Основні проблеми доменної плавки

Нестійкими вважаються і шлаки, незначна зміна хімічного складу яких призводить до різкої зміни температури плавлення шлаку. Звичайно, шлаки, нестійкі по температурі плавлення і за в'яз-кістки, характеризуються ідентичним хімічним складом. Як правило, це надмірно вапняні шлаки.

Присутність в шлаку інших компонентів (FeO, MnO, MgO CaS та ін.) змінює фізичні властивості шлаків, насамперед первинних і проміжних, де зміст МпО, і особливо FeO, досягає значних величин. Тому властивості первинних шлаків, від яких багато в чому залежить протікання доменного процесу, необхідно розглядати з урахуванням впливу FeO, MgO і МnO.

Наявні дані про вплив магнезії на властивості шлаку говорять про те, що збільшення змісту MgO в шлаках в межах 5-15% зменшує плавкість, температуру плавлення і в'язкість шлаків. Що розріджує дію магнезії використовують, наприклад, при виплавці маломарганцовистих чавунів, замінюючи частина вапна магнезією.

Збільшення змісту CaS в шлаку до 6% сприяє деякого зменшення в'язкості шлаку. При вмісті CaS більше 6% в'язкість замет-але зростає.

Що містяться в шлаках оксиди лужних металів зменшують в'язкість шлаку, а оксиди титану збільшують її. Ефективним способом розрідження шлаків служить фтористий кальцій CaF2, присадку якого до шлаків можна здійснити введенням у шихту плавикового шпату.

Важливою технологічної характеристикою реальних доменних шлаків є основність шлаку, виражена відношенням суми основних оксидів до сумі кислотних оксидів. Враховуючи, що в кінцевому шлаку зміст МпО і FeO незначно, основність шлаку висловлюють ставленням:

О_ш=

Оскільки зміст А1203 в шлаках майже завжди стабільно для даної шихти, то основність частіше висловлюють ставленням:

О_ш=

а при збереженні вмісту MgO

О_ш=

Шлаки з основністю (Ca0:Si02) вище 1,2 прийнято називати основними нижче, 1,1 - кислими. Кислі та основні шлаки характеризуються різними фізичними властивостями і, перш за все, різної в'язкістю при зміні температури. Кислі шлаки при охолодженні застигають повільно і, проходячи через тістоподібний стан, перетворюються в склоподібну масу з блискучим зламом, якщо шлаки був добре прогрітий, або з раковистим забрудненням зламом при недостатньому прогріві шлаку. Кислі шлаки у зв'язку з повільним їх запустінням прийнято називати довгими.

Основні шлаки, які мають хорошу плинність при високій температурі, при охолодженні в дуже вузькому діапазоні температур швидко перетворюються в тверду масу, практично минаючи тістоподібний стан. У зламі такі шлаки мають тьмяне світло-чорний або білий з голубуватим відтінком колір. Внаслідок швидкого застигання основні шлаки прийнято називати короткими. Шлаки з основністю від 1,1 до 1,2 прийнято називати половинчастими: у зламі одна частина поверхні такого шлаку прозора склоподібна, а інша частина має білий матовий колір.

Залежність в'язкості від температури для кислих і основних шлаків показана на мал. 7. При пониженні температури в'язкість основного шлаку (2) зростає набагато швидше, ніж кислого (1).

Малюнок 7. Залежність в'язкості кислого (1) і основного (2) шлаків від температури

Сiркопоглинаюча здатність шлаку залежить від складу, температури і в'язкості шлаку. Чим вище основність і температура шлаку і нижче в'язкість, тим вище його сiркопоглинаюча здатність.

При виплавці деяких марок чавуну необхідних фізичних властивостей шлаку можна було б досягти при основності (Ca0:Si02), рівній 0,8-0,9. Однак необхідність обмеження кількості сірки, що переходить у чавун при роботі печі на високо сірчистому коксі, вимагає використання основних шлаків, що збільшує кількість шлаку і витрата коксу. Так, основність шлаку (Ca0:Si02) при виплавці передільного чавуну на донецькому коксі повинна бути не нижче 1,15-1,20, а при виплавці ливарного чавуну - не нижче 1,25-1,30. Доменні печі заводів Росії і Казахстану працюють на менш основних шлаках, оскільки вміст сірки в коксі з ковальського, воркутинського, карагандинского вугілля в 2-3 рази нижче, ніж в донецькому коксі.

Вивчення процесу шлакоутворення і узагальнення практичного досвіду технології доменної плавки дозволяють зробити наступні основні висновки про вплив властивостей і кількості шлаку на роботу доменної печі.

1. Підігрів горна доменної печі при однакових температурі дуття і витраті коксу визначається температурою плавлення і в'язкістю шлаку. Легкоплавкий і рухливий шлак, утворюючись на високих горизонтах при порівняно низьких температурах, швидко стікає в горн і охолоджує його. Тугоплавкий шлак розплавляється на більш низьких горизонтах при порівняно високих температурах. Приходячи в горн, такий шлак приносить більше тепла, ніж легкоплавкий, і, отже, сприяє отриманню більш високої температури в горні.

2. Підігрів шлаку залежить від зміни його складу і властивостей під час стікання у горн, тому не у всіх випадках легкоплавкість і рухливість первинного шлаку відповідають зниженому нагріву горна. По мірі опускання первинного шлаку, яке містить підвищену кількість FeO (до 5%), залізо відновлюється, а шлак стає більш тугоплавким і в'язким. Зниження швидкості стікання шлаку призводить до збільшення його нагрівання, при цьому шлак знову стає рухливим.

3. В'язкий шлак шкідливий. Він може налипати на стінки печі, сприяючи освіту настилів і підвисанню шихти. Через-мірно рухливий шлак теж шкідливий. Крім охолодження горна, він може хімічно взаємодіяти з футерівкою та руйнувати її.

4. На роботу печі сильно впливає ступінь стійкості шлаків. При розрахунку шихти слід вибирати такі шлаки, щоб їх в'язкість при основності (Ca0:Si02), що дорівнює 1,2, була не вище 0,5-0,8 Па -сек. Склади цих шлаків на діаграмах повинні перебувати в областях, стійких при температурі кристалізації і в'язкості розплавів, так як у виробничих умовах завжди можливі мимовільні зміни хімічного складу матеріалів і температури в різних зонах доменної печі. Припускаючи, що зміни складу шлаку за трьома основними оксидами можуть досягати 2%, склад шлаку повинен бути таким, щоб температура його плавлення і в'язкість при цих умовах змінювалися не більше ніж на 25 °С і 0,1-0,2 Па- сек відповідно.

