Глава XI. Неполадки в работе доменных печей и аварии

Современные доменные печи оснащены новейшей контрольно-измерительной аппаратурой, работающей достаточно точно и надежно. Конструкции печей и вспомогательного оборудования все время совершенствуются.

Персонал, работающий у доменных печей, накопил огромный опыт; его квалификация с каждым годом повышается. Однако из-за нарушения технологической дисциплины, а также неисправности аппаратуры и оборудования возможны неполадки в работе доменных печей и аварии.

Одной из наиболее серьезных и опасных технологических неполадок, которая часто приводит к тяжелым последствиям, является похолодание печи. О причинах, вызывающих похолодание, указывалось в предыдущих главах.

Часто похолодание печи вызывает не только расстройство хода, но и остановку печи. При сильном похолодании неизбежным является появление у фурм насыщенных закисыо железа масс, смешанных с мелким коксом, что может вызвать прогар фурм, амбразур и сопел. Железистые массы иногда заливают не только фурму, но и фурменные колена, для очистки которых требуется длительная остановка печи. При очень сильных похолоданиях нормальный сход шихты прекращается, начинается подвисание. Чугун и шлак охлаждаются в горне, "закозляя" его. При застывании железистых масс в горне становится трудно открыть (для выпуска холодных шлаков) шлаковые летки. Иногда даже не удается открыть и чугунную летку для выпуска плохо прогретого чугуна. Вследствие возникающих трудностей с выпуском чугуна и шлака печь может не выдавать чугун в течение нескольких суток. Для ликвидации серьезных похолоданий дополнительно расходуется значительное количество кокса, так как различные способы регулирования загрузки становятся малоэффективными. Если похолодание печи приняло затяжной характер, то у стен может образоваться неравномерный гарниссаж, который затем перерастает в настыли.

Процесс образования настылей может быть объяснен следующим образом. Похолодание печи в большинстве случаев приводит к подстоям, подвисаниям и обрывам шихты. Быстрое опускание мало подготовленных масс в зоны высоких температур сопровождается охлаждением этих зон, и часть шихты, уплотненной вязкими охлажденными первичными шлаками, застывает у стен. Газы не в состоянии проникнуть в их толщу, нагревают и оставляют поверхность настылей и еще более упрочняют их. Если небольшие налипшие слои иногда удается смыть подвижными прогретыми шлаками, то образовавшиеся настыли смыть в большинстве случаев невозможно. Возникновение даже небольших настылей не позволяет добиться нормального хода, так как из-за нарушения профиля печь становится неуправляемой. Работа печи становится неэкономичной. Поэтому печь, имеющую настыли, рекомендуется остановить, предварительно опустив уровень засыпи до заплечиков, и удалить настыли взрывами через специально сделанные отверстия или окна в кладке и броне. На проведение такой операции затрачивается до 2 - 3 суток. В зависимости от причин образования характер настылей может быть различным. Возможны, например, кольцевые настыли по всей окружности шихты и распара, верхние - в верхней части печи и нижние - в нижних горизонтах ее, местные настыли - в одном или нескольких районах профиля (как по окружности, так и по высоте).

Образованию настылей часто способствует работа печи на непрочном коксе и агломерате с повышенным содержанием мелочи в них, что затрудняет нормальное распределение потока газов. В связи с применением более подготовленной шихты в последнее время настыли образуются редко.

Аварии на доменной печи и вспомогательных участках по характеру могут быть весьма разнообразны. К тяжелым авариям относятся: самопроизвольный уход чугуна и шлака или прорыв чугуна и шлака через стенку горна; взрывы в газовых трактах и воздухонагревателях, на колошнике и межконусном пространстве; прогар холодильников, брони печи и шлаковых приборов; взрывы на грануляционных бассейнах, обрывы большого конуса; заливка железнодорожных путей и ковшей чугуном и шлаком; выброс со взрывом шлака из ковшей и др.

Прорыв чугуна возможен в любой части горна или лещади, если в них появились слабые места из-за плохого качества кладки или огнеупорного кирпича, частой передержки продуктов плавки чугуна и шлака в горне, несоблюдения необходимых условий при задувке печи, загромождения центральной части горна тугоплавкими массами и коксовым мусором, при работе на химически активных очень подвижных шлаках. Перечисленные условия способствуют преждевременному износу огнеупорной кладки. Ее разрушению способствуют высокая температура и непрерывное омывание чугуном и шлаком. Вместо кладки на значительную толщину образуется гарниссаж из застывшего шлака. В тех случаях, когда гарниссаж расплавляется (переход на горячие чугуны и весьма жидкоподвижные шлаки), холодильники оголяются. Под воздействием горячего чугуна они прогорают, в результате чего происходит прорыв горна, сопровождаемый, как правило, взрывами. Кладка лещади работает в еще более тяжелых условиях (причины ее разрушения рассмотрены ранее).

Прорывы чугуна возможны в районе чугунной летки при неудовлетворительном уходе за ней, так как в этом месте гарниссаж чаще меняется из-за передвижения чугуна и шлака во время выпусков. При прорыве чугуна печь выходит из строя и ее останавливают на капитальный ремонт.

Признаками возможного прорыва чугуна являются: возникновение непосредственно у горна языков пламени горящего газа, проникающего через неплотности; повышение температуры воды, выходящей из холодильников. Обнаружив эти признаки, усиливают охлаждение, переводят печь на выплавку холодных маломарганцевых чугунов, а иногда останавливают ее на ремонт.

Не менее опасными бывают аварии в результате взрыва смесей газа и воздуха. Они в основном происходят во время остановок, так как из печи прекращает выходить газ, а оставшийся в сети газ, охлаждаясь и уменьшаясь в объеме, создает разрежение, вследствие чего засасывается воздух и образуется взрывоопасная смесь.

Нижний предел взрываемости для доменного и генераторного газов соответствует смеси, состоящей приблизительно из 40 - 50% газа и 60 - 50% воздуха; соответственно верхний предел равен 60 - 70% газа и 40 - 30% воздуха. Для коксового и природного газов нижний предел содержания их в смеси составляет 6%, а верхний предел 30%. Необходимо отметить, что нижние пределы взрываемости для всех рассматриваемых газов значительно превышают концентрацию, при которой происходит отравление человеческого организма.

Во избежание взрывов при остановках печи в газовые тракты дают пар, чтобы создать в них некоторое избыточное давление, что предупреждает попадание воздуха в тракт. В практике имели место случаи, когда взрывы полностью разрушали пылеуловители, воздухонагреватели и их дымовые трубы.

Очень опасными бывают выбросы шлака из ковшей, которые происходят в результате попадания сырого мусора на дно ковша. Образующийся на дне чаши пар, быстро расширяясь, выбрасывает шлак иногда с такой силой, что в ковше ничего не остается.

Опасен, как указывалось выше, холодный ход печи, когда горн загромождается коксовой мелочью или застывшими массами. В этом случае (часто со взрывом) сгорают фурменные и шлаковые приборы. Уровень жидкого чугуна и шлака в горне быстро повышается и достигает уровня шлаковой летки. При затягивании чугуна в струю шлака прогорают шлаковые фурмочки, амбразура и кадушка; иногда выходят из строя рядом расположенные торцовые холодильники. Для замены шлакового прибора иногда тратят несколько часов. Аналогично происходит прогар воздушных фурм и амбразур.

Все случаи аварий и крупных неполадок, как правило, связаны с невыполнением обслуживающим персоналом правил технологических инструкций.

Гидрозамок ГЗМ6/3МР линк.