11.05.2018

Влияние плитовых холодильников и испарительного охлаждения на работу доменных печей


He менее важным является вопрос о влиянии испарительного охлаждения и плитовых холодильников на ход печи и производственные показатели.

На первых доменных печах с испарительным охлаждением, конструкции которых имели ряд недостатков, нередко производственные затруднения объясняли теорией оползания гарниссажа, смысл которой сводится к следующему.

Из-за более высокой температуры охлаждающей среды при испарительном охлаждении должно ухудшаться сцепление размягченных масс шихты с рабочей поверхностью холодильников, особенно с плитовыми вертикальными, в результате чего оползал гарниссаж и в горн поступали недостаточно подготовленные материалы; это влекло за собой снижение производительности и перерасход кокса.

Проведенные исследования — специальные расчеты, лабораторные и промышленные эксперименты, статистический анализ производственных показателей, включая частотный анализ состава продуктов плавки, и главным образом практика работы доменных печей доказали ошибочность такого рода теорий.

Тщательному анализу подвергали данные первичного учета и показаний контрольно-измерительных приборов печей, работающих с различными конструкциями холодильников в шахте и разными системами охлаждения.

Предположения о неизбежности более частых оползаний гарниссажа при испарительном охлаждении не подтверждаются ни одним из фиксируемых показателей.

Об этом отчетливо свидетельствует сопоставление частотных кривых содержания Si и S в чугуне, а также показаний температуры тела холодильников в периоды, связанные с оползаниями гарниссажа.

Сопоставление этих кривых показывает незначительные отклонении изучаемых показателей в ту или иную сторону. Такие, а в ряде случаев и большие отклонения, можно наблюдать при анализе работы любой доменной печи за различные периоды, даже при фиксируемых равных условиях плавки.

Специальные наблюдения за работой фурм в сопоставлении с температурным режимом холодильников также не показали какой-либо закономерной связи между случаями появления на фурмах неподготовленных шихтовых материалов и колебаниями температуры холодильников шахты: часто наблюдались случаи работы печи с высокой температурой тела холодильников (т. е. при полном отсутствии на холодильниках какого-либо слоя гарниссажа), но с неровной работой фурм, и наоборот, температурные колебания в холодильниках (т. е. изменения толщины предполагаемого гарниссажа) могли сопровождаться исключительно хорошим нагревом и ровной работой фурм.

Логическим выводом из приведенных данных является независимость производственных показателей и, в частности, стабильности теплового состояния горна от системы охлаждения и конструкции холодильников в шахте.

Разумеется, это положение относится к доменным печам с исправным состоянием системы охлаждения: при попадании воды в печь возможность нарушений хода печи повышается независимо от вида охлаждения.

Следовательно, ошибочно объяснять технологические расстройства в работе печей системой охлаждения и различием в конструкции холодильников при исправном их состоянии.

Так называемые оползания гарниссажа, которые правильнее называть приходом в горн недостаточно подготовленных материалов и связанные с ними нарушения в работе, являются не причиной, а следствием неровной работы печи.

Причины этого явления кроются не в плитовых холодильниках и системе охлаждения, а в наличии на доменных печах первичных факторов, приводящих к местным нарушениям теплового баланса.

К ним прежде всего относятся колебания физикохимических свойств шихтовых материалов, а также нарушения в системе загрузки (неполная печь, неправильный порядок распределения материалов, износ засыпного аппарата, разрушение защитных сегментов и кладки под ними и т. д.).

Особенно большое значение имеет подготовка шихты.

Работа доменных печей на сырье с повышенным и непостоянным содержанием в нем мелких фракций сопровождается, как правило, чрезмерным уплотнением периферии. При этом из-за отклонения газового потока от стен ухудшается тепловая и химическая подготовка шихтовых материалов по всей высоте шахты.

Нарушаются процессы первичного шлакообразования, ухудшается дренажная способность шихты вследствие заполнения промежутков тестообразными массами.

В результате этого начинается неровный ход печи, остывание верхних слоев шлака, на фурмах появляются неподготовленные шихтовые материалы.

Все это снижает общее использование тепловой и восстановленной энергии газов в печи и ухудшает производственные показатели ее работы.

