В. №67: контроль работы печи по визуальным наблюдениям и по данным контрольно-измерительных приборов.

Для суждения о ходе доменной печи мастер наблюдает за состоянием фурм, составом чугуна и шлака, ходом подач, давлением дутья, давлением и температурой колошникового газа, выносом колошниковой пыли и многими другими показателями. Наблюдение за фурмами дает возможность судить о нагреве доменной печи, равномерности ее работы по окружности, количестве дутья, поступающего в печь, состоянии горна и всей печи в целом. Светлые яркие фурмы характеризуют высокий нагрев, тусклые, потемневшие фурмы с появлением перед ними холодных материалов — обычно начавшееся похолодание. Характер движения кусков кокса перед фурмами указывает на степень интенсивности хода. Быстрое мелькание кокса означает, что печь работает форсировано — «принимает» дутье. При тугом ходе куски кокса движутся медленно, на фурмах «вяло», а при подвисаниях они могут лежать перед фурмами почти неподвижно. Состав чугуна и шлака зависит от состава шихты, ее подготовки и хода доменной печи. Содержание кремния связано главным образом с тепловым состоянием печи: чем холоднее работает печь, тем меньше кремния, и наоборот. Содержание марганца при постоянной шихте также связано с этим фактором и, кроме того, с основностью шлака. Содержание фосфора зависит только от его количества в шихтовых материалах, а серы — как от состава шлака, так и от нагрева печи и тем выше, чем холоднее работает печь. При расстроенном «холодном» ходе сера максимально переходит в чугун. О составе чугуна судят по его химическому анализу. Содержание кремния, марганца и серы в чугуне опытный персонал определяет сдостаточной точностью визуально. Чем больше кремния в чугуне, тем меньше он искрит на выпусках. Горячий литейный чугун, содержащий до 3% кремния и выше, не искрит совсем; холодные мартеновские чугуны, содержащие около 0,5% и менее кремния, обильно искрят мелкими искрами и имеют в твердом состоянии белый излом. Марганец в чугуне обнаруживается появлением зеленоватых языков пламени. При высоком содержании серы поверхность чугуна покрывается своеобразной пленкой, так называемым «салом». Особое значение в контроле работы доменной печи отводится шлакам. Содержание в них, например, FеО и MnO хорошо характеризует нагрев печи: чем ниже нагрев, тем больше их в шлаке. Содержание этих оксидов в большом количестве придает шлакам специфическую окраску: закись марганца — зеленоватый цвет, закись железа — бутылочно-зеленый и черный цвет. О их содержании также можно судить по излому застывшего шлака. Содержание кремнезема в шлаке зависит от его основности и от нагрева печи. При низком нагреве печи кремний восстанавливается в чугуне слабее, повышается количество кремнезема, переходящего в шлак, который становится более кислым. Степень основности шлака легко определяется на глаз по излому его пробы: основной шлак камневидный, кислый — стекловидный.

Наиболее верным и надежным способом контроля за ходом доменных печей, оснащенных контрольно-измерительными приборами (КИП), является наблюдение заданными приборов, непрерывно регистрирующих показания на диаграммах. Часть из них являются технологическими приборами, поскольку их показаниями непосредственно руководствуются при наблюдении за ходом печи и корректировке ее режима. К ним относятся приборы, регистрирующие: 1) уровень шихты в печи; 2) количество, давления и температуры горячего и холодного дутья; 3) величины общего и частных перепадов статического давления газа в доменной печи; 4) температуру и давление доменного газа на колошнике; 5) температуры периферийных газов или кладки в области колошниковой защиты; 6) содержание СO2 в доменном газе по радиусам или диаметрам колошника; 7) содержание влаги в дутье, поступающей в печь. Особо важное значение для суждения о характере хода печи имеют диаграммы давления горячего дутья и частных перепадов статического давления газа по высоте печи. Кривые перепада давлений характе-ризуют газопроницаемость столба шихтовых материалов в доменной печи. При нормальной газопроницаемости и ровном ходе печи (рис. 6.1) давление дутья держится постоянным, а кривая его, вычерчиваемая на диаграмме, имеет вид ровной линии с плавными отклонениями от среднего значения в пределах 0,05 ати. Кривая частных перепадов для различных печей примерно находится в пределах: нижний -0,65-0,8 ати, верхний — 0,45-0,60 ати при объеме от 1,3 до 1,65 в зависимости от дутьевого режима и давления газа на колошнике (рис. 6.2).

