Umfassende Kapitalinstandsetzung von Hochofen: Neuausmauerung, Schalenreparatur & Equipment-Überholung

Definition und Umfang der Kapitalinstandsetzung

Kapitalinstandsetzungen eines Hochofens erfolgen nach Ende einer Kampagne. Hauptarbeiten sind:

1. Neuausmauerung des Ofens
2. Reparatur beschädigter Schalenbereiche
3. Großrevision aller Aggregate mit Austausch verschlissener Komponenten
4. Ersatz veralteter oder lebensdauerbeendeter Ausrüstungen, Instrumente und Automatisierungselemente
5. Modifikationen, deren Bedarf sich während der abgelaufenen Kampagne zeigte

Da eine Kampagne 10 bis 20 Jahre dauert, finden in diesem Zeitraum technologische Fortschritte statt, die während der Kapitalinstandsetzung eingearbeitet werden müssen, um den Ofen auf aktuellen Stand zu bringen.

Zudem bieten Kapitalinstandsetzungen die Chance, die Ausmauerungskonzepte zu verbessern, das innere Ofenvolumen und damit die Kapazität zu erhöhen. Verbesserte Ausmauerungseigenschaften verlängern auch die nächste Kampagnenlebensdauer.

Planung der Kapitalinstandsetzung

Kapitalinstandsetzungen sind zeit- und budgetgebunden. Detaillierte Planung auf Minutenebene ist entscheidend für den Erfolg. Die Planungsgenauigkeit bestimmt, ob Zeit- und Kostenziele eingehalten werden.

Hauptplanungsaktivitäten

• Vorbereitende Arbeiten
• Engineering-Aktivitäten
• Abblasen, Salamander-Abstich, Ofenkühlung
• Zugangswege, Beleuchtung, Belüftung, Arbeitsbühnen im Ofeninneren
• Abbruch alter Feuerfestmaterialien, verschlissener Kühlplatten/Stäbe und Jams samt Entsorgung
• Ausschneiden und Entfernen beschädigter Schalenplatten, Beschaffung und Einbau neuer Platten
• Beschaffung und Einbau neuer Feuerfestausmauerung
• Revision der Aggregate mit Komponententausch
• Kompletter Austausch veralteter Ausrüstungen, Instrumente, Automatisierung inkl. Beschaffung
• Durchführung notwendiger Modifikationen
• Revision, Wartung, Modifikation in Gießhallen, Möllerbunker, Pumpstationen, Gaseinigung, Schlackengranulation
• Druckprüfung, Trocknen, Vorheizen und Abkühlen der Feuerfestmaterialien
• Anblasen des Ofens und Herstellen der Abstichlöcher
• Erster Schlacken- und Metallabstich in der neuen Kampagne

Personal- und Materiallogistik

Planung von Personal (insb. Maurer, Schlosser, geschweißte Schweißer), Verbrauchsmaterial, Hebezeugen, Werkzeugen ist kritisch. Große Arbeitskräftebedarfe in kurzer Zeit erfordern oft überregionale Rekrutierung. Logistik für große Materialmengen in kurzer Zeit: Transportflotte muss dimensioniert sein. Schuttdeponie nah am Standort reduziert Transportbedarf.

Mechanisierung

Mechanisierung verkürzt Ofenstillstand. Entscheidung über Mechanisierungsgrad vor Planung nötig. Vollmechanisierung erfordert Entmauerungsmaschinen (passend für Ofeninnendurchmesser), Bagger/Raupenlader, mobile Förderbänder, Gabelstapler, Aufzüge.

Lagerung und Parallelisierung

Systematische Lagerung von Instandsetzungsmaterialien für sofortige Verfügbarkeit. Parallelisierung möglicher Arbeiten verkürzt Gesamtzeit, Sicherheitsaspekte dabei beachten. Ausreichend PSA (Helme, Handschuhe, Sicherheitsschuhe, Staubmasken, Schweißerschutz, Atemschutz, CO-Monitore, elektr. Sicherheit).

Planungszeitpunkt und -fortschritt

Planung beginnt lange vor dem Abblasen: Auflistung aller Arbeiten, Grobkostenschätzung, Freigaben für Langzeitbestellungen. Detaillierte Planung → Balken- und PERT-Diagramme für Fortschrittskontrolle.

Vorbereitende und Engineering-Aktivitäten

Vorbereitende Arbeiten laufen während der laufenden Kampagne: Vorbereitung Salamander-Abstich, Wasser mit richtigem Druck am Ofenkopf für Quench/Kühlung, Einrichtungen für Gebläse/Beleuchtung an verschiedenen Ofenebenen, Lagerflächen und Materialvorrat an Ofenbereichen, Fertigung von Arbeitsbühnen (teilweise hängend), Aufhängevorrichtungen am Ofenkopf, Einbau Hebezeuge (Winden, Telpher), provisorische Verkabelung für Gebläse/Beleuchtung, ausreichend Gerüstmaterial für schnellen Aufbau im Ofen. Teilweise Engineering nötig: Fertigungszeichnungen, Verlegung provisorischer Kabel/Wasserleitungen, Boosterpumpen für Wasser.