Важной отличительной технологической особенностью работы доменных печей с плитовыми холодильниками является более легкий и быстрый сход шихтовых материалов, что требует особенно пристального контроля за поддержанием полной загрузки печи. Задержки в загрузке, приводящие к неполноте печи, вызывают еще большее ускорение схода шихтовых материалов, а неполнота печи приводит к трудно устраняемому уплотнению шихты на периферии, перераспределению шихтовых материалов, газовых потоков, ухудшению обработки шихты газами и, как следствие, к охлаждению горна за счет неподготовленных материалов, что выражается в виде загромождения фурм и нарушения теплового состояния горна.

Масштабы этих явлений прямо пропорциональны масштабам допущенной неполноты загрузки печи. Особенно часто подобные нарушения хода печи наблюдаются при изношенности элементов засыпного устройства и колошниковой защиты.

Следует отметить, что указанную особенность хода доменной плавки на печах с плитовыми холодильниками в шахте (более легкий сход шихтовых материалов) следует расценивать как положительную, хотя это и обязывает доменщиков особенно строго соблюдать поддержание полноты печи и все общеизвестные нормы ведения доменной плавки.

Соблюдение принятых норм обязательно для всех печей, независимо от применяемых конструкций холодильников и системы охлаждения, во всех случаях форсированного ведения доменной плавки, и подчеркивается это лишний раз только потому, что при плитовых холодильниках форсировка достигается легче.

Однако до настоящего времени чувствуется настороженность по отношению к периферийным холодильникам, а вместе с ними и к системе испарительного охлаждения среди некоторых доменщиков, особенно на Череповецком металлургическом заводе, где работа доменных печей благодаря правильной подготовке сырья и топлива характеризуется показателями, соответствующими уровню наивысших мировых достижений.

Применение в агломерационной шихте богатого железом концентрата с магнезиальной пустой породой и низким содержанием SiO2 позволило снизить выход шлака, улучшив его физико-химические свойства (повышение десульфурационной способности).

Существенным образом на улучшение работы печей влияет сортировка кокса и отсев мелочи агломерата, что в достаточной мере осуществляется на Череповецком металлургическом заводе. Большое внимание там уделяется поддержанию постоянного химического и физического состава агломерата. Это способствует стабилизации шлакового режима, а отсев мелочи из агломерата повышает производительность печей на 6—8%.

На работе печей положительным образом сказалось повышение средней крупности кокса в результате отсева фракции >40 мм.

Из других технологических мероприятий, осуществленных в доменном цехе Череповецкого металлургического завода, следует отметить прежде всего увеличение давления газа под колошником свыше 2,0 ат, повышение нагрева дутья (до 1200°С), применение обогащенного кислородного дутья и вдувание природного газа.

Однако высокие производственные показатели, достигнутые на этом заводе, превосходящие средний уровень по России, не исключают дальнейшего улучшения технико-экономических показателей работы печей: увеличение кампании, упрощение системы охлаждения и ее эксплуатации, использование вторичных энергоресурсов.

В табл. 50 приведено сопоставление фактических и расчетных показателей работы доменных печей ряда отечественных металлургических заводов, оснащенных различными холодильниками и системами охлаждения.

Пересчет на одинаковые условия выполнен при помощи общепринятых поправочных коэффициентов (табл. 51).
При этом сравнивали работу печей за довольно длительный период, чтобы усреднить влияние и без того многочисленных факторов. В табл. 50 приведены два коэффициента использования полезного объема (к.и.п.о): один из них вычислен с помощью поправочных коэффициентов, другой — по «приведенному» расходу кокса и интенсивности печи-эталона.

За эталон сравнения приняты доменные печи Череповецкого металлургического завода — № 2 объемом 1033 м3 (для печей объемом менее 1513 м3) и № 3 объемом 2000 м3 (для всех остальных печей большого объема).

При пересчете на одинаковые условия не учтено влияние отсева мелочи агломерата и сортировки кокса, особенно проявляющееся при увеличении производительности печей.

Несмотря на условность данного расчета, данные таблицы указывают на большие технологические возможности увеличения выплавки чугуна, заключающиеся в подготовке шихтовых материалов.

Из пятнадцати сравниваемых печей по расходу кокса лишь одна уступает печи-эталону, а по производительности, рассчитанной по интенсивности горения кокса печи-эталона, более высокой производительностью характеризуются 14 доменных печей.





Яндекс.Метрика