ArcelorMittal – лидер в сфере доменного производства чугуна. Печи, эксплуатируемые на предприятии, входят в ТОП-10 самых производительных доменных печей в мире.
За последние 10 лет расходы на восстановление и ремонт доменных печей возросли вдвое. При ежедневной уборке скиповых ям, за 12 месяцев эксплуатации доменных печей, значительно возросло количество просыпи шихты, показатели достигли 670 м3 (данные ДП 8 за 2018 г.). Из-за данных просыпей в 2017 году на доменной печи №6 произошел сход скипа главного подъема, в 2018 году на доменной печи №7 произошел аналогичный сход скипа главного подъема, что привело к аварийному простою печи на протяжении пяти суток.
Смотреть «Акт расследования происшествия на производстве»Для профилактики повторения происшествия руководство компании приняло решение протестировать несколько способов защиты оборудования от преждевременного износа, чтобы обеспечить максимальную эффективность и безопасность работы на производстве. В качестве защитных материалов использовались:
Тестирование материалов по защите оборудования от вредных производственных факторов проводилось в доменном цеху №1 ArcelorMittal Кривой Рог.
В качестве футеровки ЛРШ в доменной печи №6, 7 использовалась сталь марки 110Г13, биметаллические листы SWIP – в доменной печи №8.
За 2 года и 6 месяцев эксплуатации ЛРШ в ДП-7 зафиксирован уровень износа до 100%.
В связи с износом изменена форма пропускного отверстия с круглой на многогранную, что привело к неравномерному распределению шихтовых материалов и, соответственно, нестабильной работе ДП.
В 2017 г. на доменной печи №8 установили стационарный распределитель шихты с футеровкой из биметаллических износостойких листов SWIP. За 12-месячный период эксплуатации ДП износ наплавленного слоя не превысил 15%.
В 2018 г. на доменной печи №7 заменен лепестковый распределитель шихты с футеровкой из биметаллических износостойких листов SWIP.
Применение футеровки из биметалла SWIP уменьшило толщину защитного слоя до 26 мм, что позволило увеличить объем распределителя шихты на 16%.
Испытания проводились на доменных печах №6, 7, 8 и 9.
На всех доменных печах применялась футеровка затворов из стали марки 110Г13, при этом срок эксплуатации отличался, разница составляла от 6 месяцев (затворы бункеров кокса) до 10 месяцев (затворы бункеров агломерата).
Показатель износа затвора местами достигал 100% (включая и м.к. корпуса, и рабочего органа затвора), что привело к трудностям перекрытия бункера.
В связи с этим на производстве стало невозможным безопасное выполнение работ под затвором без нарушения норм охраны труда.
Руководство приняло решение в качестве защиты затворов применить наплавку биметалла SWIP. На фото 2 изображено оборудование после 16 месяцев эксплуатации, уровень износа составляет 15%.
В качестве защиты изделия от изнашивания в ДП-6, 7, 8 на старте работы была применена футеровка из стали марки 110Г13, а в процессе эксплуатации, в качестве дополнительной защиты – футеровка из полос стали СТ3.
На первом фото вы можете видеть состояние изделия спустя 23 месяца с момента футеровки сталью 110Г13: уровень износа достиг 100%.
На ДП-8 (в 2017 г.), на ДП-6 (в 2017 г.), на ДП-7 (в 2018 г.) установлена футеровка приемной воронки из биметаллических износостойких листов.
На протяжении 12 месяцев эксплуатации показатель изнашивания составил менее 20%. А благодаря тому, что футеровка из биметалла имеет меньшую толщину, в сравнении с альтернативными способами защиты, объем приемной воронки увеличился на 12%. Это позволило значительно сократить время загрузки ДП.
В футеровке воронки биметаллическими листами применена технология «гладкой» поверхности, что позволило улучшить сход шихтовых материалов и уменьшить разрушения материала.
