Optimasi Operasi Rumah Cetak Tanur Blast untuk Efisiensi dan Keandalan

Rumah Cetak Tanur Blast dan Operasinya

Rumah cetak (cast house) tanur blast (BF) adalah area kerja di mana logam panas dan escair cair dicetak dari tanur blast dan kemudian dituangkan ke dalam cetakan (torpedo car atau cetakan terbuka atas) atau diarahkan untuk penggenapan (pig casting dan slag granulation) atau perawatan (desulfurisasi rumah cetak).

Pentingnya Operasi Rumah Cetak yang Baik

Operasi rumah cetak yang bebas masalah adalah persyaratan penting dalam tanur blast produktif tinggi untuk operasi dengan biaya rendah. Desain fungsional rumah cetak, praktik operasional, teknologi refraktori, otomatisasi dan persyaratan lingkungan adalah isu penting yang perlu diperhatikan untuk memenuhi tuntutan akan keandalan dan output yang lebih besar dari rumah cetak. Dalam setiap tanur blast rumah cetak adalah area yang paling intensif tenaga kerja dalam seluruh operasi BF. Desainnya harus sepenuhnya terintegrasi dengan produksi logam panas yang diharapkan, volume hearth, dan praktik pencetakan sambil meminimalkan penggunaan tenaga kerja, pemeliharaan, bahan dan meningkatkan lingkungan kerja. Tujuan utama adalah untuk mencairkan logam besi cair dari tanur blast pada laju pencetakan dan melalui sejumlah pencetakan per hari yang ditentukan oleh laju peleburan, volume hearth efektif, dan keinginan untuk mempertahankan hearth dalam kondisi ‘kering’ daripada oleh ketersediaan through, runner dan peralatan rumah cetak. Tata letak khas rumah cetak BF ditunjukkan pada Gambar 1

Gambar 1 Tata letak khas rumah cetak BF

Desain dan operasi rumah cetak harus meningkatkan efisiensi operasi BF dengan mengacu pada parameter berikut.

• Peningkatan kondisi kerja untuk pekerja yang terlibat dalam pencetakan logam panas dan escair cair
• Pengurangan kehilangan panas dari logam panas dengan mempertahankan suhunya
• Pengurangan jumlah logam panas yang hilang dengan escair cair
• Mengurangi secara signifikan volume polutan yang tercipta selama pencetakan

Rumah cetak harus memiliki sejumlah pintu masuk, lorong dan keluar di mana pekerja dapat mengevakuasi area dalam darurat. Ini harus dirancang dan terletak sedemikian rupa sehingga selalu memungkinkan bagi pekerja untuk melarikan diri dari setiap area rumah cetak tanpa melewati depan lubang pencetakan atau melintasi runner.

Ukuran rumah cetak bergantung pada kapasitas produksi furnace, tetapi juga penting bahwa ada cukup ruang untuk menampung baik pekerja maupun peralatan. Secara khusus, harus ada ruang kosong sebanyak mungkin di samping furnace dan di setiap sisi lubang pencetakan. Secara ideal tata letak harus sedemikian rupa sehingga runner disimpan sependek mungkin. Dengan runner yang miring atau berayun dan cetakan logam panas kapasitas tinggi, kondisi kerja di rumah cetak dapat ditingkatkan, dan pencetakan dapat dilakukan lebih mudah. Selanjutnya pembukaan dan penutupan lubang pencetakan yang hati-hati adalah faktor kunci keberhasilan tanur blast.

Untuk ekstraksi debu dan asap yang efisien di rumah cetak, runner besi harus ditutup. Namun, proses pencetakan dan pemeliharaan lubang pencetakan memerlukan akses tanpa halangan ke area depan runner. Berbagai desain penggerak penutup through menyediakan solusi fleksibel di rumah cetak.

