Регулирование хода доменной печи при отклоенниях от нормального режима работы

 

Общие положения.

Подавляющее большинство расстройств хода печи является результатом колебаний показателей качества шихтовых материалов и кокса, вследствие чего установленный ранее режим работы оказывается непригодным для нормальных условий плавки и требует изменения технологических параметров. Допустимые пределы изменения этих параметров (количество и температура дутья, влажность дутья, давление колошникового газа и режим загрузки) приводятся выше в соответствующих разделах 4.2 и 4.3.

Регулярный контроль качества загружаемых материалов и наблюдение за показаниями приборов, состоянием фурм, работой газа в печи, нагревом и составом продуктов плавки, за работой технологического оборудования и состоянием системы охлаждения, позволяют установить характер и причину отклонений в ходе печи и своевременно принять необходимые меры к восстановлению нормальной ее работы. Несвоевременное выявление причин нарушения нормальной работы печи приводит к расстройству хода.

Для того, чтобы меры по предотвращению нарушений хода печи оказались наиболее действенными, необходимо проанализировать не отдельные показатели плавки, а работу печи в целом, увязывая показания приборов с данными о химическом составе газа, качестве материалов, состоянием нагрева печи и другими сведениями об условиях плавки. При этом необходимо выявить основные факторы и увязывать их с изменениями технологических параметров.

Регулирование хода печи имеет своей целью своевременное принятие мер для установления причин расстройства и восстановления нормального хода, поэтому приемы регулирования хода печи должны быть направлены на предупреждение нарушений, а если они произошли, на наиболее быстрое восстановление нормальной работы.

Чтобы иметь полную уверенность в правильности работы контрольно-измерительной аппаратуры, проверка работы КИП должна осуществляться строго в соответствии с утвержденным графиком (см. раздел 4.5.) В случае сомнений в правильной работе того или иного прибора по заданию мастера должна осуществляться его очередная контрольная проверка.

При любом отклонении хода печи от нормального режима работы необходимо выпускать продукты плавки строго по графику, а при необходимости и чаще.

Регулирование хода печи осуществляет мастер печи под контролем старшего мастера смены, которые несут ответственность за своевременное принятие мер по устранению причин, вызвавших отклонение и по восстановлению нормального хода.

Основными критериями оценки технологического состояния являются:

– характер схода шихтовых материалов по показаниям зондов;

– характер изменения потерь напора по высоте печи;

– ширина диапазона разброса точек показаний периферийных термопар и температуры колошникового газа;

– тепловое состояние;

– шлаковый режим;

– степень стабильности интенсивности плавки по руде;

– ровность работы воздушных фурм.

Основными отклонениями от нормального технологического состояния печи являются:

– изменение нагрева (разогрев, похолодание);

– изменение распределения газового потока (периферийный и центральный газовый поток, тугой ход печи, устойчивое неравномерное распределение газа по окружности печи, канальный и односторонний ход печи);

– загромождение горна;

– нарушение шлакового режима;

– потеря объема печи;

– подвисания шихты.

При регулировании хода печи, в случаях отклонения от нормального режима ее работы, необходимо после изменения какого-либо параметра убедиться в действенности принятых мер на технологический процесс. Изменение следующего параметра производится в том случае, если это действие не проявилось и поставленная цель оказалась не достигнутой.

Разогрев печи.

5.6.1. Причиной повышения нагрева является значительное сокращение расхода тепла по сравнению с его приходом, когда установленная рудная нагрузка оказывается недостаточной. Оно обычно вызывается улучшением использования энергии газового потока, изменением состава физических и химических свойств компонентов шихты (при замене руды или окатышей агломератом, понижении содержания железа, повышении восстановимости), а также пониженной рудной нагрузкой для данных условий, подходом в горн холостых подач, резким сокращением по каким-либо причинам интенсивности процесса и др.

5.6.2. Признаки разогрева печи:

– замедление движения шихты при неизменном дутье (количество подач за один час уменьшается);

– повышение давления горячего дутья, преимущественно за счет повышения нижнего перепада, верхний перепад остается прежним или несколько увеличивается, расход дутья по прибору снижается;

– шомпольные диаграммы показывают замедление срабатывания подач по времени, появляются отдельные провалы шомполов и подстои шихты;

– разброс точек на диаграмме температуры колошниковых газов по газоотводам увеличивается с периодическим появлением ветвей в сторону повышения температуры, характеризующих продувы шихты;

– фурмы начинают светиться ярко;

– температура периферийных газов растет и увеличивается неравномерность их значений по окружности;

– на диаграмме давления колошникового газа появляются пики в сторону повышения давления;

– физический нагрев чугуна и шлака повышается, содержание кремния в чугуне увеличивается и повышается основность шлака.

