Hoogoven Cast House en zijn werking

Gasthuis voor hoogovens en zijn werking

  Het giethuis voor hoogovens (BF) is het werkgebied waar ruwijzer en vloeibare slakken uit de hoogoven worden afgetapt en ofwel in gietlepels (torpedowagen of open gietlepel) worden gegoten of worden afgevoerd voor stolling (varkensgieten en slakkengranulatie) of behandeling (ontzwaveling van gegoten huis).

Een goede probleemloze werking van het giethuis is een belangrijke vereiste in een hoogoven met hoge productiviteit voor een goedkope werking. Het functionele ontwerp van het giethuis, de operationele praktijk, vuurvaste technologie, automatisering en milieuvereisten zijn belangrijke zaken die moeten worden onderzocht om te voldoen aan de eisen voor grotere betrouwbaarheid en output van het giethuis. In elke hoogoven is gegoten huis het meest arbeidsintensieve gebied in de hele BF-operatie. Het ontwerp moet volledig zijn geïntegreerd met de verwachte productie van ruwijzer, het volume van de haard en de tappraktijken, terwijl het gebruik van arbeid, onderhoud, materialen en een verbetering van de werkomgeving worden geminimaliseerd. Het voornaamste doel is om het vloeibare ijzer uit de hoogoven te verwijderen met een gietsnelheid en een aantal afgietsels per dag dat wordt bepaald door de smeltsnelheid, het effectieve haardvolume en de wens om de haard in een 'droge' toestand te houden. in plaats van door de beschikbaarheid van de gietgoten, lopers en giethuisuitrusting. Typische lay-out van een BF gegoten huis wordt getoond in Fig 1

Fig 1 Typische lay-out van een BF gegoten huis

Het ontwerp en de werking van het giethuis moeten de efficiëntie van de BF-werking verbeteren met betrekking tot de volgende parameters.

• Verbetering van de arbeidsomstandigheden voor arbeiders die zich bezighouden met het tappen van het ruwijzer en vloeibare slakken
• Vermindering van het warmteverlies van het hete metaal door de temperatuur op peil te houden
• Vermindering van de hoeveelheid ruwijzer die verloren gaat met de vloeibare slakken
• Aanzienlijke vermindering van de hoeveelheid verontreinigende stoffen die tijdens het tikken ontstaat

Gegoten huis moet een bepaald aantal ingangen, doorgangen en uitgangen hebben waardoor werklieden het gebied in noodgevallen kunnen evacueren. Het moet zo zijn ontworpen en geplaatst dat het voor werklieden altijd mogelijk is om uit elk deel van het giethuis te ontsnappen zonder langs kraangaten te gaan of over geleiders te stappen.

De grootte van het giethuis hangt af van de productiecapaciteit van de oven, maar het is ook belangrijk dat er voldoende ruimte is voor zowel de werklieden als de apparatuur. In het bijzonder moet er naast de oven en aan weerszijden van het kraangat zoveel mogelijk vrije ruimte zijn. Idealiter zou de lay-out zo moeten zijn dat de lopers zo kort mogelijk worden gehouden. Met kantelbare of zwaaiende geleiders en gietlepels van heet metaal met hoge capaciteit kunnen de werkomstandigheden in het giethuis worden verbeterd en kan het tappen gemakkelijker worden gemaakt. Verder voorzichtig openen en sluiten van het kraangat is een belangrijke succesfactor voor een hoogoven.

Voor een efficiënte stof- en rookafzuiging in het giethuis moeten de ijzeren geleiders worden afgedekt. Het tapproces en het onderhoud van het kraangat vereisen echter een onbelemmerde toegang tot het voorste gedeelte van de loper. Verschillende ontwerpen van manipulatoren voor gootafdekkingen bieden flexibele oplossingen in een gegoten huis.

