ArcelorMittal – лідер у сфері доменного виробництва чавуну. Печі, що експлуатуються на підприємстві, входять до ТОП-10 найпродуктивніших доменних печей у світі.
За останні 10 років витрати на відновлення та ремонт доменних печей зросли вдвічі. При щоденному збиранні скіпових ям, за 12 місяців експлуатації доменних печей, значно зросла кількість просипу шихти, показники досягли 670 м3 (дані ДП 8 за 2018 р.). Через дані просипів у 2017 році на доменній печі №6 відбувся сход скіпу головного підйому, у 2018 році на доменній печі №7 відбувся аналогічний сход скіпу головного підйому, що призвело до аварійного простою печі протягом п’яти діб.
Дивитися «Акт розслідування пригоди на виробництві»Для профілактики повторення пригоди керівництво компанії ухвалило рішення протестувати кілька способів захисту обладнання від передчасного зносу, щоб забезпечити максимальну ефективність та безпеку роботи на виробництві. Як захисні матеріалів використовувалися:
Тестування матеріалів захисту обладнання від шкідливих виробничих факторів проводилося в доменному цеху №1 ArcelorMittal Кривий Ріг.
Як футерування ЛРШ у доменній печі №6, 7 використовувалася сталь марки 110Г13, біметалічні листи SWIP – у доменній печі №8.
За 2 роки та 6 місяців експлуатації ЛРШ у ДП-7 зафіксовано рівень зносу до 100%.
У зв’язку зі зносом змінено форму пропускного отвору з круглою на багатогранну, що призвело до нерівномірного розподілу шихтових матеріалів та, відповідно, нестабільної роботи ДП.
У 2017 р. на доменній печі №8 встановили стаціонарний розподільник шихти з футеруванням із біметалічних зносостійких листів SWIP. За 12-місячний період експлуатації ДП знос наплавленого шару не перевищив 15%.
У 2018 р. на доменній печі №7 замінено пелюстковий розподільник шихти з футеровкою з біметалічних зносостійких листів SWIP.
Застосування футерування з біметалу SWIP зменшило товщину захисного шару до 26 мм, що дозволило збільшити обсяг розподільника шихти на 16%.
Випробування проводились на доменних печах №6, 7, 8 и 9.
На всіх доменних печах застосовувалося футерування затворів зі сталі марки 110Г13, при цьому термін експлуатації відрізнявся, різниця становила від 6 місяців (затвори бункерів коксу) до 10 місяців (затвори бункерів агломерату).
Показник зношування затвора місцями досягав 100% (включаючи і м.к. корпусу, і робочого органу затвора), що призвело до труднощів перекриття бункера.
У зв’язку з цим на провадженні стало неможливим безпечне виконання робіт під затвором без порушення норм охорони праці.
Керівництво вирішило як захист затворів застосувати наплавлення біметалу SWIP. На фото 2 зображено обладнання після 16 місяців експлуатації, рівень зношування становить 15%.
Як захист виробу від зношування в ДП-6, 7, 8 на старті роботи було застосовано футерування зі сталі марки 110Г13, а в процесі експлуатації, як додатковий захист – футерування зі смуг сталі СТ3.
На першому фото ви можете бачити стан виробу через 23 місяці з моменту футерування сталлю 110Г13: рівень зносу досяг 100%.
На ДП-8 (2017 р.), на ДП-6 (2017 р.), на ДП-7 (2018 р.) встановлено футерування приймальної воронки з біметалічних зносостійких аркушів.
Протягом 12 місяців експлуатації показник зношування склав менше 20%. А завдяки тому, що футерування з біметалу має меншу товщину, порівняно з альтернативними способами захисту, обсяг приймальної воронки збільшився на 12%. Це дозволило значно скоротити час завантаження ДП.
У футеровці вирви біметалевими листами застосована технологія «гладкої» поверхні, що дозволило покращити сходження шихтових матеріалів та зменшити руйнування матеріалу.
