Обслуживание колошника. Хороший уход за колошником является главным условием более низких удельных расходов электроэнергии при выплавке ферросилиция. Высококвалифицированные плавильщики добиваются почти непрерывной завалки шихты мелкими порциями в наиболее горячие места колошника, обеспечивают постоянство уровня колошника, по первым признакам определяют необходимость корректировки шихты.

Признаками недостатка восстановителя являются: посветление обычно желтых языков пламени на колошнике, более резкое обозначение контуров «тигля», появление белого дыма (взвешенного дисперсного кремнезема), стекловидные нити на электродах при их подъеме, повышение давления газов, выходящих из выпускного отверстия при выпуске сплава, потеря нагрузки и чрезмерное погружение электродов в содержимое ванны. Колошу шихты обычно составляют с допуском в сторону недостатка восстановителя; достаточно разбросать по колошнику (не к электродам) несколько лопат коксика, чтобы указанные явления исчезли.

Избыток восстановителя сопровождается потемнением пламени колошника, ростом нагрузки, подъемом электродов и уменьшением веса сплава очередного выпуска. Затяжной избыток восстановителя – редчайший случай, так как длительное «вылезание» электродов бросается в глаза и быстро принимают меры: вводят в ванну ~ 200 кг кварцита или дают 2 – 3 колоши с пониженным количеством коксика, если требуется – несколько снижают дозу коксика в следующих колошах.

Гораздо опаснее, так как труднее обнаруживается, длительный недостаток восстановителя. Например, при увеличении размера кусков коксика создается впечатление его избытка, так как электроды приходится поднимать при проникновении в тигель крупных кусков кокса. Принимаются меры для глубокого погружения электрода, а именно – увеличивают содержание кварцита в шихте. Так может продолжаться до появления признаков тяжелого закварцевания: сильного спекания шихты с выходом газов в виде «свищей», шлакования («кипения»), «качания» электродов, нагрузка на которых то падает, и они глубоко забираются в кварцевое стекло, то растет до момента обрыва нитей налипшего на поднимаемом электроде, перегретого до высокой электропроводности кварцевого стекла. При длительной работе в режиме прямого контакта с расплавленным кварцем электроды «обсасываются». Наблюдается переход дуг с нижнего торца электродов вверх, в область поступления свежей, более электропроводной шихты. Работа печи нарушается, поэтому обсосанные электроды иногда считают выгодным обламывать. Выпуск сплава затрудняется шлаками, густеющими как от повышения содержания в них SiO₂ (уже при 45% SiO₂ и 35% Al₂O₃ шлак системы SiO₂ – Al₂O₃ – CaO при t = 1600° имеет вязкость > 25 пуазов), так и от размывания перегретого карборундового гарниссажа.

Разумеется, что закварцевание ванны следует ликвидировать увеличением количества кокса в шихте; для этого при производстве 90%-ного ферросилиция увеличивают в колоше дозу древесного угля, при выплавке сплава других марок принимают меры по уменьшению размеров кусков коксика и увеличивают дозу его в колоше.

Если происходят отключения печного трансформатора из-за толчков тока, необходимо продавить под электроды хотя бы по 50 кг коксика; без этого толчки тока могут повториться. Продавливание кокса, примененное первоначально, для предупреждения пристывания электрода к содержимому ванны при длительных простоях, полезно и при кратковременных простоях – в соответственно меньших количествах. Это было обнаружено на печи, служившей «буфером» при ограничениях отпуска электроэнергии системой; показатели при систематическом продавливании коксика резко улучшились. Совершенно необходимо продавливать коксик под ближайший электрод при расстройстве летки (введено Б. К. Коныгиным).

При малейшем отклонении состояния колошника от нормы, кроме принятия немедленных мер по исправлению, необходимо разобраться в причине отклонения. Если изменился состав или габарит шихтовых материалов, то необходимо добиться быстрейшего возвращения к нормальному качеству шихты, как основному условию производительной работы; это относится и к другим факторам – резкому изменению напряжения в питающей системе или перебоям в работе дозировки (ошибки взвешивания) и т.п.

