BRPI0504378B1

BRPI0504378B1 - Protective covers exchange equipment of converter

Info

Publication number: BRPI0504378B1
Authority: BR
Inventors: Hernane De Almeida Sena
Original assignee: Minas Gerais Siderurg
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2015-02-10
Also published as: BRPI0504378A

Description

“EQUIPAMENTO DE TROCA DAS CAPAS PROTETORAS DO CONVERTEDOR”.“CONVERTER PROTECTIVE COVER EXCHANGE EQUIPMENT”.

Nas grandes indústrias siderúrgicas, o processo LD tem sido destacadamente o mais utilizado na fabricação do aço, por apresentar menor investimento de implantação, para uma mesma produção de aço, uma capacidade de absorver grandes quantidades de sucata, uma alta produtividade e uma possível adaptação a quase todos os tipos de gusa. Esse processo faz a conversão do ferro gusa em aço, a temperaturas superiores a 1250 °C, através de injeção de oxigênio líquido (sopragem) e de adição de fundentes, como cal, calcário, fluorita etc., destinados a facilitar a formação de escória. A transformação, ou conversão, do ferro gusa em aço é processada em um reator com geometria característica denominado convertedor.In the large steel industries, the LD process has been the most widely used in steel fabrication because it has a lower implementation investment for the same steel production, a capacity to absorb large amounts of scrap, a high productivity and a possible adaptation to steel. Almost all types of pig iron. This process converts pig iron to steel at temperatures above 1250 ° C by injecting liquid oxygen (blowing) and adding fluxes such as lime, limestone, fluorite etc. to facilitate slag formation. . The transformation or conversion of pig iron into steel is processed in a reactor with characteristic geometry called a converter.

Um convertedor é, então, basicamente, um recipiente cilíndrico, construído em aço resistente com espessura de 30 a 70 mm, revestido intemamente por material refratário, limitado em sua parte inferior, por meio de solda, a uma calota esférica constituída, também, de chapa de aço resistente com espessura de 50 a 80 mm. Entre o cilindro e a calota, a carcaça pode sofrer redução em seu diâmetro originando um tronco de cone com a base maior voltada para cima. Intemamente ao cilindro, próximo ao fundo, encontra-se um anel de aço onde se apóia o revestimento permanente. Em sua parte superior o cilindro está limitado pelo cone, cuja inclinação pode variar de convertedor para convertedor. Entre o cilindro e o cone encontra-se a carcaça do furo de corrida que é constituída de um canal metálico de seção circular e pode ter seu eixo inclinado ou horizontal. No topo do cone, flangeado a ele, tem-se o anel retentor de tijolos refratários da boca. Este anel é montado em segmentos para possibilitar sua substituição parcial quando ocorrer desgaste desigual nessas partes. Complementando, na região externa do cilindro, o convertedor é circundado por um anel suporte ao qual são conectados, lateralmente e diametralmente opostos, dois munhões. Esses munhões têm por finalidade permitir o basculamento do convertedor em ambos os sentidos. O processo de refino, ou processo de conversão do ferro gusa em aço, é extremamente agressivo, pois envolve altas temperaturas e ataques químicos, o que submete o convertedor a fortes solicitações e deformações. Assim, o convertedor é submetido, durante o processo, a gradientes térmicos, gradientes químicos, alternâncias térmicas e químicas, ataque por escória, cavitação, oxidação e redução, tensões, impacto, abrasão, erosão e vibração. Todos esses fatores concorrem para o desgaste de seu revestimento refratário e para a deformação de suas partes metálicas, podendo essas, às vezes, ficar danificadas, comprometendo a continuidade do processo.A converter is then basically a cylindrical container made of 30-70 mm thick steel, lined entirely with refractory material, limited at the bottom by welding to a spherical cap made of Sturdy sheet steel 50 to 80 mm thick. Between the cylinder and the hubcap, the carcass can be reduced in diameter, resulting in a larger upwardly tapered cone trunk. Closely to the cylinder near the bottom is a steel ring supporting the permanent casing. At its top the cylinder is limited by the cone, whose inclination may vary from converter to converter. Between the cylinder and the cone is the race hole housing which is made up of a circular channel metal channel and may have its inclined or horizontal axis. At the top of the cone flanged to it is the retaining ring of refractory bricks of the mouth. This ring is mounted on segments to enable partial replacement when uneven wear on these parts occurs. In addition, in the outer region of the cylinder, the converter is surrounded by a support ring to which two trunnions are connected laterally and diametrically opposite. These trunnions are intended to allow the converter to tip in both directions. The refining process, or the process of converting pig iron to steel, is extremely aggressive as it involves high temperatures and chemical attack, which subject the converter to severe stress and strain. Thus, the converter is subjected during the process to thermal gradients, chemical gradients, thermal and chemical alternations, slag attack, cavitation, oxidation and reduction, stresses, impact, abrasion, erosion and vibration. All these factors contribute to the wear of its refractory lining and the deformation of its metal parts, which can sometimes be damaged, compromising the continuity of the process.

