Файл: Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов.pdf

чество загружаемой в печь твердой шихты и конвертерного шлака. Повышая мощность, постепенно поднимают уровень общей ванны печи. По достижении максимальной мощности операция разогрева считается законченной, и печь вступает в период рабочей эксплуа­ тации.

Обычно продолжительность разогрева печи составляет 25—30 суток. В период разогрева наблюдают за состоянием подины, про­ меряя подовую настыль под электродами. В случае проплавления настыли в каком-либо участке печи до пода, то туда загружают повышенное количество шихты.

Когда температура в кладке подины достигает 600 °С (термопара заглублена на 400 мм), включают вентиляторы и подают холодный воздух в каналы воздушного охлаждения подины. В дальнейшем температуру подины поддерживают на уровне 600—650° С.

При правильно проводимом режиме разогрева печи температура . кладки подины повышается в среднем на 0 ,8 — 1 град/ч, а боковых стенок — на 1— 1,5 град/ч. Режим разогрева с быстрым поднятием мощности отрицательно влияет на состояние огнеупорной футе­ ровки печи, так как отдельные участки кладки неравномерно про­ греваются, в них возникают значительные внутренние напряжения,' приводящие к растрескиванию огнеупоров.

Во время разогрева, как и при пуске новой печи, большое вни­ мание уделяют надзору за связями крепления печи. По мере расши­ рения кладки необходимо постепенно ослаблять сжатие-компенси­ рующих пружин, надетых на концы связей (тяг).

В период разогрева в печь следует загружать шихту с минималь­ ным содержанием влаги, так как даже незначительный «хлопок» может привести к обрушейию нового, еще неошлаковавшегося свода.

На комбинате «Североникель» электропечи после капитального ремонта разогревают несколько иначе. По данным. Н. И. Грань, электропечь в течение двух суток разогревают дровами, при этом температура кладки достигает 250—270° С. (Температуру кладки печи измеряют термопарой, установленной в шлаковом шпуре на расстоянии 150 мм от внутренней поверхности кладки.) Затем на подину печи загружают кокс слоем 800—1000 мм и включают печь при рабочем напряжении. 380 В. Электропечь в этот период (около суток) работает, на режиме открытой дуги, очень неспокойно. По­ требляемая мощность колеблется от 2 до 8 МВт.

Вдальнейшем для обеспечения более спокойной работы ее пере­ ключают (до конца разогрева) на напряжение 288 В. Последующие двое суток печь потребляет мощность 3—5 МВт/ч.

Вконце пятых суток после разогрева в печь заливают 260 т кон­ вертерного шлака и мощность печи постепенно поднимают до 10 МВт. Во избежание перегрева шлака его периодически выпускают через шлаковый шпур и заливают новые порции шлака. К началу заливки шлака в печи остается много кокса, который, восстанавливая закись железа, металлизирует шлаковый расплав и вызывает отложения тугоплавкого железистого сплава на подине. Чтобы предотвратить появление настыли из этого сплава, которая может затруднить

вскрытие штейновых шпуров, в печь заливают штейн. Штейн хорошо

На девятые сутки разогрева в печь загружают твердую шихту, затем печь переключают на напряжение 480 В и постепенно подни­ мают рабочую мощность до 18—20 МВт.

Контроль за тепловым расширением кладки осуществляют при помощи реперов, устанавливаемых на углах кожуха электропечи на уровне стыка подины и боковых стен. При одном из разогревов печи ее длина увеличилась за счет теплового расширения на ПО— 120 мм, ширина — на 90—100 мм. Всего на разогрев было израсхо­ довано 430 м3 дров, 30 т кокса, 229,5 тыс. кВт-ч электроэнергии.

§ 33. Технический контроль электроплавки

Для получения высоких технико-экономических показателей процесса электроплавки руд и концентратов большое значение имеет правильно организованный контроль производства. Задача технического контроля производства состоит в том, чтобы путем регулярного определения главнейших технологических параметров электроплавкп обеспечить соблюдение установленного производ­ ственного режима и создать возможность для быстрейшей ликви­ дации его нарушений. Процесс электроплавки руд и концентратов осуществляется в соответствии с режимной технологической картой, определяющей основные параметры производства. В связи с этим при электроплавке тщательно контролируют количество и качество исходных и конечных продуктрв плавки, расход электроэнергии, температурный режим печи, уровень общей и штейновой ванны, состояние подины печи, эксплуатацию электродов и т. д. Важней­ шим является контроль количества и качества материалов, посту­ пающих в электроплавку, а также и продуктов плавки. Поступаю­ щие в плавку материалы взвешивают на железнодорожных весах; при подаче материала ленточными транспортерами — на автомати­ ческих конвейерных весах.

Для определения химического состава сырья, поступающего в плавку, его опробуют либо механическим пробоотборником, либо вручную, путем отсечения через равные промежутки времени части струи материалов. Из отобранных материалов составляют среднюю пробу за смену и сутки. Пробы анализируют на содержание полез­ ных металлов, важнейших, шлакообразующих окислов и на влаж­

ность.

Выданные из печи жидкие продукты плавки обычно учитывают по количеству наполненных ковшей за данную смену или сутки. Количество штейна или шлака в ковше периодически проверяют

отвального шлака, 10—20 т оборотного конвертерного шлака. При гидротранспортировке отвальных шлаков (грануляции) выход шла­ ков определяют расчетным путем. Жидкие продукты плавки опро­ буют, отбирая специальной ложкой несколько проб во время выпуска

194

их в ковши, шлаковозные чаши или на грануляцию. Для получения пробы усредненного состава жидкие продукты необходимо опробо­ вать в начале, середине и конце выпуска расплава в ковши или чаши. Отбирать пробы, черпая расплав из ковша, запрящается, так как из-за расслоения расплава такая проба не будет отображать средний состав шлака или штейна. Пробы продуктов плавки анали­ зируют: штейн — на содержание никеля, меди, кобальта; отваль­ ный шлак— на содержание никеля, меди кобальта, MgO и S i02.

Для определения потерь металлов с отходящими газами необ­ ходимо знать количество отходящих газов и их запыленность. Ко­ личество отходящих из печи газов определяют при помощи пневмометрических трубок, позволяющих фиксировать динамический напор газа в газоходе. По величине динамического напора рассчитывают скорость газа; по значению скорости и сечению газохода можно определить количество печных газов. Пробы газов для определения запыленности отбирают с помощью пылеулавливающей установки путем фильтрации газов через специальный фильтр. Пыль, уловлен­ ную на фильтре, взвешивают и ее массу делят на объем прошедших

.через фильтр газов. Запыленность рассчитывают в граммах на 1 м3 /газа. Запыленность определяют перед . пылеулавливающими установками и после них, у входа в дымовую трубу.

Результаты количественных и качественных определений исход­ ных и конечных продуктов плавки используют не только для опе­ ративного технологического контроля, но и для составления еже­ месячных материальных балансов, по которым определяют важней­ шие технико-экономические показатели электроплавки.

Сменный и суточный расход электроэнергии определяют по показаниям электрических счетчиков (ваттметров), установленных на пульте печи и на главной заводской подстанции. Температурный режим электроплавки контролируют, замеряя температуру про­ дуктов плавки, а также температуру кладки подины под всеми элек­ тродами и боковых стенок на уровне штейновой и шлаковой ванн. Температуру расплавленных продуктов плавки замеряют оптическим пирометром, температуру кладки печи — термоэлектрическими пи­ рометрами • (термопарами). Показания термопар регистрируются указывающими и самопишущими приборами. Максимальныезна­ чения температуры в замеряемых точках устанавливаются режимной картой эксплуатации электропечи. Согласно действующим режим­ ным картам электроплавки температура отвальных шлаков не должна превышать 1500° С, температура штейна 1300° С, темпера­ тура кладки на глубине 400 мм от наружной поверхности подины 700° С, температура боковых стен 800° С (при заглублении термопары на 350 мм). Уровень жидких продуктов плавки в печи устанавли­ вают в соответствии с режимной картой электропечи, исходя из конструктивных особенностей печи и наилучших технико-экономи­ ческих показателей процесса электроплавки. Для контроля за со­ стоянием подины печи под электродамипериодически промеряют глубину расплавленной ванны стальным, ломиком, опускаемым в расплав через зазор между электродом и сводом.

§ 34. Тепловой баланс электроплавки

Тепловым балансом печи называется сопоставление прихода и расхода тепла. Его составляют в виде таблицы, в которой пере­ числяют все статьи прихода и расхода тепла. По закону сохране­ ния энергии приход тепла должен равняться его расходу. В табл. 24 приведен тепловой баланс электропечей отечественных медно-нике­ левых комбинатов (данные Гппроникеля, 1964— 1965 гг.) при работе на мощностях 27,4—29,4 МВт.

В приходной части баланса основным является тепло, выделяе­ мое при преобразовании электрической энергии в тепловую. Как следует из табл. 24, доля этого тепла составляет 73—76%. При переработке в электропечах конвертерных шлаков последние при­ носят с собой значительное количество тепла. На комбинате «Печенганикель» при переработке в электропечах конвертерного шлака в количестве 30% от массы твердой шихты доля тепла, вносимого шлаком, составляет 21,1%. Много тепла выделяется в электропечи за счет экзотермических реакций (окисление углерода восстанови­ теля и электродов, серы). В тепловом балансе электропечей Но­ рильского комбината и комбината «Североникель» эта статья соот­ ветственно составляет 18,9 и 13,2%.

В расходной части баланса главным является тепло, уносимое продуктами плавки: шлаком, штейном, газами. На расплавление и перегрев штейна и шлака расходуется 59—64% тепла, с газами уносится 20,6—31,5% тепла.

Эффективность тепловой работы печи принято оценивать тепло­ вым или термическим коэффициентом полезного действия

проплав и другие технико-экономические показатели работы элек­ тропечи. Электропечи для плавки медно-никелевых руд и концен­ тратов имеют термический к. п. д. в пределах 64—70%. В балансах, приведенных в табл. 24, термический к. п. д. равен64,1, 61,9 и 66,4%.

При проектировании новых и эксплуатации действующих-элек­ тропечей стремятся повысить значение термического к. п. д., сни­ жая бесполезный расход тепла и увеличивая за счет этого долю полезного расхода тепла. Необходимо не допускать бесполезного перегрева штейна, шлака, газов, обеспечить тепловую изоляцию печи, работать на максимальной мощности (с ростом мощности тер­ мический к. п. д. возрастает). Важнейший резерв повышения к. п. д. электропечной установки — снижение количества отходящих газов за счет уменьшения подсоса воздуха в печь. Для этого необходимо иметь герметичный свод электропечи.

196