Типичные случаи расстройств технологического хода печей, выплавляющих ферросилиций

Несоответствие гранулометрического состава компонентов шихты установленным нормам

Признаки:

• зашлакование печи;
• ухудшение газопроницаемости шихты (колошник печи «забивается»), газовыделение происходит преимущественно в виде свищей;
• образование настылей на колошнике при чрезмерно крупной фракции кварцита (более 120 мм);
• появление признаков расстройства хода печи, свидетельствующих об избытке восстановителя при нормальной (в весовом количестве) навеске восстановителя в колоше шихты.

В мелких фракциях кварцита и восстановителя содержится повышенное количество примесей, что приводит к зашлакованию печи. Кроме этого, мелочь ухудшает газопроницаемость шихты, колошник печи «забивается», газовыделение происходит преимущественно в виде свищей.

При чрезмерно крупной фракции кварцита (более 120 мм) уменьшается скорость восстановления кремнезема. Крупный кварцит способствует сегрегации шихты на колошнике и в загрузочных воронках и образованию настылей.

Крупный фракционный состав восстановителя увеличивает электропроводность шихты, поэтому признаки расстройства хода печи, свидетельствующие об избытке восстановителя, могут являться следствием превышения размеров кусков восстановителя установленным нормам, при нормальной (в весовом количестве) навеске восстановителя в шихте.

Причины:

• неправильная подготовка компонентов шихты;
• неисправность оборудования линий подготовки компонентов шихты.

Способы устранения расстройства

Для исправления расстройств хода печи, связанных с использованием в шихте компонентов с гранулометрическим составом, не соответствующим установленным нормам, следует в первую очередь произвести проверку гранулометрического состава компонентов шихты. В случае значительных отклонений гранулометрического состава шихтовых компонентов от установленных норм — следует произвести проверку правильности подготовки шихтовых компонентов и добиться соответствия гранулометрического состава установленным нормам.

Недостаток восстановителя в шихте (закварцевание печи)

Признаки:

• посветление пламени горящих газов на колошнике (с соломенно-желтого до бело-желтого цвета);
• спекание шихты и замедление ее схода;
• появление мощных свищей;
• сужение плавильных тиглей, резко выраженные границы плавильных тиглей;
• появление на рабочих концах электродов тянущихся нитей расплавленного, недовосстановленного кварцита;
• неустойчивая (или углубленная) посадка электродов в шихте;
• снижение (вплоть до потери) и колебания в широких пределах токовой нагрузки на электродах;
• повышенное давление выходящих газов из леточного отверстия;
• бурный выход перегретого металла при его выпуске из печи;
• повышение вязкости шлака, затруднение его выхода из печи;
• понижение содержания кремния в сплаве при неизменной навеске стальной стружки в колоше шихты.

Для закрытых печей дополнительно:

• неустойчивое и неравномерное давление газа под сводом;
• повышение запыленности колошникового газа;
• зависание и спекание шихты в загрузочных воронках, на колошнике печи.

При длительной работе с недостатком восстановителя закварцевание печи принимает тяжелые формы:

• выход шлака прекращается, летка шлакуется и закрывается с трудом;
• металл выходит перегретый, в небольшом количестве;
• возможны автоматические отключения печи от токовой защиты из-за колебаний токовой нагрузки на электродах;
• резкая потеря производительности печи.

Причины:

• неисправность взвешивающе-дозирующих устройств;
• неправильно выбранная или установленная навеска восстановителя в колоше шихты;
• несоответствие гранулометрического состава шихтовых компонентов установленным нормам.

Способы устранения расстройства

Обнаружение недостатка восстановителя в шихтовке печи на ранней стадии закварцевания позволяет сравнительно легко исправить ход печи, для чего по колошнику дается 100 — 200 кг коксового орешка в свободном виде.

Для исправления закварцевания печи в тяжелой форме, в первую очередь, следует убедиться в исправности взвешивающе-дозирующих устройств компонентов шихты, в соответствии навески восстановителя расчетной (учитывая влажность восстановителя) и, если потребуется, увеличить навеску восстановителя в колоше шихты.

