Salamandra Tapping para reparos de capital de alto-forno

Toque de salamandra para reparos de alto-forno 

Uma salamandra significa todos os materiais líquidos e solidificados no forno de um alto-forno abaixo do furo da torneira. A salamandra inclui ferro líquido e escória e misturas de ferro sólido, escória e coque/carbono. o funcionamento normal do alto-forno, o fundo do forno e a fornalha contém o 'homem-morto' e a salamandra.

Quando o alto-forno for reembasado, é necessário que o forno seja esvaziado completamente, removendo todos os constituintes do fundo e da fornalha. Também é desejável remover esses constituintes durante reembasamento do forno ou durante os reparos do furo de derivação. Isso proporciona condições de trabalho mais seguras durante esses reparos parciais e evita danos aos refratários da lareira como resultado de movimentos cíclicos de resfriamento e aquecimento. A remoção de todos os constituintes do fundo e a fornalha do forno é realizada geralmente por rosqueamento de salamandras.O rosqueamento de salamandras geralmente é feito preferencialmente no nível mais baixo onde o ferro líquido pode ser esperado na fornalha do alto-forno.

A extração de salamandras de um alto-forno é a extração final depois que o forno é desmontado para drenar o último ferro líquido da fornalha. Devido à sua rara ocorrência, uma extração de salamandras representa na maioria das siderúrgicas um trabalho especializado que exige muita preparação.

Uma salamandra solidificada é normalmente difícil de remover, especialmente se houver titânio nela. Uma grande quantidade de salamandra sólida pode atrasar o caminho crítico dos reparos de capital do alto-forno em vários dias ou mesmo por semanas.Para a remoção da salamandra solidificada muitas vezes requer lancetadores de oxigênio e até mesmo explosivos.Esses tipos de remoção também causam riscos à saúde e à segurança.

A extração da salamandra líquida geralmente é realizada imediatamente após a purga do forno. É importante maximizar o rendimento durante a extração da salamandra do alto-forno para minimizar a quantidade de sólidos residuais que permanecem no forno. Uma batida de salamandra bem-sucedida normalmente fornece um coração limpo para a equipe de reparos de capital. Isso não apenas minimiza os atrasos, mas também contribui para condições de trabalho mais seguras durante a demolição do refratário. A lareira limpa também inspira o espírito da equipe de reparos de capital.

A remoção total do conteúdo da fornalha do alto-forno para a sangria bem-sucedida da salamandra requer atividades de pré-preparo e monitoramento no alto-forno para aumentar a temperatura e a fluidez. Essas atividades devem ser combinadas com o uso de técnicas bem testadas de perfuração e punção.

Geralmente devido à construção normal de um alto-forno e sua casa de fundição, o furo da torneira da salamandra deve ser posicionado em algum lugar próximo ao piso da casa de fundição em uma área de difícil acesso, cheia de tubulações, cabos, etc. também pode ser área perigosa para as pessoas que estão perfurando ou lancetando a salamandra, por causa de rotas de fuga insuficientes ou mal acessíveis.

A ênfase na segurança e no meio ambiente é a força motriz para melhorar o processo de sangria de salamandras. Embora drenar o máximo possível de ferro líquido da lareira seja o objetivo principal, outras questões importantes são (i) localização do orifício da torneira da salamandra, (ii) aspectos ambientais da extração da salamandra e (iii) extração do máximo de ferro salamandra líquido.

É necessário localizar a melhor posição do orifício da torneira da salamandra. Antigamente, a posição exata da salamandra era geralmente desconhecida, devido à falta de informações sobre o interior da fornalha do alto-forno e, portanto, sobre a posição da linha de desgaste. Sem nenhum ou dados insuficientes de termopares, era difícil determinar a posição ideal para perfurar ou lancetar o orifício da torneira da salamandra. A experiência profissional foi determinante para determinar o local de perfuração e o ângulo para atingir a salamandra. Mais de uma vez, vários buracos tiveram que ser perfurados e lancetados antes que a salamandra fosse atingida e começasse a bater.

Atualmente, com as lareiras modernas dos altos-fornos cada vez mais equipadas com densas grades de termopares, o cálculo térmico da posição da linha de desgaste e, portanto, da posição da salamandra tornou-se possível. A densificação da grade do termopar melhorou a precisão do cálculo. Agora, em vez de adivinhar o local onde a salamandra pode ser atingida, agora é substituído por saber onde a broca atinge a linha de desgaste e, portanto, de onde a salamandra é esperada. Uma vantagem adicional de uma localização mais precisa é a possibilidade de melhorar a engenharia da configuração ao redor da sangria da salamandra.