5. Хімічний склад шлаку робить істотний вплив на процеси відновлення чавуну. Чим вище основність кінцевого шлаку, тим легше відновлюються елементи основних оксидів, тобто залізо, марганець, ванадій, хром. Кислі шлаки, навпаки, краще позначаються на відновлення елементів кислотних оксидів, наприклад, кремнію. Основність шлаку впливає на розподіл сірки між металом і шлаками.

6. Велика кількість шлаку негативно впливає на роботу доменної печі - призводить до підвищення витрати коксу внаслідок винесення великої кількості тепла з печі з шлаками і викликає нерівний хід, погіршуючи газопроникність шихти і розподіл газів, особливо, якщо шлаки тугоплавкі та в'язкі. Досвідченими плавками доведено, що можна успішно працювати з кількістю шлаку близько 0,35 т/т чавуну. Подальше зниження кількості шлаку може обмежуватися умовами перекладу сірки в шлак.

Кількість шлаку на 1 т чавуну і його хімічний склад визначаються хімічним складом вихідних шихтових матеріалів і видом виплавлюваного чавуну. Для певних умов плавки ці показники повинні зберігатися постійними. Однак іноді для усунення небажаних явищ в роботі печі вдаються до тимчасового зміни складу або кількості шлаку. Це роблять при захаращення горна і при утворення товстого шару гарнісажу або настилів (трудно плавких мас) на стінах заплечиків, розпару і нижній частині шахти.

Для приведення горна в нормальний стан наводять більш рідкорухові шлаки шляхом завантаження в піч зварювального шлаку або марганцевої руди. Іноді тимчасово переходять на виплавку іншого виду чавуну. Ця операція називається промиванням горна.

Для усунення заростання стін заплечиків розпару і нижній частині шахти переходять на більш кислі шлаки, змінюючи режим завантаження матеріалів так, щоб забезпечити розвиток периферійного потоку газів і більш високу температуру біля стін печі.

Останнім часом доменні печі оснащуються новими засобами контролю і управління розподілом компонентів доменної шихти на колошнику при завантаженні в піч. Апробуються нові методи технологічної діагностики ходу печі, роботи її обладнання, систем охолодження, подачі і нагріву дуття. Проходять промислове виробництво нові рівнеміри профілеміри поверхні шихтових матеріалів на колошнику печі, тепловізори, засоби контролю розподілу газів і їх температури по горизонтальній поверхні на колошнику.

Співробітниками НВП "Промобладнання" розроблена і впроваджена система діагностики нагрівання й розподілу газу на колошнику доменної печі (Геомет-800). На відміну від системи "Спиротерм", впровадженої на доменній печі № 9 "Криворіжсталі", з оперативністю одне вимірювання за 40 сек комплекс "Геомет-800" дозволяє здійснювати 25 вимірювань в секунду. За твердженням авторов5, після модернізації програм первинної обробки нова система виконує наступні функції: читання вихідних даних від вимірювального пристрою; прив'язку показань температури поверхні до горизонтального перетину профілю засипу за вимірами від механічних рівнемірів і профілемірів; розрахунок температури поверхні, швидкості прогріву шихти і виходу колошникового газу за 72 ділянок поверхні рівній площі, розділених 6 окружними секторами і 12 радіальними кільцями; формування та ведення бази даних вихідної та розрахункової інформації; вільне конфігурування інформації в різних вікнах на кольоровому моніторі; передачу інформації в інші системи, у тому числі і в заводську мережу.

Комплекс "Геомет-800" забезпечив тривалу стійкість безконтактного устаткування, оперативність, надійну реєстрацію швидкості і рівня нагріву шару по розрізу. доменний піч горн шлак

Досвід експлуатації системи показав наступне. Осьова зона постійно має підвищену температуру. У момент опускання подачі загальний температурний фон знижується і виходить на усталений режим через 3-4 хв, після спрацьовування подач центральна зона прогрівається швидше. Осьова зона не є симетричною, є надійні свідчення по динаміці виносу пилу при змінах сировинного режиму. Периферійна зона, нерівномірність роботи якої зазвичай передбачається як визначальний фактор роботи біля стін і печі в цілому, при низьких температурах (100-120°С) не має істотних відмінностей по різниці температур. Металургія

Система володіє новими технологічними можливостями отримання промислових діагностичних оцінок і свідчень динаміки: розподіленого і загального нагрівання, продувів, радіальних розподілів газу, перекосів у фільтрації газу. Вона також дозволяє на ранніх стадіях ідентифікувати підвищення або пониження нагріву, здійснювати якісний контроль радіального і окружного розподілів і компенсувати їх відхилення від оптимального рівня, щоб поліпшити контроль за використанням теплової та хімічної енергії газів. Контроль рівномірності сходу матеріалів по всьому перетину дозволяє попередити обриви, перекоси і тугий хід.

Система впроваджена на доменній печі №3 АК "Тулачермет".

На що відбувся в червні 2000 р. у Франції четвертому Європейському конгресі з коксохімічному і аглодоменному виробництва повідомлені відомості за новим засобів контролю та управління доменним процессом6. Так, в доповіді фахівців фірми Eko Stahl, Dango Dienenthal (Німеччина) і Московського державного інституту сталі і сплавів наводяться результати автоматичної зондової сканувальної системи на доменній печі № 5 заводу в Айзенхютгенштадте. Система, розроблена фахівцями Місіс і ВАТ "Северсталь" під керівництвом проф. В.А. Доброскока, дає можливість виміряти конфігурацію і товщину залізорудних матеріалів і коксу по радіусу печі під рівнем засипу. Використання цієї системи дозволяє отримувати реальне і точне зображення розподілу матеріалів в печі у процесі їх завантаження і оцінювати результати зміни режиму завантаження протягом короткого часу.

У поєднанні зі стаціонарними термозондами (балками) для вимірювання температурі газів по діаметру печі над рівнем засипу зондової скануюча система дає можливість регулювати розподіл матеріалів по радіусу шляхом зміни режиму роботи бесконусного завантажувального пристрою.

Французьким науково дослідним інститутом чорної металургії (Institut des recherches siderurgiques - IRSID) розроблений багатоточковий вертикальний зонд, який використовується для одночасного контролю температур по висоті печі в декількох точках по радіусу від периферії до центру. Зонд встановлений на доменній печі № 1 фірми Sollac в Фос-сюр-Заходів.