Затем по поверхности колошника дают коксовый орешек в значительно большем количестве, чем на ранней стадии закварцевания, примерно, — 300 — 500 кг. При сильном закварцевании печи рекомендуется продавливание коксового орешка под электроды. Если позволяет текущий анализ сплава по кремнию, то на спекшиеся места колошника целесообразно дать коксовый орешек в смеси со стальной стружкой.

Добавки кокса по поверхности колошника и под электроды следует производить до восстановления токовой нагрузки на электродах. При этом следует избегать избыточных добавок кокса.

При образовании свищей в случае сильного закварцевания печи, грозящих вывести из строя оборудование печи и не поддающихся ликвидации путем прошивания прилегающих к нем районов колошника деревянной рейкой, следует приподнять электрод или, в крайнем случае, отключить печь.

Особенности для закрытых печей

Присадка косового орешка производится в обечайки вокруг электродов; смесь коксового орешка со стальной стружкой при сильном закварцевании – во взрывные клапаны.

Избыток восстановителя в шихте

Признаки:

• высокая посадка электродов (при нормальной длине рабочих концов);
• уменьшение глубины погружения электродов;
• возрастание токовой нагрузки на электродах, нагрузка на электродах высокая и устойчивая, не снижается после проведенного выпуска сплава из печи;
• обвалы шихты вокруг электродов;
• слышен характерный гул работы электрических дуг;
• металл выходит из печи холодный и в малом количестве, выход шлака из печи прекращается;
• газовыделение из летки при выпуске металла слабое или отсутствует.

Длительная работа с избытком восстановителя в шихте приводит к замораживанию колошника, накоплению в печи шлака, снижению производительности, к автоматическим отключениям печи от токовой перегрузки.

Причины:

• неисправность взвешивающе-дозирующих устройств;
• неправильно выбранная или установленная навеска восстановителя в колоше шихты;
• несоответствие гранулометрического состава шихтовых компонентов установленным нормам.

Способы устранения расстройства

Для исправления работы печи с избытком восстановителя следует (как и в случае работы с недостатком восстановителя), в первую очередь, убедиться в исправности взвешивающе-дозирующих устройств компонентов шихты и соответствии навески восстановителя расчетной (учитывая влажность восстановителя), если потребуется, уменьшить навеску восстановителя в колоше шихты.

Затем, следует дать под электроды или 2–3 «тяжелых» калоши или 150 — 500 кг кварцита в свободном виде в зависимости от количества избытка восстановителя в печи.

Маневрирование ступенями напряжения следует свести к минимуму, так как это задерживает исправление расстройства хода печи.

Особенности для закрытых печей

Присадка кварцита в свободном виде или «тяжелых» колош производится через соответствующие труботечки «вылезшего» электрода.

Работа печи с короткими электродами

Признаки (по внешним признакам подобны работе с избытком восстановителя):

• обвалы шихты вокруг электродов;
• слышен характерный гул работы электрических дуг;
• возможна потеря токовой нагрузки на электродах (особенно при маневре электродами «вверх»);
• возможно появление свищей вокруг электродов;
• металл выходит из печи холодный и в малом количестве, выход шлака из печи прекращается;
• газовыделение из летки при выпуске металла слабое или отсутствует.

Для закрытых печей, дополнительно:

• через воронки из-под электродов выделяется повышенное количество газа, не соответствующее давлению под сводом.

Причины:

• длительная работа с недостатком восстановителя;
• несответствие величины перепуска электродов съему электроэнергии;
• работа с использованием в шихте известняка без изменения величины перепуска электродов;
• низкое качество электродной массы.

Способы устранения расстройства

Прежде всего, необходимо произвести замер рабочих концов электродов. В случае подтверждения недостаточной длины рабочих концов электродов – «короткие электроды» — следует нарастить рабочие концы электродов путем внеочередных перепусков и обеспечить их глубокую посадку за счет дачи вокруг электродов «тяжелых» колош или перехода на более низкую ступень напряжения.

Необходимо установить и устранить причины, вызвавшие закорачивание электродов.

