Как избежать ремонта индуктора

Достижение максимальной эффективности при эксплуатации установок индукционной плавки требует максимального увеличения длительности производственного цикла и минимизации простоев, связанных с техническим обслуживанием.

Автор: Михаель Х. Натт-мл. — региональный менеджер Inductotherm Corp.

Для существенного продления срока службы катушки индукционной печи и минимизации простоев важны следующие три момента:

• Приобретайте лучшее плавильное оборудование в соответствии с необходимой областью применения;
• Выбирайте подходящий огнеупорный материал, футеруйте и спекайте его тщательно и аккуратно,
• Планируйте регулярные работы по обслуживанию печи и огнеупорного материала, и проводите их надлежащим образом.

Эти советы были предложены Гарри Стеверсом, президентом компании Metaltec Steel Abrasive Co., несколько лет назад, и до сих пор являются актуальными и полезными. Печь, установленная в компании Metaltec в 1998 году, произвела 182 500 тонн стали без замены индукционной катушки, и даже без ее ремонта. То же самое относится и к двум остальным печам компании: одна из них безотказно работает уже 12 лет, выплавив 167 825 тонн стали, более новая печь, работающая семь лет, выплавила 65 633 тонн стали без незапланированных простоев.

Регулярное техническое обслуживание и системы автоматизированного удаления футеровки уменьшат время простоя индукционных печей, связанное с обслуживанием, и увеличат эффективность плавок.

Компания Metaltec, производящая низкоуглеродистую бейнитную стальную дробь в городе Кантон, Мичиган, эксплуатирует три индукционные печи Inductotherm мощностью 5000 кВт и емкостью шесть тонн каждая. Печи снабжены вибрационными поворотными конвейерами. Обычно, компания работает в две восьмичасовые смены, но бывает, она работает без выходных, в две смены по 12 часов. В среднем, компания Metaltec производит 170 тонн дроби в день.

Длительность каждой плавка в печи составляет 42 минут при температурах, достигающих 3100о F,. Далее следует немедленный отлив дроби. Отливка занимает 24 минуты.

«У нашего предприятия напряженный график, и я не хочу тратить время или деньги на ремонт или замену катушек печей, – говорит Стеверс. Катушки являются капитальным оборудованием, а не расходным материалом. По этой причине компания Metaltec приобрела самые надежные и прочные печи из имеющихся на рынке».

В частности, Стеверс обратил внимание на прочный медный цилиндрический индуктор, эффективную изоляцию Inducto-Flex® и надежную конструкцию печи. «Прочный медный цилиндрический индуктор зафиксирован жесткими болтами катушки и заключен в стальной корпус печи,– объясняет он. – Это не позволяет индуктору терять форму. К тому же, надежное изоляционное покрытие катушки защищает ее от электрической дуги. Катушки Inductotherm всегда отличались длительным сроком службы, а новая изоляция Inducto-Flex обеспечивает их бесперебойную работу».

«Когда вы начинаете работу с высококачественными печами, необходимо поддерживать их исправное состояние, используя лучшую футеровку, соответствующую области применения печи, правильно футеровать и спекая печь, в соответствии со спецификацией, без отступлений– продолжил он.

– Мы используем отличную футеровку, а так же вибрационную систему для надежного уплотнения огнеупорного материала и предотвращения образования пустот. Эта процедура отработана на столько, что я могу быть уверен в результатах, которые будут одинаково хорошими вне зависимости от того, кто укладывает футеровку».

Чтобы не сомневаться в том, что набивка проведена правильно и аккуратно,  сказал Стеверс,  он лично проводит обжиг каждого огнеупорного слоя. «Для нашего футеровочного материала скорость обжига составляет 400оF в час» – объясняет он. – Мы используем компьютерную систему управления Melt-Manager®, встроенную в систему энергоснабжения. Она позволяет нам предельно точно соблюдать график спекания. Также мы снимаем показания термопар в трех различных точках. Как только начинается процесс спекания, для мониторинга и управления температурой обжига используется нижняя термопара».