Розроблений Уральським інститутом металів і науково виробничим об'єднанням "Промприлад" радіолокаційний вимірник рівня шихти в доменній печі призначений для безконтактного безперервного спостереження за рівнем шихти в безперервному технологічному процесі і видачі інформації в аналоговому і цифровому вигляді. Вимірювач рівня шихти встановлюється на колошнику доменної печі і комплектується одним, двома або необхідною кількістю радіолокаторів. Надійний захист випромінювача і приймача радіохвиль дозволяє працювати в умовах високих тисків з агресивними і що нагрівається до високої (600 °С) температури: матеріалами. Установка безконтактного рівнеміра дозволяє також в безперервному режимі відображати профіль засипу шихти.

Вимірювальна система повітряного рівнеміра легко калібрується на будь-який вид засипу, дозволяючи вимірювати рівень до 30 м від точки установки, що дуже спрощує контроль рівня шихти при видувках доменних печей.

1.4 Явище захаращення горна - результат тривалої й нерівної роботи доменної печі

Горн доменної печі є зоною, де спалюється кокс, утворюються гази і виділяється тепло, необхідне для процесів отримання чавуну і шлаку остаточного складу.

Всі види розлади ходи доменних печей в кінцевому рахунку впливають на теплову роботу горна. Якщо б у горні процеси проходили нормально, то будь-який вид розлади ходи печі практично не надавав би впливу на роботу доменної печі.

Нормальна робота доменної печі залежить від рівномірності подачі дуття у горн і його розподілу по фурмах; підготовленості шихтових матеріалів до реакцій у горні; якості шихтових матеріалів, головним чином коксу і залізовмісних руди або агломерату; зносу кладки стін горна і дна і стану конструкції системи охолодження; ходу процесів відновлення заліза, марганцю, кремнію і основності складу шлаку; стану випускних отворів і охолоджувальної системи.

Кожен з перерахованих факторів по-різному впливає на роботу горна, але всі вони в кінцевому рахунку знижують теплову роботу горна і при несприятливому поєднанні призводять до повного заколенню його.

Подача дуття у горн здійснюється фурменными підводами, які не мають пристроїв для регулювання кількості.

На кількість дуття, що вводиться в горн, впливає перетин фурм і висов їх в порожнину горна. Площа перерізу фурми повинна бути такий, щоб швидкість закінчення дуття у горн забезпечувала прогрів центральної зони горна. Цього можна досягти лише тоді, коли проти кожної фурми буде утворюватися кількість газів, достатню для подолання опору матеріалів, для досягнень осі горна і проникнення в міжфурменні та підфурменні простору. Досвідченим шляхом встановлено, що швидкість закінчення дуття з фурми повинна підтримуватися в межах 60- 70 ж/сек для печей малого і середнього обсягу і 120- 150 м/сек для печей великого обсягу.

Коли центральна зона горна не активна, а збільшення кількості дуття приводить до розладу ходу печі, рекомендується збільшити висов фурм в порожнину горна або замінити їх іншими, мають менший діаметр.

Для підвищення теплової потужності горна в даний час застосовують три способи: збагачують дуття киснем; подають у горн природний газ; підвищують температуру дуття.

Збагачення дуття киснем призводить до зменшення кількості газів, що утворюються на фурмах і відповідно перепаду тиску газів на колошнику і в горні. У свою чергу зменшення кількості газів призводить до зниження швидкості їх переміщення в шихтових матеріалів, при цьому підвищується інтенсивність ходу печі і краще використовується енергія газових потоків, тобто інтенсифікувалися процеси освіти і переміщення виносів і, як наслідок, збільшується утворення відкладень в зоні верху шахти.

Підвищення теплової потужності горна призведе до збільшення кількості возгонок і випаровування продуктів плавки. Концентрація їх парів в газах підвищиться, що при одночасному зменшенні кількості газів може призвести до погіршення перебігу печі.

1.5 Вплив розподілу шихтових матеріалів і газового потоку по радіусу доменної печі на роботу горна і його робочий об'єм

У сучасній доменної печі тривалість перебування в ній матеріалів становить 4-6 годин, а газів - близько 3-12 с. Високі показники плавки можуть бути отримані при хорошому розподіл газів по перетину печі. Тільки в цьому випадку гази в максимальній мірі віддадуть фізична тепло матеріалами і найбільш повно буде використана їх відновна здатність. Природно, що розподіл газового потоку по перетину печі залежить від опору стовпа шихти, через яку проходять гази. Враховуючи те, що гази завжди рухаються по зонах з меншим опором шихти, його в процесі завантаження регулюють, перерозподіляючи певним чином порції агломерату і коксу по перетину печі з урахуванням того, що шар агломерату менш газопроникний, ніж шар коксу. Якщо цього не робити, то основна частина газів буде рухатися по зонах з малим опором шихти і залишати піч з високою температурою, Тобто з недовикористаної тепловою енергією і з не повністю використаної відновної здатністю. В той же час в ділянках з великим опором шихти газів буде проходити мало і шихта буде погано нагрітої і відновленої, що зажадає додаткових витрат тепла в нижній частині печі, тобто збільшення витрати коксу.

При завантаженні, насамперед, враховують наступне: дуття надходить в піч біля стін і опір газів у гладких стін менше, ніж в обсязі шихти, у зв'язку з чим гази прагнуть рухатися біля стін. Тому доцільно, щоб біля стін були товщі шари менш газопроникного агломерату, а в центрі - товщі шари коксу, що сприяє перерозподілу газового потоку до центру. По колу ж печі матеріали повинні розташовуватися рівномірно.

На печах з двох конусним засипним апаратом шихту завантажують у піч окремими порціями - подачами. Подача включає кілька скіпів (частіше чотири і іноді три, п'ять, шість) і складається з рудної частини (в основному агломерату) і коксу, узятих в співвідношенні, який випливає з розрахунку шихти. Подача може бути спільною, коли всі вхідні в неї скіпи агломерату і коксу накопичують на великому конусі шляхом опускань малого конуса без його обертання і потім завантажують у піч за одне опускання великого конуса (приклад її позначення: AAKv); роздільній, коли агломерат загружають одним опусканням великого конуса, а кокс - другим (AAvKKv) і розщепленої, коли подача завантажується в два прийоми, але в кожній полуподачі є і кокс і агломерат (AAK, KKAv). У наведених позначеннях знак v означає опускання великого конуса, А - скіп агломерату, ДО - скіп коксу. (Порядок набору подачі та розподілу подач по колу колошника дано вище при описі засипного апарату.)

Для управління розподілом агломерату і коксу по перетину колошника застосовують наступні прийоми: зміна порядку набору скіпів агломерату і коксу на великому конусі, використання роздільних і розщеплених подач, зміна маси подачі:східчаста зміна рівня засипу на колошнике, неповне опускання великого конуса при вивантаженні подачі в піч, установку рухомих плит біля стін колошника.