A improvisada salamandra batendo no passado não só resultou em muito ferro cintilante, mas também em grandes nuvens de fumaça. Com a atenção crescente para os aspectos ambientais, essas nuvens escuras se tornaram cada vez mais indesejadas. A estimativa melhorada da posição da linha de desgaste permitiu uma engenharia mais detalhada do macho da salamandra e a possibilidade de introduzir as instalações de despoeiramento no furo da macho da salamandra. Os exaustores temporários e os dutos são agora projetados, construídos e conectados ao sistema de despoeiramento existente, a fim de tornar uma torneira de salamandra não mais poluente do que uma torneira comum. Isso elimina as enormes nuvens de fumaça vermelha, o que dificulta também a visão na torneira.

No passado, as salamandras eram exploradas após a descarga e após o alto-forno ser completamente desmontado. Como resultado, a salamandra tinha apenas sua própria pressão ferrostática como força motriz para sair do forno. Não perfurar completamente o furo da torneira da salamandra no líquido e lancetar a última parte, resulta em um diâmetro indefinido do furo da torneira e, às vezes, em moldes de execução lenta. Esses lançamentos lentos também podem ser retardados por uma diminuição da temperatura do metal quente da salamandra, causada pelo efeito do sistema de resfriamento da lareira durante o tempo de espera entre o final da purga e o início da torneira da salamandra. Agora é uma prática comum manter alguma pressão de explosão no forno como uma força motriz adicional para drenar mais líquido.

Existem vários pré-requisitos para que a sangria da salamandra seja bem sucedida. Estes incluem (i) uma relação máxima entre salamandra líquida e sólida, (ii) baixa viscosidade/alta temperatura dos líquidos, (iii) ajuste correto do(s) ângulo(s) de abertura da salamandra e elevação(ões), (iv) bom sopro - redução de resultados e (v) execução eficiente das atividades de sangria das salamandras.

Os preparativos para o rosqueamento de salamandras começam de 3 a 6 meses antes da desmontagem do alto-forno para os reparos de capital e incluem atividades reais de rosqueamento de salamandras e modificações de processo. As modificações do processo devem resultar em condições favoráveis ​​para o rosqueamento ideal da salamandra. Um dos principais alvos diz respeito à fusão/liquefação da salamandra sólida existente e ao aumento da sua fluidez para obter um escoamento suave. A fluidez dos líquidos aumenta com a temperatura e pode ser verificada durante a extração. Também o teor de silício do metal quente pode ser monitorado, pois fornece uma indicação bastante boa do estado térmico da lareira. Os refratários do fundo e da fornalha devem ser expostos diretamente a líquidos para a efetiva sangria da salamandra.

O estado térmico da lareira também pode ser monitorado analisando as principais leituras do termopar. A liquefação da salamandra relaciona-se basicamente com o aumento do estado térmico da lareira. Abrange todas as atividades que contribuem para este objetivo, e leituras mais altas do termopar refletem um aumento no estado térmico da lareira. O processo de liquefação é determinado tanto pelo fluxo local do metal quente quanto pela temperatura, mas o fluxo é o mais importante dos dois. Portanto, o foco deve ser direcionado para influenciar o fluxo de metal quente na lareira. Isso geralmente não é uma prática padrão na operação de alto-forno.

A liquefação da salamandra é, portanto, basicamente o oposto da proteção da lareira para a extensão da campanha. Normalmente as metodologias de liquefação para a salamandra incluem (i) redução do resfriamento do fundo e da parede lateral, (ii) direcionamento de maior produtividade no alto-forno, (iii) implementação estrita de rosqueamento entre furos alternados, (iv) aumento do silício nível no gusa, (v) carregamento de coque de maior tamanho, (vi) remoção de TiO2 da carga.

O número de furos de macho necessários para uma abertura bem-sucedida da salamandra é uma decisão importante que deve ser tomada. Normalmente este número depende do diâmetro da lareira. De acordo com a regra geral, geralmente um furo de torneira é considerado quando o diâmetro da lareira é inferior a 9 metros, dois números de furos de torneira são considerados quando o diâmetro da lareira está na faixa de 9 m a 12 m e três números de furos de torneira são considerados se o diâmetro da lareira é superior a 12 metros.

Múltiplos ângulos e elevações são definidos em cada posição de toque da salamandra. Em geral, as posições múltiplas aumentam o rendimento da sangria da salamandra à medida que aumenta a chance de sucesso e melhora a drenagem. A determinação do número certo de posições de sangria de salamandras é um equilíbrio entre custos e riscos, de modo que a avaliação prévia das condições também pode evitar múltiplas posições de sangria de salamandras. A posição do(s) ponto(s) de tomada ao redor da circunferência é normalmente determinada pelas condições de acesso, layout(s) do canal e posições da panela/cama de areia.