При ухудшении газопроницаемости давление дутья возрастает по мере повышения противодавления газов; кривая на диаграмме при этом растет вверх с различной интенсивностью в зависимости от происходящих изменений. Кривые частных перепадов давлений в печи (горн — шахта — колошник) нарушают параллельность своего движения. Особенно заметно возрастает давление при подвисаниях, когда газопроницаемость шихты резко ухудшается. Часто после такого подъема приходится делать искусственную осадку материалов в печи. При своевременном реагировании на показания этих диаграмм можно предупредить «тугой» ход, подвисание и другие расстройства печи.

Об этом можно судить и по диаграмме давления колошникового газа. Кривая его при ровном ходе печи имеет вид сплошной линии без пик вверх в сторону увеличения давления и с регулярными пиками в сторону уменьшения, совпадающими по времени с опусканием большого конуса. Если появление верхних пик приобретает устойчивый характер, необходимо изменить режим колошника или горна печи в зависимости от характера и степени происходящих изменений. С показаниями этого прибора согласуются также данные «шомпольных» диаграмм, или уровнемеров, отображающих характер схода шихты в печи. При ровном ходе он фиксируется рядом параллельных линий, равномерно расположенных друг к другу и имеющих плавные скосы, указывающие на непрерывность движения материалов. При нарушении хода замедляется опускание шихты, наблюдаются непостоянство в уровне засыпи, горизонтальные участки, на диаграмме указывающие на подстой материала или подвисание шихты. Температура колошниковых газов имеет большое значение для оценки хода печи. Чем она ниже, тем эффективнее используется тепло в доменной печи и экономичнее она работает. Однако температура колошника не постоянна: перед каждым опусканием большого конуса она достигает максимума, после опускания и очередной подачи понижается примерно на 100—150°, а затем вновь поднимается. Температуру колошника измеряют обычно во всех газоотводах, чтобы оценить равномерность работы печи по окружности. Запись температур производится на общей диаграмме, причем на приборе фиксируются точки различного цвета по числу газоотводов. В показаниях наиболее важным является характер перемешивания точек, определяющий степень усредненности газового потока. Температура колошникового газа обычно находится в пределах 250-350° при нормальной работе печи на передельный чугун.

Температура, состав колошникового газа и особенно содержание в нем СO2 по сечению колошника являются важными показателями хода. Они позволяют судить о характере процессов восстановления и о степени использования химической энергии газа. Систематические анализы газа на углекислоту дают вполне достоверные данные для суждения о характере окружного и радиального распределения материалов и развития потоков газа по сечению печи. Одинаковое содержание углекислоты по всем четырем радиусам колошника свидетельствует о равномерности распределения газового потока; высокий уровень СO2 у стен печи, вначале плавно повышающийся до максимума с последующим резким понижением (отдушиной) в осевой зоне, — о надлежащем его использовании. Чем хуже используется газ в той или иной зоне, тем меньше в нем содержания СO2 и тем выше его температура, и наоборот. Наибольший диаметр «отдушины» зависит от характера выклинивания к центру печи железорудных материалов, а абсолютное содержание СO2 в газе — от качества шихтовых материалов и общего режима плавки. Оно неодинаково для различных условий работы и в более благоприятных из них достигает 16—20% СO2 и более на периферии с уменьшением в центре до 10—12% и шириной «отдушин» в верхней ее части до 1,0—1,5 м.

При установившемся режиме работы печи показания термопар, заложенных в кладку шахты на горизонте несколько ниже защитных плит колошника, дают также достаточные сведения о степени равномерности распределения газового потока в печи. В случаях отсутствия канального хода газов температуры в установленных точках по окружности, записываемые прибором, имеют вид тесного параллельного пучка (см. рис. 6.2), наибольшая разница в температуре отдельных точек не превышает обычно 100—150 °С. Увеличение этой разницы, выражающееся в устойчивом отклонении какой-либо из кривых от общего уровня температур, указывает на наличие канального хода газов, а иногда и на образование настылей. Серьезным препятствием - для сохранения оптимального теплового режима печи может быть большой и непостоянный вынос колошниковой пыли, связанный с происходящими изменениями величин рудных нагрузок. При уменьшении выноса пыли может наблюдаться охлаждение печи, при увеличении - излишний разогрев, сопровождающийся понижением производительности и повышением расхода кокса. Вынос колошниковой пыли тем больше, чем неравномернее работает печь, особенно при ходе с осадками. Резкие колебания во всех случаях могут привести к расстройству хода. Поэтому при работе на пылеватых материалах или на слабом коксе необходимо тщательно следить за выносом пыли и своевременно корректировать дутьевой режим и нагрузки