При регулюванні розподілу шихти з допомогою цих прийомів враховують такі відомі закономірності ведення сипучих матеріалів:

- падаючі з великого конуса матеріали укладаються на колошнику з піднесенням - гребенем; при розташуванні гребеня біля стіни він має один скат, а на відстані від стіни - два ската;

- в місці падіння шихти (у гребеня) накопичується більше дрібниці, а великі шматки значною мірою скочуються до підніжжя гребеня, у зв'язку з чим газопроникність шихти в зоні гребеня нижче. При цьому основна частина дрібниці - це агломерат;

- на розташування гребеня впливає рівень засипу на колошнику, при зниженні рівня засипу від H1 до H3 гребінь наближається до стінок колошника;

- розташування гребеня залежить від величини зазору між великим конусом і стінкою колошника; при малому зазорі гребінь розташовується біля стін, при великому віддаляється від стін

- кут природного укосу при вільної укладанні падаючого зверху коксу менше, ніж у агломерату, тому при зсипанні з великого конуса біля стін печі виходить більш товстий шар агломерату, а в центрі - коксу

- у зв'язку з таким відмінністю кутів укосу зменшення маси подачі веде до зниження товщини шару агломерату в центрі печі і дозволяє створити в центрі зону без агломерату з підвищеною газопроникністю;

- неповне опускання великого конуса сприяє переміщення гребеня матеріалів до стінок колошника і потрапляння більшої кількості дрібниці на периферію;

- при зсипанні подачі з великого конуса її нижня частина лягає у стін, утворюючи гребінь, з якого в центр скочується заключна частина подання, Тобто в центр печі в основному надходить матеріал з тих скіпів подачі, які на великий конус завантажували останніми. Відповідно при подачі агломератом вперед ААКК. в центр надходить помітно більше коксу, а при зворотному подачі KKAAv більше агломерату. Зміна порядку завантаження на зворотний є сильно дійовим засобом перерозподілу матеріалів по перетину колошника і застосовується як крайній захід; менший вплив на розподіл матеріалів надають проміжні порядки завантаження типу KAKAv, AKKAv та ін.

В цілому регулювання розподілу шихти по перетину печі за допомогою двох конусного апарату є складним завданням і постійно удосконалюється. В останні роки на деяких печах біля стін колошника встановлюють рухливі плити, які можна переміщати в горизонтальній площині і змінювати кут їх нахилу. Падаючі на плити шматки шихти відображаються і, змінюючи положення плит можна направляти шихту в задані зони колошника.

На печах з бесконусним завантажувальним пристроєм шихту завантажують у піч через два почергово що відкриваються шлюзових бункера а в бункери її доставляють похилим стрічковим конвеєром, на якому з певними інтервалами покладені порції агломерату (або суміші агломерату й окатишів) і коксу.. В один контейнер з стрічки надходить одна порція агломерату або коксу; з бункера порцію вивантажують на затвердійте печі по похилому обертового лотка, який за час вивантаження порції (60-140 з) здійснює більше десяти обертів навколо вертикальної осі.

Для характеристики цього способу завантаження частіше використовують не термін "подання", а цикл завантаження. Цикл завантаження - це повторюється сукупність розташовуваних певному порядку порцій шихтових матеріалів. Максимальна маса порцій визначається об'ємом шлюзового бункера (50-80м3) засипного пристрою. Кількість порцій в циклі може змінюватися в межах від 5-7 до 14 і більше.

Застосування обертового лотка і зміна кута його нахилу в процесі вивантаження з шлюзового бункера кожної порції матеріалу дозволяє в дуже широких межах перерозподіляти шихту по перетину колошника і регулювати товщину шарів агломерату і коксу, домагаючись раціональної її укладання та ефективного використання газового потоку.

Щоб судити про газопроникності шихти в доменній печі і про те, наскільки добре протікають теплообмінні та хімічні процеси між шихтою і газами, бажано мати дані про температуру і складі газу по розрізу. Підвищений вміст СО2 у газах і низька температура вказують на повноту хімічних і теплообмінних процесів в печі. Для інтенсивної і економної роботи печі бажано, щоб зміст СО2 на периферії і по осі печі було кілька зниженим, а на відстані близько 1-2 м від стін печі - підвищеним.

На нових печах для контролю температури і відбору проб газів по перетину печі застосовують вводяться через отвори в кожусі, періодично переміщуються від периферії до центру печі над рівнем шихти і в обсязі шихти на відстані від 1,5 до 7-12 м нижче рівня. На всіх печах контролюють рівень засипу (верху матеріалів) на колошнику; загальноприйнятий контроль за допомогою двох зондів вертикально переміщуваних штанг, пропущених через отвір в куполі печі. В робочому положенні нижній кінець зонда знаходиться на поверхні шихти, поступово опускаючись разом з нею, зонд пов'язаний з контрольно-вимірювальними приладами, що відображають зміну рівня шихти; при зсипанні шихти з великого конуса зонди піднімають. Починають застосовувати нові безконтактні методи вимірювання рівня, використовуючи свідчення спрямованих на поверхню за висипки інфрачервоних, мікрохвильових та інших датчиків.

1.5.1 Основні причини й ознаки захаращення горна доменної печі

Основними причинами захаращення горна доменної печі є:

1. Накопичення в горні доменної печі коксової дрібниці (сміття), зцементованого тугоплавким шлаками.

2. Освіта неплавких вуглецевих мас вапна, силікатів, алюмінатів, які випадають з чавуну і шлаку в самостійні фази внаслідок зміни умов їх граничної розчинності.

3. Тривала і нерівна робота печі з незадовільним розподілом газового потоку, а також часті мимовільних обривів шихти внаслідок погіршення роботи центральної зони печі.

4. Накопичення коксового сміття з-за погіршення характеристик міцності коксу.

5. Порушення графіка випусків продуктів плавки.

6. Тривала робота на шлаках з підвищеною основністю і в'язкістю.

7. Попадання води в доменну піч з згорілих водоохолоджуваних елементів (холодильників, повітряних фурм, амбразур).

8. Сповзання гарниссажад настилів.

9. Освіта сажистого вуглецю внаслідок неповного згорання при рідного газу з-за порушення співвідношення "природний газ - кисень".

Ознаками захаращення горна доменної печі є:

1. Збільшення загального перепаду тиску газу по висоті доменної печі.

2. Зниження швидкості сходу шихтових матеріалів перед випуском продуктів плавки з печі.

3. Велика нерівномірність суміжних випусків продуктів плавки по масі і хімічним складом.

