Memahami Pembentukan Scaffold dalam Tiang Tanur Tiang

Memahami Pembentukan Scaffold dalam Tiang Tanur Tiang

Istilah scaffold digunakan ketika ada endapan atau pembentukan scab pada dinding tanur tiang (BF) yang menyebabkan penurunan luas penampang tiang BF. Scaffold dapat terjadi pada tingkat yang relatif lebih tinggi di tiang BF atau relatif rendah di tiang BF (dekat puncak bosh). Sulit untuk menggeneralisasi jenis scaffold karena ada very little in common antara struktur dan lokasi scaffold dari BF yang berbeda. Namun, scaffold dapat secara umum diatur dalam dua kelompok. Kelompok ini adalah (i) scaffold laminated, dan (ii) scaffold non laminated. Scaffold dengan struktur laminated terdiri dari lapisan bergantian besi logam (Fe) dan beban kaya alkali. Pembentukan tipikal scaffold besar di BF ditunjukkan dalam Gambar 1.

Gambar 1 Pembentukan Tipikal Scaffold Besar di BF

Scaffold dapat menyebabkan hanging di BF. Hanging terjadi ketika beban, dalam perjalan turun, menemui resistensi yang sangat tinggi yang mengakibatkan berhentinya pergerakan beban. Hanging dapat pecah, dan kemudian material jatuh karena celah yang telah dibuat di bawah hanging. Setelah pecahan, ketika geseran terjadi, biasanya sejumlah besar material jatuh dan mengarah pada operasi BF yang tidak teratur yang mengarah pada distribusi gas yang tidak merata dengan implikasinya pada parameter BF.

Prasyarat Pembentukan Scaffold

Prasyarat untuk pembentukan scaffold yang stabil dan berbahaya adalah (i) kehadiran material yang cocok dalam beban BF untuk membangun scaffold (misalnya, fines, beban tidak terlayar dengan baik, sinter dengan karakteristik degradasi reduksi suhu rendah yang inferior, penggunaan sinter yang disimpan lama, basah dan dingin, atau koks ukuran kecil, dll.), (ii) kehadiran material aglomerasi (semen) untuk aglomerasi material beban, (iii) kehadiran mekanisme penangkap (ancoran) untuk membangun scaffold pada dinding tiang BF yang dapat berupa ikatan kimia dengan material lining, ancoran fisik di sekitar plate pendingin, pembangunan busur menuju dinding bosh, atau hanya kondensasi material aglomerasi pada dinding, (iv) pasokan berkelanjutan dari komponen yang menempel, dan (v) scaffold yang terbentuk cukup kuat untuk menahan gaya aus dari material yang menurun.

Tempat di mana scaffold terletak tergantung pada material aglomerasi, material menempel, material beban, operasi tanur, dan fitur konstruksi tanur seperti elemen pendingin dan material lining. Ia dapat terletak pada berbagai tingkat di BF seperti tiang, bosh, atau belly. Gambar 2 memberikan beberapa tampilan scaffold di BF.

Gambar 2 Tampilan Scaffold di BF

Komposisi kimia tipikal dari akar dan kerak keras dari sampel scaffold dari beberapa BF di Eropa diberikan dalam Tab 1.

Tab 1 Analisis Tipikal Sampel Scaffold dari BF Eropa
No. Urut	Komposisi	Akar Scaffold		Kerak Keras Scaffold
		Sampel 1	Sampel 2
		%	%	%
1	C	4.24	1.59	8.4
2	Fe (total)	56	33	42.6
3	SiO2	5.4	21	5.9
4	Al2O3	9.51	5.16	1.26
5	CaO	11.9	20.6	5.35
6	MgO	4.95	6.08	1.91
7	ZnO	0.002	N.D.	23.3
8	PbO	0	N.D.	0.26
9	K2O	0.86	1.57	3.1
10	Na2O	0.36	0.76	1.3
11	S	4.2	0.05	0.20

Scaffold di Bosh dan Belly

Di BF ideal, pembentukan dan pelupukan scaffold terjadi secara terus-menerus sehingga tidak ada variasi besar dalam kehilangan pendingin atau kimia terak yang diamati. Di BF lama dengan plate pendingin dan lining keramik, keseimbangan ini sulit dicapai terutama ketika lining telah erosi. Di BF baru dengan lining stave atau plate tembaga-grafit, ada urutan pembentukan dan pelupukan scaffold yang teratur bergantian. Pelupukan scaffold biasanya terjadi dua kali atau lebih dalam seminggu.

