Особенности работы доменной печи при сокращенном расходе дутья

В настоящее время в ряде случаев оказались нарушенными четкие связи между поставщиками железорудного сырья и топ­лива с одной стороны, фабриками окускования и доменными цехами - с другой. В этом случае доменные печи из-за отсут­ствия рудного материала или кокса часто работают на сни­женном расходе дутья, в режиме “тихого хода”.

Длительная работа доменной печи со сниженным расходом дутья сопровождается рядом неприятных последствий.

1. В связи с уменьшением скорости и кинетической энергии истечения дутья из воздушных фурм происходит сокраще­ние протяженности фурменных очагов, что приводит к пе­рераспределению газового потока в поперечном сечении печи - появляется периферийный газовый поток.

2. Периферийное движение газа сопровождается снижением восстановительной и тепловой работы газового потока. В этом случае для поддержания теплового режима плавки на нужном уровне необходимо увеличивать удельный расход кокса.

3. Из-за преимущественного движения газового потока у стен печи центральная часть шихты слабо омывается газами. Вследствие ухудшения прогрева и восстановления шихты в центральных участках столба шихты возникает так назы­ваемый “химический холодильник”.

4. Периферийный газовый поток приводит к ускоренному из­носу огнеупорной кладки и к частому прогару холодиль­ников шахты.

5. Работа печи с низким расходом дутья приводит к пере­распределению температурных зон по высоте печи. По­скольку основной поток газа движется в периферийной зо­не, то наблюдается повышение температур на более высо­ких горизонтах шахты печи. Такой режим движения газа приводит к оползанию гарниссажа и к вероятности образо­вания настылей.

6. Периферийный газовый поток и появление малопроницаемо­го “химического холодильника” в центре печи создает предпосылки загромождения горна. При загромождении гор­на происходит процесс накапливания в горне печи боль­шого количества коксовой мелочи и графита, а также вяз­ких, малоподвижных масс шлака. В результате этого ак­тивный объем горна печи уменьшается, ухудшается также фильтрующая способность коксовой насадки. Это препятст­вует нормальному стеканию чугуна и шлака в металлоприемник.

7. Работа доменной печи на сокращенном расходе дутья со­провождается увеличением времени пребывания кокса в печи, что сопровождается снижением прочностных характе­ристик кокса - он становится хрупким.

8. Из-за уменьшения производительности печи в режиме ее работы на сокращенном расходе дутья возрастают тепловые потери, вследствие чего возрастает удельный расход кок­са.

Плавление “химического холодильника” (называемого иногда “тотерманом”) в центральной зоне печи представляет сложную проблему. Размывание этой малоактивной зоны путем наведения в горне печи жидкоподвижного шлака представляется сомнитель­ным технологическим приемом.

Принципиально возможно плавление “химического холодиль­ника” подачей в центр печи дутья с высоким содержанием кислорода. Однако, для реализации такого варианта необходимо изготовление сложной системы подачи кислородного дутья в центральную часть горна.

Наиболее приемлемым методом плавления “тотермана” явля­ется его плавление за счет тепла фурменных очагов. Для уменьшения объема образовавшейся малоактивной зоны в центре печи необходимо в этом случае увеличить протяженность фурменных очагов. Решение такой задачи возможно разными путями: изготовление комплекта фурм с уменьшенным диаметром, установка в существующие фурмы керамических колец, уменьшающих их сечение или закрытие ряда фурм (к примеру, через одну).

Имеется еще одна возможность плавления малоактивной зоны в центре печи - за счет обмена теплом между нагретыми продуктами плавки - чугуном и шлаком и холодным телом “тотермана”. Установлено, что коэффициент теплоотдачи от чугуна к “тотерману” в 5 - 10 раз выше в сравнении с коэффи­циентом теплоотдачи от шлака к этой зоне. Таким образом, для плавления “тотермана” целесообразна работа печи на богатой по железу шихте или путем увеличения в шихте металлодобавок. В этом случае уровень чугуна в горне печи в процессе накоп­ления расплавов между выпусками будет максимальным, что будет способствовать плавлению малоактивной зоны в централь­ной части горна.