De gietvloeren aan de metaal- en slakkenzijde moeten een glad oppervlak hebben en op bepaalde delen licht hellend zijn. De hellingshoek mag niet alleen worden gekozen voor het gemakkelijk verwijderen van slakken en heet metaal. Als de helling te steil is, wordt het werk in het giethuis onnodig vermoeiend en is de kans op vallen groter.

De diepte van de geleiders moet groot genoeg zijn om de maximaal mogelijke stroom van heet metaal op te vangen, rekening houdend met de aanwezigheid van de vuurvaste voering.

Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de keuze van het systeem waarmee het kraangat met het hoofdprofiel wordt verbonden, zodat er geen onderbreking is tussen de hoogoven en de tapvloer.

Openingen in de tapvloer, voor de afvoer van afgetapt vloeibaar materiaal en slakken moeten worden afgeschermd zodat werklieden er niet doorheen kunnen vallen.

Het ontploffen van een slaklepel is zeldzaam, maar niet onmogelijk en voor elk type installatie moeten de meest geschikte maatregelen worden genomen om arbeiders te beschermen tegen slakkenspatten.

Een ander gevaar is het morsen of lekken van heet metaal uit de metalen pollepels op de rails en de omgeving. Als de grond nat is, kan er een explosie optreden. Er dienen passende maatregelen te worden genomen om te voorkomen dat water (grondwater, regenwater of water uit de hoogoven) insijpelt of wegstroomt in het gebied. Er moeten voorzieningen zijn voor de afvoer van water dat zich tussen de rails kan verzamelen.

Het gegoten huis moet zo zijn ontworpen en uitgerust dat arbeiders toezicht kunnen houden op het vullen van heet metaal en gietpannen zonder gevaar voor ongevallen.

Bij de keuze en locatie van de slakkengranulatie-installatie moet zorgvuldigheid worden betracht, zodat er geen mogelijkheid bestaat dat stoom van koelwater in het giethuis wordt geblazen. Er moet een systeem worden geïnstalleerd om werknemers en apparatuur te beschermen tegen de explosies die kunnen optreden wanneer ruwijzer per ongeluk met slakken wordt getikt.

De transport- en behandelingsmachines die in de gieterij worden gebruikt, moeten zorgvuldig worden gekozen, aangezien handmatige hantering tot een absoluut minimum moet worden beperkt en elk deel van de tapvloer toegankelijk moet zijn. Machines moeten een of meer bovenloopkranen of andere hefinrichtingen en vorkheftrucks en andere transporttrucks omvatten. Voor de afhandeling van vrachtwagens moet een oprit en manoeuvreerruimte op de tapvloer worden voorzien.

De gevaren waaraan gietarbeiders worden blootgesteld tijdens tapwerkzaamheden worden hieronder gegeven.

• Hoge temperatuur van materialen en warmte uitgestraald door ruwijzer en gesmolten slakken
• Explosies en spatten van heet metaal en slakken
• Overlopen en morsen
• Ovenuitbraak
• Rook, stof, gas en stoom
• Gebruik van zuurstof voor het doorboren van de kraangaten
• Gebruik van machines zoals tapgatpistolen en boormachines, pneumatische, hydraulische en elektrische apparatuur enz.
• Gebruik van handgereedschap
• Omgaan met materialen en afval enz.
• Gebruik van brandbaar gas voor het drogen van lopers
• Gebruik van rijstkaf voor hittebehoud en zand
• Ruis.

Moderne hoogovens hebben de volgende apparatuur, gereedschappen en verbruiksartikelen in het giethuis

• Tapgatboor
• Boorstaafwisselaar
• Kleempistool met kraangat
• Kleine kanonlader met kraangat
• Trogdeksel en trogdekselmanipulator
• Niveaumeetsysteem voor torpedowagens
• Kantelbare loper
• Jack dam boor
• Stuurcabines
• Temperatuurmeting en bemonstering
• Vuurvaste verbruiksartikelen
• Andere verbruiksartikelen zoals zand, rijstkaf, prikpijp en prikpen, enz.
• Zuurstof voor het prikken en brandstofgas voor het drogen van lopers

Sommige hiervan worden hieronder in detail beschreven.