Scaffold terdiri dari debu koks, komponen bijih yang direduksi, terak, komponen debu seperti asap, dan alkali yang terkondensasi, dll. Jenis scaffold ini rapuh dan mudah terlepas. Jika jenis scaffold ini tetap lebih lama di dinding bosh, terutama ketika melingkari lingkaran bosh, ia secara mekanis stabil dan mendapatkan kekuatan seiring waktu. Oksida besi direduksi menjadi Fe logam, disinter bersama dan dikarbonisasi. Karbon koks (C) di-gasifikasi oleh reaksi kehilangan larutan yang meninggalkan ruang untuk debu dan material yang terkondensasi, misalnya oksida kalium (K2O). Ketika scaffold telah tetap lebih lama pada suhu yang lebih tinggi di bosh, scaffold padat dan sebagian besar terdiri dari Fe dan terak. Semakin lama scaffold tetap, semakin besar dimensinya dan risiko gangguan serius bertambah.

Tahap Pembentukan Scaffold

Pembentukan scaffold tipikal terjadi karena alasan dan langkah yang terdiri dari (i) ada banyak fines dan sinter yang tidak terlayar dengan baik dengan karakteristik degradasi reduksi suhu rendah yang inferior dalam beban, (ii) material halus tersegregasi ke sisi dinding di mana aliran gas lemah, suhu rendah dan laju reduksi lambat, (iii) akar zona kohelet terletak rendah di bosh dan dapat juga beban campuran, (iv) penurunan normal beban berhenti karena hanging atau penhentian pemeliharaan, (v) dekrepitasi sinter terus berlanjut karena reduksinya, (vi) material yang lembut atau setengah leleh menempel pada elemen pendingin dan membeku, (vii) ketika beban mulai menurun lagi (hanging meluncur atau tanur dihidupkan kembali setelah penhentian), material yang menempel ini tetap di tempatnya, (viii) seng (Zn) dan senyawa alkali terkondensasi dari gas dalam material stagnan mengaglomerasi fines bersama, (ix) pembentukan akar scaffold, (x) pada permukaan lapisan material stagnan, menuju beban, kondensasi senyawa aglomerasi dan debu terus membangun kerak keras dari Fe, ZnO (oksida seng), K2O, dan komponen terak, (xi) pertumbuhan berkelanjutan ke atas dan sedikit menuju pusat tanur. Jika jenis scaffold ini diizinkan untuk tumbuh, ia dapat tumbuh untuk beberapa waktu tanpa membuat gangguan signifikan, tetapi setelah itu menyebabkan gangguan serius dalam operasi BF, misalnya tiang dingin, kerusakan tuyere, dll.

Scaffold di Tiang Tengah dan Bawah

Tradisional alkali dianggap sebagai alasan pembentukan scaffold di tiang BF. Pada suhu di atas 1100 °C, alkali direduksi dan diavaporasi dari terak leleh dan naik bersama dengan gas. Senyawa alkali sianida terbentuk pada suhu berkisar dari 900 °C hingga 1000 °C dan pada rentang suhu kurang dari 750 °C hingga 880 °C uap ini terkondensasi dan dioksidasi oleh CO2 menjadi karbonat. Alkali juga dapat bereaksi dengan material beban, partikel debu, dan lining jika suhu cukup tinggi. Dalam sistem Na2O-K2O-MgO-CaO Al2O3-SiO2, ada banyak komposisi dengan titik leleh rendah dengan beberapa yang memiliki titik leleh rendah hingga 700 °C. Pada suhu yang berfluktuasi, leleh ini dapat melarutkan lebih banyak material padat ketika suhu naik dan mengaglomerasi partikel bersama ketika suhu turun kembali. Campuran titik leleh rendah ini terdekomposisi menjadi fase yang lebih stabil selama pengeringan dan sulit untuk menetapkan komposisi leleh tertentu sebagai fase aglomerasi. Fase yang kristalisasi biasanya memiliki titik leleh yang lebih tinggi dari fase leleh awal. Itulah sebabnya misalnya KAlSiO4 (kalsilite) sering ditemukan dalam scaffold, meskipun memiliki titik leleh yang sangat tinggi (lebih dari 1700 °C). Pengaruh K pada pembentukan scaffold ditunjukkan dalam Gambar 3.

