Подготовка доменной печи к задувке и ее задувка

 

После проведения расчета задувочной шихты перед загруз­кой ее в печь производится следующее.

1. Определяются объемы отдельных частей профиля печи для уточнения общего пространства, подлежащего заполнению.

2. Намечается порядок заполнения материалов по высоте до­менной печи в зависимости от схемы загрузки печи. При этом учитывается уминка материалов - общая 25 %, для кокса 15 %. При загрузке горна печи дровами коэффициент заполнения принимается равным 0,7.

3. Определяются уровни в печи, занимаемые каждой шихтой. Это необходимо для последующего контроля правильности выполненного расчета, загрузки и схода задувочной шихты в целом. Это служит также ориентиром для определения количества чугуна и шлака, находящегося в горне печи в любой момент задувочного периода. После этого задувочную шихту можно загружать в доменную печь.

Задача первоначального момента задувки доменной печи заключается в обеспечении быстрого воспламенения горючего на всех воздушных фурмах, в “срабатывании” шихты в первые же часы после задувки и предупреждении загромождения горна, осложняющего отработку продуктов плавки. Загруженный горн должен иметь хорошую газопроницаемость, обеспечивать дренаж расплавов чугуна и шлака, а также возможность быстрого открывания чугунной летки.

Наиболее распространенными способами загрузки печи приняты следующие.

1. Заполнение горна печи коксом через воздушные фурмы (до их уровня) транспортерами с отсевом мелких фракций (менее 25 мм) на литейном дворе. Фурмы ограждают клет­ками из дров с целью их защиты от раздавливания выше­лежащими материалами и облегчения розжига кокса. Остав­шаяся часть фурменной зоны и заплечики заполняется дровами. Загрузка производится через две-три фурмы; за­тем слой кокса разравнивается. Иногда заплечики запол­няются коксом через колошник печи, предварительно уло­жив дрова в фурменной зоне. Остальной объем печи загру­жается задувочной шихтой через засыпной аппарат. При этом стенки заплечиков обшиваются шпалами для их защи­ты от повреждений.

2. Устройство на уровне воздушных фурм деревянного помос­та на столбах, на который грузятся дрова, заполняющие объем заплечиков и оставшийся объем фурменной зоны. Нижняя часть под помостом - металлоприемник - остается свободной, за исключением зумпфа, заполняемого доменным, иногда мартеновским шлаком или чугунной стружкой. Предпочтительна загрузка зумпфа доменным шлаком, как наиболее технологически родственным материалом.

3. Загрузка всего объема доменной печи задувочной шихтой через колошник.

Первый из рассмотренных способов считается лучшим, несмотря на некоторую задержку первоначальной подвижки шихты из-за медленного розжига кокса в районах горна, удаленных от фурменных очагов. Интенсивность подъема температур при таком способе также низкая. Возможно также временное образование недостаточно жидкоподвижных шлаковых расплавов, образующихся из золы сгоревшего кокса. Этот способ загрузки задувочной шихты в печь дает смягчение термического удара на огнеупор­ную кладку в результате замедленного прогрева горна печи.

При втором способе подвижка материалов происходит быстро, как только сгорят опоры помоста или дрова, загруженные в горн печи. Однако, этот эффект пропадает из-за последующего уплотнения шихты в горне, а сила термического удара не уменьшается, поскольку имеет место интенсивный рост темпера­туры. При углеродистой лещади, когда на нее укладывается слой шамотного огнеупора, термические напряжения в кладке значительно снижаются, поскольку этот защитный слой не только защищает лещадь от механических повреждений при загрузке и окисления во время сушки, но также и от резкого подъема температуры.

При всех способах загрузки низ печи, в том числе и горн, специально подготавливают к приему задувочной шихты.

1. Производится торкретирование стен горна и поверхности лещади жароупорным бетоном или футеровка шамотным кирпичом стен металлоприемника и заплечиков.

2. Выполняется обшивка заплечиков шпалами.

3. Изнутри печи производится проверка герметичности чеканки амбразур и установки воздушных фурм.

4. Производится установка шлаковых приборов.

5. Осуществляется укладка на лещадь печи до порога чугунной летки (зумпфа печи) гранулированного доменного шлака для создания защитного слоя на лещади и ошлакования швов ее поверхности.

6. Производится ввод в чугунные летки (если их несколько) стальных труб диаметром 4 дюйма, доходящих до центра горна. По длине трубы (внутри печи) делаются отверстия 7-10 мм, располагаемые в шахматном порядке по ее поверхности. Это необходимо для направления потока нагретых газов к лещади печи, разогрева горна печи и легкого открытия чугунных леток в последующий период.

