Salamandertappen voor kapitaalreparaties van hoogovens

Salamander tikken voor kapitaalreparaties van hoogoven 

Een salamander betekent alle vloeibare en gestolde materialen in de haard van een hoogoven onder het kraangat. De salamander omvat vloeibaar ijzer en slakken en mengsels van vast ijzer, slakken en cokes/koolstof. Tijdens de normale werking van de hoogoven, de ovenbodem en de haard bevatten de 'dode man' en de salamander.

Als de hoogoven opnieuw moet worden bekleed, is het noodzakelijk dat de oven volledig wordt geleegd door alle bestanddelen van de bodem en de haard te verwijderen. Het is ook wenselijk deze bestanddelen tijdens gedeeltelijke het opnieuw bekleden van de oven of tijdens de reparatie van het kraangat. Dit zorgt voor veiligere werkomstandigheden tijdens deze deelreparaties en voorkomt schade aan de vuurvaste materialen van de haard als gevolg van cyclische koel- en verwarmingsbewegingen. Het verwijderen van alle bestanddelen van de bodem en de haard van de oven wordt meestal uitgevoerd door salamandertappen.Het salamandertappen gebeurt meestal op bij voorkeur het laagste niveau waar vloeibaar ijzer in de hoogovenhaard kan worden verwacht.

Het salamandertappen van een hoogoven is het laatste tappen nadat de oven is omver geblazen om het laatste vloeibare ijzer uit de ovenhaard af te voeren. Vanwege het zeldzame voorkomen dat salamandertappen in de meeste gevallen van de staalfabrieken een specialistische klus die veel voorbereiding vraagt.

Een gestolde salamander is normaal gesproken moeilijk te verwijderen, vooral als er titanium in zit. Een grote hoeveelheid vaste salamander kan het kritieke pad van de kapitaalreparaties van de hoogoven met een aantal dagen vertragen of zelfs weken. Voor het verwijderen van de gestolde salamander is vaak zuurstofprikken en zelfs explosieven nodig. Dit soort verwijdering brengt ook gezondheids- en veiligheidsrisico's met zich mee.

Het aftappen van de vloeibare salamander wordt in het algemeen direct na het afblazen van de oven uitgevoerd. Het is belangrijk om de opbrengst tijdens het salamandertappen van de hoogoven te maximaliseren om de hoeveelheid resterende vaste stoffen in de oven te minimaliseren. Een succesvol salamandertappen levert normaal gesproken een schone haard op voor het hoofdreparatieteam. Dit minimaliseert niet alleen vertragingen, maar draagt ​​ook bij aan veiligere werkomstandigheden tijdens het slopen van vuurvast materiaal. Een schone haard inspireert ook de geest van het Capital Repair-team.

Het volledig verwijderen van de haardinhoud van de hoogoven voor het succesvol aftappen van de salamander vereist voorbereidings- en monitoringactiviteiten in de hoogoven om de temperatuur en vloeibaarheid te verhogen. Deze activiteiten moeten worden gekoppeld aan het gebruik van beproefde boor- en priktechnieken.

Door de normale constructie van een hoogoven en zijn gegoten huis, moet het kraangat van de salamander in het algemeen ergens dicht onder de gegoten huisvloer worden geplaatst op een moeilijk bereikbare plaats, vol met leidingen, kabels, enz. Deze moeilijk bereikbare plaatsen kan ook gevaarlijk gebied zijn voor de mensen die in de salamander boren of prikken, vanwege onvoldoende of slecht toegankelijke vluchtroutes.

De nadruk op veiligheid en milieu is de drijvende kracht om het proces van salamandertappen te verbeteren. Hoewel het belangrijkste doel is om zoveel mogelijk vloeibaar ijzer uit de haard af te tappen, zijn andere zaken die van belang zijn (i) de locatie van het salamanderkraangat, (ii) milieuaspecten van het tappen van salamander, en (iii) het tappen van de maximale hoeveelheid vloeibaar salamanderijzer.