Gambar 3 Pengaruh K pada Pembentukan Scaffold

Seng direduksi pada sekitar 800 °C dan dievaporasi pada 907 °C. Ia dioksidasi kembali menjadi ZnO di bagian beban yang lebih dingin di mana suhu turun di bawah 800 °C dan di mana rasio CO2 / (CO2+CO) lebih tinggi dari 0.2.

Scaffold dapat tumbuh sangat cepat jika tidak ada mekanisme aus seperti gerakan beban yang menurun. Selama gerakan beban yang menurun, irisan koks dengan tepi keras bertindak sebagai material penggerus. Pertumbuhan scaffold adalah keseimbangan antara fenomena menempel dan aus. Ada banyak faktor pendukung yang dijelaskan sebelumnya. Secara umum sulit untuk menyebutkan hanya satu faktor. Biasanya jumlah banyak faktor yang memicu pertumbuhan scaffold.

Scaffold di Tiang Atas

Scaffold di tiang atas sangat umum ketika material beban tidak terlayar dengan menyeluruh atau nilai properti hancur suhu rendah mereka buruk. Fines dalam beban tersegregasi menuju dinding atau terbentuk oleh dekrepitasi sinter. Jumlah fines yang berlebih mengakibatkan penurunan tekanan yang tinggi dan dapat menyebabkan yang disebut 'debu hanging'. Material halus yang stagnan membentuk dasar untuk senyawa aglomerasi seperti ZnO dan K2CO3. Kadang-kadang kelembaban dalam beban basah dan dingin juga dapat terkondensasi dalam material halus di sisi dinding.

Akar Scaffold

Akar scaffold terletak di tengah tiang, idealnya ancoran di sekitar plate pendingin yang menonjol. Karena akar scaffold terletak begitu tinggi di tiang, sulit untuk menghancurkannya dengan melelehkan dengan terak. Selain itu, scaffold di tiang atas membuat sulit atau bahkan tidak mungkin untuk mengontrol distribusi bijih / koks di sepanjang jari tanur.

Penyebab Pembentukan Scaffold

Ada beberapa teori tentang bagaimana pembentukan scaffold dimulai, tetapi semua teori menerima bahwa alkali dan / atau Zn terlibat dalam proses pembentukan scaffold. Perbedaan dasar di antara teori adalah apakah alkali dan Zn bertindak hanya sebagai inisiator pembentukan scaffold, atau apakah mereka bertanggung jawab untuk seluruh proses. Namun, tidak yakin apakah kehadiran alkali dan Zn adalah prasyarat untuk pembentukan scaffold, atau apakah mereka hanya memburukkan seluruh proses pembentukan scaffold.

Berdasarkan studi kimia dan mineralogi yang dilakukan pada sampel yang dikumpulkan untuk scaffold dari beberapa BF, jelas bahwa pembentukan scaffold di BF dapat terjadi baik karena satu penyebab atau karena beberapa penyebab. Beberapa penyebab diringkas di bawah ini.