7. В некоторых случаях вместо описанной выше установки трубы-сифона в чугунные летки вставляются трубы диа­метром 2 дюйма для подачи в них сжатого воздуха под избы­точным давлением 0,40-0,45 МПа (4,0-4,5 атм). Это способству­ет интенсификации горения кокса в районе чугунных ле­ток, а главное, предохраняет их затягивание вязкими и холодными продуктами плавки - это значительно об­легчает первый выпуск расплавов из доменной печи. Иногда стремятся дать в эти трубы вместо воздуха кислород для интенсификации горения кокса. Это вряд ли можно считать целесообразным, поскольку возможно усиление термического удара на огнеупорную кладку горна печи. После установки трубы чугунная летка набивается леточной массой и вырезается футляр. Перед отверстием труб-сифонов в горновом желобе укладываются дрова, которые в последствие должны обеспечить полноту сгорания газов, выходящих через трубу.

После подготовительных операций производится загрузка печи, в течение которой нельзя допускать каких-либо ис­точников огня на колошнике печи вблизи засыпного аппарата, около зондовых (шомпольных) отверстий и особенно около горна доменной печи. Курение при загрузке печи задувочной шихтой категорически запрещается. Воздушные фурмы после выхода людей из печи должны быть герметически закрыты во избежание тяги в печь.

Окончание загрузки печи задувочной шихтой определяет время задувки, т.к. задерживать ее нельзя, чтобы не произошло самовозгорания кокса. Особенно это возможно при наличии в печи дров и остаточного нагрева печи после сушки, а также от случайно попавшего огня. Поэтому сразу после окончания подготовительных работ к задувке приступают к последним предзадувочным операциям, которые заключаются в следующем.

1. Проверяется закрытое положение всех люков, лазов и смотровых отверстий, клапанов и шиберов на воздушном тракте, в том числе смесительных клапанов для регулиро­вания температуры горячего дутья и отделительных - от свечи для взятия печи на тягу.

2. Подготавливаются сопла и устанавливаются керамические кольца в воздушные фурмы.

3. Заказывается и принимается дутье от воздуходувной ма­шины на клапан “снорт”.

4. Воздухонагреватели, за исключением предназначенного для дутья в момент задувки (самый горячий), ставятся на га­зовый режим, если это необходимо по состоянию их нагре­ва.

5. Открываются атмосферные клапана (свечи) на печи, а также верхний клапан (свеча) на пылеуловителе и нижний конус­ный его затвор. Вытяжная свеча на газопроводе наполне­ния засыпного аппарата также должна находиться в от­крытом положении.

6. Открываются конуса засыпного и распределительного ап­паратов, уплотнительные и загрузочные клапана засыпного устройства во избежание скопления газа в подколошниковом пространстве.

7. Закрывается отсечной клапан, отделяющий доменную печь и пылеуловитель от газовой сети цеха. Система газопро­водов между пылеуловителем и скруббером газоочистки должна находиться под паром высокого давления 0,7-0,9 МПа (7-9 атм) с открытыми вытяжными свечами. Малое количество дутья и соответственно его низкое давле­ние обусловливает недостаточное проникновение газов в цен­тральные участки столба шихты. В этом случае создаются условия для вытягивания зоны горения вверх, что провоцирует периферийное движение газового потока и разрушает огне­упорную кладку.

Поэтому необходимо отдалить процесс горения от стен горна для ослабления термического удара на кладку, создать условия для лучшего проникновения газов к центру печи. Это может быть достигнуто увеличением высова фурм, временным закрытием фурм (через одну) до момента выхода на параметры дутья, характерные для нормального течения доменного процес­са, установкой фурм меньшего диаметра. Однако лучшим спосо­бом для решения указанной проблемы считается установка в воздушные фурмы керамических колец диаметром 100-140 мм (при обычном диаметре 160-180 мм), которые постепенно выбиваются по мере увеличения подаваемого в печь дутья.

После установки колец в фурмы и сопел в подколошниковое пространство, засыпной аппарат и пелеуловитель дается “острый пар” для продувки (т.е. вытеснения воздуха), чтобы избежать возможного образования гремучей смеси в момент задувки. После продувки (в течение 20-30 мин) закрывается люк газового затвора. Атмосферные клапана на печи, свеча и пылевыпускной клапан на пылеуловителе остаются открытыми до задувки. После этого печь готова к задувке.

К этому времени в горновом желобе перед трубой, выходя­щей из чугунной летки, организуется открытый огонь (если летка не используется для ввода в горн сжатого воздуха) для полного сжигания газа, выходящего из горна после задувки печи.