Tapgatboren

Zuinig tappen vereist een hoogwaardig aftapgatkanaal. Naast de keuze van de juiste tapgatklei en de optimale openingsstrategie zijn optimale aanpassingen van de tapparameters en hun reproduceerbaarheid belangrijk. Tapgatboren moeten maximale flexibiliteit combineren met beproefde boorhamers met hoge capaciteit om effectief boren te garanderen. De basisvereisten voor ontwerp en installatie voor tapgatboren zijn als volgt.

• De boor moet voldoende krachtig en stijf zijn voor het nauwkeurig boren van het kraangat
• Het moet mogelijk zijn om de boor in bepaalde standen te vergrendelen
• Alle bewegingen en manoeuvres van de oefening moeten op afstand worden bestuurd
• Het moet mogelijk zijn om deze op elk moment te stoppen
• De machine moet zijn uitgerust met een waarschuwingssirene of zoemer die automatisch moet werken voordat de boormachine in gang wordt gezet
• De boormachine moet zo worden geïnstalleerd dat wanneer deze niet in gebruik is, werknemers er vrij omheen kunnen bewegen en reparaties aan de boor kunnen uitvoeren. Er moet voldoende ruimte zijn voor één persoon om tussen de machine en een obstakel te passeren
• Er moeten geschikte beschermingsmiddelen worden voorzien voor het personeel dat rond de machine werkt, en ook deze moet worden beschermd
• Elektriciteitskabels moeten worden beschermd tegen hitte en breuken en ze moeten een goede mechanische sterkte hebben
• Als elektriciteit wordt gebruikt, is het raadzaam om voeding te hebben via ten minste twee onafhankelijke circuits, waarvan er één een veiligheidscircuit moet zijn
• Als de besturing hydraulisch of pneumatisch is, moet een accu van de juiste grootte worden geïnstalleerd.

Kleempistolen met kraangat

  Het onder alle omstandigheden sluiten van een oven is een belangrijke veiligheidsvereiste. Dit vereist een extreem hoge betrouwbaarheid en robuustheid van kleipistolen met kraangat. De basisvereisten voor ontwerp en installatie van tapgatpistolen zijn als volgt.

• Het pistool moet krachtig genoeg zijn om de kraangatklei in het kraangat te extruderen tegen de volledige kracht van de interne druk van de hoogoven in, zelfs wanneer de druk boven normaal stijgt
• De machine moet in staat zijn om de mond van het pistool correct in het kraangat te plaatsen, ondanks enige obstructie door slakken of ander materiaal
• De machine moet ontworpen zijn om alle klei te extruderen die nodig is voor de plug
• Het moet mogelijk zijn om het pistool in verschillende standen te vergrendelen
• Alle bewegingen en manoeuvres van het pistool moeten op afstand worden bestuurd; deze moeten op elk moment kunnen worden gestopt
• De machine moet zijn uitgerust met een waarschuwingssirene of zoemer die automatisch moet werken voordat het pistool in beweging wordt gezet
• Het pistool moet zo worden geïnstalleerd dat wanneer het niet in gebruik is, arbeiders er vrij omheen kunnen bewegen en er reparaties aan kunnen uitvoeren; er moet voldoende ruimte zijn voor één persoon om tussen de machine en een obstakel te passeren
• Er moeten geschikte beschermingsmiddelen worden voorzien voor het personeel dat rond de machine werkt, en ook deze moet worden beschermd
• Elektriciteitsleidingen moeten worden beschermd tegen hitte en breuken en ze moeten een goede mechanische sterkte hebben
• Als elektriciteit wordt gebruikt, is het raadzaam om voeding te hebben via ten minste twee onafhankelijke circuits, waarvan er één een veiligheidscircuit moet zijn
• Als de regeling hydraulisch is, moet een accumulator van de juiste maat worden geïnstalleerd

Stuurcabines  

Controlecabines voor de kraangatkanonnen en -boren moeten zodanig zijn geplaatst, beschermd en uitgerust dat ze zelfs in noodgevallen kunnen worden bediend. Dienovereenkomstig zouden ze de volgende basisfuncties moeten hebben.

