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Hochofen-Gießhaus-Ausrüstungen


Gießhausausrüstungen für Hochöfen

Der Gießhallenboden eines Hochofens war schon immer einer der gefährlichsten Arbeitsplätze in einem Hochofen. Abgesehen von der Arbeit in einer Atmosphäre, die giftige Gase, Dämpfe und Staub enthält, müssen die Bediener harte und schwere Handarbeit in der Nähe von Roheisen und Schlackenrinnen und mit Roheisen gefüllten Pfannen verrichten. Vor der Erfindung und Installation von Gießereiausrüstungen wurden die Stichlöcher manuell geöffnet und geschlossen. Das Öffnen erfolgte mit Stahlstangen und Vorschlaghämmern, während das Abstichloch geschlossen wurde, indem immer wieder kleine Mengen Ton oder feuerfestes Material in das Abstichloch gerammt wurden, wiederum mit Hilfe von langen, schweren Stangen. Außerdem musste am Hochofen der Wind gestoppt werden, da es unmöglich war, das Stichloch gegen den Hochofendruck richtig zu schließen. Diese Unterbrechung der Explosion führte zu regelmäßigen Produktionsausfällen.

Samuel W. Vaughen aus den USA erfand 1895 die erste Schlammkanone. Seine pneumatische Schlammkanone, die mit Dampf betrieben wurde, hatte eine abnehmbare Düse, die aufgeklappt werden musste, um die Stichlochmasse zu laden. 1901 gab es eine weitere große Veränderung in der Stichlochpraxis, als Ernst Menne aus Deutschland die Sauerstofflanze erfand. Indem Sauerstoff durch ein 1/8 Zoll Rohr geblasen und gezündet wurde, war es nun möglich, das Stichloch im Vergleich zur rein manuellen Methode sehr schnell zu öffnen. Die ersten Aufzeichnungen über Stichlochbohrer wurden um 1921 gefunden, als Edgar E. Brosius und Joseph E. Judy aus den USA eine Methode zum Bohren des Stichlochs für seine Öffnung vorschlugen. Brosius erfand 1924 sogar einen kombinierten Bohr- und Stechapparat.

Eine hervorragende Einrichtung der Gießerei ist eine wichtige Voraussetzung für einen kostengünstigen Hochofen mit hoher Produktivität, da ein effektiver Betrieb des Hochofens direkt von einem ununterbrochenen Betrieb seiner Gießereiausrüstung abhängt.



Ein ordentlicher Stopfen, der den gesamten Stichlochkanal mit Stichlochmasse ausfüllt, ist das Wichtigste, um später ein sicheres und schnelles Öffnen zu ermöglichen. Es ist jedoch auch wichtig, den Stopfen mit einer guten Wiederholgenauigkeit aufbohren zu können, um die Lebensdauer der Stichlochrinne oder des Stichlochsteins zu verlängern. Stechen muss auf ein Minimum beschränkt werden.

Die extrem aggressive Umgebung des Gießereibodens erfordert Geräte, die der Hitze standhalten und gleichzeitig eine zuverlässige und langfristige Leistung erbringen. Die Abstichtechnologie eines modernen Hochofens erfordert, dass Gießereiausrüstungen robust, zuverlässig, langlebig und effizient sind, um unter den schwierigen Bedingungen in der Gießerei eine hohe Leistung zu erbringen. Die Ausrüstungen müssen mit den neuesten Belastungsanalyse-Tools entworfen und analysiert, nach den höchsten Standards gebaut und in der Werkstatt getestet werden.

Die Verwaltung eines großen Hochofens mit hoher Leistung erfordert effiziente und zuverlässige Gießereiausrüstungen. Das Streben nach höchster Betriebseffizienz und der Reduzierung der Betriebskosten hat auch die Entwicklung von Gießereiausrüstungstechnologien vorangetrieben, was zu einer neuen Generation von Gießereiausrüstungen geführt hat, die zwischen verschiedenen Leistungsbereichen umschalten können, um einen maximalen Schutz von Stichloch und Herd der Druckwelle zu gewährleisten Ofen.