Especialmente nos convertedores, como nos demais equipamentos siderúrgicos, o bom desempenho em cada fornada ou corrida é importante para assegurar a máxima produtividade. Por isso, adota-se para cada equipamento uma técnica de manutenção adequada, visando ao prolongamento de sua vida útil, de modo a se abter a maior disponibilidade possível, com o mínimo custo em mão- de-obra e menores tempos de parada. Para isso a otimização de qualquer técnica de manutenção ou reparo de cada equipamento é primordial para se conseguir o máximo de produtividade do mesmo, com o mínimo custo.Especially in converters, as in other steel equipment, good performance in each batch or run is important to ensure maximum productivity. Therefore, an adequate maintenance technique is adopted for each equipment, aiming at extending its useful life, in order to obtain the highest possible availability, with the minimum labor cost and shorter downtime. For this, the optimization of any maintenance or repair technique of each equipment is paramount to achieve maximum productivity at the lowest cost.

No caso do convertedor, uma das partes sujeita a desgaste e deformação e que sofre manutenções periódicas é o topo do cone, onde se situa o anel de retenção do refratário da boca. Esse anel é composto de setores, em número de oito, denominados “capas protetoras” ou, ainda, “chapas da boca”. Estas capas ou chapas são fixadas por parafusos e, por isso, removíveis. São extremamente pesadas, cerca de 1200 kg, cada uma, e devido ao desgaste que sofrem durante o processo de refino do aço exigem trocas periódicas. O processo normalmente utilizado para troca dessas capas, compreende uma série de operações perigosas, o que o toma demorado e envolve, também, riscos operacionais. Assim, o efetivo empregado na operação de troca das capas protetoras, em número elevado, cerca de doze operadores, fica exposto por longo tempo ao calor, sujeitando-se à fadiga e possibilidade de queimaduras. Além disso, devido à dificuldade de acesso ao local do reparo e à natureza das operações, são observados casos de quedas, escoriações e problemas ergométricos com os operadores envolvidos.In the case of the converter, one of the parts subject to wear and deformation and undergoing periodic maintenance is the top of the cone, where the refractory retaining ring of the mouth is located. This ring is made up of eight sectors called “protective caps” or “mouth plates”. These covers or sheets are fixed by screws and therefore removable. They are extremely heavy, about 1200 kg each, and due to the wear they suffer during the steel refining process require periodic changes. The process normally used for changing these covers comprises a series of hazardous operations, which takes time and involves operational risks as well. Thus, the effective employed in the operation of changing the protective covers, in high number, about twelve operators, is exposed for a long time to heat, subjecting to fatigue and the possibility of burns. In addition, due to the difficulty in accessing the repair site and the nature of the operations, cases of falls, abrasions and ergometric problems with the operators involved are observed.