Het is noodzakelijk om de beste positie van het kraangat van de salamander te vinden. Vroeger was de exacte positie van de salamander meestal onbekend, door gebrek aan informatie over het interieur van de hoogovenhaard en dus over de positie van de slijtlijn. Zonder of onvoldoende gegevens van thermokoppels was het moeilijk om de optimale positie te bepalen om het salamanderkraangat te boren of te lansen. Professionele ervaring was leidend om de boorlocatie en hoek te bepalen om de salamander te raken. Meer dan eens moesten er een aantal gaten worden geboord en gestoken voordat de salamander werd geraakt en begon te tikken.

Met moderne hoogovenhaarden die tegenwoordig steeds meer worden uitgerust met dichte thermokoppelroosters, is thermische berekening van de positie van de slijtlijn en dus van de salamanderpositie nu mogelijk geworden. Door het verdichten van het thermokoppelrooster is de rekennauwkeurigheid verbeterd. In plaats van de locatie te raden waar de salamander kan worden geraakt, wordt deze nu vervangen door te weten waar de boor de slijtlijn raakt en dus van waar de salamander wordt verwacht. Een bijkomend voordeel van een preciezere locatie is de mogelijkheid om de engineering van de setting rond de salamandertap te verbeteren.

Het geïmproviseerde salamandertappen in het verleden resulteerde niet alleen in veel fonkelend ijzer, maar ook in grote rookwolken. Met toenemende aandacht voor de milieuaspecten zijn deze donkere wolken steeds meer ongewenst geworden. De verbeterde schatting van de positie van de slijtagelijn maakte een meer gedetailleerde engineering van de salamandertappen mogelijk en de mogelijkheid om de ontstoffingsfaciliteiten bij het salamandertapgat te introduceren. Tijdelijke afzuigkappen en leidingwerk zijn nu ontworpen, gebouwd en aangesloten op het bestaande ontstoffingssysteem, om een ​​salamandertap niet meer vervuilend te maken dan een gewone kraan. Hierdoor komen de enorme rode rookwolken, die ook het zicht op het tikken bemoeilijken, weg.

In het verleden werden salamanders getapt na het afblazen en nadat de hoogoven volledig van de blast was gehaald. Als gevolg hiervan had de salamander alleen zijn eigen ferrostatische druk als drijvende kracht om uit de oven te komen. Het niet volledig doorboren van het salamanderkraangat in de vloeistof en het doorprikken van het laatste deel, resulteert in een ongedefinieerde kraangatdiameter en soms in langzaam lopende afgietsels. Deze langzaam lopende afgietsels kunnen ook worden vertraagd door een verlaagde ruwijzertemperatuur van de salamander, veroorzaakt door het effect van het koelsysteem van de haard tijdens de wachttijd tussen het einde van het spuien en het starten van de salamanderkraan. Nu is het een gebruikelijke praktijk om wat hoogdruk op de oven te houden als een extra drijvende kracht om meer vloeistof af te voeren.

Er zijn verschillende voorwaarden om het salamandertappen succesvol te laten zijn. Deze omvatten (i) een maximale verhouding tussen vloeibare en vaste salamander, (ii) lage viscositeit/hoge temperatuur van de vloeistoffen, (iii) correcte instelling van de salamander taphoek(en) en hoogte(s), (iv) goede slag -downresultaten, en (v) efficiënte uitvoering van de daadwerkelijke salamandertapactiviteiten.

De voorbereidingen voor het salamandertappen starten 3 maanden tot 6 maanden voorafgaand aan het neerleggen van de hoogoven voor de kapitale reparaties en omvatten de daadwerkelijke salamandertapactiviteiten en procesaanpassingen. De procesaanpassingen moeten leiden tot gunstige omstandigheden voor een optimaal salamandertappen. Een van de belangrijkste doelen heeft betrekking op het smelten/vloeien van de bestaande vaste salamander en het vergroten van de vloeibaarheid ervan om een ​​soepele stroming te verkrijgen. De vloeibaarheid van de vloeistoffen neemt toe met de temperatuur en kan tijdens het tappen worden gecontroleerd. Ook het siliciumgehalte van het ruwijzer kan worden gevolgd aangezien het een redelijk goede indicatie geeft van de thermische toestand van de haard. De vuurvaste materialen van de bodem en de haard moeten direct worden blootgesteld aan vloeistoffen voor het effectief tappen van salamander.