Durch Mechanisierung und Automatisierung in der Gießerei kann eine erhebliche Reduzierung der Handarbeit erreicht werden. Voraussetzung für die Mechanisierung ist ein ebener Gießhallenboden mit bündigen und ebenen Laufschienenabdeckungen, um mobilen Wartungsgeräten einen leichten Zugang zu allen Bereichen zu ermöglichen. Die Automatisierung aller Funktionen, wie z. B. Positionssteuerung der Entstaubungsklappe, Stichlochbohrer und Schlammkanonenbetrieb, über die Software, die sich in einer speziellen Gießerei-SPS in Kombination mit funkgesteuerter Abstichausrüstung befindet, reduziert den manuellen Betrieb, ermöglicht die Mobilität des Bedieners und den Komfort einer effektiven Überwachung jede Besetzung.

Die wichtigen Gießereiausrüstungen (Bild 1) sind (i) Stichlochbohrer, (ii) Schlammkanonenmaschinen, (iii) Manipulatoren für Roheisentrogabdeckungen, (iv) Kippläufer, (v) Stangenwechsler, (vi) Schlammkanonenbefüllung Maschine und (vii) Jack-Dam-Bohrer.

Abb. 1 Hochofen-Gießhausausrüstungen

Stichlochbohrer

Ein wirtschaftlicher Abstich erfordert einen leistungsstarken Abstichkanal. Neben der Wahl der geeigneten Stichlochmasse und der optimalen Öffnungsstrategie sind optimale Einstellungen der Stichparameter sowie deren Reproduzierbarkeit wichtig. Stichlochbohrer sollen maximale Flexibilität mit bewährten Hochleistungsbohrhämmern kombinieren, um ein effektives Bohren zu gewährleisten.

Stichlochbohrer müssen (i) ein zuverlässiges Öffnen jedes Stichlochs ohne Verzögerungen, (ii) einen glatten Stichlochkanal für weniger Stichlochverschleiß, (iii) ein Minimieren des Sauerstofflanzens für eine erhöhte Sicherheit des Bedieners und eine Vermeidung von Schäden an der Stichlochstruktur, (iv) einen hohen Rückschlag Energie zum sicheren Herausziehen einer festsitzenden Bohrstange, (v) verringerte Wartungskosten der Ausrüstung und verlängerte Lebensdauer des Hammers. Weiterhin sollen sie einen maximalen Schutz des kritischen Stichlochbereichs erreichen, um (i) die Lebensdauer des Stichlochs zu maximieren, (ii) die Anzahl der Stichlochreparaturen zu reduzieren und (iii) die Verfügbarkeit des Hochofens zu erhöhen. Da diese optimierte Abstichpraxis sowohl das Abstichloch als auch den Hochofenherd schützt, führt dies letztendlich zu einer längeren Lebensdauer der Hochofenkampagne.

Für die Öffnung des Hochofenstichlochs stehen vier Möglichkeiten zur Verfügung. Diese lauten wie folgt.

Durch die Entwicklung von Hochleistungs-Stichlochmassen mit hervorragender Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit ist das Stichloch selbst nicht mehr der limitierende Faktor bei der Abstichzeit. Diese Hochleistungs-Stichlochmassen haben die Anforderungen an die Anstichgeräte deutlich erhöht. Pneumatische Stichlochbohrmaschinen wurden schnell an ihre Leistungsgrenzen gebracht, was zu inakzeptablen Öffnungszeiten führte. Oft musste der Bohrvorgang mit Sauerstofflanzen kombiniert werden, was zu Beschädigungen des Stichlochs und hohen Wartungskosten führte. Die Lösung dieses Problems waren vollhydraulische Stichlochbohrmaschinen, die den Anforderungen der modernen Stichlochmassen gewachsen sind.

Die grundlegenden Design- und Installationsanforderungen für Stichlochbohrer sind wie folgt.

