Дутьевой режим.

5.3.1 Одним из основных показателей нормальной работы печи является постоянство дутьевого режима: количества, температуры, влажности и давления дутья, расхода кислорода (контроль расхода осуществляется на ПВЭС), природного газа и других составляющих комбинированного дутья, обеспечивающих нормальный нагрев и ровность хода печи в соответствии с заданным химическим составом чугуна при установившемся технологическом режиме плавки и стабильных его параметрах. Важными показателями являются стабильность общего и частных перепадов, а также плавность опускания шихты, фиксируемая показаниями зондовых диаграмм.

5.3.2 Текущий контроль интенсивности хода печи осуществляется по количеству сожжённого кокса и проплавленных железорудных материалов за час, смену, сутки.

5.3.3 Давление дутья и перепад давления газов по высоте печи зависит от следующих факторов:

– количества дутья и горновых газов;

– газопроницаемости столба шихты, определяемой распределением и гранулометрическим составом проплавляемых материалов, а также прочностью кокса;

– организации газового потока;

– свойств первичных шлаков;

– теплового состояния печи;

– величины давления газа на колошнике;

– степени заполнения горна.

5.3.4 Нормальным следует считать тот расход и давление дутья, которые обеспечивают в данных условиях работы печи форсированный ровный ход ее при оптимальном значении перепадов и наилучшее использование тепловой и восстановительной энергии потока газов при заданной интенсивности плавки. В тоже время нормальный форсированный ход процесса плавки достигается при сохранении оптимального режима дутья, соответствующего конкретным условиям работы печи. Отклонение от оптимального количества дутья нарушает нормальную работу печи.

Оптимальный режим дутья подбирается опытным путём и изменяется в зависимости от качества сырья, содержания кислорода и других технологических параметров.

5.3.5 Увеличение расхода дутья производится во всех случаях, когда печь по каким-либо причинам работает с неполным дутьём. Увеличение расхода дутья с целью повышения интенсивности процесса плавки, производится в тех случаях, когда есть уверенность, что это не нарушит технологического состояния доменной печи. Увеличивать расход дутья следует постепенно, в несколько приёмов, не более чем по 50 м³/мин на доменных печах № 1, 2, 4, 6, 7, 8 и по 100 м³/мин на доменных печах № 9 и 10.

5.3.6 После каждого изменения количества дутья необходимо убедиться по ходу печи и показаниям приборов, что выполненное изменение хорошо освоено печью и не ведет к нарушению ровного хода печи.

5.3.7 Для каждой печи и определенных сырьевых условий существует оптимальное количество дутья, при превышении которого наступает передув. В зависимости от состояния печи и факторов, ограничивающих дутьевой режим, внешние признаки, сопровождающие передув могут иметь различный характер. В одних случаях повышается давление дутья, ход печи становится тугим, с обрывами шихты, со склонностью к подвисаниям. В других – возникает канальный ход с небольшим падением давления дутья при ускорении схода шихты. Однако, в дальнейшем во всех случаях передува ход печи и распределение газового потока становится неустойчивым, с резкими изменениями, приводящими к колебаниям теплового состояния печи.

5.3.8 Понижение интенсивности процесса плавки, производимое для выравнивания хода доменной печи, работающей на комбинированном дутье, осуществляется, в первую очередь, путем снижения концентрации кислорода в дутье.

Соответствующее сокращение расхода природного газа производится только в тех случаях, когда понижение содержания кислорода в дутье уменьшается более, чем на 0, 7 – 1, 0 % и на продолжительность более 30 минут. Степень и длительность понижения интенсивности плавки определяются мастером печи по согласованию с начальником цеха или заместителем по технологии, при этом принимается во внимание характер неполадки и состояние печи.