Seng

Seng – Zn dan senyawa Zn ditemukan dalam beberapa sampel. Penumpukan Zn terjadi karena siklus Zn di BF. Senyawa Zn seperti ZnO masuk ke BF dengan beban besi. Sementara Zn meleleh pada suhu 419,7 °C dan menguap pada 906 °C, titik leleh ZnO adalah 1975 °C. Bergantung pada tekanan parsial Zn dan kandungan CO / CO2 dan H2 / H2O, ZnO direduksi pada suhu tinggi dan dalam kondisi yang ditemukan pada tingkat tuyere sesuai dengan reaksi reversibel ZnO + C = Zn + CO, ZnO + CO = Zn + CO2, dan ZnO + H2 = Zn + H2O. Zn logam gas naik ke atas ke tiang, di mana kondisi berubah dan Zn dioksidasi lagi dan terkondensasi pada material beban. Hasil pengendapan membentuk lapisan putih-hijau di atas material beban. Karena titik leleh yang tinggi, ZnO tetap menempel dan bergerak turun bersama dengan beban. Bersama dengan Zn baru yang masuk dengan beban, Zn terkumpul di BF selama tidak dikeluarkan.

Oksidasi dan reaksi selanjutnya menghasilkan berbagai senyawa Zn yang telah ditetapkan selama studi mineralogi sampel. ZnO paling sering ditemukan. Beberapa senyawa lain yang ditemukan adalah zinc silicate (Zn2SiO4), gahnite (ZnAl2O4), hardystonite (Ca2ZnSi2O7), dan franklinite (ZnO.Fe2O3). ZnO dapat mengaglomerasi fines dan debu beban yang berbeda, membentuk scaffold di tiang. Scaffold semacam ini tidak harus langsung menempel pada seluruh dinding yang dilapisi.

Dalam kasus tipikal operasi BF di mana material beban memiliki beban Zn yang sangat tinggi hingga 45 kg per ton logam panas (kg/tHM), jumlah Zn di BF terkumpul lebih cepat dibandingkan BF dengan konsentrasi Zn beban yang lebih rendah. Namun, scaffold yang disebabkan oleh Zn bukan masalah spesifik dari BF tertentu. Konsentrasi Zn dapat mencapai jumlah tinggi di setiap BF, jika Zn tidak dikeluarkan dari proses oleh tindakan spesifik seperti suhu gas atas yang tinggi.

Sintering

Sintering – Jika sebagian beban besi disimpan dalam keadaan terakumulasi selama waktu yang lama, maka dapat direduksi bahkan pada suhu dan atmosfer yang ada di tiang. Akumulasi ini menjadi kaya akan butir Fe logam, yang ditemukan dekat fase terak. Karena tekanan beban dan suhu di atas 900 °C, butir Fe logam dapat disinter bersama. Pembentukan padat Fe tebal terjadi. Karena stabilitasnya, hanya perlu dilekatkan pada dinding di dasar akumulasi di tiang yang menyebabkan pembentukan scaffold.

Alkali

Alkali – Alkali biasanya masuk ke BF dengan material besi dan dengan koks dalam bentuk silikat. Penumpukan alkali dapat terjadi sama seperti penumpukan Zn di BF. Direduksi pada tingkat tuyere, alkali naik ke atas di tiang dan terkondensasi pada suhu 882 °C (natrium, Na) dan 779 °C (kalium, K).

Uap alkali yang naik bersama dengan gas sekitar terkondensasi di bagian atas BF di mana sebagian keluar dengan gas atas, sementara sisa terkondensasi pada dinding dalam atau pada material umpan. Karena volalisasi dan kondensasi alkali di zona termal yang berbeda, alkali cenderung beredar di dalam BF, yang mengarah pada akumulasi dan interaksi dengan material umpan lainnya. Ini dapat memiliki dampak yang signifikan pada proses, bahkan ketika alkali diisi dalam jumlah kecil, biasanya kurang dari 5 kg/tHM. Tampilan sederhana sirkulasi alkali di BF ditunjukkan dalam Gambar 4. Studi pada BF yang diekskavasi telah menunjukkan bahwa tingkat alkali tertinggi di mana suhu di atas 1000 °C, yang berarti ada konsentrasi alkali yang meningkat di bagian bawah BF.