Esse processo de troca das capas protetoras é apresentado esquematicamente nas figuras 1 a 8, onde: 1. convertedor 2. boca do convertedor 3. capa protetora 4. ventilador 5. gaiola 6. parafuso de fixação das capas protetoras 7. cabo de aço 8. chapas olhais 9. grampos de fixação 10. cadeirinhas 11. plataforma de trabalho 12. canaleta de alimentação de sucata 13. suporte de sustentação Para se proceder a troca das capas protetoras (3) da boca do convertedor (2), o calor deve ser amenizado para possibilitar uma execução segura do reparo. Para a operação de resfriamento, o convertedor (1) é basculado e colocado em posição horizontal, sendo instalados potentes ventiladores (4) soprando em direção à sua boca (2). Esses ventiladores (4) devem ser posicionados de tal forma que o fluxo de ar introduzido no interior do convertedor (1) circule dentro dele o mínimo de tempo possível. Esse resfriamento forçado é mantido por cerca de quatro horas, de modo a garantir uma temperatura ambiente favorável para os operadores durante a troca. Uma vez assegurada essa condição mais favorável de trabalho, é içada até a boca do convertedor (2), por um guindaste, uma gaiola (5) com os operadores para cortar os parafusos de fixação das capas protetoras (6). As capas protetoras (3) desgastadas, uma vez liberadas, são retiradas e descartadas. Em seguida, ainda dentro da gaiola (5), os operadores passam um cabo de aço (7) através de “chapas olhais” (8) distribuídas ao redor da boca do convertedor (2). Após sua colocação, esse cabo de aço (7) tem suas pontas unidas por grampos de fixação (9) . Este cabo (7) é então utilizado como sustentação de várias peças isoladas, em forma de cadeiras, também conhecidas por “cadeirinhas” (10) , que são penduradas nele, formando uma plataforma de trabalho (11) . Como no local do reparo não é possível o acesso de guindaste, ponte rolante ou outro sistema de içamento, pois o convertedor é cercado, lateralmente, por paredes e, por cima, por um sistema de captador de pó, as “cadeirinhas” (10), em número de doze, são transportadas manualmente, utilizando-se de uma escada de acesso (19), até o cabo de aço (7), e nele posicionadas. Uma vez montada a plataforma (11), os operadores se posicionam para efetuar o serviço de instalação das novas capas protetoras (3). As capas protetoras (3) são transportadas até a boca do convertedor (2) através de uma canaleta de alimentação de sucata (12), à qual é adaptado um suporte de sustentação (13) dessas capas (3).This process of changing the protective caps is shown schematically in figures 1 to 8, where: 1. converter 2. converter mouth 3. protective cap 4. fan 5. cage 6. protective cap fixing screw 7. wire rope 8 eyebolts 9. securing clamps 10. child seats 11. work platform 12. scrap feed groove 13. support bracket In order to exchange the protective caps (3) of the converter mouth (2), the heat must be be softened to enable safe repair to be performed. For cooling operation, the converter (1) is tilted and placed in a horizontal position, and powerful fans (4) are blown towards its mouth (2). These fans (4) must be positioned in such a way that the air flow introduced into the converter (1) circulates within it as little time as possible. This forced cooling is maintained for about four hours to ensure a favorable ambient temperature for operators during the changeover. Once this most favorable working condition is ensured, a cage (5) with the operators is cut to the mouth of the converter (2) with the operators to cut the fixing screws of the protective caps (6). The worn protective caps (3), once released, are removed and discarded. Then, still inside the cage (5), the operators run a wire rope (7) through “eye plates” (8) distributed around the converter's mouth (2). After being placed, this wire rope (7) has its ends joined by fixing clips (9). This cable (7) is then used to support several isolated chair-shaped pieces, also known as "chairs" (10), which hang from it, forming a work platform (11). As it is not possible to access a crane, crane or other lifting system at the place of repair, as the converter is laterally surrounded by walls and, above it, by a dust collector system (10 seats). ), in number twelve, are transported manually, using an access ladder (19), to the wire rope (7), and positioned therein. Once the platform (11) is assembled, the operators are positioned to perform the installation service of the new protective covers (3). The protective caps (3) are conveyed to the converter mouth (2) through a scrap feed channel (12), to which a support bracket (13) of these caps (3) is fitted.