5.3.9 Уменьшение количества дутья производится в случаях, связанных с существенным отклонением от нормального режима работы печи и при значительных изменениях технологических условий:

– повышение общего перепада сверх оптимальной величины;

– резкого наращивания скорости схода подач;

– при появлении признаков нарушения распределения газового потока (повышение окружной неравномерности его распределения по показаниям периферийных термопар, отклонение от нормального характера изменения содержания СО₂ по радиусу колошника);

– похолодания печи;

– появления шлака на фурмах и опасности заливки их на ходу, (в этом случае одновременно с уменьшением расхода дутья снижается давление под колошником для сохранения общего перепада давления;

– глубоких обрывов и подвисаний материалов;

– неполноты печи;

– несоответствия форсировки печи возможностям отработки продуктов плавки и в случаях, связанных с отклонениями режима печи от нормального.

5.3.10 Уменьшение дутья осуществляется изменением режима работы воздуходувной машины в один прием. Кратковременное уменьшение дутья производится атмосферным клапаном «снорт». При уменьшении количества дутья более чем на 150 м³/мин мастер печи ставит в известность начальника смены.

5.3.11 Сбавленное во всех указанных случаях дутье, не следует возвращать полностью до того момента, пока не будет устранена причина, вызвавшая сокращение дутья. Восстановление дутья следует производить медленно и небольшими порциями, руководствуясь п. 5.3.5 настоящей инструкции.

5.3.12 Кратковременное снижение дутья атмосферным клапаном «снорт» производится в случаях:

– ненормального выпуска чугуна;

– невозможности грузить печь из-за отсутствия электроэнергии или неисправности оборудования;

– неполноты печи и для недопущения повышения температуры колошниковых газов выше 500 °C (для печей оснащенных БЗУ 400 °C);

– необходимости улучшения распределения газового потока в печи («снорт» для выравнивания хода);

– переполнения горна продуктами плавки из-за задержки с выпуском.

5.3.13 Как степень, так и длительность снижения дутья определяется мастером печи, который обязан принять во внимание характер неполадки и состояние печи. Следует, однако, иметь в виду, что нижним пределом, до которого можно снижать давление горячего дутья, во всех случаях является 0, 02 МПа (0, 2 кгс/см²). При необходимости дальнейшего снижения давления печь необходимо остановить и отсечь от газовой сети.

5.3.14 Если уменьшение расхода дутья связано с какими-либо неполадками или организационными причинами (задержки загрузки, отработки продуктов плавки и т. д.), то длительность работы печи на тихом ходу не должна превышать 30 минут. При невозможности восстановить нормальный режим за это время мастер печи должен поставить в известность начальника смены для принятия решения. Восстановление прежнего дутьевого режима после кратковременного его изменения клапаном «снорт» производится в один или в несколько приемов (в зависимости от состояния доменной печи) одновременно с повышением давления газа на колошнике так, чтобы перепад давления «фурмы – колошник» не превышал установленной для данной печи оптимальной величины. При пуске печи после длительной остановки (более 1 часа) количество дутья восстанавливается постепенно в несколько приемов.

5.3.15 «Тихим ходом» считается работа печи на низком давлении на колошнике (дроссели дроссельной группы диаметром 700 мм открыты) с расходом дутья, обеспечивающем половину и менее рабочего давления горячего дутья.

5.3.16 При переводе доменных печей на работу с низким давлением газа на колошнике количество дутья следует уменьшить в размерах, обеспечивающих сохранение постоянства общего перепада «фурмы – колошник».

5.3.17 Давление колошниковых газов должно быть не более 1, 5 кгс/см² (0, 15 МПа) на печах № 1, 2, 4, 6, 7, 8, и не более 2, 0 кгс/см² (0, 20 МПа) на печах № 9 и 10.

Величина давления колошниковых газов устанавливается начальником доменного цеха и определяется состоянием конструкций и оборудования доменных печей, воздухонагревателей, газоочистки, газового и воздушного трактов, а также характеристикой воздуходувной машины.

Давление колошниковых газов регулируется автоматически и поддерживается на постоянном заданном уровне.