Желоба для чугуна и шлака прогреваются факелом горения доменного, природного или коксового газа, после чего заправляются желобной массой и формовочным песком. Шлаковые летки заправляются леточной массой с установкой ручных стопоров, которые закрепляются во избежание выброса из летки.

Сама задувка доменной печи выполняется в следующем порядке.

1. Дается предупреждение на воздуходувную станцию о под­готовке ее к принятию сигналов от печи.

2. Открывается шибер горячего дутья на воздухонагревателе.

3. Открывается шибер холодного дутья (собственно момент задувки), которое, проходя через воздухонагреватель, на­гревается до установленной температуры (650-850 °С). Избы­точное давление горячего дутья составляет примерно 50-60 кПа (0,5-0,6 ати). Происходит зажигание кокса в печи.

4. После этого немедленно проверяется полнота загорания кокса на всех фурмах и поджигается газ на трубе, уста­новленной в чугунной летке. Пылеуловитель продувается через нижний люк, который после этого закрывается.

5. Через 20-30 мин после того, как на всех фурмах появится раскаленный “добела” кокс, давление дутья снижается до 10-15 кПа (0,10-0,15 ати) и сохраняется на этом уровне до появления заметного потемнения на фурмах. Оно означает понижение на них температуры из-за малого нагрева при­шедшего на фурмы кокса. Это является сигналом для уве­личения расхода дутья и его давления.

Такой порядок задувки доменной печи объясняется тем, что повышенный расход дутья, необходимый для быстрого зажигания кокса с возможно глубоким проникновением газа к центру горна, не может в начальный момент задувки выдерживаться длительное время. Излишне высокий расход дутья высокого давления может вызвать “раздувку” швов в связи с началом интенсивного парообразования от выделяющихся из кладки остатков влаги. Кроме того, медленное разжигание кокса при сниженном расходе дутья способствует более равномерному нагреву горна по всему сечению. Это особенно важно при загрузке горна печи только коксом. В США после зажигания кокса снимаются сопла и печь некоторое время выдерживается на “самодувном” режиме.

Часть чугунных леток закрыается и производится продувка. Пример закрытия чугунных леток приводится на рис.11

Дальнейшая форсировка плавки дутьем должна согласовывать­ся с газодинамическим сопротивлением столба шихты в печи для исключения подвисаний шихты.

 

 

Рис.11

 

Мероприятия по технике безопасности в период задувки заключаются, главным образом, в предупреждении загазованности производственных помещений, рабочих мест и образования взрывоспособных смесей, а также в наблюдении за нормальным состоянием конструкций печи и ее вспомогательного оборудования.

После задувки необходимо проверить и поджечь факелами газ во всех местах его выделения по высоте доменной печи, особенно горна и заплечиков. Следует удалить всех людей с колошника и с площадок шахты и других мест, относящихся к разряду газоопасных, в том числе и поддоменника, который в момент задувки может быть местом массового угара людей.

После подачи дутья в печь необходимо проверить состояние всей запорной аппаратуры на воздухонагревателях, тракте горячего дутья и фурменных устройствах и особенно состояние воздушно-разгрузочного клапана “снорт”, управление отсечным клапаном на пылеуловителе и атмосферными клапанами, а также крепление шлаковых леток.

 

Раздувочный период

 

Раздувочный период является непосредственным продолжени­ем задувки доменной печи. Прогрев шихты и огнеупорной клад­ки характеризуется не только общим количеством поступающего тепла, но и временем его усвоения. Если интенсивность горения кокса на фурмах будет слишком большой, то тепло от переработки нулевой шихты не дает должного эффекта, так как увеличиваются потери тепла с колошниковым газом. Это сопро­вождается дефицитом тепла, необходимого для раздувки печи, и вызывает ее похолодание.

Необходимо установить оптимальный дутьевой режим разду-вочного периода и его продолжительность. Обычно перво­начально задаваемое количество дутья составляет 0,5-0,7 от номинального при весьма широком диапазоне скоростей ис­течения дутья, зависящих как от числа воздушных фурм, так и от их диаметра. Эти скорости доходят до 230 м/с, а в японской практике задувки печей - до 260-300 м/с.

Ряд специалистов считает, что вывод печи на проектный режим работы должен быть осуществлен в течение 5-7 суток. По мнению других, такое время раздувки недостаточно. При небольшом ко­личестве дутья в период раздувки не обеспечивается нормаль­ная работа горна печи. Недостаточное количество горновых газов и малая кинетическая энергия истечения дутья из фурм создают неблагоприятные условия в центральной зоне печи, где в начальный период раздувки происходит повышенное (против обычного) прямое восстановление оксидов железа.