Gambar 4 Tampilan Sederhana Sirkulasi Alkali di BF

Beberapa reaksi yang terjadi untuk membentuk oksida alkali yang memiliki titik leleh di atas tingkat suhu tiang. Alkali juga dapat mengaglomerasi beban dan debu. Jika terendapkan di dinding tiang, alkali dapat menempelkan bagian beban bersama dan membentuk scaffold.

Tidak penting bahwa scaffold yang terutama terdiri dari alkali terbentuk di setiap BF. Namun, di BF, lapisan tipis, yang mengandung kalsilite (KAlSiO4) dan senyawa K2O lainnya ada. Mereka terbentuk langsung di dinding. Perilaku KAlSiO4 penting. Ia dapat menempelkan bagian beban bersama dan membentuk scaffold. Bagian besi kemudian direduksi dan disinter bersama, membentuk scaffold padat. Karena KAlSiO4 bukan komposisi stabil, ia dapat bereaksi sehingga tidak atau sangat sedikit alkali yang ditemukan nanti dalam sampel scaffold.

Zona Mushy

Zona Mushy – Pada suhu sekitar 1100 °C, material beban besi mulai melunak. Struktur lembut dalam zona mushy ini dipaksa oleh beban untuk menempel bersama. Selama penhentian tanur atau ketika area dinding yang lebih dingin tercapai, zona mushy ini membeku, melekat pada dinding dan membentuk lapisan depan scaffold. Scaffold mengganggu aliran gas melalui tiang dan memaksa aliran ke arah lain. Jika karena aliran gas yang berubah, suhu tetap di bawah tingkat aslinya, scaffold sulit meleleh. Proses reduksi dan sinter kemudian menghasilkan lapisan butir Fe logam dalam fase terak yang bahkan lebih sulit untuk dihapus. Scaffold yang sangat besar dapat ditemukan di BF di mana suhu telah mencapai lebih dari 1100 °C. Scaffold ini terdiri dari fase terak dan butir Fe logam yang disinter bersama. Jumlah Zn atau alkali yang sangat kecil ada. Oleh karena itu, di area ini, diperkirakan bahwa bukan elemen-elemen ini, tetapi proses pengeringan material mushy yang bertanggung jawab untuk penempelan awal. Indikator lain untuk proses pembentukan ini adalah carburisasi Fe yang rendah dan partikel koks yang tertutup rapat.

Air

Air – Air masuk ke BF dengan berbagai cara. Yang paling penting adalah (i) sinter dan koks basah, terutama sinter yang diterima dari penyimpanan terbuka yang tidak dilindungi atap dari kondisi lingkungan seperti hujan, (ii) injeksi uap air pada tingkat tuyere, dan (iii) injeksi air cair di atas beban, jika suhu gas atas melebihi nilai tertentu. Juga, di dekat puncak beban, di area dinding yang dingin, uap air dapat terkondensasi. Sepanjang dinding tiang, air dapat mengalir ke bawah dan mencapai tingkat yang lebih dalam di tiang. Air mengakumulasi debu dan partikel halus beban dan dapat melekatkan agregat ini pada dinding. Sepanjang waktu yang lama, proses sinter dan reduksi membentuk scaffold padat yang terbangun.

Air yang mengalir ke bawah di dinding tiang, mengurangi suhu di area dekat dinding. Karena penurunan suhu ini, Zn dan alkali terkondensasi lebih cepat dan proses pembentukan scaffold dipercepat. Setelah air mencapai area yang lebih panas, ia menguap, sementara fase air cair terus mengalir lebih jauh ke bawah di tiang BF. Uap air mengurangi kandungan H2 / H2O di area-area ini. Akibatnya, kesetimbangan reaksi reversibel dalam persamaan ZnO + H2 = Zn + H2O berubah menuju atau lebih jauh ke arah ZnO.

