Задувка доменной печи

Фурмы доменной печи

Замена графитовых блоков огнеупорной кладки горна доменной печи

Заду́вка до́менной печи́ — начальная операция в кампании доменной печи (новой печи или печи после капитального ремонта 1-го разряда).

Основные этапы

Сушка воздухонагревателей и печи

Сушка доменной печи и блока воздухонагревателей производится после испытания их на плотность и после установки всей аппаратуры. Для удаления влаги из огнеупорной кладки её нагревают до температур 100—165 °С. Обычно продолжительность сушки и разогрева воздухонагревателей составляет около 7 суток.

Огнеупорная кладка доменной печи содержит значительное количество влаги. При сушке печи влага удаляется через колошник. Для облегчения удаления влаги из лещади сушка ее производится по мере кладки каждого ряда с помощью электронагревательных устройств. Наиболее удобным, безопасным и дешевым способом сушки доменной печи является сушка горячим воздухом. Поэтому сушку воздухонагревателей как правило заканчивают до сушки печи. Сушка доменной печи осуществляется по следующему графику: постепенный разогрев до 600 °С в течение 2 суток, выдержка при этой температуре в течение 1,5 суток и естественное охлаждение (обычно около 1,5 суток).

Загрузка задувочной шихты

К задувочной шихте предъявляются следующие требования.

• Железорудные материалы, входящие в состав задувочных шихт, должны быть легковосстановимы для снижения степени прямого восстановления в процессе задувки печи и снижения удельного расхода кокса.
• Шихтовые материалы должны быть прочными, поскольку загрузка материалов в печь осуществляется с большой высоты.
• Количество мелочи (фракции менее 5 мм) в железорудном материале должно быть минимальным.
• Кокс, входящий в состав задувочной шихты, должен быть малосернистым. Это связано с большим расходом кокса в задувочной шихте, что делает проблематичным получение чугуна, кондиционного по содержанию серы.
• Шихтовые материалы должны содержать минимальное количество гигроскопической влаги. Это связано с тем, что испарение влаги из шихты в процессе задувки в отличие от обычного режима доменной плавки происходит с дополнительными затратами тепла и возрастанием расхода кокса.

Задувочную шихту характеризует прежде всего высокий удельный расход кокса. Это диктуется необходимостью разогрева как столба шихты, так и огнеупорной кладки до рабочих температур.

Задувочная шихта рассчитывается на получение литейных чугунов с содержанием кремния 1,5—2,0 %. В этом случае происходят графитизация огнеупорной кладки и образование устойчивого гарнисажа. Задувочная шихта рассчитывается на основность шлака CaO/SiO₂ = 0,9—1,1. Несмотря на высокое содержание серы в задувочной шихте, увеличение основности шлака сверх указанной считается нецелесообразным из-за возрастания температур их плавления, а также из-за того, что основные шлаки относятся к типу «коротких»; это может способствовать образованию настылей в начальный период работы доменной печи. Задувочная шихта часто состоит из 4—5 шихт, каждая из которых включает 5—7 подач.

Задача первоначального момента задувки доменной печи заключается в обеспечении быстрого воспламенения горючего на всех воздушных фурмах, в «срабатывании» шихты в первые же часы после задувки и предупреждении загромождения горна, осложняющего отработку продуктов плавки. Загруженный горн должен иметь хорошую газопроницаемость, обеспечивать дренаж расплавов чугуна и шлака, а также возможность быстрого открывания чугунной лётки.

При загрузке низ печи, в том числе и горн, специально подготавливают к приему задувочной шихты. Основные подготовительные операции следующие.

• Торкретирование стен горна и поверхности лещади жароупорным бетоном или футеровка шамотным кирпичом стен металлоприемника и заплечиков.
• Обшивка заплечиков шпалами.
• Проверка герметичности установки воздушных фурм.
• Установка шлаковых приборов.
• Укладка на лещадь печи до порога чугунной летки (зумпфа печи) гранулированного доменного шлака для создания защитного слоя на лещади и ошлакования швов ее поверхности.
• В чугунные лётки (если их несколько) вводятся стальные трубы диаметром 4 дюйма, доходящие до центра горна. По длине трубы (внутри печи) делаются отверстия 7—10 мм, располагаемые в шахматном порядке по ее поверхности. Это необходимо для направления потока нагретых газов к лещади печи и разогрева горна печи.

После подготовительных операций производится собственно загрузка печи.

Раздувочный период

В раздувочный период происходит прогрев шихты и огнеупорной кладки. Обычно первоначально задаваемое количество дутья составляет 50—70 % от номинального. Скорости подачи дутья доходят до 230 м/с, а в японской практике задувки печей до 260—300 м/с.

На окончание прогрева кладки печи и начало расходования тепла на собственно технологический процесс указывает подъём температуры кладки шахты на горизонте колошника.

Первый выпуск чугуна и шлака

Время первого выпуска зависит от числа подач шихты. Ориентировочно это время составляет от 16 до 24 часов.

Переход к нормальному ходу печи

Загрузка печи начинается после подвижки шихты при давлении колошникового газа не ниже 6—7 кПа (600—700 мм вод. ст.). После раздувочного периода наступает нормальная работа доменной печи.

См. также

• Доменный процесс
• Доменная печь

Литература

• Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна : Учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-120-8.
• Рамм А. Н. Современный доменный процесс. — Москва: Металлургия, 1980. — 303 с.
• Бабарыкин Н. Н. Теория и технология доменного процесса. — Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ", 2009. — С. 15. — 257 с.
• Дмитриев А. Н. и др. Основы теории и технологии доменной плавки. — Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 2005. — 541 с. — ISBN 5-7691-1588-2.