Sistem penyadapan bawah eksentrik (EBT) telah menjadi standar pada tungku busur listrik sejak akhir tahun 1980-an, namun tetap menjadi salah satu titik kegagalan paling umum dalam operasi EAF. Lubang penyadapan yang gagal terbuka pada percobaan pertama akan memakan waktu 3 hingga 8 menit per pemanasan. Selama sebulan dengan 600 pemanasan, itu berarti 30 hingga 80 jam produksi yang hilang — setara dengan 100 hingga 250 pemanasan yang tidak pernah Anda lakukan.
MONTE INTELLIGENCE telah merancang dan memasok sistem EBT untuk tungku dengan kapasitas mulai dari 15 hingga 120 ton. Artikel ini membahas keputusan teknik, praktik pengoperasian, dan prosedur pemeliharaan yang menentukan keandalan EBT.
Konsep EBT (Electric Barrel Tanam) tampak sederhana di atas kertas. Alih-alih menggunakan pintu terak seperti pada tungku lama, tungku EBT memiliki lubang pengeluaran di bagian bawah, yang sedikit bergeser dari garis tengah tungku. Memiringkan tungku ke depan akan membawa lubang pengeluaran di bawah permukaan cairan baja, dan baja akan mengalir keluar karena gravitasi. Memiringkan kembali akan menutup lubang pengeluaran. Hasilnya adalah pengeluaran tanpa terak — terak mengapung di atas baja dan tidak mencapai lubang pengeluaran hingga akhir proses pengecoran, dan bahkan saat itu operator dapat memiringkan kembali untuk menghentikan aliran sebelum terak terbawa.
Realitanya lebih kompleks. Sistem EBT harus mampu menangani baja cair pada suhu 1600-1650°C, menahan tekanan hidrolik dari tungku penuh (sekitar 0,5 bar pada lubang pengeluaran di tungku penuh berkapasitas 100 ton), mempertahankan mekanisme pembukaan yang andal, dan menyegel agar gas tidak keluar selama fase peleburan dan pemurnian.
Diameter lubang pengeluaran merupakan keputusan desain pertama. Ini menentukan laju pengeluaran dan waktu pengeluaran. Untuk tungku 50 ton, diameter lubang pengeluaran 80-100 mm menghasilkan laju pengeluaran 2 hingga 3 ton per menit dan total waktu pengeluaran 15 hingga 25 menit. Diameter yang lebih kecil meningkatkan pemecahan jet dan masuknya udara. Diameter yang lebih besar berisiko menyebabkan turbulensi berlebihan di dalam sendok tuang, yang dapat merusak lapisan tahan api sendok tuang dan menyebabkan kehilangan suhu yang berlebihan.
Selongsong lubang keran adalah tabung refraktori habis pakai yang membentuk saluran keran sebenarnya. Pilihan material selongsong meliputi magnesia-karbon (MgO-C), magnesia-kromium (MgO-Cr2O3), dan alumina-karbon (Al2O3-C). Selongsong MgO-C mendominasi pasar karena menggabungkan ketahanan terak yang baik dengan ketahanan kejut termal yang dapat diterima. Masa pakai selongsong biasanya berkisar antara 80 hingga 150 kali peleburan per selongsong.
Keausan selongsong tidak seragam. Keausan tertinggi terjadi pada permukaan panas — ujung selongsong yang bersentuhan dengan cairan baja cair — karena area ini mengalami suhu tertinggi dan serangan kimia paling banyak dari terak. Tingkat keausan pada permukaan panas dapat 2-3 kali lebih tinggi daripada tingkat keausan pada permukaan dingin (ujung luar). Karena alasan ini, beberapa operator menggunakan desain selongsong dua bagian di mana bagian permukaan panas dapat diganti secara independen dari bagian selongsong lainnya, sehingga mengurangi total biaya refraktori sekitar 20%.
Pasir pengisi adalah material yang mengisi lubang pengeluaran di antara proses peleburan. Ketika tungku dimiringkan ke depan untuk pengeluaran, pasir harus mengalir keluar dengan bebas, memungkinkan baja untuk mengikutinya. Di sinilah konsep tingkat pembukaan bebas berperan. Tingkat pembukaan bebas 95% berarti bahwa 95 dari 100 proses peleburan berhasil dibuka pada percobaan pertama tanpa memerlukan penusukan oksigen.