Diagram Area Predominan

Di diagram area predominan untuk sistem Zn-O-H2 (Gambar 5), tiga fase yang berbeda ditunjukkan sebagai fungsi dari kandungan H2 / H2O dan suhu. Fase-fase tersebut adalah (i) Zn cair, Zn(l), (ii) uap Zn, Zn(v), dan (iii) ZnO padat, ZnO(s). Diagram ini telah dihitung dari data termokimia untuk zat murni. Garis padat dengan belokan di titik didih adalah garis koeksistensi di mana Zn dan ZnO ada dalam kesetimbangan bersama. Zn stabil di atas garis-garis tersebut dan ZnO stabil di bawahnya. Garis koeksistensi adalah fungsi dari aktivitas Zn, a(Zn). Untuk gas ideal, aktivitas uap Zn, a(Zn) setara dengan tekanan parsial Zn(v). Di bawah kondisi yang biasanya ditemukan di BF, nilai aktivitas antara 0,1 dan 0,01 diharapkan untuk uap Zn. Semakin jauh kondisi dari garis koeksistensi, semakin banyak produk yang dibuat sebelum reaksi mencapai kesetimbangan lagi. Jika lebih banyak ZnO terbentuk, peluang untuk mengeluarkan Zn dari proses dengan suhu gas atas yang tinggi menurun.

Gambar 5 Diagram Area Predominan untuk Sistem Zn-O-H2

Lingkaran hitam dalam diagram menggambarkan jumlah H2 yang tiga kali lipat jumlah uap air pada suhu sedikit di atas titik didih Zn. Bergantung pada tekanan parsial Zn, kesetimbangan termo-mekanik dekat, mungkin bahkan mendukung Zn(v). Jika air ditambahkan, ia menguap dan kandungan H2 / H2O menurun ke arah panah. Kondisi sekarang lebih jauh dari garis koeksistensi. Akibatnya, jumlah ZnO yang terbentuk meningkat. Setelah presipitasi, pembentukan scaffold menjadi jauh lebih cepat karena proses pembentukan scaffold mempercepat.

Kapur bersama dengan Air

Kapur bersama dengan Air – Jika terlalu banyak kapur bakar ditambahkan ke proses sintering, ini dapat memaksa sinter untuk terbelah dan hancur, jika bersentuhan dengan air dan bereaksi. Akibatnya, jumlah bagian halus beban meningkat di BF. Secara umum, bagian halus beban jauh lebih mudah untuk diaglomerasi dan mendukung pembentukan scaffold. Di dalam BF, kapur bakar dan air dapat bereaksi untuk membentuk semen. Semen mengaglomerasi beban dan membentuk scaffold padat yang sangat stabil. Jika bagian beban besi direduksi dan disinter bersama, scaffold yang bahkan lebih stabil terbentuk.

Proses Pembentukan Scaffold

Scaffold biasanya terdiri dari cangkang padat di sisi dalam BF dan lapisan material beban longgar di antara cangkang ini dan dinding BF. Studi menunjukkan bahwa cangkang padat berkembang di sepanjang isoterm. Selama pembentukan, isoterm ini terletak pada posisi cangkang padat. Ada dua struktur berbeda yang membentuk cangkang padat di sisi dalam yang mungkin yaitu (i) butir Fe logam dalam fase terak, dan (ii) beban yang diikat bersama oleh ZnO. Dua proses pembentukan tampaknya mungkin.

Dalam proses pertama, beban besi yang lembut membeku di sepanjang isoterm, jika suhu di dalam BF turun. Alasan penurunan suhu dapat berupa penhentian atau fluktuasi dalam proses. Sepanjang interval waktu yang cukup lama, beban yang mengandung Fe direduksi dan lebih lanjut disinter bersama pada suhu dan atmosfer tiang. Pada akhir proses, butir Fe logam dalam fase terak telah terbentuk.

Dalam proses kedua, Zn, alkali dan senyawa mereka terendap dan terbentuk setelah suhu turun di bawah titik tertentu. Hanya pada suhu tertentu, proses reaksi dan presipitasi menciptakan cukup Zn atau senyawa alkali untuk mengikat beban bersama. Struktur koks dan sinter yang diikat bersama oleh ZnO adalah produknya. Selama proses reduksi dan sinter lebih lanjut dari beban yang mengandung Fe, Zn dapat bereaksi lagi dan menguap. Dalam kasus ini, butir Fe logam dalam fase terak adalah produk akhir dari scaffold, yang dalam proses pertama terdiri dari struktur koks dan sinter yang diikat bersama oleh ZnO.