Работа печи с чрезмерно длинными электродами

Признаки:

• высокая посадка электродов при нормальном их погружении в шихту;
• посадка электродов неравномерная и неустойчивая;
• значительные колебания токовой нагрузки на электродах; возможны автоматические отключения печи от токовой защиты;
• при попытке посадить электроды нарушается дуговой режим работы, возможна потеря токовой нагрузки;
• замедленный сход шихты;
• при подъеме электродов (вплоть до достижения верхнего концевого ограничения) шихта под электроды не обваливается, характерный гул работы электрических дуг не слышен;
• затруднен выпуск сплава из печи из-за появления значительного количества густого и вязкого шлака.

Несвоевременное распознавание чрезмерной длины электродов приводит к закварцеванию печи из-за ошибочного представления о избытке восстановителя в шихте и стремлении обслуживающего персонала посадить электроды путем снижения навески восстановителя или дачи под электроды кварцита в свободном виде.

При попытке посадить электроды они погружаются в шлак, теряется дуговой режим, сход шихты снижается, бесполезно расходуется значительное количество электроэнергии.

Длительная работа печи с чрезмерно длинными электродами приводит к изменению конфигурации рабочих концов электродов, к уменьшению их диаметра вплоть до так называемых «обсосов»; появляются свищи, возрастает улет кремния.

Причины:

• несответствие величины перепуска электродов съему электроэнергии;

Способы устранения расстройства

Для устранения расстройства хода печи, связанного с работой на чрезмерно длинных электродах, следует уменьшить величину перепуска электродов до достижения рабочих концов нормальной длины.

Если рабочий конец электрода значительно уменьшился в диаметре («обсосался»), то рекомендуется дать под него известняк (количество определяет старший мастер) для того, чтобы отжечь «обсосанный» рабочий конец. Если при этом длина электрода уменьшилась больше необходимого, следует произвести дополнительный перепуск электрода.

Потеря или значительное снижение фазного напряжения на одном из электродов

Признаки:

• потеря или значительное снижение фазного напряжения на одном из электродов при сохранении номинального напряжения на остальных электродах — перекос напряжения.

Причины:

• закварцевание электрода;
• скопление под электродом большого количества вязкого шлака.

Способы устранения расстройства

Необходимо прекратить загрузку любых шихтовых материалов под «перекошенный» электрод; приподнять этот электрод на ручном управлении механизмом перемещения электрода и проплавлять тигель электрода до тех пор, пока на электроде не заработает электрическая дуга. Появится характерный гул от работающей дуги и характерное подрагивание стрелок измерительных приборов.

После появления дуги и напряжения на электроде следует, продолжая проплавление тигля, понемногу подсаживать электрод (при необходимости к нему подгружают небольшие порции шихты). Эти действия продолжают до возникновения на электроде полного фазного напряжения, затем управление перемещением электрода переводится в автоматический режим и возвращаются к нормальному режиму загрузки электрода шихтой.

Образование настылей

Признаки:

• образование настылей на отдельных местах поверхности колошника в виде «козырьков» («козлов») из зависшей и свободно не оседающей шихты.

Образование настылей уменьшает реакционную зону колошника, может привести к проеданию гарниссажа, так как в этих мертвых зонах прекращается сход шихты. Особенно ухудшает работу печи образование настыли в районе рабочей летки.

Причины:

• работа с недостатком восстановителя;
• несоответствие гранулометрического состава шихтовых компонентов установленным нормам;
• работа на длинных или коротких электродах.

Способы устранения расстройства

Для разрушения и ликвидации образовавшейся настыли необходимо произвести следующие действия:

• проверить точность взвешивающе-дозирующих устройств;
• проверить соответствие навески восстановителя расчетной (с учетом фактического содержания влаги);
• проверить соблюдение всех условий нормальной загрузки шихты;
• проверить соответствие гранулометрических параметров компонентов шихты установленным требованиям;
• проверить длину и конфигурацию рабочих концов электродов;
• обвалить шихту в местах подвисания;
• загрузить на места подвисания или свежие порции шихты или дать 100 — 120 кг коксового орешка в смеси с 50 — 70 кг стальной стружки (если позволяет текущий анализ по кремнию; если нет, то после этой операции следует пропустить 2-3 колоши без навески стружки); в случае образования большой настыли к этой смеси из коксового орешка и стальной стружки добавляют 200 — 300 кг известняка (или баритовой руды, или плавикового шпата);
• разбить и подгрести к электроду для расплавления при помощи металлического скребка (с изолированной ручкой) или завалочно-шуровочной машины ДДС «козырек» (или «козел»), если предварительные попытки его проплавления не дали положительного результата.