Разогрев печи, кроме выплавки чугуна не соответствующего техническим условиям, повышения удельного расхода кокса и снижения производства может привести к расстройству хода печи (продувам шихты, подвисаниям, окружной неравномерности газового потока и др.), если меры по поддержанию ровного хода принимаются несвоевременно или недостаточные.

При появлении признаков разогрева необходимо принять меры по поддержанию ровного хода печи:

– увеличить влажность дутья или снизить его температуру;

– установить систему загрузки, разгружающую периферию;

– если причина перегрева печи установлена, соответственно корректируется рудная нагрузка;

– количество дутья уменьшается в крайнем случае для предотвращения расстройства хода печи.

Холодный ход печи.

5.7.1. Причиной похолодания является значительное повышение расхода тепла в нижних зонах печи по сравнению с его приходом или снижение степени его использования. Похолодание может быть вызвано ухудшением использования энергии газового потока, неровным ходом печи, развитием периферийного потока газов или канального хода, оползанием гарнисажа или настыли, изменением состава физических и химических свойств компонентов шихты (замена агломерата рудой или окатышами, повышения содержания железа, понижения восстановимости, увеличения количества мелочи), а также снижением основности шлака против оптимального, применением неэкономичной системы загрузки, попаданием в печь воды из сгоревших холодильников, нарушением взвешивания материалов, последовательности отработки скипов и т. д.

Действия указанных факторов может быть своевременно определено и устранено или предупреждено путем компенсации недостающего тепла за счет временного понижения рудной нагрузки, уменьшения влажности дутья или повышения его температуры, а также за счет сокращения дутья или содержания в нем кислорода (см. п. п. 4.4.2. – 4.4.5.).

5.7.2. Признаки похолодания:

– давление горячего дутья медленно понижается за счет обоих перепадов с преимуществом за счет нижнего, количество дутья по прибору самопроизвольно увеличивается;

– ускорение движения шихты при неизменном дутье (количество подач за один час увеличивается);

– –шомпольные диаграммы показывают более быстрое срабатывание подач;

– температура газа в газоотводах понижается, разброс точек уменьшается;

– температура периферийных газов уменьшается, кроме случаев похолодания вследствие чрезмерного развития периферийного потока газов;

– физический и химический нагрев чугуна снижается, выход чугуна из печи возрастает не пропорционально количеству проплавленной шихты;

– понижается основность шлака, повышается содержание закиси железа и закиси марганца в нем;

– фурмы работают интенсивно, но холодно, появляются куски неподготовленного материала и шлак.

Холодный ход печи характеризуется следующими признаками:

– давление дутья становится неровным, резко уменьшается после выпуска чугуна и увеличивается перед выпуском;

– неравномерный сход шихты по времени – перед выпуском сход шихты замедляется, на выпуске и некоторое время после выпуска ускоряется;

– на диаграммах уровня шихты появляются отдельные пики провалов, подстоев зондов, возможны подвисания шихты;

– на диаграмме температур газа в газоотводах появляются пики в сторону увеличения, диаграмма приобретает зигзагообразный характер;

– на диаграмме температур периферийных газов наблюдается значительное расхождение температурных линий и пересечение их;

– на диаграмме давления колошникового газа появляются пики в сторону мгновенного повышения, после которых следует повышение давления горячего дутья, после чего шихта может подвиснуть;

– фурмы постоянно работают с кусками неподготовленных материалов и со шлаком;

– нагрев продуктов плавки резко снижается, шлаки плохо выходят из печи, цвет остывшего шлака черный, вследствие повышения содержания в нем закиси железа, в чугуне резко повышается содержание серы.

Похолодание является наиболее опасным видом расстройства хода печи, поэтому при первых признаках похолодания необходимо снизить влажность дутья или повысить температуру дутья. Если эта мера оказывается недостаточной или отсутствует резерв по влажности и температуре, загрузить несколько дополнительных скипов кокса в каждую пятую или седьмую подачи. Количество загружаемых скипов определяет мастер печи, учитывая при этом степень увеличения интенсивности, изменение работы фурменных очагов, степень снижения нагрева продуктов плавки, ровность схода шихты, работу газового потока и т. д.

