Опубликованные данные о применении кислородного дутья при производстве передельных и литейных чугунов иногда свидетельствуют о небольшом эффекте от внедрения этого мероприятия, а иногда говорят о нарушениях ровного хода, являющихся следствием перераспределения температур по высоте печи. Это перераспределение объясняется теми же причинами, что и при повышении нагрева дутья: уменьшением количества газов, приходящихся на единицу продуктов плавки; повышением температур этих газов и усиленной в связи с этим теплопередачей от газов продуктам плавки в нижней части печи; возгонкой SiO и другими причинами. При кислородном дутье эти факторы играют еще большую роль, чем при высоконагретом .
Отсюда видно, почему кислородное дутье эффективнее при выплавке ферросплавов, чем при передельных и литейных чугунах. При ферросплавах не только обеспечивается рациональное использование высоких температур и концентрации тепла для восстановления кремния, расплавления основного шлака или тугоплавкого металла, но обеспечивается и большая экономия горючего и более рациональное распределение тепла по высоте печи.
Иное положение при выплавке обычных чугунов. Шахта при атмосферном дутье получает нормальное, необходимое для протекающих в ней процессов количество тепла, о чем свидетельствует сравнительно невысокая (200—300° С) температура колошниковых газов. С другой стороны, горн и заплечики при соответствующих расходе кокса и нагреве дутья получают именно столько тепла, сколько необходимо для происходящих здесь процессов, о чем свидетельствует невысокое содержание кремния в чугуне. Перераспределения тепла в этом случае в сторону сосредоточения его в горне с соответствующим уменьшением притока его в шахте не требуется. Это только вызовет чрезмерное восстановление кремния и недостаточный нагрев материалов в шахте, запоздалое и недостаточное восстановление железа газами, запоздалое шлакообразование и т. д. Все это вызовет расстройство опускания шихты. Вот почему повышение содержания кислорода в дутье при выплавке передельных и литейных чугунов может дать эффект только вследствие уменьшения противодавления, открывающего возможность форсирования печи сжиганием увеличенного количества углерода в единицу времени. Однако связанное с этой мерой расстройство хода часто ограничивает возможность обогащения дутья, например только до 22—26% кислорода.
В связи с этим возник ряд предложений, имеющих целью облегчить использование обогащенного кислородом дутья при выплавке чугунов обычных марок. К числу этих предложений относятся: строительство низкошахтных печей на кислородном дутье; увлажнение дутья; существенное изменение очертаний профиля печей; ввод в горн рудной пыли или добавление в шихту трудновосстановимых компонентов для использования избытка тепла в нижних частях печи; уменьшение тепловой нагрузки шахты подачей в печь материалов, освобожденных от летучих, например обожженных сидеритов или лимонитовых руд, офлюсованного и горячего агломерата и т. п. .
Между прочим, важность тепловой «разгрузки» шахты подтверждается опытом, проведенным в ФРГ при использовании обожженных руд вместо сырых лимонитов и сидеритов в доменной печи, работавшей на обычном и кислородном дутье. Необожженные руды, разлагаясь, поглощали значительную часть тепла в шахте, что снижало температуру колошника при обычном дутье. При обогащении дутья кислородом расход кокса не снижался из-за неровного хода. Положение значительно улучшилось при вводе тех же руд в обожженном состоянии: температура колошниковых газов при обычном дутье повышалась, что свидетельствовало об избытке тепла в шахте, а это давало возможность более эффективно, чем прежде, использовать кислородное дутье. Ход печи на обогащенном дутье оказывался теперь ровным, получалась экономия кокса, а производительность печи возрастала не только от форсировки, но и от снижения относительного расхода кокса.
В связи с этим считают, что температура колошниковых газов является показателем возможности и целесообразности применения обогащенного кислородом дутья. Последнее приносит пользу только в том случае, если температура колошника до повышения кислорода в дутье была повышенная, и бесполезно при температуре колошника 150—200° С.
Возможно такое соображение в защиту обогащения дутья кислородом при невысокой температуре колошника: хотя расход кокса и не может быть снижен, но ведь можно значительно форсировать ход печи вследствие уменьшения перепада давления. Однако эта возможность не реальна, так как одно увеличение производительности без снижения расхода кокса не окупает затрат, и себестоимость чугуна возрастает.
Нужно учесть, что при обогащении дутья кислородом недопустимо понижение температуры дутья, так как это означало бы еще дальнейшее уменьшение прихода тепла. Необходимость сохранить (или лучше повысить) нагрев дутья нужно особо подчеркнуть, так как были предложения вовсе исключить нагрев обогащенного кислородом дутья с целью понижения температуры газов в горне (опытная доменная печь Чернореченского завода, работавшая на кислородном дутье, не имела воздухонагревателей). Как видно из сказанного, это недопустимо — неизбежен весьма высокий расход горючего.
Проблемой кислородного дутья для доменных печей у нас занимаются с начала тридцатых годов. Однако широкого производственного применения кислородное дутье не получило как вследствие недостатка кислородных установок и дороговизны кислорода, так и вследствие трудностей связанных с эксплуатацией печей, работающих на кислородном дутье. Только в последнее время, в связи с применением природного и коксового газа, а также жидкого топлива в доменном производстве, проблема использования кислорода приобрела большое значение.
Список использованной литературы
1.А.Д.Готлиб «Доменный процесс» ,издательство «Металлургия» 1966г.