Lantai rumah cetak di sisi logam dan escair harus memiliki permukaan halus dan sedikit miring di bagian-bagian tertentu. Sudut kemiringan tidak boleh dipilih hanya untuk pengeluaran escair dan logam panas yang mudah. Jika kemiringan terlalu curam, pekerja di rumah cetak akan menjadi tidak perlu lelah dan risiko jatuh akan lebih besar.

Kedalaman runner harus cukup besar untuk menampung aliran maksimum logam panas setelah memperhitungkan keberadaan lapisan refraktori.

Perhatian khusus diperlukan dalam memilih sistem yang digunakan untuk menghubungkan lubang pencetakan dengan runner utama, sehingga tidak ada putus antara tanur blast dan lantai pencetakan.

Pembukaan di lantai pencetakan, untuk evakuasi cairan dan escair yang dicetak perlu dilindungi sehingga pekerja tidak dapat jatuh melalui mereka.

Ledakan cetakan escair jarang terjadi tetapi tidak mustahil dan, untuk setiap jenis instalasi, langkah yang paling sesuai harus diambil untuk melindungi pekerja dari percikan escair.

Bahaya lain adalah tumpahan atau bocor logam panas dari cetakan logam ke rel dan area sekitarnya. Jika tanah basah ledakan dapat terjadi. Langkah yang sesuai harus diambil untuk mencegah air (air tanah, air hujan atau air dari tanur blast) dari meresap atau mengalir ke dalam area. Harus ada fasilitas drainase untuk air yang bisa berkumpul di antara rel.

Rumah cetak harus dirancang dan dilengkapi untuk memungkinkan pekerja memantau pengisian cetakan logam panas dan escair tanpa bahaya kecelakaan.

Hati-hati harus dilakukan dalam pemilihan dan lokasi pabrik granulasi escair, sehingga tidak ada kemungkinan uap dari air pendingin ditiup ke dalam rumah cetak. Sebuah sistem harus dipasang untuk melindungi pekerja dan peralatan dari ledakan yang dapat terjadi saat logam panas secara tidak sengaja dicetak dengan escair.

Mesin dan alat angkut yang digunakan di rumah cetak harus dipilih dengan hati-hati, karena penanganan manual harus dijaga pada minimum mutlak dan setiap bagian lantai pencetakan harus dapat diakses. Mesin harus mencakup satu atau lebih overhead travelling crane atau alat pengangkat lain dan forklift serta truck pengangkatan lain. Access ramp dan ruang manuver di lantai pencetakan harus disediakan untuk truck pengangkatan.

Bahaya yang dihadapi pekerja rumah cetak selama operasi pencetakan adalah sebagai berikut.

• Suhu tinggi material dan panas radiasi yang dihasilkan oleh logam panas dan escair cair
• Ledakan dan percikan logam panas dan escair
• Meluap dan tumpahan
• Pecahan furnace
• Asap, debu, gas dan uap
• Penggunaan oksigen untuk lancang lubang pencetakan
• Penggunaan mesin seperti gun lubang pencetakan dan bor, peralatan pneumatik, hidrolik dan listrik, dll.
• Penggunaan alat tangan
• Penanganan material, dan limbah, dll.
• Penggunaan gas mudah terbakar untuk pengeringan runner
• Penggunaan sekam padi untuk pelindung panas dan pasir
• Kebisingan.

Tanur blast modern memiliki peralatan, alat dan bahan konsumsi berikut di rumah cetak

• Bor lubang pencetakan
• Pengganti tongkat bor
• Gun lubang pencetakan
• Loader gun lubang pencetakan
• Penutup through dan penggerak penutup through
• Sistem pengukuran level untuk torpedo car
• Runner miring
• Bor jack dam
• Kabin kontrol
• Pengukuran suhu dan sampling
• Bahan konsumsi refraktori
• Bahan konsumsi lain seperti pasir, sekam padi, pipa lancang, dan rod lobang, dll.
• Oksigen untuk lancang dan bahan bakar gas untuk pengeringan runner

Beberapa di antaranya dijelaskan secara rinci di bawah ini.