Para eliminar os inconvenientes do processo convencional, foi desenvolvido um novo processo de troca das capas protetoras, baseado na utilização de uma plataforma especial, com o formato de uma raquete, que é apresentado esquematicamente nas figuras 9, 10 e 11, onde: 14. plataforma raquete 15. perfil metálico 16. cone superior do convertedor 17. chapas expandidas 18. estrutura tubular 19. escada de acesso A plataforma raquete (14) é uma estrutura que tem a forma de coroa circular complementada por dois perfis metálicos (15) paralelos, lembrando uma raquete de tênis. Ela circunda a boca do convertedor (2) e se apóia extemamente no seu cone superior (16), sendo utilizada como passarela de movimentação e apoio dos operadores. Essa plataforma (14) é constituída de uma passarela de chapas expandidas (17) que é sustentada por uma estrutura tubular (18) à qual são soldados os dois perfis metálicos (15), que servem de suporte de içamento, transporte e posicionamento da plataforma (14) no cone superior do convertedor (16).To eliminate the drawbacks of the conventional process, a new protective cap change process has been developed based on the use of a special racket-shaped platform which is shown schematically in figures 9, 10 and 11 where: 14. racket platform 15. metal profile 16. converter upper cone 17. expanded plates 18. tubular structure 19. access ladder The racket platform (14) is a circular crown-shaped structure complemented by two parallel metal profiles (15) Remembering a tennis racket. It surrounds the mouth of the converter (2) and rests extremely on its upper cone (16), being used as a catwalk for movement and support of operators. This platform (14) consists of an expanded plate walkway (17) which is supported by a tubular structure (18) to which are welded the two metal profiles (15), which support the lifting, transport and positioning of the platform. (14) in the upper cone of the converter (16).

Para a utilização do novo processo, as capas protetoras (3) desgastadas são retiradas, e posiciona-se o convertedor (1) verticalmente, ou seja, com a boca para cima e, com o auxílio de uma ponte rolante e de uma canaleta de alimentação de sucata (12), usada como extensão, coloca-se a plataforma raquete (14) no cone superior do convertedor (16), funcionando essa plataforma (14) como passarela de trabalho dos operadores. O acesso a essa plataforma (14) se faz também através de uma escada (19) que é retirada assim que termina a colocação das novas capas protetoras (3) na boca do convertedor (2). A plataforma raquete (14), por ser uma peça única, substitui a plataforma de trabalho (11), composta por várias cadeirinhas (10), apresentando, por isso, maior praticidade, robustez e rigidez. Sua utilização diminui significativamente o tempo necessário ?ara execução do serviço de troca de capas protetoras (3), de dezesseis horas para seis horas, com conseqüente diminuição de exposição dos operadores ao calor, bem como menor número de operadores, o que se traduz em ganho financeiro e operacional.In order to use the new process, the worn protective caps (3) are removed and the converter (1) is positioned vertically, ie with its mouth facing upwards, and with the help of an overhead crane and a scrap feed (12), used as an extension, the racket platform (14) is placed in the upper cone of the converter (16), and this platform (14) functions as the operator's catwalk. Access to this platform (14) is also via a ladder (19) which is removed as soon as the new protective caps (3) are placed in the mouth of the converter (2). The racket platform (14), being a single piece, replaces the work platform (11), composed of several seats (10), thus presenting greater practicality, robustness and rigidity. Its use significantly reduces the time required to perform the protective cap change service (3) from sixteen hours to six hours, with consequent reduction of operator exposure to heat, as well as fewer operators, which translates into financial and operational gain.

Além do mais, a operação de troca das capas protetoras (3) com a utilização da plataforma raquete (14) toma-se mais segura, pois elimina o manuseio de cargas, as cadeirinhas (10), além de diminuir o tempo de exposição dos operadores ao calor, diminuindo-se o risco de possíveis queimaduras.Moreover, the operation of changing the protective covers (3) with the use of the racket platform (14) becomes safer, since it eliminates the handling of loads, the seats (10), besides reducing the exposure time of the operators to heat, reducing the risk of possible burns.

Claims

1.

“CONVERTER PROTECTIVE COVER REPLACEMENT EQUIPMENT”, intended for the repair of the steelworks converter mouth (2) when replacing worn protective caps (3), characterized by a racket platform (14), consisting of a tubular structure ( 18), in the form of a circular crown, complemented by two parallel metal profiles (15), to which they are welded, which structure (18) which circulates the mouth of the converter (2) and rests extremely on its upper cone (16), whereby to this structure (18) are expanded sheets welded (17), forming a working catwalk.