Die Bohranforderungen, die durch die Stichlochbedingungen auferlegt werden, ändern sich über die Stichlochlänge. Normalerweise müssen Hochofenbetreiber zwischen zwei Bohrhammerphilosophien wählen, nämlich (i) Hämmern mit niedriger Frequenz/hoher Schlagenergie – für maximalen Bohrvorschub und (ii) Hämmern mit hoher Frequenz/niedriger Schlagenergie – für einen besseren und längeren Schutz des Abstichlochs Stichlochlebensdauer. Heutzutage sind Stichlochbohrer erhältlich, die mit Bohrhämmern ausgestattet sind, die zwischen einem Modus mit hoher Schlagfrequenz und einem Modus mit hoher Schlagenergie umschalten können, um eine Online-Anpassung der Bohrparameter an die sich ändernden Stichlochbedingungen zu ermöglichen. Diese Bedingungen können (i) Rotationsbohren ohne Hämmern für maximalen Stichlochschutz, (ii) Niederfrequenzhämmern mit hoher Schlagenergie für Bereiche mit harten Einschlüssen und (iii) Hochfrequenzhämmern mit niedriger Schlagenergie zur Minimierung von Pilzabbrüchen und sein Stichlochlänge maximieren.

Heutzutage sind die Stichlochbohrer in der Regel mit hochofentauglichen Sensoren ausgestattet. Diese Sensoren liefern Bohrparameter-Feedback zur Prozessüberwachung und Automatisierung der Gewindebohrtechnik.

Zu den Automatisierungsfunktionen der Stichlochbohrer gehören normalerweise ein optimiertes Bohren (kontinuierliche Überwachung und Anpassung der Vorschubkraft und Bohrdrehung) und eine automatische Messung der Stichlochlänge.

Normalerweise werden die folgenden drei Arten von Bohrstangen in Stichlochbohrern verwendet.

Schlammpistolenmaschinen

Schlammkanonenmaschinen führen eine der wichtigsten und kritischsten Operationen in Hochöfen durch, nämlich das Schließen der Abstichlöcher. Das Schließen eines Hochofenabstichlochs unter allen Bedingungen ist eine wichtige Sicherheitsanforderung. Dies verlangt von Schlammkanonenmaschinen eine extrem hohe Zuverlässigkeit und Robustheit. In modernen Hochöfen erfordert die Abstichtechnologie Hochleistungs-Schlammpistolenmaschinen, die den Einsatz von verschleißfesten und schnell abbindenden Abstichmassen ermöglichen. Die heutigen Hochleistungsstichlochmassen können ohne eine optimierte Temperaturregelung der Schlammkanonenmaschine nicht gehandhabt werden.

Die hydraulischen Antriebe der Schlammkanonenmaschinen sorgen dafür, dass alle Arbeiten mit modernen Schwerlaststichlöchern effektiv und sicher sind. Schlammkanonenmaschinen werden speziell für kritische Hochleistungsbetriebe hergestellt, und ihr Design und ihre technischen Parameter entsprechen vollständig den Anforderungen moderner technologischer Prozesse des Hochofenbetriebs.

Der hohe Stichlochmassendruck bei der inversen Bauweise erfordert eine Schlammspritzmaschine mit erheblichem Platzbedarf. Heutzutage sind 200 kg/cm² Verstopfungsdruck/250 Liter Volumen der Stichlochmasse für kleine und mittelgroße Hochöfen und 250 kg/cm²/350–400 Liter für große Hochöfen der beste Kompromiss zwischen Platzbeschränkungen und maximalem Abstichlochmassendruck .

Schlammkanonenmaschinen müssen für hohe Stampfdrücke der Abstichlochmasse, schnelles Schwenken und automatischen Betrieb ausgelegt werden. Diese Maschinen müssen zuverlässig sein und hohe Qualität, einen langfristigen störungsfreien Betrieb, einfache Wartung und ein hohes Maß an Wartungsfreundlichkeit aufweisen.