На цьому виробі в процесі експлуатації випробувана найбільша кількість альтернативних засобів захисту від передчасного зносу:
- футерування зі сталі марки 110Г13
- комірчасте футерування зі сталі марки 35Л
- кам’яне лиття
- матеріал Hardox
- легована сталь
За 8 місяців експлуатації футерування досягало 100% зносу, місцями спостерігалося абразивне знос корпусу вирви до 100%.
Після, як захисні заходи, попередньо погодивши з виробником вагової воронки, застосували футерування за технологією SWIP. У разі випробування проходили не паралельно у часі, це були необхідні заходи. Встановлено футерування було на вагових воронках агломерату ДП 6,7,8 у різні періоди часу.
З урахуванням терміну експлуатації у 24 місяці, що вже перевищив період використання обладнання з альтернативними засобами захисту у 4 рази, рівень зносу становив лише 15%.
Мала товщина наплавленого шару дозволила збільшити обсяг вагової вирви на величину від 0,7 м3 до 0,9 м3, що позитивно позначилося на часі завантаження доменної печі.
До використання труб з біметалевим наплавленням на виробництві використовувалися не футеровані вироби ф426мм зі сталі марки СТ20. Термін експлуатації стабільно був до 6 місяців, оскільки місцями знос досягав 100%.
Щозмінний ремонт трубопроводів призводив до необхідності технологічних пауз у завантаженні печей та їх нестабільній роботі.
Прийняття рішення на користь футерування біметалевими листами товщиною 10 мм дозволило збільшити термін експлуатації до мінімально необхідних 27 місяців.
На фото показані труби після 27 місяців експлуатації, рівень зносу досяг 40%.
Захисне футерування застосовувалося на скіпах V=20 м3, V=13 м3 і V=2 м3. Спочатку застосовано комірчасте футерування зі сталі марки СТ35Л. Виріб витримав термін експлуатації 8 місяців.
За цей час виріб досяг критичного рівня зносу в 100% (плити розташовані під місцем завантаження), і це за умови виконання в даний період підтримуючого ремонту 2 рази на місяць.
На другому скіпі встановили футерування з наплавлених листів від Steel Work. Термін експлуатації виробу даного зразка значно вищий, ніж у першому варіанті.
За 16 місяців експлуатації зафіксовано знос всього 30%, при цьому вдалося досягти збільшення об’єму скіпу на 0,7 м3, а «гладка» поверхня перешкоджає руйнуванню матеріалу.
Виходячи з проведених досліджень матеріалів захисту обладнання від шкідливих виробничих факторів, компанія ArcelorMittal дійшла висновку про доцільність використання зносостійких біметалічних листів SWIP при температурі до 600˚C у вузлах, обсяг яких є критичною характеристикою , і при переміщенні матеріалів, коли необхідно забезпечити мінімальне їх руйнування та максимальну прохідність.
| Низька вартість | Виготовлення ЛМЗ | Виготовлення в умовах ДЦ1 | Велика зносостійкість | Мала товщина | Мала питома вага | Гладка поверхня | Простота монтажу | Можливість виготовлення радіусних конструкцій | Висока температурна стійкість | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Комірчасте футерування зі сталі 35Л | + | + | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Лита футеровка зі сталі 110Г13 | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Рільсопакети з рейок Р18 та Р24 | — | — | + | + | — | — | — | — | — | — |
| Легований метал зі сталі 12Х18 | — | — | — | — | + | + | + | — | — | — |
| Кам’яне лиття | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Зносостійка сталь Hardox | — | — | — | — | + | + | — | — | — | — |
| Шлакове лиття | + | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Поліуретанове лиття | — | — | — | + | — | + | + | + | — | — |
| Наплавлений біметалічний лист SWIP | — | — | — | + | + | + | + | + | + | + |
| Гумове лиття | + | — | — | + | — | — | — | — | — | — |
Результати використання біметалевих листів SWIP у доменних печах перевершили всі очікування клієнта. Продуктивність доменних печей значно збільшилася, скоротилася кількість простоїв та ремонтних робіт, скоротилися витрати на ремонт.
