Основные принципы раздувки мощных доменных печей

Категория:
Выплавка чугуна


Основные принципы раздувки мощных доменных печей

Достижение высоких технико-экономических показателей работы мощных доменных печей.в значительной мере определяется формированием столба шихтовых материалов, газового потока и рабочего профиля в процессе их раздувки. От успешной раздувки доменной печи, особенно большого объема, зависят показатели ее работы не только в раздувочном периоде, но и на протяжении всей компании. Известны общие положения раздувки доменных печей. В отдельных случаях отмечаются некоторые особенности раздувки доменных печей большого объема. В то же время существуют мнения о составе задувочной шихты и дутьевом режиме в раздувочный период, нередко противоречивые. Отсутствует теоретическая основа регламентации технологических режимов раздувки мощных доменных печей. Как следствие, нет стабильности в их раздувках. Так, не без осложнений были раздуты при вводе в эксплуатацию доменные печи № 9 5000 м3 комбината “Криворожсталь” и № 6 3200 м3 НЛМК.

По-разному составляет задувочные шихты. В ряде случаев выход шлака увеличивают за счет ввода в больших количествах бедной сырой руды, для компенсации основности вводят сырой известняк. В других – количество и заданную основность шлака обеспечивают за счет применения в задувочной шихте шлакообразующих добавок. При раздувке доменной печи № 6 3200 м3 НЛМК в шихте использовали окатыши, а в задувочной шихте доменной печи № 1 3000 м3 ЗСМК сырой известняк заменили на известь.

Существуют разные способы загрузки задувочных шихт. В одних случаях горн заполняют коксом (иногда транспортерами через фурмы), а в других – на уровне фурм останавливают помост на столбах, на который грузятся дрова, заполняя верхнюю часть горна и объем заплечиков. Последний способ обеспечивает разрыхление шихтовых материалов при сгорании опор помоста, но поскольку подвижка их происходит быстро, то эффект от этого пропадает из-за последующего уплотнения шихты в горне. Более предпочтительным, по нашему мнению, является способ, применяемых на ЧерМК, когда не устраивается помост на столбах, а дрова до уровня фурм укладываются в горне условно в виде клети.

С целью уменьшения скорости опускания материалов и лучшего их прогрева при задувке доменных печей в отдельных случаях применяют азот, нагретый в воздухонагревателях. Однако такая технология связана с наличием достаточного количества азота и организацией его подачи, что не всегда возможно или связано с большими трудностями особенно для доменных печей большого объема. Кроме того, при задувке печи очень важно создать хорошо газопроницаемый столб шихты, в том числе и разрыхленный канал кокса от фурменного очага до оси печи, по которому могут проникать газы в центральную ее часть. Вдувание азота уменьшает концентрацию кислорода в дутье. С одной стороны в результате уменьшения скорости опускания шихты улучшается протекание теплообменных процессов. С другой – замедляется разрыхление столба материалов и повышение его газопроницаемости.

Для организации лучшего проникновения газов к центру печи применяют увеличение высова фурм; установку фурм уменьшенного диаметра против рабочего с последующей заменой на нормальные; временное закрытие части фурм; установку в фурмах рабочего диаметра шамотных колец и постепенное их выбивание по мере увеличения объема дутья. Первые два способа не нашли применения при раздувке мощных доменных печей, так как связаны с заменой фурм во время раздувочного периода. Задувка печи на фурмах рабочего диаметра с закрытием части фурм имеет определенные преимущества по сравнению с задувкой на всех открытых фурмах с уменьшением диаметра путем установки специальных вставок.

При подаче небольшого количества дутья в начальный период раздувки через все фурмы уменьшенного диаметра значительно сокращается расход дутья на каждую отдельную фурму и несмотря на увеличение скорости истечения снижается проникающая способность струи дутья. Как отмечалось выше, для доменных печей с большим диаметром горна более приемлемо понятие количества движения дутья. Чрезмерное уменьшение диаметра фурм приводит к потере жесткости струи при достаточно высокой кинетической энергии дутья вследствие высоких скоростей его истечения, а это, в свою очередь, приводит к ослаблению проникновения газового потока к центру печи.