4. Підвищений горіння повітряних фурм. Характер прогару палали "знизу".

5. Збільшення виходу з печі графіту і коксового сміття під час випусків продуктів плавки.

6. Систематичне зменшення порівняно зі звичайним, кількості чавуну, наливаного на випуску до появи шлаку. Іноді на випусках продуктів плавки шлак йде попереду чавуну.

1.5.2 Вплив захаращення горна на процес закінчення рідких продуктів плавки під час випуску чавуну

Закінчення шлаку раніше чавуну можна пояснити на основі запропонованої нижче фізичної моделі, що допускає періодичне виникнення в центрі горна нижче повітряних фурм області, непроникною для шлаку внаслідок зниження там температур до рівня, при якому шлаки не може перебувати в рідкорухомому стані. Відповідно до запропонованої моделі накопичення рідких продуктів плавки чавун завжди розміщується в горні по всьому його перетину, а шлак накопичується в периферійному кільці.

Виходячи з такої фізичної моделі, пропонується наступна математична модель накопичення і закінчення продуктів плавки (мал.7).

Малюнок 7. Схема накопичення рідких продуктів плавки в горні доменної печі

Нехай h - висота кільцевого шару шлаку, перед відкриттям чавунною льотки, м; h1 - висота шару чавуну над чавунною леткою при накопиченні його по всьому перетину горна без урахування гідростатичного тиску шлаку на периферії, м; h2 - висота шару чавуну в центральній частині горна, з урахуванням гідростатичного тиску шлаку на периферії, м; h3 - те ж в периферійному кільці, м; Дh - приріст висоти шару чавуну в центральній частині горна, у зв'язку з гідростатичним тиском периферійного кільця шлаку, м; [р], (р) - щільність чавуну і шлаку відповідно, кг/м3; d - діаметр горна, м; d1 - діаметр центральній частині горна, непроникною для шлаку, м; E - ступінь заповнення чавуну і шлаку коксом.

Визначимо висоту шару чавуну над верхньою кромкою чавунною льотки у периферійному кільці h3 при відомій висоті накопиченого шлаку h.

З мал. 7 випливає, що:

h3 = h1-h4, м, 1

де h4 - різниця висот шарів чавуну в периферійному кільці, без урахування гідростатичного тиску кільцевого шару шлаку і з урахуванням гідростатичного тиску кільцевого шару шлаку, м.

Так як обсяг чавуну, витісненого з периферійної зони в центральну зону, дорівнює приросту обсягу чавуну в центральній частині, то:

р/4?(1-е)(d2-d12)•h4= р/4?(1-е) • d12• Дh 2

звідки: h4= d12/ d2-d12? Дh, м. 3

Висоту h1 можна визначити, знаючи обсяг накопиченого чавуну [v]:

h1=4[v]/ рd2(1-e), м. 4

При виході шлаку n (кг/кг), об'єм накопленого чавуну при певному обсязі накопиченого до моменту випуску шлаку (V) складе:

[v]= (р)•(V)/ [р] •n, м3. 5

Беручи [р]=6830кг/м3 і (р)=2840 кг/м3 знаходимо

[v]=0,418)•(V)/n, м3 6

Обсяг шлаку при відомій висоті кільцевого перетину h дорівнює:

(V)= р/4?(1-e) )(d2-d12) ?h, м3 7

Після підстановки (7) (6) одержуємо:

[v]=0,418? р?(1-e) )(d2-d12)/4n?h, м3 8

Підставляючи (8) (4) і виконавши відповідні перетворення знаходимо:

h1=0,418•d2-d12/d2n•h, м 9

Враховуючи що Дh=h2-h4, а h2=0,418h, знаходимо:

Дh=0,418? d12/d2?h, м 10

Позначивши d1/d=л і підставляючи (10) (3), а потім (3) і (9) (1), після перетворень одержуємо:

h3=0,418h?(1- л2/n- л2), м 11

Отримані залежності висоти "замикаючого" шари чавуну h3 від відносини діаметрів непроникною для шлаку центральній частині горна до повного діаметру горна при різній висоті кільцевого шару шлаку та різному виході шлаку на одиницю чавуну представлені на (мал.8).

Малюнок 8. Залежності висоти замикаючого шару і збільшення висоти шару чавуну в центральній частині горна від відношення діаметра непроникною для шлаку центральній частині горна до повного діаметру горна при різній висоті кільцевого шару шлаку.

З аналізу мал.8 видно, що висота "замикаючого" шари тим менше, чим вище відношення "непроникного" діаметра до діаметру горна і чим більше вихід шлаку; при відношенні діаметрів л > 0,8 закінчення шлаку раніше чавуну стає неминучим.

Визначимо частку "чистого" чавуну, тобто частку чавуну, витікаючого з горна печі без шлаку. Позначимо: [v]У- обсяг всього випущеного чавуну, м3;

[V]/ - обсяг чавуну, який залишив горн до появи шлаку, м; [V]// - обсяг чавуну, який залишив горн одночасно зі шлаками, м3. Згідно з визначенням:

б=[V]^// [v]У=[v]У-[V]^/// [v]У=1-[V]^/// [v]У 12

Відповідно до рівняння (8):

[V]^//=0,418?р?(1-е)( d2-d12)/4•пкр•h, м3 13

[v]У=0,418?0,418?р?(1-е)( d2-d12)/4•n•h, м3 14

Підставляючи (13) (14) (12), одержуємо:

б=1-n/пкр.

Критичний вихід шлаку може бути визначений рішенням рівняння :

0,418h(1-л2/пкр- л2)=0, 15

Оскільки це рівняння і відображає умова спільного закінчення чавуну і шлаку.

При h?0имеем:

1-л2/ пкр- л2=0 16

Звідки: пкр=1-л2/ л2. 17

Підставляючи (18) в (15), остаточно одержуємо:

б=1- n? л2/1-л2 18

На рисунку 9 наведено залежності частки чистого чавуну від відносини непроникного діаметра до діаметру горна при різному виході шлаку.

Малюнок 9

З малюнка 9 видно що частка чистого чавуну збільшується у міру зниження відносини діаметрів і виходу шлаку .

Отримані результати дозволяють намітити шляхи управління закінченням чавуну і шлаку з горна доменної печі.

В той же час від характеру закінчення чавуну і шлаку, в принципі, можуть залежати і вміст сірки в чавуні, (якщо правда те, що в каналі льотки має місце перемішування чавуну і шлаку) і втрати чавуну з шлаками. Характер закінчення, згідно з прийнятою моделі, може також бути непрямим ознакою, що дозволяє судити про чистоту горна і рівномірності його прогріву по радіусу нижче рівня фурм.



