Влияние высоты холостой колоши на процесс плавки в вагранке

Нормальной считается высота холостой колоши, обес­печивающая максимальную производительность вагранки. Для это­го верхняя часть холостой колоши должна быть на уровне основа­ния конуса ABC, изображающего в первом приближении границу между кислородной и редукционной зонами. В этом случае (рис. 10.7, а) плавящиеся куски шихты, расположенные у стенок вагранки, омываются газами, температура которых максимальна. В осевой зоне вагранки плавящиеся куски шихты находятся уже в редукционной зоне, поэтому температура газов здесь уже несколько ниже максимума. В составе газов кроме азота присутствуют С0₂ и СО. Свободный кислород отсутствует, поэтому угар элементов не­велик. При нормальной высоте холостой колоши производитель­ность вагранки максимальная, температура на желобе достигает 1390 °С, а затвердевший шлак имеет стекловидный излом оливко- во-зеленого цвета.

При заниженной холостой колоше (рис. 10.7, б) куски шихты, расположенные у стенок (область К), плавятся в кислородной зоне. Температура газов здесь еще не достигла мак­симума, и в их составе присутствует свободный кислород. Поэто­му производительность вагранки понижена, а угар увеличен по сравнению с работой при нормальной высоте холостой колоши. Высота зоны перегрева снижается, и температура металла на жело­бе вагранки уменьшается. Увеличенный угар приводит к измене­нию цвета шлака — из-за повышенного содержания в шлаке МпО и FeO цвет шлака черный.

Рис. 10.7. Влияние высоты холостой колоши на процесс плавления шихты: а — нормальная высота; б — заниженная высота; в — завышенная высота

а практике снижение высоты холостой колоши можно выя­вить по сочетанию трех характерных признаков:

• снижение температуры металла на желобе;

• снижение производительности вагранки;

• образование черного шлака.

Для восстановления нормальной высоты холостой колоши де­лают «пересыпку», т. е. загружают увеличенную рабочую коксовую колошу. Понятно, что действие пересыпки начнется по проше­ствии некоторого времени, необходимого для схода ее вниз, в пояс плавления. Время «схода колош» зависит от конструкции вагранки и составляет 30...40 мин.

При завышенной холостой колоше (рис. 10.7, в) пла­вящиеся куски шихты располагаются в редукционной зоне и омы­ваются газами, температура которых значительно ниже максималь­ной. Поэтому производительность печи падает.

В составе этих газов понижено количество газа-окислителя С0₂ и повышено количество восстановителя СО. Поэтому угар эле­ментов при плавке несколько снижается.

Высота зоны перегрева повышена, что приводит к увеличению температуры металла на желобе.

При чрезмерно высокой холостой колоше температура газов, выходящих из нее, может оказаться меньше средней температуры плавления шихты. В этом случае плавление приостанавливается, хотя кокс холостой колоши продолжает гореть. Процесс плавле­ния возобновится только после того, как высота холостой коло­ши опустится ниже уровня точки Б (см. на рис. 10.6).

Это явление используют на практике при организации пла­нового горячего простоя вагранки. Так, например, за 30...40 мин до предвиденного перерыва (в зависимости от време­ни схода колош в данной вагранке) делают пересыпку, т. е. загру­жают увеличенную рабочую коксовую колошу. К началу перерыва плавка приостановится вследствие чрезмерной высоты холостой колоши. Крышки на торцах фурм открывают и выключают дутье. При этом горение кокса холостой колоши будет происходить только за счет естественной тяги трубы. Выделяющейся при этом теплоты достаточно только для поддержания температуры в печи («горя­чий простой»), плавления металла при этом не происходит. К концу планового перерыва высота холостой колоши снизится до нор­мального уровня и можно продолжить работу в обычном режиме.

Открытие крышек на фурмах при выключении дутья обязатель­но, так как в противном случае внутри вагранки, при отсутствии движения газов, образуется большая концентрация СО и при во­зобновлении дутья произойдет взрывное горение этого газа.

Завышение холостой колоши используется также при необхо­димости перехода в ходе плавки с одного химического состава чугуна на другой. В этом случае металлические колоши шихт пер­вого и второго состава разделяют пересыпкой. В результате этого после проплавления последней металлической колоши первого состава плавление приостанавливается, создавая этим возможность для полного слива из копильника чугуна первого химического состава, и далее, после небольшой паузы, приступают к наплав- лению чугуна нового (второго) состава.