На данном изделии в процессе эксплуатации испытано наибольшее количество альтернативных средств по защите от преждевременного износа:
- футеровка из стали марки 110Г13
- ячеистая футеровка из стали марки 35Л
- каменное литье
- материал Hardox
- легированная сталь
За 8 месяцев эксплуатации футеровка достигала 100%-го износа, местами наблюдался абразивный износ корпуса воронки до 100%.
После, в качестве защитных мер, предварительно согласовав с производителем весовой воронки, применили футеровку по технологии SWIP. В данном случае испытания проходили не параллельно во времени, это были необходимые меры. Установлена футеровка была на весовых воронках агломерата ДП 6,7,8 в разные периоды времени.
С учетом срока эксплуатации в 24 месяца, что уже превысил период использования оборудования с альтернативными средствами защиты в 4 раза, уровень износа составил всего 15%.
Малая толщина наплавленного слоя позволила увеличить объем весовой воронки на величину от 0,7 м3 до 0,9 м3, что положительно сказалось на времени загрузки доменной печи.
До использования труб с биметаллической наплавкой на производстве использовались не футерованные изделия ф426мм из стали марки СТ20. Срок эксплуатации стабильно был до 6 месяцев, поскольку местами износ достигал 100%.
Ежесменный ремонт трубопроводов приводил к необходимости технологических пауз в загрузке печей и их нестабильной работе.
Принятие решения в пользу футеровки биметаллическими листами толщиной 10 мм позволило увеличить срок эксплуатации до минимально необходимых 27 месяцев.
На фото показаны трубы после 27 месяцев эксплуатации, уровень износа достиг 40%.
Защитная футеровка применялась на скипах V=20 м3, V=13 м3 и V=2 м3. Первоначально применена ячеистая футеровка из стали марки СТ35Л. Изделие выдержало срок эксплуатации в 8 месяцев.
За это время изделие достигло критического уровня износа в 100% (плиты расположенные под местом загрузки), и это при условии выполнения в данный период поддерживающего ремонта 2 раза в месяц.
На втором скипе установили футеровку из наплавленных листов от Steel Work. Срок эксплуатации изделия данного образца значительно выше, чем в первом варианте.
За 16 месяцев эксплуатации зафиксирован износ всего 30%, при этом удалось достичь увеличения объема скипа на 0,7 м3, а «гладкая» поверхность препятствует разрушению материала.
Исходя из проведенных исследований материалов по защите оборудования от вредных производственных факторов, компания ArcelorMittal пришла к выводу о целесообразности использования износостойких биметаллических листов SWIP при температуре до 600˚C в узлах, объем которых является критичной характеристикой, и при перемещении материалов, когда необходимо обеспечить минимальное их разрушение и максимальную проходимость.
| Низкая стоимость | Изготовление ЛМЗ | Изготовление в условиях ДЦ1 | Большая износостойкость | Малая толщина | Малый удельный вес | Гладкая поверхность | Простота монтажа | Возможность изготовления радиусных конструкций | Высокая температурная стойкость | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ячеистая футеровка из стали 35Л | + | + | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Литая футеровка из стали 110Г13 | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Рельсопакеты из рельс Р18 и Р24 | — | — | + | + | — | — | — | — | — | — |
| Легированный металл из стали 12Х18 | — | — | — | — | + | + | + | — | — | — |
| Каменное литье | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Износостойкая сталь Hardox | — | — | — | — | + | + | — | — | — | — |
| Шлаковое литье | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Полиуретановое литье | — | — | — | + | — | + | + | + | — | — |
| Наплавленный биметаллический лист SWIP | — | — | — | + | + | + | + | + | + | + |
| Резиновое литье | + | — | — | + | — | — | — | — | — | — |
Результаты использования биметаллических листов SWIP в доменных печах превзошли все ожидания клиента. Производительность доменных печей значительно увеличилась, сократилось количество простоев и ремонтных работ, сократились затраты на ремонт.