2. Спеціальна частина

2.1 Визначення ступеня захаращення горна і методи контролю цього відхилення від рівного ходу доменної печі

Запропонована модель закінчення продуктів плавки з горна доменної печі дозволила розробити спосіб контролю ступеня захаращення сурм доменних печей за характером закінчення продуктів плавки. Суть способу полягає в тому, що для кожного випуску визначають відношення маси чавуну, який вийшов з лiток до появи шлаку, до загальної маси чавуну за випуск за формулою:

б =міч/mi?,

де міч - маса чавуну, який вийшов з горна до появи шлаку на i - м випуску; mi? - загальна маса чавуну i - го випуску.

Відношення маси чавуну, який вийшов з лiток до появи нижнього шлаку, до загальної маси чавуну за випуск характеризує ступінь чистоти і рівномірність прогріву горна по розрізу.

Наближення цього відношення до 1,0 вказує на відсутність захаращення горна і його гарний прогрів по розрізу. У цьому випадку спочатку з лiток виходить тільки чавун, а потім в кінці випуску - чавун і шлаки.

Наближення цього відношення до нуля вказує на захаращення горна і низькі температури в його центрі, при яких шлаки не може перебувати в рідкорухомому стані, тобто в центрі створюється стовп матеріалів, непроникаючих для шлаку, і він накопичується на периферії.

За рахунок збільшення гідростатичного тиску шлак відтісняє чавун від чавунною льотки і виходить з неї раніше, ніж при нормальній роботі печі. У зв'язку з цим відношення маси чавуну, який вийшов з горна до появи шлаку, до загальної маси чавуну за випуск характеризує стан горна.

Потім за кожні 48 - 72 години визначають середня ставлення за формулою:

де n - кількість випусків чавуну на добу. Одночасно визначають коефіцієнт варіації середнього відносини за формулою:

При отриманні середнього відносини менш 0,25 і коефіцієнта варіації цього відносини менш 0,22 рекомендовано введення промивної шихти в доменну піч.

Мал. 10 Зміна середньодобових значень відношення маси чавуну вийшов з лiток до появи шлаку до загальної маси чавуну (бср), коефіцієнта його варіації (нср) і відношення діаметра непроникною для шлаку центральній частині горна до діаметру горна (лср) з доменної печі об'ємом 2000 м3.

Мал. 11 Зміна середньодобових значень відношення маси чавуну вийшов з лiток до появи шлаку до загальної маси чавуну, коефіцієнта його варіації і відношення діаметра непроникною для шлаку центральній частині горна до діаметру горна з доменної печі об'ємом 5000м3.

Численні дослідження на доменних печах КДГМК "Криворіжсталь" показали, що стійке захаращення горна, позначається на зниженні продуктивності печей і зростанні витрати коксу, починалося з співвідношення 0,25 і нижче. В окремих випадках спостерігалося самостійне розмивання горна, коли в першу добу середня ставлення дорівнювало 0,24, а в інші - піднімалося до 0,27.

Для більш точного визначення моменту захаращення горна необхідно визначати коефіцієнт варіації середнього відносини, що характеризує стійкість захаращення горна. При середньому (за 48 - 72 години) щодо менш 0,25 і коефіцієнт варіації цього відносини менш 0,22 спостерігається стійке захаращення горна. Якщо після закінчення цього періоду не приймати термінові заходи з промивки горна, то відбудеться розлад ходу печі, різко знизиться її продуктивність, збільшиться витрата коксу і почастішає горіння повітряних фурм.

На мал. 10-11 наведені вибіркові результати контролю: середньодобових значень відношення маси чавуну, який вийшов з лiток до появи шлаку, до загальної маси чавуну за випуск (бср ), коефіцієнта варіації цього відносини (нср), середнього значення відношення діаметра непроникною для шлаку центральній частині горна до повного діаметру горна (лср) на доменних печах об'ємом 2000 і 5000м3 КДГМК "Криворіжсталь".

Аналіз результатів рис. 1 - 2 показав, що на доменній печі об'ємом 2000 м3 захаращення горна в цей період не спостерігалося, в окремі добу були відхилення від бср менш 0,25 і нср менш 0,22, але одночасно ці два чинники за 2 - 3 доби не знижувалися нижче критичних значень. Протилежна картина спостерігається на доменній печі об'ємом 5000 м3. Тут постійно шлак виходить з лiток раніше чавуну! Це свідчить про наявність в центрі горна доменної печі нижче повітряних фурм області непроникною для шлаку, наслідок зниження там температур до рівня, при якому шлаки не може перебувати в рідкорухомому стані, що свідчить про те, що горн працює в основному периферійної частиною.

Мал.12 Зміна середньодобових значень відношення маси чавуну вийшов з лiток до появи шлаку до загальної маси чавуну, коефіцієнта його варіації, середньодобова продуктивність і питома витрата коксу з доменної печі об'ємом 2700м3.

На мал. 12 наведено зміни: середньодобових значень відношення маси чавуну вийшов з лiток до появи шлаку до загальної маси чавуну (бср), коефіцієнта його варіації (нср), середньодобова продуктивність (П) і питома витрата коксу (К) за доменної печі обсягом 2700 м3.

На цій печі визначали бср і нср за кожні 24 години протягом 10 діб. Ставлення бср безперервно зменшувалася і на шосту добу знизилося до 0,24, при цьому коефіцієнт варіації став рівним 0,2. У наступні три доби аср залишилося нижче 0,25, а нср менш 0,22. Хід печі став тугий, не рівний, знизилася кількість прийнятих піччю подач, виробництво піч втратила, а питома витрата коксу виріс. На восьмі добу в першій зміні в піч завантажили холосту подачу, а потім промивну шихту (зварювальний шлаки). У наступні добу бср = 0,39 при нср = 0,34. Продуктивність печі зростає, а витрата коксу знижується. На десяті добу або на четверту з моменту встановлення початку захаращення горна піч, уникнувши більш серйозного розлади, вже працювала нормально.

Розроблений метод контролю захаращення горна за характером закінчення рідких продуктів плавки дозволяє своєчасно проводити діагностику стану горна, тобто своєчасно визначати момент початку захаращення горна і запобігати довгострокові і глибокі розлади ходи доменних печей.

