В.№65: Задувка печи и её эксплуатация в начальном периоде.

Задувка доменной печи — весьма ответственный процесс, требующий тщательной подготовки и строгого соблюдения последовательности всех операций по специальному графику. Главным из них является загрузка доменной печи задувочной шихтой, рассчитанной с учетом процесса задувки, требующего: 1) обеспечения защиты кладки лещади и металлоприемника; 2) получения заданного состава чугуна и шлака; 3) создания нормального пускового периода доменной печи. В связи с этим задувочная шихта имеет повышенный расход кокса, что вызывается необходимостью окончательного прогрева печи и загруженных в нее материалов; компенсации затрат тепла на реакции прямого восстановления, превалирующего в первые дни работы печи; повышенного количества шлака, рассчитанного на быстрейшее ошлакование горна, лещади и создание устойчивого гарнисажа по высоте печи. При этом следует избегать высокого содержания в шлаке СаО и МgO, легко вступающих в соединение с SiO2 и Al2O3 кладки, нарушая ее особенно при сильном перегреве шлака. Поэтому основность его должна быть по СаО:SiO2 примерно 1,0 - 1,2, что приближает его к составу футеровки и уменьшает разъедающее воздействие на нее. Начальный период задувки доменной печи характеризуется низкой температурой колошникового газа (менее 100 °С) и завершенным теплообменом между газами и материалами, переходящим постепенно в незавершенный по мере уменьшения затрат тепла на статьи его расхода, указанные выше. Но дефицит тепла не может быть компенсирован при общем увеличении температуры дутья из-за отсутствия в горне теплопо-требления в зоне высоких температур и вследствие этого резкого возрастания теоретической температуры горения. Кроме того, малое количество дутья в начальном периоде задувки обусловливает преимущественное движение газов по периферии каналами, слабо обрабатывающими осевую зону. Увеличение дутья и температуры дутья выше 600—700 °С (температура зажигания кокса) приводит, как правило, к подвисанию шихты, что недопустимо в период задувки. В целях предупреждения этого для задувки доменной печи берутся материалы, прошедшие полный химический анализ для точного расчета задувочной шихты и имеющие хороший гранулометрический состав с крупностью кокса 25—60 мм для предупреждения замусоренности горна, особенно при наличии в нем вязких неплавких масс. Задувочная шихта, загружаемая в печь, состоит из нескольких частей с различным расходом горючего, количеством шлака и его основностью. Горн и заплечики заполняются, как правило, коксом (так называемая нулевая шихта). В распар вводятся материалы, предназначенные для ошлакования золы кокса (нулевой шихты), кладки и получения заданной основности шлака, а также для удаления серы, вносимой шихтовыми материалами и коксом нулевой шихты (известняк, доменный шлак, кварцит). Начиная с нижних горизонтов шахты вводятся шихты с железосодержащими материалами до полного заполнения печи с постепенным увеличением рудных нагрузок и уменьшением расхода кокса и количества щелочей до величин, обычных для данных условий производства. В зависимости от них количество кокса колеблется от 2,5 до 4,0 т/т чугуна с отношением руды к коксу 0,30 - 0,75 и шлака к чугуну 1,5 - 4,5 для различных регионов страны, а количество шлака в первых колошах, не содержащих железорудных материалов и не дающих чугуна, составляет соответственно 0,30 - 0,95 т шлака на тонну кокса. Количество промежуточных шихт бывает различным (до 10). Задувка доменной печи производится на литейный чугун с содержанием Si 3—4%. При этом учитывается возможность получения защитного графитного слоя на поверхности стен горна и лещади. Такой режим устанавливается на 10—15 суток, так как не исключается при длительной работе на литейном чугуне на вновь задутой печи проникновение графита в швы кладки и ослабление последней. Расчет задувочной шихты ведется по схеме: Подсчитывается объем отдельных элементов профиля печи для определения общего пространства, подлежащего заполнению. В зависимости от принятой схемы загрузки определяется количество материалов для загрузки с учетом общей уминки в 25%. Определяется количество шихт. Критерем для этого являются размеры шахты, способ заполнения горна и возможно более плавный переход между рудными нагрузками. Каждая шихта рассчитывается по результатам полного анализа минерального сырья и кокса (технический анализ) с последующей проверкой по расходу кокса, количеству шлака и его основности. Рассчитанная шихта проверяется на основании полученного состава шлака, температуры его плавления, вязкости, температуры кристаллизации и устойчивости в пределах области, занимаемой шлаком в соответствующих диаграммах.

осле загрузки печи задувочной шихтой производится собственно задувка печи зажиганием кокса горячим воздухом с температурой 600—700 °С (температура зажигания кокса), подаваемым воздуходувной машиной. Предварительно колошник и засыпные аппараты продуваются «острым» паром под давлением 9—13 ати до появления пара из засыпных аппаратов. После этого на колошнике и засыпных аппаратах закрываются все люки, конуса и клапаны. По завершении этой последней подготовительной операции открывается шибер холодного дутья при заранее открытом шибере горячего дутья на каупере. Подача дутья производится при давлении до 0,5—0,6 ати. После загорания кокса на всех фурмах снижается давление до 0,1—0,15 ати на период до начала потемнения на фурмах, что означает замедление в загорании кокса. Это является сигналом для увеличения дутья и начала раздувочного периода. В процессе изыскания путей совершенствования технологии доменного производства появился ряд предложений новых методов задувки доменных печей, из которых некоторые, если и не получили массового применения, но достаточно себя оправдали как рациональные мероприятия, заслуживающие дальнейшего практического применения. Так, Московским институтом стали и сплавов (МИСиС) разработана новая технология задувки с подачей в доменную печь вместе с дутьем природного газа в начальный период пуска агрегата (через 3—4 ч после загорания кокса на фурмах). Это понижает содержание кремния в чугуне до 3% и менее при высоком его физическом нагреве. Экономия кокса и прирост производительности печи по этой технологии составляет соответственно 20 и 30%. Задувки по этой технологии на более чем 20 доменных печах бывшего СССР прошли успешно. Методика задувки доменной печи, изложенная выше, не является единственной. В доменных печах различных регионов страны существуют варианты типового метода, отнюдь не нарушающие его содержания, но значительно упрощающие процесс исполнения. Примером может служить метод задувки, принятый в доменном цехе Новолипецкого металлургического комбината, частично заимствованный из практики Японии. Подготовленная к задувке доменная печь загружается примерно на 2/3 высоты шахты коксом с известняком для ошлакования его золы, а оставшийся объем заполняется шихтой с рудными нагрузками, близкими для нормального эксплуатационного режима. Метод основан на получении тепла, создаваемого сгоревшим коксом, достаточным для проплавления шихты в обычных условиях работы. Он обеспечивает обработку минеральной шихты, значительно упрощает технологию задувки и ускоряет выход печи на проектные показатели плавки.