Zu den Automatisierungsfunktionen moderner Schlammkanonenmaschinen gehört das „automatische Verschließen“ für das Schließen des Abstichlochs mit vorprogrammierten, einstellbaren Rammgeschwindigkeiten, -volumina und -sequenzen sowie die Überwachung der Abstichlochfläche und die Visualisierung/Steuerung des hydraulischen Antriebssystems.

Die grundlegenden Konstruktions- und Installationsanforderungen für Stichlochpistolen lauten wie folgt.

Steuerkabinen für Stichlochbohrer und Schlammspritzmaschinen

Steuerkabinen für die Stichlochbohrer und Schlammspritzmaschinen sind so anzuordnen, zu schützen und auszurüsten, dass ein Betrieb auch im Notfall möglich ist. Dementsprechend müssen sie die folgenden Grundfunktionen aufweisen.

Manipulatoren für Roheisenwannenabdeckungen

Um das Abkühlen des Roheisens vor dem Ablassen in die Roheisenpfannen zu vermeiden, sind Haupt- und Tragwannen für Roheisen mit festen und abnehmbaren Abdeckungen abzudecken. Diese Abdeckungen werden auch für eine effiziente Staub- und Rauchabsaugung in der Gießerei benötigt. Der Abstichvorgang und die Abstichlochwartung erfordern jedoch einen ungehinderten Zugang zum vorderen Bereich des Ausgusses. Abnehmbare Abdeckungen werden normalerweise von Manipulatoren angehoben und bewegt, wodurch der Zugang für Stichlochbohrer und Schlammkanonenmaschinen geöffnet wird. Der Einsatz von Manipulatoren trägt dazu bei, den Haupttrog vollständig abzudecken und die Sicherheit des Wartungspersonals zu erhöhen.

Manipulatoren für Roheisentrogabdeckungen werden normalerweise unter der Windformplattform montiert. Sie sind normalerweise kompakt und werden in der Regel effizient über eine Fernbedienung mit einer manuellen Übersteuerung betrieben. Wichtige Merkmale von Manipulatoren für Roheisenwannenabdeckungen sind im Allgemeinen eine dauerhaft verbundene Abdeckung und eine wiederholbare Positionierung. Diese Manipulatoren können entweder hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden.

Manipulatoren für Roheisenwannenabdeckungen führen zu minimierten Kosten für abnehmbare Abdeckungen, die am meisten hohen Temperaturen und schnellem Verschleiß ausgesetzt sind. Die Manipulatoren müssen aus Gründen der Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit einen erheblichen Freiraum auf der Gießhalle schaffen.

Verschiedene Ausführungen von Manipulatoren für Roheisenwannenabdeckungen bieten flexible Lösungen für praktisch alle Anforderungen der Hochofengießerei, minimieren die Kapazität des Manipulators und seine Anschaffungskosten.

Kippkufen

Kipprinnen sind eine unverzichtbare Ausrüstung für die Gießerei zum zuverlässigen und sicheren Gießen von Roheisen, das normalerweise für große Hochöfen gegossen wird. Ein Kippkanal wird normalerweise zwischen zwei heißen Metallschienen positioniert. Der Läufer wird zuerst gekippt, um die Pfanne mit heißem Metall auf einer Spur zu füllen, und dann zurückgekippt, um die Pfanne auf der anderen Spur zu füllen. Während die zweite Kelle gefüllt wird, kann die erste durch eine leere ersetzt werden, so dass der Guss während des Füllens mehrerer Kellen ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann.

Kippläufer sind normalerweise robust konstruiert und normalerweise mit hydraulischen Antrieben ausgestattet, um die zum Gießen des heißen Metalls erforderlichen Winkel bereitzustellen. Da es sich um große Fertigteile handelt, ist die Einhaltung der Schweißspezifikation von entscheidender Bedeutung. Sie sind durchdachte Notfallstrategien zur Gewährleistung der Betriebssicherheit. In Kombination mit einem Füllstandsmesssystem für Roheisenpfannen kann der Betrieb der Kipprinne automatisiert werden.