5.3.17 Кратковременное снижение давления колошникового газа производится:

– при ненормальном выпуске чугуна;

– при расстройствах хода печи;

– для устранения продувов в газовой или воздушной сети;

– перед остановкой печи для полного выпуска продуктов плавки;

– при выходе из строя системы, обеспечивающей безопасность маневрирования конусами;

– в случаях нарушения уровня засыпи.

5.3.18 Повышение давления на колошнике производится во всех случаях, когда печь по каким-либо причинам работает на пониженном, против нормального, давлении и имеется возможность его увеличения. Скорость подъема давления зависит от того, работала ли печь раньше на повышенном давлении или переводится впервые после капитального ремонта. Если печь переводится на высокое давление впервые после капитального ремонта, то повышение давления осуществляется отдельными ступенями при тщательном наблюдении за всеми изменениями распределения газового потока в печи, работой оборудования и состоянием агрегата. Подъем давления на колошнике, после кратковременного его снижения, производится сразу на полную величину путем прикрытия регулировочных дросселей дроссельной группы. При этом превышение общего перепада выше оптимальной величины недопустимо.

Повышение давления под колошником производится при условии ровного хода печи. Количество дутья при этом должно увеличиваться до восстановления оптимального общего перепада давления газов в печи.

5.3.19 Во всех случаях при повышении давления после работы на низком давлении, тихом ходе, пуске после остановок, по достижении заданного давления на колошнике, давление горячего дутья повышается на меньшую (на 0, 05 – 0, 1 кгс/см²) величину, чем до понижения и затем постепенно выводится до нормальной величины.

5.3.20 Последовательность операций при понижениях давления дутья, остановках доменных печей в случаях отсутствия воды, электроэнергии, дутья, для закрытия чугунной летки и по другим причинам, а также при пуске печей, определена инструкцией по эксплуатации газового хозяйства доменного цеха ТИ-101-Д-31-2009.

5.3.21 Если уменьшение расхода дутья обусловлено необходимостью снижения форсировки доменной печи, то такое уменьшение производится одновременно с понижением давления на колошнике при сохранении общего перепада давления.

5.3.22 Температуру дутья необходимо держать постоянной, на максимально возможном уровне, допускаемом состоянием воздухонагревателей и трактом подачи горячего дутья. Изменения температуры в ту или иную сторону производятся только тогда, когда имеется полная уверенность в необходимости этого действия. Всякие ошибочные изменения температуры могут явиться одной из причин расстройства хода доменной печи или усугубить его, если оно уже начинается.

5.3.23 Снижение температуры дутья с целью регулирования технологического режима доменной плавки производится в один прием на 50 – 100 градусов.

Снижение температуры может быть вызвано и допускается в случаях:

– тугого хода печи с подстоями и обрывами шихты,

– излишне горячем ходе,

– опасности подвисания шихты из-за кратковременного повышения нагрева.

При необходимости снижения температуры на большую величину ставится в известность начальник смены.

5.3.24 Повышение температуры горячего дутья производится во всех случаях, когда печь по каким-либо причинам работает на пониженной, против нормальной, температуре и имеется необходимость ее повышения в связи с изменением нагрева печи. Температура повышается в несколько приемов, но не более, чем на 50 º С в час, или на 150 º С в течение смены при соответствующей компенсации природным газом и сокращением расхода кокса в подачу.

5.3.25 При холодном ходе печи и недостаточном нагреве продуктов плавки повышение температуры может привести к подвисанию шихты. В таких случаях повышение температуры производится одновременно с уменьшением расхода дутья, при тщательном наблюдении за сходом шихты.

