title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Настыли на стенах печи

Настыли на стенах печи

Настыли на стенах печи могут образоваться как в нижних ее частях — в распаре, заплечиках, т. е. в зоне шлакообразования, так и в средни» горизонтах — в шахте печи, значительно выше нормального горизонта шлакообразования. Настыли, образовывавшиеся в заплечиках в результате застывания уже расплавившихся шлаков, обычно не достигают больших размеров и могут удаляться в процессе работы печи. Иначе обстоит дело с настылями, образующимися в средних горизонтах шахты. Эти настыли могут достигать значительных размеров и обладают большой прочностью, поэтому, раз образовавшись, они уже не могут быть удалены в процессе работы печи.
Толщина таких настылей колеблется от 700—800 мм до 2 м, а иногда и более. Высота таких настылей может достигать нескольких метров. Само собой разумеется, что подобные настыли весьма существенно влияют на работу доменной печи, вызывают тугой ход, частые подвисания, повышенный расход кокса, понижают производительность. Строение таких настылей обычно бывает следующим: поверхность нижней части настыли, обращенная внутрь печи, имеет оплавленную корку различной толщины; корка содержит большое количество окислов железа; в наружной части корки содержится металлическое губчатое железо. Между оплавленной коркой настыли и кладкой находится уплотненный конгломерат из обычных составляющих шихты — кокса, известняка, руды и пр.

В нижней части настыли оплавленная корка доходит до кладки и образует с ней прочное соединение.
Настыли могут быть односторонними, т. е. образующимися па какой-либо одной стороне, или круговыми, т. е. простирающимися по кладке кругом или почти кругом.
Механизм образования настылей пока еще не изучен. Настыли образуются преимущественно при работе на пылеватых рудах или на непрочном горючем, дающем много мелочи. Существует несколько предположений о том, что является главным фактором, влияющим на образование настылей,
Мы считаем, что наиболее вероятной причиной образования настылей является возникновение неустойчивых периферийных газовых потоков, в результате чего происходит чрезмерный подъем температуры у стен печи по высоте, сменяющийся резким падением температуры после того, как газовый поток изменит свое направление.
При чрезмерном повышении температуры у степ печи по высоте, вызванном прохождением в данном участке большого количества газов, расплавляются окислы руды, не успевшие восстановиться. Наступающее после этого охлаждение вызывает застывание расплавленного железистого шпики, который крепко пристает к кладке. Таким образом создается опорная ниш настыли. В дальнейшем процесс, вероятно, идет следующим образом: над образовавшейся пятой настыли материал не может опускаться, слеживается, уплотняется, ниже этой пяты материал разрыхляется, так как не испытывает давления сверху и так как здесь происходит концентрация кокса, оттесняемого к стенкам более тяжелой рудой.
Образование под настылью разрыхления приводит к тому, что поток газа в этом месте усиливается тем сильнее, чем больше разрыхлен материал; это вызывает повышение температуры по высоте и тем самым расплавление окислов железа выше пяты настыли; образовавшийся железистый шлак взаимодействует с углеродом кокса, частично восстанавливается, затвердевает вследствие затвердения мельчайших частиц металлического железа; образуется прочная наружная кромка настыли.
Почему же повышение температуры по высоте, вызванное разрыхлением столба шихты под настылью, не вызывает ее расплавления? По-видимому, это надо объяснить тем, что железистый шлак, послуживший первой причиной образования настыли, омываемый снаружи газовым потоком, быстро восстанавливается в значительной степени до металлического железа; после этого для расплавления его потребуется температура примерно 1400°C и выше, чего не может быть в обычных условиях в нижних горизонтах шахты, где обычно располагаются основания подобных настылей.
Многие исследователи указывают на повышенное содержание в настылях щелочей, иногда 10% и более. В связи с этим неоднократно высказывалось предположение о том, что основная роль в настылеобразовании принадлежит щелочам. Однако какого-либо объяснения механизма действия щелочей предложено не было. Лишь в последнее время было опубликовано исследование, посвященное роли щелочей в настылеобразовании. Выводы этого исследования сводятся к следующему.
Действие щелочей на огнеупорную кладку не одинаково. Окись калия, взаимодействуя с кладкой шахты, способна ее ошлаковать при температурах примерно 900—1000°C. Что же касается хлористого калия и цианистого калия, то последние не способны вызывать ошлакование шамотной кладки. Однако и KCl и KGN способны окисляться за счет кислорода окислов железа и образовывать К2О и металлическое железо при температурах 800—1200°С.
На этом основании механизм образования настылей объясняется так. На известном участке шахты пары цианистого или хлористого калия встречаются с окислами железа и окисляются до К2О, который откладывается на стенках кладки и начинает ошлаковывать ее. К поверхности кладки, покрытой густым тягучим щелочным шлаком, прилипают мелкие частицы шихты. В дальнейшем окислы железа, находящиеся в шихте, прилипшей к стенкам шахты, подвергаются действию паров цианистого и хлористого калия и восстанавливаются до металлического железа, полностью лишенного углерода. Образующийся при этом К2О шлакуется с шихтой и образует вязкую массу, к которой снова прилипает шихта, и так далее. Таким образом, образуется настыль, характеризующаяся наличием чередующихся слоев металлического железа и шихты.
Следует отметить, однако, что эти исследования велись только на малых печах. Слоистая структура настылей, получавшаяся в этих печах, не является характерной для настылей большинства больших доменных печей.
Согласно установившейся практике, образовавшиеся в шахте настыли удаляются путем подрывания их динамитными патронами.
О возникновении настыли свидетельствует ненормальный ход печи: непрекращающийся тугой сход подач и склонность печи к упорным подвисаниям; в случае односторонних настылей происходят частые перекосы уровня засыпи.
Если у персонала возникла твердая уверенность в образовании настыли, то прежде чем удалить ее, определяют место ее расположения. Для этой цели уровень шихты опускается примерно до распара или до верха заплечиков, печь останавливается и положение настыли определяется или путем осмотра через люки, или пробиванием отверстий в кладке шихты (для этого в кожухе шахты делаются специальные вырезы). О положении настыли можно судить также по температуре кожуха шахты: там, где образовалась настыль, наружная броня будет нагрета меньше, чем броня на этом же горизонте на участке с нормальной толщиной кладки.
Применение непрерывного анализа газа на содержание СО2 из четырех точек по окружности по способу З.И. Некрасова дает возможность определить положение настыли еще более простым и более надежным способом. Систематически удерживающееся высокое содержание CO2 (15—20% и более) в какой-либо точке при сравнительно низком содержании ее в других точках свидетельствует об образовании настыли на этой стороне печи.
При удалении настыли у основания ее закладываются динамитные заряды через специально сделанные отверстия в броне и кладке. Чаще всего настыли подрывают во время остановки печи или при опущенной шихте; иногда настыли подрывают и на ходу печи.

title-icon Подобные новости