Stangenwechsler

Stangenwechsler ist eine Robotermaschine, die verwendet wird, um Stangen zu handhaben und zu installieren oder Stangen in den Stichlochbohrer einzuweichen. Ein Stangenwechsler enthält normalerweise ein Stangenmagazin, das Stangen oder Stangen mit unterschiedlichen Durchmessern enthält. Der Arm des beweglichen Schlittens kann eine Stange aus dem Magazin in das Bohrfutter laden oder eine verbrauchte Stange nach Gebrauch aus dem Bohrer entfernen.

Schlammpistolenfüllmaschine

Diese Maschinen dienen zum automatischen Befüllen der Schlammkanone. Ein Schema für die automatische Befüllung einer Schlammkanonenmaschine ist in Abb. 2 dargestellt.

Abb. 2 Schema zur automatischen Befüllung einer Schlammkanonenmaschine

Jack-Dam-Bohrer

Heber-Damm-Bohrer dienen zum Bohren eines Lochs in die Skimmerplatte/Wand des Haupttrogs des Hochofens. Dadurch wird sichergestellt, dass Gussprodukte vollständig aus dem Ofen entleert werden. Die Bohrer werden speziell für den Hochofen angefertigt, um die spezifischen Anforderungen wie die Lage des Haupttrogs, Fundamente, Säulen und feste Ausrüstung für jede spezifische Gießhalle zu erfüllen. Geräteantriebe sind entweder hydraulisch oder pneumatisch und werden entweder von der allgemeinen Pumpeneinheit des Gerätesystems oder unabhängig davon angetrieben. Die Bohrer werden entweder tragbar oder stationär hergestellt. Jack Dam Drill ist ein nützliches Werkzeug für die Hochofen-Gießerei.

Andere wichtige Werkzeuge und Ausrüstungen, die in der Gießerei verwendet werden

Andere wichtige Werkzeuge und Ausrüstungen, die in der Gießerei verwendet werden, sind Stoßstangen unterschiedlicher Größe und Länge, Sauerstofflanzenausrüstungen, Probenahmeeinrichtungen und Temperaturmesseinrichtungen usw. Diese sind zusätzlich zu den Kränen und Handhabungseinrichtungen, die für verschiedene Operationen in der Gießerei benötigt werden Gießhalle des Hochofens.

Entwicklungen bei Gießereiausrüstungen

In den letzten 125-130 Jahren hat sich in der Gewindebohrtechnik viel entwickelt. Während sich frühere Entwicklungen auf die mechanischen Aspekte von Gerätekonstruktionen konzentrierten, konzentrierten sich die jüngsten Bemühungen auf elektrische und hydraulische Steuerungen. Zukünftige Entwicklungen müssen weiterhin nach längeren Stichlochlebensdauern streben, indem sie härtere Stichlochmassen zulassen und den Einfluss der Schlagenergie des Hammers auf das Feuerfestmaterial des Herds verringern. Alternativen zum Bohren und Dübeln haben sich bis heute als nicht machbar erwiesen. Die „Ansticharmatur“ für Hochöfen ist noch immer ein Traum eines Hochofenbetreibers. Ideen wie das Stoppen oder Regulieren des Metallflusses durch magnetische Ströme haben sich im industriellen Maßstab nicht bewährt.



Herstellungsprozess

  1. Wichtige Aspekte der Konstruktion von Hochöfen und zugehörigen Zusatzausrüstungen
  2. Erzeugung und Nutzung von Hochofengas
  3. Hochofenschlackengranulierung in der Gießerei
  4. Verwendung von Nusskoks in einem Hochofen
  5. Einblasen von Kohlenstaub in einen Hochofen
  6. Hochofen Unregelmäßigkeiten während des Betriebs
  7. Kühlsystem für Hochöfen
  8. Beschickungssysteme für Hochöfen
  9. Chemie der Eisenherstellung im Hochofenverfahren
  10. Feuerfeste Auskleidung des Hochofens