Abblasen, Salamander-Abstich und Ofenkühlung

Abblasprozess: separater Artikel (Link). Wichtig: Wasser/Dampf zur Kühlung der Gichtgase dissociiert zu H₂ und O₂ → explosionsfähige Gemische möglich → kontinuierliche Gichtgasanalyse (Gaschromatograph) essenziell.

Salamander-Abstich: detailliert in Artikeln (Link 1, Link 2).

Löschen/Kühlen mit Wasser vom Ofenkopf nach Salamander-Abstich beschleunigt Abkühlung. Wassermenge anfangs begrenzen, um Dissociation (H₂/O₂-Bildung) zu vermeiden. Erhöhen, sobald Ofentemperatur unter Dissociationstemperatur gefallen ist.

Nach Abkühlung: Ofenspülung mit Stickstoff zur Entfernung schädlicher Gase (CO etc.).

Kapitalinstandsetzungsarbeiten

Start nach Abkühlung: Absperren der Gichtgasleitung, Öffnen permanenter Ofenöffnungen, Entfernen von Düsen, Kühlern, Blasrohren, Abbau Topequipment für Revision. Schale an geplanten Stellen für Personen-/Material-/Maschinenzugang öffnen. Beleuchtung/Belüftung im Ofeninneren einrichten. Herdboden prüfen: kompletter Salamander entfernt? Sauberer Herd? Rest-Salamander lockern, ggf. Lanzen/Sprengstoff.

Nach sauberem Herd: Abbruch alte Ausmauerung. Zeitersparnis durch Entmauerungsmaschine auf beweglicher Hängeplattform. Schuttentfernung/Reinigung (Bagger, temporäres Förderband). Dann eigentliche Reparaturen: Schalenreparatur, Einbau Rachenausmauerung/Kühlstäbe, Feuerfestausmauerung.

Ausmauerungsarbeiten: Hauptarbeit, parallel an mehreren Fronten mit Hängeplattformen. Wichtig: Schutt oberer Ebenen darf nicht auf untere Plattformen fallen. Rund-um-die-Uhr-Überwachung durch Feuerfestingenieure für Integrität und Sofortentscheidungen.

Aktivitäten nach Ausmauerungsabschluss

Alle Ausmauerungsschutt entfernen, Abnahme durch Führungsteam + Auftragnehmer (Qualität/Integrität). Einbaumaterial aus Ofen entfernen. Aufgeschnittene Schalenplatten wiederverschweißen, Ausmauerung in diesen Bereichen erneut unter Feuerfestingenieur-Aufsicht. Topequipment wiedermontieren, permanente Öffnungen schließen. Kühler, Blasrohre, Düsen einbauen. Druckprüfung. Dann Trocknen, Vorheizen, Abkühlen nach Plan. Danach Feuerfestinspektion. Moderne Öfen: Vorheizen/Inspektion teils weggelassen, direkt Anblasen nach Druckprüfung (nicht empfehlenswert).

Anblasen: Details in separatem Artikel (Link).

Allgemeine Anforderungen

Kapitalinstandsetzung = riesiges Projekt im beengten Raum. Viele Auftragnehmer gleichzeitig. Gleichzeitige Arbeiten in Pumpstationen, Möllerbunker, Schlackengranulation, Werkstätten. Erfordert enge Koordination/Überwachung. Kommunikation perfekt, alle Unterlagen vor Ort. Baustellenbüro = Schaltzentrale, rund um die Uhr mit entscheidungsbefugten Führungskräften besetzt. Arbeitskampf-Themen in dieser Zeit vermeiden.

Sicherheit und Notfalldienste

Sicherheit von Personal, Material, Maschinen = oberste Priorität. Schon kleiner Unfall verzögert um Tage, Großunfall = Katastrophe. Unfälle demoralisieren Belegschaft. Rund-um-die-Uhr-Sicherheitsüberwachung durch Sicherheitsbeauftragte mit Arbeitsstopp-Befugnis bei Verstößen. Werksaufsichtsamt vorab informieren.

Ausreichende Brandschutzeinrichtungen auf allen Ofenebenen. Kleiner Brand kann Gesamtplan gefährden. Rund-um-die-Uhr-Bereitschaft Feuerwehrautos und -personal.

Erste-Hilfe-Einrichtungen und rund-um-die-Uhr-Rettungswagen am Instandsetzungsstandort.

Abb. 1: Fotografien der Kapitalinstandsetzung von BF 1 im Visakhapatnam Steel Plant

Abb. 2: Fotografien der Kapitalinstandsetzung von BF 1 im Visakhapatnam Steel Plant

Abb. 3: Fotografien der Kapitalinstandsetzung von BF 1 im Visakhapatnam Steel Plant