:
1 По указанию главного инженера цеха при разогреве ванны шлакового или штейнового торца допускается перекос по мощности на фазу «А» или «С» на величину, согласованную с энергосистемой.
2 При обрыве электрода допускается разовый перепуск до 1 метра с разрешения главного инженера цеха.
3 Загрузка известняка осуществляется по указанию главного инженера цеха. 4 Количество привозного концентрата зависит от набора медных концентратов для получения штейна заданного состава. 5 Допускается для оплавления козырьков под заливочной втулкой кратковременное поднятие уровня ванны до 3200 мм. 6 Период работы печи с настылью должен быть не менее 50 % рабочего времени печи. 7 При обнаружении дефектов (трещин, сколов, выработки и т.д.) во втулке, последняя должна быть заменена. 8 При ППР печи, чистке газоходов, холостом режиме работы при температуре меньше 180 °С технологические газы направляются в вентиляционную трубу, при этом количество отходящих газов допускается до 50 тыс. м3/ч.

3.1.3 Газоудаление. В результате реконструкции электропечи свод печи выполнен горизонтально и максимально, на сколько позволили металлоконструкции, удален из ванны для создания достаточного газового пространства с целью лучшего удаления газа и сокращения пылевыноса.

Газоходный тракт от электропечи состоит из:

- вертикального газохода округлого сечения, установленного на своде со стороны шлакового торца;

- спаренной пылевой камеры;

- параллельно установленных двух циклонов марки СИОТ-13;

- горизонтального и скоростного газоходов;

- двух дымососов (один рабочий, другой резервный);

- колокольных затворов для перевода газа в электрофильтр и далее - в сборный коллектор или на вентиляционную трубу Н-200 м.

Схема газоходного тракта от электропечи и схема газоходов плавильного цеха представлены соответственно на рисунках 4 и 5.

В сборном газоходе газ электропечей смешивается с газом конвертеров и по соединительному коллектору и коллектору грязного газа поступает на тонкую очистку в сухие электрофильтры и далее на производство серной кислоты. Перевод электропечных газов в трубу осуществляется при достижении температуры газа 180 °С и ниже.

Вертикальный округлый газоход футерован и выполнен большего сечения для сокращения пылевыноса, пыль из печи оседает непосредственно в печь.

Далее округлый газоход переходит в круглый, выполненный из стали, и уже потом - в пылевую камеру. Пыль, уловленная в пылевой камере и циклонах, возвращается обратно в печь через шнеки по течке в скребковый конвейер.

В комплекс газоходного тракта входит также система рециркуляции, состоящая из газоходов, охладительной башни и дымососа.

При работе РТП на мощности 20-26 МВт объем газа из печи колеблется в пределах 18-25 тыс. нм3/час.

Главным критерием эвакуации газа является создание и поддержание разрежения под сводом в пределах 10-20 Па (1-2 мм водного столба), которое поддерживается в ручном или автоматическом режиме. Для соблюдения необходимого манометрического режима не допускаются подсосы в печи и по газоходному тракту. Не допускаются также заносы газоходного тракта.

Газ на выходе из печи содержит пыль 25-30 г/м3 и частично обеспыливается в вертикальном газоходе. Последующая очистка происходит в пылевой камере и циклонах, достигая 5-6 г/м3. И все же мелкодисперсная часть пыли, оседая на стенках газохода, через некоторое время сокращает живое сечение газоходов, по­этому не реже одного раза в неделю печь должна останавливаться на 3-8 часов для очистки всего газоходного тракта и дымососов.

При несоответствии объема загружаемой шихты, установленной мощности и температурного режима под сводом возможны «хлопки», приводящие к увеличению пылевыноса и зарастанию газоходного тракта.

Зарастание газоходного тракта влечет за собой нежелательное увеличение мощности дымососа свыше 70 % на валу двигателя, необходимой для поддержания заданного разряжения в печи, и может привести к вибрации дымососа и его выходу из строя.

3.1.4 Рециркуляция газов. В связи с тем, что температура под сводом печи составляет 750 - 870 °С, а температура на дымососах не должна превышать

350 - 400 °С, и для уменьшения зарастания газоходного тракта необходимо температуру газов при входе в вертикальный газоход понизить до 500-550 °С без разубоживания по SO2. Для этой цели осуществлен рецикл, т.е. часть газа, прошедшего очистку в пылевой камере и циклонах, в точке до основных тяговых дымососов при помощи другого специального дымососа, пройдя охлаждение, возвращается через щелевое пространство в основание вертикального округлого газохода.

Охлаждение рециркулируемого газа осуществляется в охладительной

башне за счет воды, диспергируемой сжатым воздухом. Температура газов снижается до 200-220 °С за счет испарения воды.

Для получения максимального эффекта необходимо строго выдерживать параметры расхода воды и соотношение нагрузок на дымососах, которое осуществляется дистанционно с пульта управления. Излишняя влажность газа, как и повышенная его температура, приводит к ускорению зарастания газоходного тракта.

Пыль, осевшая в охладительной башне, скребковым конвейером возвращается в печь.