Шихта должна попадать на колошник без расслоения. Установка вращающихся смесителей не оправдывает себя вследствие большой разницы в удельных весах кварцита и коксика (в два раза). При взвешивании колоши сперва насыпают коксик, затем кварцит, который при дальнейшей транспортировке опережает коксик. Чем меньше колоша, тем более однородная шихта поступает в печь. Уменьшение колоши по весу кварцита с 300 до 200 кг уменьшило на 1% удельный расход энергии Запорожский и липецкий заводы, перейдя на уменьшенную колошу, улучшили показатели производства 75%-ного ферросилиция.

Плавильщик должен следить за тем, чтобы при завалке шихты в каждой порции были все материалы. Категорически запрещается раздельная загрузка материалов (выбор из шихты). Корректировать шихту может только старший плавильщик с ведома мастера. Они должны следить за влагой коксика, изменение которой является наиболее частой причиной ненормальной работы. При бурном выходе газов в одном месте прошивают другие (сначала соседние) места колошника жердью или стальным прутом диаметром 25 мм. На спекающиеся места забрасывают коксик. Зависающую шихту прокалывают. При резких снижениях нагрузки часто отключают автоматику, регулирующую ток передвижением электрода, не дают электроду погрузиться в кварцевое стекло.

Обслуживание горна печи. Чрезмерное накопление в ванне продукта восстановления, как известно, ухудшает термодинамические условия восстановления. При задержке выпуска сплав имеет более высокую температуру или, как говорят, «перегревается» и, следовательно, уносит из ванны больше «физического» тепла.

Длительные опыты, проделанные на челябинском заводе, показали, что возможна работа с непрерывным выпуском при выплавке как 45%-ного, так и 75%-ного ферросилиция; при этом немного повышается производительность и снижается удельный расход электроэнергии. Сплав выпускали попеременно через один из двух желобов, предназначенных для отстаивания шлака, непосредственно в изложницу; другой желоб в это время очищали.

От работы с непрерывным выпуском отказались, когда выяснилось, что строение горна постепенно изменилось и в нем (подовом гарниссаже) предельно сжались «пустоты», нужные для накопления и прохода сплава к выпускному отверстию; подина стала несколько холодней, а ванна в целом стала чувствительней к простоям и технологическим ошибкам. Первоначальная выгода работы с непрерывным выпуском через 2 – 3 месяца исчерпывается. Чрезмерно частые выпуски сплава (при разливке через ковш) приводят к повышенным потерям в ковше.

В настоящее время на различных печах разных заводов при выплавке ферросилиция различных марок делают от 12 до 24 выпусков в сутки. Сплав, содержащий менее 50% Si, можно выпускать каждые два часа, если это позволяет вместимость ковшей. 75- и 90%-ный ферросилиций следует выпускать не реже, чем каждые полтора часа, при условии работы с горячими разливочными ковшами во избежание потерь в виде настылей на стенках ковша.

Быстрый выход сплава из печи при нормальных условиях является признаком хорошо разогретого горна, но он может быть и признаком повышения давления в ванне под колошником, если последний спекается; при закварцеваниях в летку «дует». Выпуск может продолжаться от 5 до 20 мин, удлинение выпуска 25 мин.) бывает связано со сходом недостаточно жидкого шлака. Оставление в горне печи «лениво» сходящего шлака совершенно недопустимо. В конце выпуска полезно прошуровать летку, чтобы убедиться в отсутствии комков густого шлака Материал пробки, служащей для закрывания выпускного отверстия, играет некоторую роль: замечено, что применение глиняной смеси способствует лучшему сходу шлака по сравнению с применением смеси на основе электродной массы. При использовании глиняных пробок необходим внимательный уход за леткой, своевременное оформление очка электродной массой; при неумелом уходе возможны прорывы сплава. Применение пробок из электродной массы ведет к большому расходу стальных прутьев на прожигание летки дугой.

Летка должна иметь диаметр 100 – 120 мм и быть правильной формы; пробка должна входить глубоко, чтобы не допустить затягивания летки шлаком.