• De plaats van de controlecabine moet zodanig zijn dat het personeel volledig is beschermd tegen het risico van uitbraken of explosies en de operaties op een perfecte manier kan observeren
• Er mag geen brandbaar materiaal worden gebruikt bij de constructie
• Er moeten ten minste twee verschillende en onafhankelijke ingangen worden voorzien, waarvan één toegang moet bieden tot een noodevacuatieplatform aan de buitenkant, dat te allen tijde vrij moet blijven
• Er mogen geen deuren zijn die van de hutten naar de lopers leiden
• Het observatievenster met uitzicht op het tapgebied moet (i) zo klein mogelijk zijn, maar de operator een volledig beeld geven van het operatiegebied en de locatie van het pistool en/of boor, (ii) zijn uitgerust met 'Triplex' glazen panelen op een frame dat naar buiten opent, beschermd door een rooster, (iii) De bedieningselementen moeten naast de ramen worden geplaatst, zodat de bediener ze gemakkelijk kan bedienen terwijl hij de voortgang van de werkzaamheden volgt. Er moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen om onbedoelde bediening van de bedieningselementen te voorkomen, en (iv) De communicatie tussen de cabine en andere plaatsen waar werkzaamheden in verband met de werking van de hoogoven worden uitgevoerd, moet worden verzorgd door ten minste twee afzonderlijke systemen voor mondelinge communicatie (interne telefoon, intercom en radiotelefoon enz.).
• De cabine moet zijn voorzien van een ventilatiesysteem dat lucht aanzuigt uit een ruimte die niet is verontreinigd met rook of gas.
• Als de cabine niet kan worden geplaatst in een gebied dat is beschermd tegen mogelijke spatten of explosies, moeten de veiligheidsmaatregelen worden geïntensiveerd. In het bijzonder moeten de deuren zo worden geplaatst dat elke explosie de neiging heeft om ze te sluiten in plaats van ze te openen, en de muren, deuren en het dak moeten worden bedekt met vlam- en hittebestendige materialen.

Taphole piercing met zuurstof

De apparatuur voor het doorboren van tapgaten bestaat uit flexibele leidingen voor zuurstoftoevoer, een lanshouder en zuurstoflansen. Zuurstoflansen bestaan ​​uit een of meer stalen buizen. Het is belangrijk ervoor te zorgen dat de bediener altijd ver genoeg van het kraangat verwijderd is om vonken en spatten te voorkomen. Het is daarom raadzaam om lansen niet te ver over hun lengte te laten branden, maar om onverbrande delen terug te winnen om buizen van de oorspronkelijke lengte te maken. Er moet grote zorg worden besteed aan het samenvoegen van dergelijke buizen om lekkage van zuurstof door de lassen te voorkomen. Buizen in slechte staat moeten worden afgewezen. Buizen moeten al ontvet zijn bij levering aan het giethuis. Er mogen geen vette tubes worden gebruikt. Buizen moeten worden opgeslagen in gebieden die zijn beschermd tegen olie, vet, stof en weer. Alleen die secties van slangen die voldoen aan de minimale veiligheidseisen mogen worden teruggewonnen voor hergebruik.

Gegoten vuurvaste verbruiksartikelen

  Voor de hoogoven kraangaten, waar periodiek ijzer en slakken worden afgetapt, worden gebruiksklare kraangatmengsels (ook wel kraangatklei genoemd) gebruikt om het gat aan het uiteinde van een gietstuk af te dichten. Deze warmte-hardende materialen worden vervolgens geboord voor de volgende gietvorm. Voor de troggen en lopers, waar ijzer en slak worden gescheiden en ijzer naar de pollepel wordt geleid, worden hydraulisch gebonden gietstukken gebruikt als basismateriaal voor voering en pistool voor reparatie.