Bor Lubang Pencetakan

Pencetakan ekonomis memerlukan channel lubang pencetakan yang berperforma tinggi. Selain pilihan clay lubang pencetakan yang tepat dan strategi pembukaan yang optimal, penyesuaian yang optimal dari parameter pencetakan serta reproduksibilitasnya sangat penting. Bor lubang pencetakan harus menggabungkan fleksibilitas maksimum dengan drill hammer kapasitas tinggi yang terbukti untuk memastikan bor yang efektif. Persyaratan desain dan instalasi dasar untuk bor lubang pencetakan adalah sebagai berikut.

• Boran harus cukup kuat dan rigid untuk bor yang akurat lubang pencetakan
• Harus mungkin untuk mengunci bor pada posisi tertentu
• Semua gerakan dan manuver bor harus dikontrol dari jarak jauh
• Harus mungkin untuk menghentikan ini pada waktu tertentu
• Mesin harus dilengkapi dengan sirine atau buzzer peringatan yang harus beroperasi secara otomatis sebelum bor dijalankan
• Bor harus dipasang sedemikian rupa sehingga saat tidak digunakan, pekerja dapat bergerak bebas di sekitarnya dan melakukan perbaikan padanya. Harus ada cukup ruang untuk satu orang untuk melewati antara mesin dan rintangan apa pun
• Sarana perlindungan yang sesuai harus disediakan untuk personil yang bekerja di sekitar mesin, dan mesin itu juga harus dilindungi
• Garansi daya harus dilindungi dari panas dan pecahan dan harus memiliki kekuatan mekanik yang baik
• Jika listrik digunakan, disarankan untuk memiliki suplidan melalui setidaknya dua sirkuit independen, salah satunya harus sirkuit keselamatan
• Jika kontrol hidrolik atau pneumatik accumulator yang diukur dengan tepat harus dipasang.

Gun Lubang Pencetakan

Menutup furnace dalam kondisi apa pun adalah persyaratan keselamatan kunci. Ini menuntut keandalan dan ketangguhan yang sangat tinggi dari gun lubang pencetakan. Persyaratan desain dan instalasi dasar untuk gun lubang pencetakan adalah sebagai berikut.

• Gun harus cukup kuat untuk mengeluarkan clay lubang pencetakan ke dalam lubang pencetakan melawan tekanan internal penuh dari tanur blast, bahkan saat tekanan meningkat di atas normal
• Mesin harus mampu menempatkan mulut gun dengan benar di lubang pencetakan meskipun ada halangan oleh escair atau material lain
• Mesin harus dirancang untuk mengeluarkan semua clay yang diperlukan untuk plug
• Harus mungkin untuk mengunci gun dalam berbagai posisi
• Semua gerakan dan manuver gun harus dikontrol dari jarak jauh; harus mungkin untuk menghentikan ini pada waktu tertentu
• Mesin harus dilengkapi dengan sirine atau buzzer peringatan yang harus beroperasi secara otomatis sebelum gun dijalankan
• Gun harus dipasang sedemikian rupa sehingga saat tidak digunakan, pekerja dapat bergerak bebas di sekitarnya dan melakukan perbaikan padanya ; harus ada cukup ruang untuk satu orang untuk melewati antara mesin dan rintangan apa pun
• Sarana perlindungan yang sesuai harus disediakan untuk personil yang bekerja di sekitar mesin, dan mesin itu juga harus dilindungi
• Garansi daya harus dilindungi dari panas dan pecahan dan harus memiliki kekuatan mekanik yang baik
• Jika listrik digunakan, disarankan untuk memiliki suplidan melalui setidaknya dua sirkuit independen, salah satunya harus sirkuit keselamatan
• Jika kontrol hidrolik, accumulator yang diukur dengan tepat harus dipasang

Kabin Kontrol

Kabin kontrol untuk gun dan bor lubang pencetakan harus terletak, dilindungi dan dilengkapi sedemikian rupa untuk memungkinkan operasi bahkan dalam darurat. Sesuai dengan itu, mereka harus memiliki fitur dasar berikut.