Scaffold yang terbentuk oleh salah satu dari proses di atas menjelaskan bentuk cangkang padat, lapisan material beban longgar dan mengapa scaffold terbentuk dalam beberapa hari. Setelah cangkang padat ada, ia mengganggu aliran gas melalui tiang dan memaksa aliran ke arah lain. Akibatnya dari aliran gas yang berubah, suhu dapat tetap di bawah tingkat aslinya. Dalam kasus ini, scaffold sulit meleleh. Kondensasi dan presipitasi dalam lapisan material beban longgar nanti mengakumulasi senyawa Zn dan alkali. Proses akumulasi ini juga dapat mengarah pada pembentukan lapisan baru di depan cangkang yang sudah ada. Cangkang yang sudah ada adalah dukungan struktural untuk pertumbuhan lebih lanjut dari lapisan baru dan melindunginya dari aus.

Pembentukan Berkelanjutan

Scaffold biasanya terbentuk secara terus-menerus. Kandungan alkali dan Zn dari gas yang naik menempel pada beban atau refraktori saat suhu menurun di atas tiang. Fenomena ini menciptakan scaffold yang tumbuh perlahan. Kecepatan pertumbuhan lapisan scaffold pada refraktori umumnya dalam urutan beberapa milimeter per minggu. Jenis pembentukan scaffold ini terutama dipengaruhi oleh beban alkali dan Zn dari beban dan distribusi suhu di tiang.

Gangguan atau interupsi proses di BF dapat menyebabkan beban mulai disinter. Jika ini terjadi di bagian bawah tanur, beban yang menurun dapat menghapus sebagian atau semua material yang diaglomerasi. Jika aglomerasi terjadi di bagian atas tiang, beban yang sebagian diaglomerasi dapat menjadi stagnan. Material di bawah zona ini juga menjadi stagnan. Semua material ini secara perlahan direduksi seiring waktu dan menjadi Fe yang direduksi. Selama waktu reduksi dan tergantung pada distribusi suhu di BF, uap alkali dan Zn dapat menempel pada permukaan partikel oksida Fe dan membentuk senyawa dengan alumina dan silikat magnesia. Kecepatan pertumbuhan fenomena ini dapat jauh lebih besar dibandingkan pembentukan scaffold akibat penempatan alkali dan Zn pada refraktori. Kecepatan pertumbuhan bergantung pada parameter seperti luas zona beban awal yang diaglomerasi, distribusi suhu, dan jumlah partikel halus dalam gas yang naik.

Langkah untuk Menghindari Pembentukan Scaffold

Jika scaffold tumbuh sangat besar, mereka mengganggu proses di BF dan mengurangi efisiensi BF. Scaffold padat yang terbangun terkadang hanya dapat dihapus dengan peledakan. Tindakan radikal semacam ini terkadang tidak dapat dihindari. Namun, sepertinya mungkin untuk berintervensi dengan langkah yang kurang ekstrem untuk menghindari pembentukan scaffold. Ketika scaffold masih relatif kecil dalam ukuran, terutama selama proses pembentukan, langkah untuk mencegah pembentukan mereka efektif. Beberapa langkah ini diberikan di bawah ini.

Kapasitas Pendinginan

Kapasitas Pendinginan – Untuk memulai proses pelelehan material beban yang membeku di dinding tiang dan untuk mencegah pengeringan zona mushy di area dinding yang dingin, kapasitas sistem pendinginan tiang dapat dikurangi. Jumlah kotak pendingin di bagian atas tiang dapat diminimalkan. Kapasitas pendinginan yang lebih rendah mempertahankan suhu dalam cukup tinggi, untuk mencegah zona mushy yang mungkin membeku selama penhentian BF. Alternatifnya sepertinya mungkin, untuk memuat jumlah koks yang tinggi di dekat dinding, sebelum penhentian. Koks harus ditempatkan dengan cara yang, selama penhentian, ia tetap di wilayah, di mana bagian bawah scaffold biasanya menempel pada dinding. Dengan cara itu pengeringan dan penempelan dinding material beban yang lembut dapat dicegah, karena koks tidak melunak pada suhu tiang.