Kleine kraangat

  Kraangatklei is het materiaal dat wordt gebruikt om het kraangat na het tappen af ​​te sluiten, zodat er geen materiaal kan lekken, en om het afgesloten te houden totdat het kraangat weer wordt geopend. Tegenwoordig hangt de keuze en het gebruik van kraangatklei samen met vele factoren die hieronder worden gegeven.

• De werkomstandigheden van de hoogoven, die voornamelijk afhangen van de grootte en de exploitatie - de kleien nemen deel aan het proces als sleutelelementen om de betrouwbaarheid en veiligheid te garanderen om de productiviteit van de hoogoven niet te verstoren.
• De specifieke opstelling van het kraangatgebied en het beheer ervan - dit vereist dat de klei niet alleen voortdrijft en bestand is tegen de aanval van gesmolten metaal, maar dat ze ook een positieve invloed hebben op de afvoer van de haard en op de perifere ijzerstroom door de lengte van het gat .
• De milieuaspecten worden zowel als politiek beschouwd bij de verbetering van de menselijke arbeidsomstandigheden op het niveau van het giethuis als als een algemene milieubescherming.
• Economische aspecten om een ​​optimale eenheidskost per geproduceerde ton ruwijzer voor te stellen, aangezien de kosten van kraangatklei blijven bestaan, is een van de substantiële kosten in de gieterijoperatie.

De kraangatklei moet eigenschappen hebben om de volgende functies consistent en veilig uit te voeren.

• Vloei wanneer ingedrukt door het kleipistool, om het kraangat te dichten. Kraangatklei moet buigzaam genoeg zijn om correct te kunnen worden geïnjecteerd.
• Uitharden in het kraangat tijdens de plug-to-taptijd, maar zonder krimp om een ​​goede afdichting te garanderen
• Snel genoeg hard worden om de druk van de binnenkant van de oven te weerstaan
• Zorg dat je binnen een acceptabele tijd wordt geboord.
• Laat een stabiele, gecontroleerde smeltstroom aan de kraan toe zonder spray
• Bestand tegen erosie en chemische aantasting door heet metaal en slakken tijdens het tappen
• Vorm een ​​stabiel substraat voor de volgende plug
• Zorg voor een stabiele en controleerbare kraangatlengte.
• Poreus genoeg om destillatiegassen te laten ontsnappen
• Het moet in bepaalde gevallen ook geschikt zijn om het kraangat te onderhouden en het in zijn normale staat te herstellen als het is verslechterd

De vereisten van kraangatklei zijn de volgende.

• Verbeterde plasticiteit-  Voor een betere verwerkbaarheid
• Hoge corrosie- en slijtvastheid – Om een ​​constante kraangatdiameter en kraangatlengte te bieden
• Goede sinterbaarheid – Voor een goede sterkte
• Kleefkracht - Het is vereist voor een goede hechting van een nieuwe kraangatmix met een oude
• Goed gas vrijgevend vermogen – Om de vorming van gasdruk binnenin te verminderen
• Gemakkelijk tappen of boren.

Watervrije klei is slijtvaster dan klei die water bevat. Deze laatste kunnen niet worden gebruikt voor moderne hoogovens en er moeten speciale voorzorgsmaatregelen worden genomen wanneer ze worden gebruikt. Grondstoffen die worden gebruikt voor kraangatklei zijn gesmolten aluminiumoxide, gecalcineerd bauxiet, chamotte, vuurvaste klei, kleimineralen, pyrofilliet, silica, fijn zand, kyaniet, fijn gecalcineerd aluminiumoxide, fume silica, zirkonium, chromieten, siliciumcarbide, koolstof, siliciumnitride, metaalpoeders, cokes, ultrafijne koolstof, teer, hars en speciale oliën.