«После того, как эта термопара расплавляется, – продолжает Стеверс, – мы переходим к средней термопаре, и производим обработку, пока она также не расплавится». «Третье место установки термопары находится на воротнике футеровки, расположенной рядом с верхней охлаждающей секцией катушки печи. Температуру на этом участке футеровки мы контролируем ручным измерителем постоянно, чтобы убедиться, что мы прогрели воротник достаточно, чтобы он пропекся, поскольку в этом месте происходит сильное охлаждение, – сказал Стеверс. – В итоге у нас получается превосходное огнеупорное покрытие в полном соответствии со спецификацией».

Для того чтобы избежать проблем с футеровкой, вызванных большими перепадами температур

в компании Metaltec производят предварительный регулярный ежедневный подогрев футеровки. «Печь загружается сырьем примерно на три четверти от полного уровня, и переводится в режим холодного старта, примерно за два часа перед началом смены, – поясняет Стеверс. – К началу смены печь разогрета, и готова к работе на полной мощности».

Ежедневное обслуживание печи и футеровки является третьим условием для обеспечения долгого срока службы катушки.

«Мы проводим визуальный осмотр каждой печи в начале каждой смены, – сообщает Стеверс. «Мы регулярно по мере необходимости затягиваем гайки стягивающих шпилек, а также проводим затяжку, если в ходе визуального осмотра выявляется, что они, нуждаются в этом. Основное, на что мы обращаем внимание при осмотре  – отсутствие различий в затяжке гаек у верхней крышки, что может свидетельствовать об ослаблении стягивающих гаек на шпильке или поломке шпильки. Мы обнаружили, что если верхнее литое кольцо находится на своем месте, катушка не расширяется, что не нарушает целостность».

Он также сказал, что в случае существенного изменения шума при эксплуатации печи проверяются и подтягиваются болты шунтов.

Что касается шлангов и хомутов, Стеверс заметил: «Мы проверяем шланги и хомуты только два раза в год в период временной приостановки производства. Мы пришли к выводу, что более частые проверки просто не стоят потраченного на них времени. У нас никогда не было проблем со шлангами. Они либо протекали сразу, либо не текли вообще»,– отметил он.

«Примерно один раз в неделю, в ходе наших проверок, определяется необходимость в проведении местного ремонта футеровки, – говорит Стеверс. – Места износа ремонтируются составом из 85% окиси алюминия и пластичного материала. Мы ремонтируем желоб примерно два раза в неделю».

«Благодаря прочности и надежности катушки нашей печи, а также нашему ежедневному обслуживанию,

мы делаем примерно 145 плавок с использованием одной футеровки, – говорит Стеверс. – Это хороший результат для обработки стали с температурой в 3100оF».

«Мы постоянно следим за износом огнеупорного покрытия путем проведения визуального осмотра и измерений, – объясняет он. – Мы можем определить, изнашивается ли покрытие равномерно, или износ происходит сильнее на одной стороне. Обычно, толщина огнеупорного покрытия изменяется вследствие его нормального износа».

Печи компании Metaltec оснащены системой автоматического удаления футеровки. По словам Стеверса, это ускоряет процесс ее замены и позволяет минимизировать повреждение обмазки индуктора.

«При использовании этих систем, материал в области крышки и желоба удаляется, и футеровка обрезается чуть ниже верхней секции охлаждения катушки печи. Затем остаток огнеупорного материала извлекается наружу специальным выталкивателем. После того, как футеровка выходит из печи примерно на три четверти, к ней прикрепляется петля троса, и происходит извлечение оставшейся части».

« В результате нашего регулярного обслуживания и системы автоматического удаления футеровки, общее время простоя наших печей составляет менее одного процента, – сообщил Стеверс. – Всего компания Metaltec произвела более 416 000 тонн стальной дроби, используя оригинальные индуктора Inductotherm».

«Мы провели более 72 000 комбинированных плавок на этих печах с оригинальными катушками, – подчеркивает он, – что составляет около 135 миллионов долларов продукции, а эти индукторы все еще работают, как новые».