De thermische toestand van de haard kan ook worden gecontroleerd door de belangrijkste metingen van het thermokoppel te analyseren. Het vloeibaar maken van salamander heeft in feite betrekking op het verhogen van de thermische toestand van de haard. Het omvat alle activiteiten die bijdragen aan dit doel, en hogere waarden van het thermokoppel weerspiegelen een toename van de thermische toestand van de haard. Het proces van vloeibaar maken wordt zowel bepaald door de lokale vloei van het hete metaal als door de temperatuur, maar de stroming is de belangrijkste van de twee. De focus moet daarom gericht zijn op het beïnvloeden van de vloei van het hete metaal in de haard. Dit is meestal geen standaardpraktijk bij gebruik van hoogovens.

Het vloeibaar maken van salamanders is dus eigenlijk het tegenovergestelde van haardbescherming voor campagne-uitbreiding. Typisch omvatten de vloeibaarmakingsmethodologieën voor de salamander (i) vermindering van de bodem- en zijwandkoeling, (ii) gericht op hogere productiviteit in de hoogoven, (iii) strikte implementatie van aftappen tussen afwisselende kraangaten, (iv) verhoging van de silicium niveau in het hete metaal, (v) opladen van grotere cokes, (vi) verwijdering van TiO2 uit de last.

Het aantal tapgaten dat nodig is voor een succesvolle salamandertap is een belangrijke beslissing die moet worden genomen. Meestal hangt dit aantal af van de diameter van de haard. Volgens de vuistregel wordt gewoonlijk één kraangat overwogen wanneer de diameter van de haard kleiner is dan 9 meter, worden twee aantallen kraangaten overwogen wanneer de diameter van de haard tussen 9 m en 12 m ligt en worden drie aantallen kraangaten overwogen indien de haarddiameter is meer dan 12 meter.

Bij elke tappositie van de salamander worden meerdere hoeken en hoogtes gedefinieerd. Over het algemeen verhogen meerdere posities de opbrengst van salamandertap naarmate de kans op succes groter wordt en de drainage wordt verbeterd. Het bepalen van het juiste aantal salamandertapposities is een afweging tussen kosten en risico's, dus voorafgaande beoordeling van de omstandigheden kan ook voorkomen dat meerdere salamandertapposities worden uitgevoerd. De positie van het (de) tappunt(en) rond de omtrek wordt normaal gesproken bepaald door toegangsvoorwaarden, loperlay-out(s) en pollepel-/zandbedposities.

Normaal gesproken hebben meerdere posities de voorkeur, omdat het boren tegelijkertijd op twee posities kan beginnen met twee teams om tijd te besparen. Vaak wordt gezien dat het rendement op de ene positie nul is, terwijl het rendement op de andere positie groot is. Dit kan worden veroorzaakt door lokale interne obstakels/barrières die een vlotte uitstroming van vloeistoffen verhinderen. Meerdere posities verminderen daarom het risico van lage/nul opbrengsten.

De juiste instelling van de taphoeken en verhogingen van de salamander is normaal gesproken een compromis tussen theoretische berekeningen en overwegingen en praktische limieten. Structurele elementen ter plaatse zoals leidingen en bekabeling kunnen de toegangsvoorwaarden beperken en de hoogte(s) van de pollepelbaan(en) kan de selectie van de meest optimale theoretische salamandertaphoogte belemmeren.

Gewoonlijk is het gebruikelijk om ten minste drie reeksen toenemende hoeken en verhogingen te bepalen bij elke omtrekspositie voor het aftappen van salamander. De verticale afstand tussen de startpunten is normaal gesproken ongeveer 300 mm.