Tingkat kelancaran aliran bergantung pada tiga faktor: kualitas pasir, prosedur pengisian, dan kondisi lubang pengisian. Kualitas pasir dimulai dari komposisi kimianya. Pasir harus memiliki kandungan silika tinggi (minimal 97% SiO2) dengan kandungan oksida besi rendah (maksimal 0,5% Fe2O3). Oksida besi mendorong sinterisasi partikel pasir pada suhu pembuatan baja, yang mencegah aliran bebas. Distribusi ukuran partikel harus dikontrol: terlalu halus dan pasir akan terlalu padat; terlalu kasar dan memungkinkan penetrasi baja di antara partikel.
Prosedur pengisian sama pentingnya. Pasir harus kering — kelembapan dalam pasir menimbulkan risiko ledakan uap dan mendorong sintering. Pasir harus dituangkan ke dalam lubang keran dari ketinggian yang cukup untuk mencapai pemadatan alami, biasanya 500-800 mm di atas bukaan lubang keran. Pemadatan harus dihindari; pasir yang dipadatkan tidak mengalir dengan bebas. Pasir harus mengisi lubang keran hingga sekitar 50-100 mm di atas permukaan panas selongsong untuk mencegah baja masuk ke dalam selongsong selama pemanasan berikutnya.
Kondisi lubang penyadap memengaruhi kelancaran pembukaan karena permukaan selongsong yang kasar atau terkikis menyediakan titik penahan mekanis untuk pasir. Setelah setiap 20-30 kali pemanasan, lubang penyadap harus diperiksa dengan borescope. Setiap erosi selongsong yang melebihi 20% dari diameter asli, setiap retakan yang lebih panjang dari 50 mm, atau setiap penetrasi logam ke dalam dinding selongsong merupakan alasan untuk penggantian selongsong.
Penyemprotan oksigen adalah metode cadangan ketika lubang keran tidak terbuka dengan bebas. Pipa penyemprot dengan nosel oksigen 6-8 mm dimasukkan ke dalam lubang keran dari bawah, dan oksigen ditiupkan dengan tekanan 8-12 bar untuk membakar penghalang apa pun. Penyemprotan merusak lapisan tahan api selongsong — setiap penyemprotan mengurangi masa pakai selongsong sekitar 2-3 kali pemanasan — sehingga meminimalkan penyemprotan merupakan insentif ekonomi langsung untuk mempertahankan tingkat pembukaan bebas yang tinggi.
Sistem gerbang adalah katup mekanis yang mencegah baja masuk ke lubang pengeluaran selama peleburan. Dua desain bersaing di pasaran: gerbang geser dan gerbang putar. Gerbang geser menggunakan pelat tahan api yang bergeser secara horizontal melintasi bukaan lubang pengeluaran. Gerbang putar menggunakan silinder berputar dengan lubang tembus. Gerbang geser mendominasi pada tungku yang lebih besar (di atas 80 ton) karena memberikan penyegelan yang lebih baik. Gerbang putar umum digunakan pada tungku yang lebih kecil karena harganya sekitar 30% lebih murah.
Perawatan pintu gerbang merupakan aktivitas sistematis. Setelah setiap proses pemanasan, mekanisme pintu gerbang harus diperiksa secara visual untuk melihat adanya keausan refraktori, penumpukan logam, dan kebocoran sistem hidrolik. Langkah silinder hidrolik harus diverifikasi terhadap spesifikasi desain. Setiap penyimpangan lebih dari 5 mm dari langkah desain menunjukkan keausan pada mekanisme penghubung.
Lubang EBT, tempat sendok tuang diletakkan selama proses penyadapan, juga perlu mendapat perhatian dalam hal desain. Percikan dari aliran penyadapan dapat merusak peralatan di sekitarnya dan menciptakan bahaya keselamatan bagi operator. Lubang tersebut harus dilapisi dengan bahan tahan api yang dapat dicetak dan mampu menahan kontak langsung sesekali dengan baja cair. Drainase harus mengarahkan baja yang tumpah menjauh dari kabel listrik dan saluran hidrolik.
Sistem MONTE INTELLIGENCE EBT dirancang untuk tingkat bukaan bebas di atas 95% dengan disiplin pengoperasian yang tepat. Paket standar kami mencakup selongsong lubang keran dari MgO-C atau material yang ditentukan pelanggan, pasir pengisi dengan komposisi kimia dan ukuran partikel bersertifikat, sistem pintu air dengan unit daya hidrolik, dan pengawasan instalasi lengkap.
Untuk pertanyaan mengenai sistem EBT atau untuk membahas konfigurasi tungku spesifik Anda, hubungi helenxu@cnlymonte.com.
