» » Конструкция и обслуживание плавильных агрегатов
03.06.2015

Особое значение имеет способ выпуска шлака из печей. В отражательных печах при небольшой высоте слоя шлака быстрый выпуск создает такую большую скорость в ванне около шлакового окна, что струя шлака инжективно подсасывает штейн, повышая потери металлов. Иногда унос штейна со шлаком при горячей отвозке виден на шлаковом отвале в виде струй и слоев отстоявшегося и вылитого из чаши штейна.
Обычно считается нормальным выпуск одной чаши (40 т) шлака за 15—20 мин. в зависимости от толщины слоя шлака и его вязкости. Более быстрый выпуск повышает потери металла, что неоднократно проверялось на практике. При выпуске подряд нескольких чаш каждая последующая должна выпускаться медленнее предыдущей, причем выпуск можно производить лишь при наличии слоя шлака не меньше 200—300 мм. Рекомендуется выпускать шлак широкой, но не глубокой струей (во всю ширину окна).
На ванне отражательной печи всегда имеется слой нерасплавившейся шихты, смешанной с золой угля, смоченный шлаком в виде густой богатой металлом «шубы». При выпуске шлак увлекает с собой часть этого слоя, повышая потери металлов. По исследованиям М.Е. Балыкина, такой слой содержит до 1% меди. Чтобы предотвратить попадание «шубы» в отвальный шлак, его выпускают или из-под порога (глиняного или кирпичного), удерживающего поверхностный слой, или через шпур. Однако выпуск шлака из отражательной печи через шпур практически затруднен вследствие малого слоя шлака и невозможности прогреть слои, лежащие ниже его поверхности.
Практика показала, что значительно легче осуществлять выпуск и получать бедный шлак, если шлаковое окно расположено не а торцовой задней стенке печи, а в боковой па таком расстоянии, где температура газов равна 1300—1350°. При этом несколько сокращается длина осадительной части ванны, но исследования показали, что для отстаивания штейна достаточно иметь 3—5 м длины спокойной ванны, дальше практически обеднения шлака в отражательной печи не происходит.
При плавке руд в электрической печи слой шлака держат значительно больше (до 2,0 м), шлак подогревается и интенсивно перемешивается вокруг электродов, температура его нижних слоев достаточно высока. Все это способствует лучшему укрупнению капелек штейна и обеднению верхних слоев шлака. Кроме того, из электропечи шлак легко выпускать через шпур, расположенный на глубине 250—300 мм от верхнего уровня шлака, что дает возможность выдавать бедный шлак без подсасывания штейна снизу или шихты с поверхности.
После заливки жидких конвертерных шлаков в отражательную или электрическую печь очень важно выдержать ванну не менее 20—30 мин. до начала очередного выпуска отвального шлака, чтобы металлы из залитого шлака успели осесть.
Извлечение металлов из оборотных конвертерных шлаков при заливке их в жидком виде в ванну отражательных печей получается низким (обычно не выше 50—70%). Это главным образом объясняется тем. что конвертерные шлаки содержат большое количество магнетита, ухудшающего условия Отстаивания механически увлеченных частиц штейна и повышающего содержание растворенных в шлаке металлов. В ванне печи разрушения магнетита почти не происходит.
Для борьбы с вредными влияниями магнетита конвертерных шлаков на извлечение из них металлов возможны два пути. Наиболее рациональным является получение этих шлаков с минимальным содержанием магнетита, для чего штейн необходимо продувать при более высокой температуре (1275—1300°) и получать шлаки с содержанием кремнезема не ниже 26—28%. Второй путь — обработка конвертерных шлаков восстановителем или сульфидизатором, т. е. или плавка в шахтной печи или заливка их в ванну печи через восстановительный или сульфидизирующий слой (фильтр).
Способ выпуска шлака из шахтной печи не имеет значения при переднем горне, но при внутреннем копильнике и здесь способ выпуска шлака влияет на потери металлов. При слое шлака еще меньшем, чем в отражательной печи, опасность подсоса штейна по мере его накопления возрастает, поэтому здесь особенно внимательно следует следить за скоростью струи шлака. Для снижения скорости струи и получения более бедных шлаков выпуск их обычно производят одновременно через две-три летки.
На потери металлов со шлаком может оказывать влияние режим загрузки шихты. Известно, что при высоком уровне шихты в шахтной печи или слишком крутом наклоне загрузочных плит происходит сегрегация шихты, приводящая к концентрации мелкой части к стенкам печи, а крупной части — к центру. В результате получается так называемый центральный ход печи, т. е. газы идут по центру печи, где газопроницаемость больше. В этом случае плавление и горение кокса происходит в середине печи, а у кессонов мелкая руда остается холодной и постепенно сползает в нижнюю часть печи, где попадает в расплавленный шлак, создавая повышенные потери металлов со шлаком.
Несколько лучше так называемый периферический ход, когда при слишком низкой сыпи или слишком пологих загрузочных плитах мелочь скапливается в центре печи, а газы преимущественно идут вдоль кессонов. В этом случае, правда в меньшей степени, но возможно попадание нерасплавленных мелких частиц руды в ванну шлака из среднего столба шихты.
Наилучшие условия, дающие наибольшую производительность и наименьшие потери металлов, создаются при равномерном распределении шихты и газов по сечению печи. Это достигается правильным подбором высоты ст разгрузочных плит до уровня шихты и правильным наклоном плит, а также равномерной крупностью шихты.
С точки зрения снижения потерь металлов со шлаками особого внимания заслуживает выбор типа печей. Следует отметить, что в этом отношении наименее выгодной является отражательная печь и наиболее выгодной — электропечь. Поэтому за последнее время, особенно в связи с пуском большого числа мощных электростанций, дающих дешевую электроэнергию, широко внедряется электроплавка руд цветных металлов.