Pemuatan Koks di Dekat Dinding

Pemuatan Koks di Dekat Dinding – Jumlah koks yang tinggi, idealnya dimuat ke area dekat dinding meningkatkan suhu dan dapat melelehkan scaffold. Peningkatan suhu juga mencegah atau mengurangi kondensasi Zn dan alkali dan sebagai hasilnya, perkembangan scaffold baru. Hasil pertama dari pemuatan koks di dekat dinding umumnya terlihat dua atau tiga hari setelah inisiasi. Keuntungan dari tindakan mencegah ini tentu saja adalah proses aus yang lebih tinggi dari dinding tiang refraktori dan utilizasi gas yang berkurang.

Silika

Silika – Silika dapat bereaksi dengan material scaffold dan dapat membentuk senyawa eutektik silika dengan titik leleh rendah. Oleh karena itu silika dapat ditambahkan ke area dekat dinding, untuk melelehkan scaffold dari dinding tiang.

Pemuatan Bagian Halus Beban di Tengah

Pemuatan Bagian Halus Beban di Tengah – Bagian halus beban jauh lebih mudah diaglomerasi dan mudah direduksi. Jika sama sekali dimuat ke BF, ini harus masuk ke BF ke area tengah. Dengan cara ini peluang penempelan agregat beban halus pada dinding tiang diminimalkan.

Penyeimbangan Alkali dan Terak Asam

Penyeimbangan Alkali dan Terak Asam – Penyeimbangan input dan output memberikan informasi berharga tentang jumlah aktual alkali dalam proses BF. Alkali kemudian dapat dikeluarkan dari BF oleh terak asam. Terak asam juga meningkatkan jumlah sulfur dalam logam panas (HM). Oleh karena itu, penyeimbangan penting untuk mengoperasikan BF dengan terak asam untuk periode yang terbatas dan sehingga keuntungan semaksim mungkin.

Geseran Paksa

Geseran Paksa – Geseran paksa terjadi ketika ada penhentian tekanan tiupan selama beberapa menit. Ini memaksa beban untuk menurun tiba-tiba di tiang dan puncak beban tenggelam ke bawah. Akibat gaya tiba-tiba yang diinisiasi oleh beban, scaffold dapat pecah. Geseran paksa hanya diberikan di akhir pengolahan, untuk mencegah kehilangan kualitas dan kontaminasi HM oleh material yang meluncur ke bawah.

Optimasi Fitur Konstruksi BF

Optimasi Fitur Konstruksi BF – Terutama di puncak yang dingin, kotak pendingin bertindak sebagai ancoran untuk scaffold di masa depan. Berbeda dengan stave, kotak pendingin menghasilkan titik dingin yang terdistribusi di dinding tiang. Titik dingin ini adalah titik awal yang ideal untuk kondensasi dan pengeringan. Stave dengan efek pendinginan yang sama dengan kotak pendingin menghasilkan medan suhu stabil, tanpa minimum suhu ekstrim. Oleh karena itu, stave cenderung lebih sedikit menghasilkan scaffold.

Suhu Gas Atas Tinggi

Suhu Gas Atas Tinggi – Zn dapat dikeluarkan dari proses BF dengan suhu gas atas yang tinggi, tidak memberikan waktu yang cukup bagi uap Zn untuk terkondensasi atau bereaksi. Untuk mencapai tujuan ini, suhu gas atas yang optimal yang diperlukan sekitar 350 °C. Bersama dengan jumlah koks yang tinggi, dimuat ke area dinding, jumlah Zn sebesar 45 kg/tHM dapat ditangani di BF.