Увеличение числа фурменных очагов небольшого размера не способствует улучшению схода материалов в фурменной зоне, так как при этом образуются устойчивые своды циркуляционных зон, и ввиду малых размеров “воронок” создаются условия для кострения материалов над фурменными очагами. Кроме того, возможны случаи самопроизвольного распределения дутья по окружности печи. Закрытие части фурм позволяет увеличить расход дутья на каждую отдельную фурму. При этом возрастает жесткость струи дутья, что обеспечивает более глубокое проникновение газов к центру печи, создание активных и пространственно развитых очагов горения, плавное опускание материалов и равномерный нагрев столба шихты. Данная технология нашла применение на ЧерМК, в том числе и при раздувке крупнейшей доменной печи № 5 5500 м3. В то же время имеются случаи успешной раздувки мощных доменных печей и на всех открытых фурмах уменьшенного диаметра с установкой специальных вставок.

Так, по такой технологии без особых осложнений раздули после реконструкции с увеличением объема с 2000 до 3000 м3 доменную печь № 1 ЗСМК. Печь задули на всех открытых фурмах с уменьшением диаметра до 130 мм путем установки шамотных колец. Новым в раздувке реконструированной печи явилась полная замена в шихте сырого известняка на известь для улучшения условий шлакообразования и снижения затрат тепла на разложение известняка. В задувочной шихте увеличили долю агломерата. На рис. 1 приведены основные показатели доменной плавки в раздувочный период. Печь вышла на стабильный дутьевой режим через 12-14 сут; интенсивность раздувки достаточно высокая. В то же время приведенные в работе данные о распределении содержания СОг по радиусу печи в первые 10 дней работы (на периферии – 5,0%, в центре – 13,3%) свидетельствует о недостаточной проникающей способности струи дутья, несмотря на относительно высокую кинетическую энергию. При этом во второе сутки кинетическая энергия понизилась более чем в 2 раза по сравнению с первыми сутками, а затем снова возросла.

Более интенсивный метод раздувки мощных доменных печей предложен Ниппон Кокан. На рис. 2 приведены данные о динамике раздувки доменной печи № 2 4052 м3 завода в Огасима. Интенсивный метод раздувки мощных доменных печей может быть оправдан при соблюдении полного удаления влаги из кладки при сушке, что исключает вероятность “раздувки” швов при интенсивном парообразовании; высокого качества огнеупоров и устройстве защитного слоя в горне и сверху лещади, снижающего термические напряжения в кладке; высокого качества шихтовых материалов, что позволяет сохранить плавный сход шихты за счет хорошей газопроницаемости и завершить их тепловую и восстановительную обработку до опускания в горн печи.

В то же время такой режим раздувки мощных доменных печей с учетом важности фактора увеличения продолжительности их компании нельзя признать оптимальным. При форсированной раздувке создаются повышенные термические и динамические нагрузки на огнеупорную футеровку, что может привести к локальному ее разрушению и неравномерному разгару профиля печи. Кроме того, выплавка на печи литейного чугуна в течение 10-15 сут крайне необходима для создания защитной прослойки графит на поверхности лещади и горна, а также устойчивого гарнисажа в заплечиках, распаре и нижней части доменной печи, предохраняющего от разгара огнеупорную футеровку и увеличивающего продолжительность службы системы охлаждения.

Рис. 1. Показатели интенсивности раздувки доменной печи 3000 м3 ЗСМК: Уд – расход дутья. m-Vmmh; 7д – температура дутья, “С; Рк – избыточное давление колошникового газа; МПа; Si – содержание кремния в чугуне,%

Рис. 2. Динамика раздувки доменной печи № 2 объемом 4052 м3 завода в Огасиме, Япония:

Вдувание природного газа в печь уменьшает теплонапряженность горна в раздувочном периоде, позволяет более полно использовать мощности воздухонагревателей по нагреву дутья и создает более благоприятные условия для подготовки шихтовых материалов в шахте печи за счет возросшего количества газов-восстановителей. Изложенные принципы были положены в основу технологии раздувки крупнейшей доменной печи 5500 м3 ЧерМК.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум