Файл: Тарасов, В. П. Загрузочные устройства шахтных печей.pdf

sк.

I

£

I

I

I

Рис. 38. Изменение рудных нагрузок по радиусу колошника при загрузке системой KAKAi:

Расстояние от нладпи, м

Рис. 39. Зависимость рудной нагрузки по радиусу колошника (оче­ редность загрузки ККАА+) от уровня засыпн, м:

/ — 2,5; 2 — 1,7; 3 — 1,3; 4 — 0,8; 5 — 0,5

соты падения материалов, но в работающей печи основное влияние на профиль засыпи оказывают скорости газа и схода шихты. Так, на одной из доменных печей завода им. Ильича полезным объ­ емом 2000 м3 разгрузить периферию удалось только загрузкой пря­ мых подач, а изменение в широких пределах уровня засыпи и вели­ чины загружаемых порций не дало положительных результатов.

Глубина воронки материалов перед задувкой печи была боль­ шой (2,13 м). В задувочный период установили системы загрузки рудой вперед и цикличную (4PPKKI + К.РРКЦ). Ход печи был ров­ ным. Расход дутья довели до 2200 м3/ммн, нагрев воздуха одновре­ менно увеличили до 850° С. Через неделю после задувки печи шихта состояла на 100% из агломерата, а систему загрузки изменили на КААК|. Попытка форсировать плавку в этот период привела к не­ устойчивому ходу печи с подвисаниями и осадками столба плавиль­ ных материалов. Изменение уровня засыпи от 1,75 до 0,5 м не дало

подача коксовых «пыжей» с последующей компенсацией агломера­ том (КККК i АААА J, ) только временно увеличила газопроницае­ мость шихты у стен печи.

Следует отметить, что с переходом на раздельную загрузку кокса и агломерата 1,25 м ККК 1 , 0,5 м АА] ход печи стабилизировался и расход дутья повысился до 2600 м3/мин. Увеличение рудной по­ дачи с 20,3 до 25,0 т позволило довести количество дутья до 2900— 3000 м3/мин (рис. 40, а). Работа печи в этот период показала, что несмотря на сравнительно невысокое давление газа на колошнике, воронка материала была глубокой и при загрузке шихты происхо­ дил сдвиг ранее ссыпаемого материала к центру. Крутой угол на­ клона материалов на колошнике обусловливается сравнительно небольшим подпором газового потока вследствие малой форсировки хода печи. Все это приводило к еще большей загрузке периферии мелкими фракциями при попытках улучшить газопроницаемость шихты у стен загрузкой подач системой ККА (рис. 40, б). Этим же объясняется и стабилизация газораспределения по радиусу печи при раздельной загрузке 1,25 м ККК 1 0,5 м AAI. Часть кокса по­ падала к стенкам колошника, поэтому газопроницаемость на пери­ ферии увеличилась. Этому же способствовало увеличение коли­ чества рудной составляющей и подъем уровня засыпи для агломе­ рата до 0,5 м.

В дальнейшем удалось форсировать ход печи благодаря пере­ ходу на цикличную загрузку, состоящую из четырех подач КААК 1 и одной AAKKJ. (рис. 40, в). Уровень засыпи при этом устано­ вили 1,25 м, величину рудной колоши 22 т. Ход печи сразу же улуч­ шился, так как улучшилось распределение газового потока по радиусу (рис. 40, в, кривая 8). Содержание углекислоты на пери­ ферии понизилось с 12,0 до 5,7%. Расход дутья увеличился до 3100 м3/мин. Через месяц в цикле загрузки увеличили число прямых подач с 20 до 40%, что позволило увеличить производи­ тельность печи на 200 т чугуна/сут, а расход кокса снизить на 6,5%.

68

Распределение газового потока по радиусу отвечало требованиям рациональной неравномерности такого распределения по вертикаль­ ным плоскостям сечения печи. Содержание углекислоты у стен составляло 4—6%, в центре 10,5—15% при максимальном значе­

рию загрузкой обратных подач приводила к уменьшению газового потока у стен печи. Увеличить газопроницаемость столба шихтовых материалов на периферии удалось только тогда, когда ввели в за­ грузку прямые подачи (ААКК|) при различном числе подач КААК!.

При анализе работы мощной доменной печи Ждановского метал­ лургического завода им. Ильича для простоты учитывали только порядок загрузки шихты. Такое упрощение допустимо, так как именно очередность загрузки агломерата и кокса оказывала решаю­ щее влияние на их радиальное распределение.

Позднее подобное явление наблюдалось на Ново-Липецком метал­ лургическом заводе [87 ]. На доменной печи полезным объемом 2000 м3 с увеличением доли кокса, загружаемого перед агломератом, увели­ чивалась загрузка периферии. При загрузке циклом, состоящим из одной подачи KAAKI и двух подач KKAAj, содержание дву­ окиси углерода у стен колошника было 8—9, а у оси 2—3%. Во время же загрузки прямых подач (ААКК|) содержание двуокиси углерода в газе было у стен 5—6, а у оси 8—9%. В промежуточной зоне в указанных условиях загрузки содержание углекислоты в газе было примерно одинаковым и составляло 17—18%. Следо­ вательно, при загрузке по системе одним и двумя скипами кокса вперед периферия больше загружалась рудной составляющей, чем при загрузке прямыми подачами. В центре печи при загрузке пря­ мыми подачами содержание двуокиси углерода примерно на 6%

69

было выше, чем при загрузке цикличными подачами, состоящими из 33,3% подач одним скипом кокса вперед и 66,7% обратных по­ дач. Такое распределение материалов, как и в случае для завода им. Ильича, объясняют глубокой воронкой засыпи шихты и большей скоростью ее опускания в центральной части печи [87].

На одном из металлургических заводов Юга для регулирования газораспределения по радиусу печи опробовали изменение коли­ чества кокса в скипах подачи [88]. Печь грузили по системе 1,25 м КААК | при коксовой подаче, равной 5,0 т. Количество агломерата по скипам было примерно одинаковым. Доля кокса в первом скипе составляла 2,7, а во втором 2,3 т. Во время такой загрузки содержа­

По мнению авторов [88], метод неравномерного распределения кокса по скипам можно эффективно применять при любых конфигу­ рациях поверхности засыпи на колошнике, существующих в усло­ виях ровного схода подач. Отмечается также, что особенно эффек­ тивной такая загрузка будет в том случае, если гранулометрические составы кокса и рудной части значительно различаются. Последнее связано с большими колебаниями углов откоса материалов и, сле­ довательно, большим эффектом в их радиальном размещении при изменении количества кокса в скипе.

Итак, при определении влияния порядка загрузки материалов на радиальное распределение газового потока нужно всегда учиты­ вать глубину воронки профиля засыпи перед опусканием очеред­ ной подачи. Поэтому важно оборудовать доменные печи приборами для систематического и надежного замера поверхности засыпи мате­ риалов на колошнике. Это позволит более эффективно использовать очередность загрузки шихты для управления газовым потоком по радиусу печи.

Рациональный метод «оттяжки» рудной составляющей подачи от стен печи

Как уже отмечалось, при загрузке материалов аппаратом Парри руда и агломерат сосредоточиваются у стен печи. В построенных мощных доменных печах объемом 2700 и 3200 м3, а также в проект­ ных печах емкостью 4000 и 5000 м3 засыпной аппарат представляет собой также систему воронка — конус с присущей ей вертикальной неравномерностью в распределении материалов. Отрицательное влияние такого распределения на ход процесса в больших печах сильнее, чем в малых. Для уменьшения вертикальной неравномер­ ности в распределении шихтовых материалов предложили загружать разные по массе коксовые подачи, например несколько подач кокса массой 4,8 т, а затем массой 7,2 т с последующим повторе­ нием цикла [89]. Соотношение числа подач в цикле должно подби­ раться опытным путем для каждой доменной печи.

70

Преимуществом такого способа смещения руды к центру яв­ ляется то, что кокс не попадает непосредственно к стенам печи, как это имеет место при загрузке подач коксом вперед. Особенно это важно для доменных печей, работающих на повышенном и высоком давлении газа на колошнике. В этом случае из-за увеличения угла откоса загружаемых в печь материалов и уменьшения скорости истечения дутья из фурм возрастает опасность периферийного хода газа.

при цикличной загрузке трех подач меньшего и двух подач большего объемов. При этом распределение материалов по радиусу колошника получается более равномерным и не происходит разрыхления мате­ риала у стен из-за попадания кокса. Поднимающийся поток газов имеет большую площадь соприкосновения с рудной составляющей шихты, благодаря чему увеличивается косвенное восстановление окислов железа руды и агломерата.

Впервые цикличную загрузку подачами с различным объемом кокса осуществили на доменной печи объемом 1033 м3. Химический анализ и ситовый состав применявшихся для плавки шихтовых материалов приведены в табл. 2.

Одно время эта печь в основном работала на железной руде с кремнистой пустой породой. Кислотность шлаков резко возросла, расход известняка увеличился до 1,1 т/т чугуна, нагрев горна стал неустойчивым, несмотря на повышенный расход кокса. Производи­ тельность печи резко снизилась, и возросла себестоимость чугуна.

Попытки улучшить газораспределение путем изменения величины подачи и загрузкой обратных подач, а также при помощи чередова-

71