Het hele proces van het tappen van salamander wordt normaal gesproken binnen 24 uur uitgevoerd. Over het algemeen wordt een ‘go-stop’-criterium gehanteerd om vertragingen te voorkomen. Als voorbeeld wordt maximaal 4 uur toegewezen voor het boren en prikken van één gat, ongeacht het succes. Dit vraagt ​​om gespecialiseerde en ervaren teams. De verticale afstand tussen de gaten moet ongeveer 300 mm zijn om er zeker van te zijn dat de gaten niet samenvloeien, omdat effusie van vloeistoffen de diameter van het 'succesvolle' gat zal vergroten. Een typische boordiameter van het gat is ongeveer 80 mm, wat tijdens het tappen kan oplopen tot meer dan 200 mm. De minimale afstand tussen twee gaten zorgt er dus voor dat de gaten intact blijven. De lengte van de salamandertap is normaal gesproken beperkt tot drie meter om verstopping tijdens het tappen te voorkomen. Er is kans op verstopping als de lengte hoger is dan drie meter.

Boormethodologieën

Er is een grote verscheidenheid aan boorapparatuur. Er zijn grofweg twee soorten bekend. Ze zijn van het (i) op ​​een monorail gemonteerde type en (ii) van het handmatige type runner. Gewoonlijk verdient het handmatige type boorapparatuur de voorkeur om de flexibiliteit bij het instellen van hoek(en) en hoogte(s) te maximaliseren terwijl de kosten worden geminimaliseerd. Er zijn verschillende soorten handmatige boorapparatuur, zoals steenboor en kernboor. Meestal wordt de voorkeur gegeven aan een type kernboor, dat beter kan worden uitgelijnd en een grotere nauwkeurigheid heeft. De kracht- en besturingseenheid van de booreenheid bevindt zich normaal gesproken buiten de runner om de veiligheid te maximaliseren. De booreenheid is gemonteerd op een kleine rail, die aan de schaal wordt 'gehaakt' of gelast en wordt ondersteund door de runner.

De salamandertapactiviteiten omvatten (i) verwijderen van plaat, (ii) installatie van heiwerk, (iii) drogen van het heiwerk, (v) opzetten van boorapparatuur, (vi) salamanderboren, (vii) zuurstofprikken, ( viii) salamander tikken.

De salamandertapactiviteiten bevinden zich normaal gesproken op het kritieke pad van de kapitaalreparaties en moeten normaal gesproken binnen 24 uur worden uitgevoerd. De duur wordt vooral bepaald door het aantal omtrekfuncties en bijbehorende bemanningen van de arbeiders. Herhaaldelijk boren en zuurstofprikken kan nodig zijn.

De typische duur van de bovengenoemde activiteiten is beperkt tot 12 uur. Soms wordt er voorgeboord tijdens de pre-storing, maar normaal gesproken draagt ​​dit niet bij aan het versnellen van de salamandertapactiviteiten tijdens de kapitaalreparaties. Installatie van heiwerk op de runner/shell interface en daaropvolgende uitdroging kan worden geëlimineerd als een correct ontwerp wordt toegepast en de bijbehorende werkzaamheden worden uitgevoerd tijdens de pre-storing.

Salamandertappen is een kritieke activiteit tijdens een kapitaalreparatie van een hoogoven. Een succesvolle salamandertappen die resulteert in een hoge opbrengst aan vloeistoffen die vóór het afschrikken worden verwijderd en een laag gewicht aan vaste reststoffen voorkomt lange vertragingen en verbetert de gezondheids- en veiligheidsomstandigheden tijdens de sloop van de vuurvaste materialen. Daarom is het belangrijk ervoor te zorgen dat alle beschikbare technieken en ervaringen worden onderzocht en benut. Afb. 1 toont het tappen van de onderste salamander bij hoogoven 2 van Visakhapatnam Steel Plant.

Afb. 2 Lagere salamander tikken op BF2 van Visakhapatnam Steel Plant