5.3.26 Вынужденное понижение температуры горячего дутья в связи с недостатком мощности воздухонагревательных аппаратов или неисправностью их оборудования должно производиться в один прием на всю необходимую величину, соответственно сокращается расход природного газа. Нормальное тепловое состояние печи в это время поддерживается за счет уменьшения рудной нагрузки и влажности дутья. Если при этом есть возможность компенсации снижения теоретической температуры горения увеличением расхода кислорода, природный газ сокращается в меньшей степени или сохраняется на прежнем уровне.

5.3.27 В случае вынужденного перевода доменной печи на работу без природного газа температура дутья понижается до 950 – 1000 °C, рудная нагрузка соответственно снижается (п. 6.22.2).

5.3.28 Для нормального технологического режима величина рудной нагрузки должна, как правило, подбираться такой, чтобы увлажнение дутья было не выше естественной, сезонной влажности. В этом случае регулирование теплового состояния печи осуществляется только в сторону предотвращения разогрева. В условиях неустойчивого теплового состояния печей по разным причинам, допускается рудную нагрузку для нормального технологического режима подбирать такой, чтобы влажность дутья была на 5 – 10 г/м³ выше естественной.

5.3.29 Временно (не более 5 часов) допускается увеличение влажности выше естественной до 20 – 30 г/нм³. Одновременно с этим следует принять меры к повышению рудной нагрузки. Не рекомендуется увеличивать влажность дутья выше 25 – 30 г/м³ при работе печи на шлаках с суммарной основностью более 1, 35.

5.3.30 Повышение влажности дутья на 1 г/м³ равноценно снижению температуры дутья на 8 градусов и увеличению расхода кокса на 0, 15 %.

5.3.31 Соотношение параметров дутья (содержание кислорода в дутье, температура и влажность дутья, расход природного газа) определяется в зависимости от заданной величины теоретической температуры горения, которая является показателем, характеризующим температурные условия в фурменном очаге, и, по сути близка к температуре фурменного газа. Теоретической температура горения, по возможности, должна оставаться постоянной.

В нормальном режиме работы доменных печей значение теоретической температуры горения допускается в интервале 1950 – 2150 º C.

5.3.32 При выборе значения теоретической температуры горения в указанных в п. 5.3.31. пределах в зависимости от конкретных производственных задач учитывают следующее:

– работа печей с пониженной теоретической температурой горения позволяет экономить кокс при снижении интенсивности плавки;

– работа печей с повышенной теоретической температурой горения позволяет увеличить интенсивность плавки с перерасходом кокса;

– использование природного газа для компенсации влияния на теоретическую температуру горения повышения температуры дутья или содержания кислорода в нем связано с увеличением объема (соответственно скорости) газа, а поэтому может ограничиваться газодинамическими условиями.

Обычное, оптимизированное опытом, значение теоретической температуры горения на доменных печах 2000 – 2080 °C.

5.3.33 Теоретическая температура определяется расчетом (приложение Д) мастером печи один раз в смену и регистрируется в суточном рапорте. Расчет теоретической температуры горения производится также при изменении одного из следующих параметров: содержания кислорода в дутье, расхода пара на увлажнение дутья, температуры дутья и расхода природного газа.

5.3.34 При выборе параметров нормального режима или вынужденном изменении параметров, определяющих теоретическую температуру горения, могут использоваться простые зависимости:

– изменение объёмной доли кислорода в дутье на 1 % изменяет теоретическую температуру горения на 40 – 50 градусов;

– изменение влаги в дутье на 1 % изменяет теоретическую температуру на 40 – 50 градусов;

– изменение температуры горячего дутья на 100 градусов изменяет теоретическую температуру на 60 – 65 градусов.

– изменение расхода природного газа в дутье на 1 % изменяет теоретическую температуру горения на 50-55 градусов.

5.3.35 Оптимальная величина теоретической температуры зависит от условий плавки и учитывается начальником цеха в технологической карте при распределении кислорода и природного газа по доменным печам.

5.3.36 Каждое изменение дутьевого режима должно быть отражено газовщиком доменной печи в суточном рапорте печи с указанием причины, длительности и степени изменения.