Normalmente, várias posições são preferidas, pois a perfuração pode começar simultaneamente em duas posições usando duas equipes para economizar tempo. Muitas vezes é visto que o rendimento em uma posição é zero, enquanto o rendimento na outra posição é grande. Isso pode ser causado por obstáculos/barreiras internas locais que impedem a efusão suave de líquidos. Múltiplas posições, portanto, reduzem o risco de rendimentos baixos/zeros.

O ajuste correto dos ângulos e elevações de rosqueamento da salamandra é normalmente um compromisso entre cálculos e considerações teóricas e limites práticos. Elementos estruturais no local, como tubulações e cabeamento, podem limitar as condições de acesso e a(s) elevação(ões) do(s) trilho(s) da panela pode(m) inibir a seleção da elevação teórica mais ideal da tomada de salamandra.

Normalmente, é prática comum determinar pelo menos três conjuntos de ângulos e elevações crescentes em cada posição de rosqueamento da salamandra circunferencial. A distância vertical entre os pontos de partida é normalmente de cerca de 300 mm.

Todo o processo de extração da salamandra normalmente é executado em 24 horas. Geralmente, é seguido um critério de 'go-stop' para garantir que os atrasos sejam evitados. Como exemplo, um máximo de 4 horas é alocado para perfuração e punção de um furo, independentemente do sucesso. Isso requer equipes especializadas e experientes. A distância vertical entre os orifícios deve ser de cerca de 300 mm para garantir que os orifícios não se fundam, pois a efusão de líquidos aumentará o diâmetro do orifício "bem-sucedido". Um diâmetro de perfuração típico do furo é de cerca de 80 mm, que pode aumentar para mais de 200 mm durante o rosqueamento. A distância mínima entre dois orifícios garante assim que os orifícios permaneçam intactos. O comprimento da sangria da salamandra é normalmente limitado a três metros para evitar entupimentos durante a sangria. Há chances de entupimento se o comprimento for superior a três metros.

Metodologias de perfuração

Existe uma grande variedade de equipamentos de perfuração. Basicamente dois tipos são bem conhecidos. São (i) tipo montado em monotrilho e (ii) tipo guia manual. Normalmente, o equipamento de perfuração do tipo manual é preferível para maximizar a flexibilidade no ajuste de ângulo(s) e elevação(ões), minimizando os custos. Existem vários tipos de equipamentos de perfuração manual, como perfuratrizes e perfuratrizes. Um tipo de broca de núcleo, que pode ser melhor alinhado e tem maior precisão, geralmente é o preferido. A unidade de potência e controle da unidade de perfuração está normalmente localizada fora do corredor para maximizar a segurança. A unidade de perfuração é montada em um pequeno trilho, que é "enganchado" ou soldado ao casco e suportado pelo corredor.

As atividades de extração de salamandra incluem (i) remoção de placa, (ii) instalação de compactação, (iii) secagem da compactação, (v) montagem de equipamentos de perfuração, (vi) perfuração de salamandra, (vii) lancetagem de oxigênio, ( viii) sangria de salamandras.

As atividades de extração de salamandras estão normalmente no caminho crítico dos reparos de capital e devem ser executadas normalmente em 24 horas. A duração é determinada principalmente pelo número de posições circunferenciais e tripulações associadas dos trabalhadores. Perfurações repetitivas e punções de oxigênio podem ser necessárias.

A duração típica das atividades acima mencionadas é limitada a 12 horas. Às vezes, a pré-perfuração é praticada durante a pré-interrupção, mas normalmente não contribui para acelerar as atividades de extração da salamandra durante os reparos de capital. A instalação de compactação na interface corredor/carcaça e a subsequente secagem podem ser eliminadas se um projeto correto for aplicado e os trabalhos associados forem executados durante a pré-interrupção.

O rosqueamento de salamandras é uma atividade crítica durante um reparo de capital de um alto-forno. Uma sangria de salamandra bem sucedida que resulta em um alto rendimento de líquidos removidos antes da têmpera e um baixo peso de resíduos sólidos evita longos atrasos e melhora as condições de saúde e segurança durante a demolição dos refratários. Portanto, é importante garantir que todas as técnicas e experiências disponíveis sejam investigadas e utilizadas. A Fig. 1 mostra a abertura inferior da salamandra no alto-forno 2 da usina siderúrgica de Visakhapatnam.

Fig 2 Salamandra inferior tocando no BF2 da Usina Siderúrgica de Visakhapatnam