• Lokasi kabin kontrol harus sedemikian rupa sehingga personil sepenuhnya dilindungi dari risiko pecahan atau ledakan dan dapat mengamati operasi dengan cara yang sempurna
• Tidak ada bahan mudah terbakar yang digunakan dalam konstruksinya
• Setidaknya dua pintu masuk yang berbeda dan independen harus disediakan, salah satunya harus memberikan akses ke platform evakuasi darurat di luar, yang harus dijaga agar selalu kosong
• Tidak boleh ada pintu yang menghubungkan kabin dengan runner
• Jendela pengamatan yang melihat area pencetakan harus (i) semampuk mungkin kecil tetapi memberikan operator tampilan lengkap dari area operasi dan lokasi gun dan/atau bor, (ii) dilengkapi dengan panel kaca ‘Triplex’ pada bingkai yang terbuka ke luar, dilindungi oleh gril, (iii) Kontrol harus terletak di samping jendela sehingga operator dapat dengan mudah mengoperasikannya sambil mengikuti perkembangan operasi. Hati-hati harus diambil untuk mencegah operasi kontrol yang tidak disengaja, dan (iv) Komunikasi antara kabin dan tempat lain di mana pekerja yang terkait dengan operasi tanur blast dilakukan harus disediakan oleh setidaknya dua sistem komunikasi lisan terpisah (telepon internal, intercom, dan telepon radio, dll.).
• Kabin harus dilengkapi dengan sistem ventilasi yang menarik udara dari area yang tidak terpolusi asap atau gas.
• Jika kabin tidak dapat terletak di area yang dilindungi dari percikan atau ledakan yang mungkin, langkah keselamatan harus ditingkatkan. Secara khusus, pintu harus diatur sedemikian rupa sehingga setiap ledakan cenderung menutup daripada membuka mereka, dan dinding, pintu dan atap harus dilapisi dengan material tahan api dan panas.

Piercing Lubang Pencetakan dengan Oksigen

Peralatan untuk piercing lubang pencetakan terdiri dari pipa fleksibel untuk suplidan oksigen, pemegang lancang, dan lancang oksigen. Lancang oksigen terdiri dari satu atau lebih tabung baja. Penting untuk memastikan bahwa operator selalu cukup jauh dari lubang pencetakan untuk menghindari percikan dan percikan. Oleh karena itu disarankan untuk tidak mengizinkan lancang membakar terlalu jauh ke bawah panjangnya, tetapi lebih baik untuk mengambil bagian yang tidak terbakar untuk membuat tabung dengan panjang asli. Hati-hati besar harus diambil dalam menyambung tabung bersama-sama, untuk mencegah kebocoran oksigen melalui pengelasan. Tabung dalam kondisi buruk harus ditolak. Tabung harus sudah dilemasi saat diantarkan ke rumah cetak. Tabung berminyak tidak boleh digunakan. Tabung harus disimpan di area yang dilindungi dari minyak, lemak, debu dan cuaca. Hanya bagian tabung yang memenuhi persyaratan keselamatan minimum yang harus diambil untuk digunakan kembali.

Bahan Konsumsi Refraktori Rumah Cetak

Untuk lubang pencetakan tanur blast, di mana besi dan escair dicetak secara berkala, mix lubang pencetakan siap pakai (juga disebut clay lubang pencetakan) digunakan untuk menutup lubang pada akhir pencetakan. Bahan pemanasan ini kemudian di-bor untuk pencetakan berikutnya. Untuk through dan runner, di mana besi dan escair dipisahkan dan besi diarahkan menuju cetakan, castables terikat hidrolik digunakan sebagai lining dasar dan bahan gunning untuk perbaikan.