2.2 Способи ліквідації захаращення горна

2.2.1 Тимчасове припинення вдування природного газу в доменну піч як спосіб промивання горна

Для запобігання захаращення горна у таких випадках застосовують промивання горна - технологічну операцію, призначену для видалення з горна, що накопичилася коксової дрібниці. Відомі способи промивання горна доменної печі, що включають періодичну або разове завантаження в піч промивної шихти [1, 2]. При використанні цих способів в піч загружають шихту, що включає один або декілька компонентів з підвищеним вмістом важковідновлюваних оксидів заліза і/або марганцю (FeO і MnO), наприклад зварювальний шлак, марганцовистий агломерат, залізну руду, марганцеву руду. Що утворюються з цих компонентів залізисті і/або марганцовисті шлаки окислюють вуглець графіто-коксової дрібниці і, таким чином, промивають горн. Недоліком цих способів є неминуче при їх застосуванні підвищення витрати коксу, а також недостатня оперативність способу.

Відомий спосіб промивання горна доменної печі, що включає використання в якості промивання компонента коксового газу, який подають у фурми доменної печі замість природного газу [3]. Недоліком способу є те, що для його реалізації необхідно мати на заводі систему очищення і компримування коксового газу і подачі його в фурми доменних печей. Даний недолік робить цей спосіб практично незастосовним з-за його складності і значних капітальних витрат на його реалізацію.

Найбільш близьким з технічної суті і досягається результату до винаходу є відомий спосіб промивання горна доменної печі, що включає припинення подачі що вдихається палива в повітряні фурми і періодичне повторення цієї операції [4]. Промивання горна цим способом здійснюють під час випуску продуктів плавки, причому подачу що вдихається палива припиняють через 5-10 хвилин після відкриття чавунною льотки. Недоліком цього відомого способу промивання горна, прийнятого за прототип, є те, що припинення подачі що вдихається палива здійснюють на початку випуску, коли у горні знаходиться ще велика кількість шлаку і чавуну. При цьому утворюються в окисної зоні при припинення подачі що вдихається палива оксиди заліза розчиняються у великій масі шлаку, що зменшує ефективність промивання горна.

Завданням пропонованого технічного рішення є усунення недоліків відомих способів - аналогів і прототипу, підвищення продуктивності доменної печі і зниження витрати коксу. Рішення даної задачі досягається тим, що у відомому способі промивання горна доменному печі, що включає припинення подачі в фурми що вдихається палива і періодичне повторення цієї операцій, подачу що вдихається палива в фурми припиняють наприкінці випуску продуктів плавки за 5-10 хвилин до закриття чавунною льотки і відновлюють через 6-14 хв після припинення. Рішення даної задачі досягається також тим, що одночасно з припиненням подачі в фурми що вдихається палива в дуття подають водяний пар в кількості 0,1-0,35 кг на 1 кг що вдихається палива, подання якого припиняють.

Суть винаходу полягає в наступному. При припинення подачі в фурми що вдихається палива збільшується окислювальний потенціал газу в фурменої зоні і підвищується кількість заліза, окислюваної в ній з чавуну. Утворюється оксид заліза розчиняється в шлаку, кількість якого в горні наприкінці випуску мінімально. При цьому окислювальний потенціал шлаку різко зростає і шлак активно реагує з вуглецем графіто-коксової дрібниці і що утворилися в горні спечених конгломератів. Це збільшує швидкість промивання горна, сприяє поліпшенню фільтрації продуктів через коксову насадку, покращує відпрацювання продуктів плавки, підвищує газопропускну здатність печі і її продуктивність, зменшує витрату палива на виплавку чавуну. Досвід показав, що припинення подачі природного газу за 5-10 хвилин до кінця випуску на період в 6-14 хв достатньо для ефективної промивання горна. Збільшення тривалості періоду роботи печі без вдування палива призводить до підвищення витрати коксу.

Одночасне з припиненням подачі в фурми що вдихається подача палива в дуття водяної пари в кількості 0,1-0,35 кг на 1 кг що вдихається палива, подача якого припиняється, ще більше підвищує окислювальний потенціал газу в фурменої зоні і запобігає підвищення теоретичної температури горіння, що сприяє збереженню рівного ходу печі і стабільної температури в горні, підвищує продуктивність печі і знижує витрата коксу.

На доменній печі об'ємом 2000 м3, що працює з вдмухуванням природного газу в кількості 16500 3/год при витраті кисню на збагачення дуття 16000 м3/год при температурі 1125оС і вологості 6,5 г/м3, при ознаках що починається захаращення горна застосували спосіб промивання згідно винаходу. Вдування природного газу припиняли під час випусків продуктів плавки за 5 хвилин до закриття чавунною льотки і відновлювали вдування палива через 7 хв. При цьому одночасно із закриттям природного газу в дуття подавали перегріта пара в кількості 1,5 т/год або 0,125 кг/кг, що вдихається природного газу, подання якого припиняли. Через 7 хв подачу природного газу в фурми відновлювали, а подачу пари в дуття припиняли. Захаращення горна було припинено. Відпрацювання продуктів плавки покращилася, продуктивність печі зросла на 0,9%, зменшилися коливання змісту кремнію і сірки в чавуні і витрата палива на виплавку чавуну скоротився на 0,65%.

Таким чином, застосування винаходу дозволяє успішно запобігати захаращення горна при погіршенні якості коксу, сприяє підвищенню продуктивності печі і скорочення витрат палива на виплавку чавуну.

2.2.2 Використання шлаку доменного виробництва феромарганцю для промивання горна

У звичайних умовах роботи доменної печі в її горн надходить деяку кількість дрібниці коксу, яка при надлишковому накопиченні може ускладнювати дренаж продуктів плавки, зменшувати ємність горна, викликати горіння повітряних фурм, обумовлювати нерівномірну видачу продуктів плавки з леткам і за випусками, а також поява шлаку раніше чавуну на початку випуску. При нормальній роботі встановлюється певний баланс між надходженнями дрібниці і її витрачанням. Уповільнення видалення дрібниці коксу або збільшення її надходження призводить до захаращення горна з відповідним погіршенням результатів плавки.

Відома промивання горна залізною рудою, зварювальним шлаками, блюмінговими відводами, віслюками феросплавного виробництва, шлакової сумішшю, зміною режиму використання відновлювальних газів, іншими способами.

Факторами, що забезпечують більш ефективну промивання горна, матеріалами, що містять оксиди марганцю, є:

- використання кускового, щільний, відсортованого від дрібниці матеріалу;

- використання матеріалу з пониженим вмістом вищих оксидів марганцю;

- завантаження матеріалу у відповідності з місцем розташування захаращеною частини горна (на периферію, в осьову зону або рівномірно по розрізу);

- встановлення зниженою основності шлаку, заміна частини СаО у флюсі агломераційної шихти на MgO;

- підтримка підвищеної інтенсивності за дуттям;

- встановлення зниженого співвідношення витрат природного газу і технологічного кисню;

- зменшення витрати пари в піч;

- забезпечення підвищеної температури дуття згідно з можливостями станом повітронагрівачів.