При форсированном ведении процесса раздувки наблюдается повышенная нагрузка на горн печи в связи с поступлением в зону плавления неподготовленных материалов, вызывающих не только похолодание горна, но и колебания в нагреве и ровно­сти схода шихты. Кроме того, излишняя скорость прогрева кладки может привести к потере ее стойкости в результате вспучивания верхних рядов лещади и вывода доменной печи из строя. Причиной бокового прорыва горна на некоторых мощных доменных печах, задутых в последние годы, был излишне форсированный режим раздувки печи и чрезмерно высокая интенсивность плавки по дутью в первые дни этого периода.

Исходя из этого, режим раздувочного периода должен быть плавным, с постепенным ускорением по мере подготовки печи к нормальной эксплуатации. Ввод в действие всех параметров проектного режима должен происходить в определенной последо­вательности, обеспечивающей ровность хода и устойчивость процесса, предупреждающий нарушение теплового режима и неравномерность разгара профиля печи.

Изменение параметров дутьевого режима плавки при задувке одной из доменных печей полезным объемом 2000 м³ показано на рис. 12.

 

Рис.12

Данные отечественной и зарубежной практики показывают, что оптимальная интенсивность раздувки достигается при интенсивности дутья, равной 80 % и рудной нагрузке, состав­ляющей 90 % от проектных параметров в течение 10-15 суток.

При задувке печи и в ее раздувочный период возникает противоречие между интенсивностью раздувки и влиянием ее на состояние печи. Смягчить это противоречие можно, увеличивая количество горновых газов и скорость истечения дутья из воздушных фурм путем подачи в горн печи природного газа с расходом 2-3 % от объема дутья в первые же сутки работы печи с постепенным увеличение расхода газа. Возможна подача в печь других газов - коксового или даже азота. Приход дополнительного тепла для компенсации охлаждающего действия подаваемого в горн печи газа происходит в этом случае за счет увеличения температуры горячего дутья в пределах тепловой мощности воздухонагревателей.

Увеличение кинетической энергии истечения дутья достига­ется и другими отмеченными выше способами, лучшим из кото­рых является постановка в фурмы керамических колец, умень­шающих сечение фурм.

Рудная нагрузка немедленно увеличивается, как только начинается подъем температуры кладки шахты на горизонте колошника, что указывает на окончание прогрева кладки печи и начало расходования тепла на собственно технологический процесс. Эти меры предотвращают повышение содержание кремния в чугуне и снижение термической нагрузки на кладку горна.

Дальнейшее повышение рудных нагрузок должно производить­ся с учетом всех параметров плавки, после установления которых можно считать печь введенной в эксплуатационный режим.

Температура горячего дутья повышается постепенно, она должна быть возможно более высокой, но без ущерба для ровно­сти схода шихты.

Обогащение дутья кислородом, увеличение давления газа под колошником можно начинать после достижения стабильной температуры кладки шахты (700-800 °С под броневой защитой колошника). При этом нужно учитывать, что режим повышенного давления газа под колошником приводит к увеличению давления на кладку лещади, не успевшую еще закрепиться. Установлено, что уже на 4 сутки после задувки печи суммарное давление газа, чугуна и шлака достигает 200-250 кПа (2,0-2,5 кгс/см²) с постепенным его увеличением по мере роста давления в печи. Необходима определенная выдержка, прежде чем переходить на высокое давление колошникового газа, что, к сожалению, часто не учитывается в практике задувки доменных печей.

Режим повышенного давления колошникового газа сам по себе увеличивает периферийный газовый поток и уменьшает полноту освобождения горна печи от продуктов плавки при выпусках. И то, и другое в первые дни раздувки печи крайне нежелательно.

Для уменьшения разъедания кладки шлаками в раздувочный период необходимо сохранять заданную основность шлака. Необходимо также иметь нормально загруженную периферию с облегченной центральной зоной. По этим соображениям и по данным замера профиля столба шихты перед задувкой печи устанавливаются величина коксовой подачи, уровень засыпи и система загрузки печи. Эти параметры контролируются в про­цессе раздувки печи по температурам периферийных газов и по данным изменения содержания СО₂ по радиусу колошника. Методы и способы изменения параметров загрузки печи, а также приемы направленного распределения газового потока по сечению колошника были рассмотрены выше.

После задувки печи в ближайшие же часы должна быть завершена подготовка к первому выпуску чугуна и шлака через чугунную летку. Время первого выпуска устанавливается в зависимости от числа сработанных подач.

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 371; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!