Clay Lubang Pencetakan

Clay lubang pencetakan adalah bahan yang digunakan untuk menutup lubang pencetakan setelah pencetakan sehingga tidak ada material yang dapat bocor, dan untuk menjaga lubrication tetap sampai lubang pencetakan dibuka lagi. Saat ini, pilihan dan penggunaan clay lubang pencetakan dikorelasikan dengan banyak faktor yang diberikan di bawah ini.

• Kondisi operasi tanur blast, yang bergantung terutama pada ukuran dan eksploitasi -clays berpartisipasi dalam proses sebagai elemen kunci untuk memastikan keandalan dan keamanan agar tidak mengganggu produktivitas tanur blast.
• Susunan khusus area lubang pencetakan dan manajemenannya – ini memerlukan agar clays tidak hanya mengarahkan dan menahan serangan logam cair tetapi juga memiliki pengaruh positif pada drainase hearth dan aliran besi perifer melalui panjang lubang.
• Aspek lingkungan diambil baik sebagai kebijakan dalam perbaikan kondisi kerja manusia di level rumah cetak dan sebagai perlindungan lingkungan secara umum.
• Aspek ekonomi untuk menawarkan biaya unit optimal per ton logam panas yang dihasilkan, karena biaya clay lubang pencetakan tetap menjadi salah satu biaya besar dalam operasi rumah cetak.

Clay lubang pencetakan harus memiliki properti untuk secara konsisten dan aman melakukan fungsi berikut.

• Alir saat didorong oleh gun clay, untuk menutup lubang pencetakan. Clay lubang pencetakan harus lentur cukup untuk di-inject dengan benar.
• Kering dalam lubang pencetakan selama plug ke waktu pencetakan tetapi tanpa penyusutan untuk memastikan segel yang rapat
• Keras cukup cepat untuk menahan tekanan dari dalam furnace
• Dapat di-bor dalam waktu yang dapat diterima.
• Mengizinkan aliran cair yang stabil dan terkontrol saat pencetakan tanpa percikan
• Menahan erosi dan serangan kimia oleh logam panas dan escair selama pencetakan
• Membentuk substrat yang stabil untuk plug berikutnya
• Menyanjkan panjang lubang pencetakan yang stabil dan dapat dikontrol.
• Porous cukup untuk mengizinkan gas distilasi untuk melarikan diri
• Hal itu juga, dalam beberapa kasus, harus cocok untuk memelihara lubang pencetakan dan memulihkannya ke kondisi normalnya jika telah menurun

Persyaratan clay lubang pencetakan adalah sebagai berikut.

• Plasticity yang ditingkatkan- Untuk memberikan kerja yang lebih baik
• Resistensi korosi dan abrasi yang tinggi – Untuk memberikan diameter lubang pencetakan dan panjang lubang pencetakan yang konstan
• Sinterabilitas yang baik – Untuk memberikan kekuatan yang baik
• Kekuatan perekat – Diperlukan untuk perekat yang tepat dari mix lubang pencetakan baru dengan yang lama
• Kapasitas pembuangan gas yang baik – Untuk mengurangi pembentukan tekanan gas di dalam
• Pencetakan atau bor yang mudah.

Clays anhidrotik lebih tahan lama daripada yang mengandung air. Yang terakhir tidak dapat digunakan untuk tanur blast modern dan hati-hati khusus harus diambil saat mereka digunakan. Bahan baku yang digunakan untuk clay lubang pencetakan adalah alumina fused, bauxite calcined, chamotte, fire clay, clay minerals, pyrofillite, silica, fine sand, kyanite, fine calcined alumina, fume silica, zirconium, chromites, silicon carbide, carbon, silicon nitride, metallic powders, koks, ultra fine carbon, tar, resin, dan minyak khusus.