Уменьшение рудной нагрузки за счет добавки кокса в подачу более, чем на 100 – 200 кг делается в случае если установлена причина похолодания, или, если причина не установлена, но при сжигании дополнительных скипов кокса становится ясно, что рудная нагрузка не соответствует сложившимся условиям.

При развивающемся похолодании должен быть усилен контроль за работой фурм. На фурмы, работающие со шлаком закрывается природный газ. Как только фурма начинает работать нормально и шлак исчезает, газ немедленно открывается. Загружаются холостые подачи кокса в каждую пятую или седьмую подачи. В случае если причина похолодания установлена, то, в зависимости от степени развития похолодания, загрузить в печь 40 – 60 тонн кокса в один прием, что позволит быстрее восстановить нормальное тепловое состояние печи.

Развитие похолодания может привести к технологическому расстройству печи, связанному с затруднением отработки продуктов плавки, опасностью заливки фурменных приборов и холодных подвисаний. Подвисание на холодном ходу является наиболее тяжелым расстройством печи. Принудительные осадки на холодной печи представляют опасность, так как могут усугубить похолодание и привести к крупным авариям с заливкой и прогаром фурменных приборов.

С целью предотвращения холодных подвисаний запрещается изменение системы загрузки, уровня засыпи и иные приемы регулирования сверху.

Нарушение ровности схода шихты может значительно усилить похолодание, поэтому при первых признаках неровного хода уменьшается расход дутья на 100 – 200 нм³/мин, с понижением общего перепада на 0,1 – 0,15 ати.

Принимаются все меры по установлению причин развивающегося похолодания. Тщательно проверяется охлаждение печи для исключения попадания воды в печь. Проверяются весовые системы, насыпная масса кокса, расходомеры природного газа и т. д.

При уже наступившем холодном ходе печи, когда фурмы постоянно работают со шлаком, шлак не выходит из печи, уменьшение расхода дутья производится одновременно с понижением давления на колошнике при усиленном контроле за работой фурм, не допуская заливки и прогара фурменных приборов.

Кислород и природный газ на фурмы закрываются. Рудная нагрузка устанавливается на уровне 2,2 – 2,5. Температура дутья остается на максимальном уровне.

Для предотвращения подвисания шихты в случае высокой температуры дутья (выше 1100 ºC) допускается ее снижение на холодном ходу. В противоречии снижения температуры дутья низкому нагреву печи приоритетной является задача недопущения подвисания на холодном ходу.

Усиливаются горновые бригады. Отработка продуктов плавки через чугунную летку производится без разделения чугуна и шлака (со снятым скиммером) в специально приготовленные (отработавшие свой срок) чугуновозные ковши и шлаковозные чаши с “рубашками”. К разделению чугуна и шлака в горновом желобе возвращаются только после появления нагрева и жидкотекучести продуктов плавки.

Выпуска открываются по готовности горновых желобов, число выпусков стремятся увеличить. Всеми операциями на горне на протяжении всего расстройства печи, связанного с холодным ходом руководит старший мастер горновых работ. На печь вызываются старший водопроводчик и старший газовщик. Общее руководство осуществляется заместителем начальника цеха по технологии.

Для предотвращения заливки фурменных приборов допускается под контролем мастера печи или старшего мастера ”морозить” шлак кратковременной подачей природного газа на те фурмы, которые начинает заливать шлаком.

Запрещается давать природный газ на фурмы со шлаком бесконтрольно.

Если удержать шлак природным газом не удается, для предотвращения прогара сопла его заливают водой. Необходимо иметь в виду, что в такой ситуации шлак может пойти между фурмой и воздушной амбразурой, важно своевременно залить его водой.

После прихода сниженной рудной нагрузки в горн и при условии получения прогретых продуктов плавки и нормальной работы фурм доменную печь останавливают для расчистки подлитых и залитых фурменных приборов.

Нормальный дутьевой режим восстанавливается только после полной ликвидации расстройства и достижения нормального теплового состояния печи. По мере восстановления дутьевого режима восстанавливается рудная нагрузка.