Можливе використання шлаку феросплавного виробництва бідних марганцевих руд з порожньою кремнеземистою породою.

На доменній печі№8ОАО "ММК" проплавлене 757 т шлаку доменного виробництва феромарганцю (Алапаєвського шлаку) в якості матеріалу, що забезпечує промивання горна від "коксового сміття". Отримано 22995 т чавуну. Витрата шлаку склав 33 кг/т чавуну (20 кг/т шихти).

Виділили базовий, промивальний (досвідчений з використанням шлаку) і контрольний (післядосідний) періоди тривалістю до 7 діб. Дія на питома витрата коксу і продуктивність оцінювали порівнянням базового і контрольного періодів, дію на роботу печі - аналізом всіх періодів. Шлак подавали по лінії агломерату в кожну п'яту подачу з 3 т, що забезпечувало досить рівномірний розподіл його по кола і в часі. Характер роботи доменної печі в періоди досліджень був інтенсивним

Застосування даного промивного матеріалу призвело до збільшення виходу шлаку з доменної печі з 307 кг/т до 328 кг/т чавуну. Прихід марганцю зріс у 1,95 рази (з 2,27 до 4,43 кг/т чавуну), утримання його в чавуні збільшилася з 0,198 до 0,396% (до 0,8% окремих випусків). Зміст МпО в шлаку зросла з 0,197 до 0,339% (максимальне зміст - 0,55 %). Коефіцієнт переходу марганцю в чавун склав у базовому періоді 0,77, у дослідному - 0,67, в контрольному - 0,79.

Високий вміст дрібних фракції в промивальні матеріалі збільшило втрати марганцю з колошниковим пилом і шламу. Зміст МпО в колошниковому пилу зросла з 0,14 до 0,53%, в шламі - з 0,14 до 0,39%. Основність виплавлюваного шлаку в дослідному періоді була 1,08, в базовому - 1,11. Трохи знижена величина її в дослідному періоді обумовлена необхідністю додаткового промивання горна від високоосновних компонентів і підвищення тим самим ефективності використання промивного матеріалу.

Для оцінки впливу шлаку від виплавки феромарганцю на стан горна заміряні теплознімання з горнових холодильників. Теплові навантаження на третій рід горнових холодильників зросли на 16%, що свідчить про промивальні дії досліджуваного матеріалу. Промивальна дію шлаку від виплавки феромарганцю проявлялося протягом 5 діб. По мірі промивання величина нижнього перепаду тиску газів в печі послідовно зменшувалася. Розподіл З 2 по перетину стало більш плавним. Зростання наведеного виробництва чавуну в контрольному періоді порівняно з базовим на 20 т/добу і зниження наведеного питомої витрати коксу на 0,6 кг/т чавуну дозволяють зробити висновок про можливість використання доменного шлаку виробництва феромарганцю як промивного матеріалу, а також доцільності подальшої відпрацювання технології його застосування. Нерівномірний гранулометричний склад Алапаєвського шлаку не дозволив завантажувати його в доменну піч в автоматичному режимі (по лінії добавок). З цієї ж причини коливання спостерігалися хімічного складу.

Застосування шлаку доменного виробництва феромарганцю в шихти в кількості 20 кг/т шихти (33 кг/т чавуну) забезпечило підвищення вмісту марганцю в чавуні з 0,198 до 0,396% і Мпв в шлаку - з 0,197 до 0,339%. За результатами порівняння роботи доменної печі № 8 ВАТ "ММК" в контрольному і базовому періодах зростання виробництва становило 20 т/добу, зниження питомої витрати коксу - 0,6 кг/т чавуну. Теплові навантаження на третій ряд горнових холодильників збільшилися на 16%. Для промивання виявилося досить 5 діб роботи.

2.3 Ефективність промивання горна на доменних печах "Арселорміттал Кривий Ріг"

На доменній печі обсягом 2700 м3 КДГМК "Криворіжсталь" була проведена серія регулярних промивок. Основна маса промивок була виконана за методикою, що передбачає відключення подачі природного газу в піч на 15 - 120 хв через 10-15 хвилин після відкриття випуску, тобто шляхом окислення коксового сміття і графіту оксидів заліза, що утворився в окисних зонах перед фурмами печі.

Техніко-економічні показники роботи доменної печі в досвідчений і порівняльний (базовий) періоди наведені в табл.

У досвідчений період було проведено за необхідності 45 промивок. Фактична продуктивність печі в цьому періоді вище, ніж у базовому періоді на 343 т/добу або 7,8 %. За наведеними даними продуктивність вище на 419 т/добу або 9,5 %.

При цьому фактична витрата коксу в дослідному періоді нижче на 14 кг/т, а наведений на 15 кг/т або, відповідно, на 2,6 % і 2,8 %.

У дослідному періоді за рахунок скорочення витрат природного газу було зекономлено 204985 м3 природного газу, причому жодного разу в періоди скорочення витрат газу піч не похолодала і не вимагає додаткового коксу. Вміст сірки в чавуні в дослідному періоді стало нижче на 0,003 % в порівнянні з базовим.

У цей період на печі також здійснювався контроль захаращення горна за методикою, викладеної в розділі 3.4, а - відношенню маси чавуну, який вийшов з горна до появи нижнього шлаку, до загальної маси чавуну за випуск.

Поєднання двох експериментів дозволило додатково переконатися в тому, що при промиванні "природним газом" корисна ємність горна збільшується, шлак на черговому випуску з'являється пізніше, ніж на попередньому, а зростає (мал. 13).

Крім цього видно, що величина а оперативно реагує на зміну стану горна.

Піч добре відгукувалася на обидва запропоновані методу - контролю і промивання захаращення горна. У період досліджень проводили також промивання шляхом завантаження в доменну піч зварювального шлаку.

Завантаження в піч різної кількості зварювального шлаку від 76,0 т до 248 т показала, що подача в піч зварювального шлаку більше 190 т призводить до погіршення якості чавуну по сере. так, при завантаженні 248 т вміст сірки на чергових випусках зростала до 0,072 %, тобто при промиванні сурм зварювальним шлаками необхідно користуватися рекомендацією формули (3.48). Для доменної печі обсягом 2700 м3 необхідно завантажувати до 190 т зварювального шлаку і обов'язково вживати заходів по прогріву горна, інакше якість чавуну з промивної шихти буде погіршуватися [209 -211].