Особенности для закрытых печей

Поскольку использование завалочно-шуровочной машины ДДС для обработки колошника на закрытой печи невозможно, обработка колошника производится вручную, при отключенной печи через лючки в сводовом кольце.

Чрезмерно высокий уровень колошника открытой печи

Признаки:

• превышение уровня колошника на 200-300 мм от нормы;
• замедленный сход шихты;
• признаки спекания колошника.

Причины:

• работа печи с избытком восстановителя;
• работа на коротких или «обсосанных» электродах;
• загрузка печи шихтой опережает снимаемый расход электроэнергии;
• скопление в печи большого количества шлака.

Способы устранения расстройства

С целью снижения уровня колошника до нормального, следует в первую очередь устранить причины, вызвавшие чрезмерное повышение колошника.

В случае превышения интенсивности загрузки шихты снимаемому расходу электроэнергии необходимо снизить интенсивность загрузки вплоть до полного прекращения на определенное время.

В случае затруднения выхода скопившегося шлака из печи, оперативной мерой является (по решению старшего мастера) или разовая дача в печь известняка в количестве 600 – 800 кг, или введение известняка в количестве 5 кг на колошу шихты  в течение 1-2 смен.

Зависание шихты в загpузочных воpонках и обечайках закрытой печи

Признаки:

• пpекpащение схода шихты во всей (или частично) загpузочной воpонке;
• повышение темпеpатуpы под сводом печи;
• увеличение содеpжания пыли в отходящем газе;
• частые забивания газозабоpников;
• выбивание яpкого пламени из мест подвисания шихты.

Причины:

• недостаточный зазоp между стенкой воpонки и электpодом;
• наличие в шихте кpупных кусков кваpцита;
• повышенное давление газа под сводом;
• длинные pабочие концы электpодов.

Способы устранения расстройства

Пpи обнаpужении значительного замедления или пpекpащения схода шихты в какой-либо обечайке (её части) или воронке (это опpеделяется по количеству колош, загpуженных в печные каpманы в течение смены) необходимо шихту в этих местах пpопиковать.

Если зависание шихты в воpонке пpопиковыванием не удалось ликвидиpовать, то необходимо обpазовавшуюся настыль pазpушить путём пpодавливания. Для этой цели используют отpезок бpевна диаметpом 100÷150 мм. Один конец бревна устанавливают на настыль, дpугой — под кольцо электpододеpжателя; затем электpод опускают в нижнее положение.

В случае неэффективности этого меpопpиятия шихту над настылью сталкивают в места, где имеется сход; затем печь отключают, откpывают лючки и настыль сpывают ломом (если потpебуется, то отбойным молотком).

Наиболее тяжелое pасстpойство хода печи вызывает обpазование спёкшейся коpки шихты вокpуг электpода под сводом. Для pазpушения спекшейся коpки пpоизводится обpаботка колошника печи вручную при отключенной печи чеpез лючки в сводовом кольце с целью обеспечения ноpмального схода шихты на колошник и свободного выхода газов из-под электродов.

Для пpедотвpащения спекания шихты вокpуг электpодов под сводом необходимо:

• не допускать сегpегации компонентов шихты в обечайках;
• не допускать закваpцевания печи;
• не допускать отклонений в длине pабочих концов электpодов.

Возpастание pазpяжения под сводом закрытой печи

Признаки:

• давление под сводом составляет менее 0,5 мм вод. ст.

Причины:

• спекание шихты в обечайках и воронках;
• обpазование спёкшейся коpки шихты вокpуг электpодов под сводом;
• образование перегородок в подсводовом пространстве печи.

Способы устранения расстройства

Пpи возpастании pазpяжения под сводом печи необходимо:

• пpовеpить величину pазpяжения во всех контpольных точках газового тpакта;
• пpоизвести чистку подсводового пpостpанства печии наклонного газохода газового тракта.

Чистка подсводового пpостpанства пpоизводится на отключенной печи чеpез взpывные клапаны и кpышку запасного стакана. Одновpеменно пpоводится чистка наклонного газохода.