دستورالعمل بهره‌برداری و نگهداری کوره ذوب آلومینیوم

فصل اولهدف

تعیین روش صحیح و ایمن بهره‌برداری، شارژ، تخلیه و نگهداری کوره ذوب آلومینیوم به‌منظور تأمین به‌موقع مذاب برای خط تولید راد، حفظ کیفیت مذاب (به‌ویژه برای مفتول EC)، حفاظت از اپراتورها و افزایش عمر مواد نسوز و استراکچر کوره.

فصل دومدامنه کاربرد

این دستورالعمل برای کوره ذوب جدید کارخانه تدوین شده است و اجرای کامل آن برای کلیه اپراتورهای کوره ذوب در تمامی شیفت‌ها الزامی است.

فصل سوممسئولیت‌ها

اپراتور کوره: اجرای کامل مفاد این دستورالعمل، رعایت الزامات ایمنی، انجام پایش‌های دوره‌ای محوله و ثبت وقایع شیفت در دفتر گزارش.

سرپرست خط تولید: هماهنگی برنامه شارژ و تخلیه مذاب با اپراتور کوره و کنترل تکمیل چک‌لیست شروع شیفت.

مدیر کارخانه: نظارت بر حسن اجرای این دستورالعمل، دریافت گزارش‌های پایش و تأمین تجهیزات حفاظت فردی و ابزار مناسب.

فصل چهارمالزامات ایمنی کار با مذاب آلومینیوم

۴-۱ ـ خطر انفجار ناشی از رطوبت و آب (مهم‌ترین خطر):

هیچ شمش، ضایعه یا ماده‌ای که مرطوب، برف‌گرفته، یخ‌زده یا آغشته به روغن و گریس باشد، نباید شارژ شود. کلیه مواد شارژی قبل از شارژ بازدید چشمی شوند.

در تمام فصول سال، مواد شارژی باید کاملاً خشک باشند. پیش‌گرم‌کردن علاوه بر کمک به ذوب، رطوبت محبوس را نیز حذف می‌کند و در فصول سرد و مرطوب الزامی است (بند ۸).

شمش و ضایعات حتی‌الامکان در محل سرپوشیده و خشک انبار شوند؛ موادی که در فضای باز نگهداری شده‌اند، قبل از شارژ حتماً خشک/پیش‌گرم شوند.

قطعات توخالی دربسته (بطری، قوطی، لوله و پروفیل مسدود، ظروف دربسته) هرگز شارژ نشوند؛ این اقلام حتی با پیش‌گرم‌کردن نیز خطر انفجار دارند و باید قبلاً باز یا بریده شوند.

وجود هرگونه منبع آب (شلنگ، نشتی سقف، آب‌ریختگی کف) در محدوده کوره و مسیر انتقال مذاب ممنوع است؛ هر نشتی بلافاصله به سرپرست گزارش شود.

در صورت ریزش یا نشت مذاب، جریان مذاب فقط با سد ماسه خشک یا فلاکس مهار شود؛ استفاده از آب و ابزار مرطوب مطلقاً ممنوع است.

۴-۲ ـ تجهیزات حفاظت فردی (PPE): لباس کار مقاوم شعله با الیاف طبیعی (پشم/پنبه) و بدون دوبل شلوار و جیب باز (ساق شلوار روی ساق چکمه)؛ عینک ایمنی با حفاظ جانبی و شیلد صورت در کلیه عملیات با مذاب؛ دستکش و چکمه مقاوم حرارتی؛ برای سرباره‌گیری، پیش‌بند یا لباس آلومینیزه توصیه می‌شود. استفاده از الیاف مصنوعی ممنوع است.

۴-۳ ـ ابزار و ادوات: هر ابزاری که با مذاب تماس می‌گیرد (بیل، اسکیمر، ملاقه، غلاف ترموکوپل و ...) باید خشک، عاری از زنگ‌زدگی و قبل از ورود به مذاب پیش‌گرم شده باشد؛ ابزار سرد، مرطوب یا کثیف می‌تواند انفجار ایجاد کند. ابزارها در محل خشک نگهداری شوند.

۴-۴ ـ سرباره داغ: سرباره برداشت‌شده فقط در ظروف فلزی کاملاً خشک تخلیه شود و دور از مواد قابل اشتعال و مسیر تردد سرد گردد.

فصل پنجمدفتر گزارش شیفت

یک دفتر بزرگ مخصوص، جهت ثبت وقایع شیفت‌ها اختصاص داده شود. کلیه وقایعی که در طول شیفت روی می‌دهد باید در دفتر گزارش ثبت گردد؛ از قبیل: زمان تحویل شیفت، درجه حرارت کوره، زمان و مقدار شارژهای انجام‌شده، تخلیه مذاب به کوره‌های نگهدارنده، تراشیدن و پاکسازی دیواره‌های کوره، سرباره‌گیری مذاب، مصرف فلاکس‌ها و غیره.

اپراتور هر شیفت، مسئول نوشتن وقایع شیفت خود در دفتر گزارش می‌باشد.

فصل ششمتحویل و تحول شیفت

اپراتور کوره در آغاز شیفت، ابتدا گزارش شیفت قبل را در دفتر گزارش مطالعه نماید؛ سپس از کوره و کانال‌های انتقال مذاب بازدید کند، درب کوره را تا نیمه بالا برده و داخل کوره را بازدید و کنترل نماید.

چک‌لیست شروع شیفت (پیوست ۲) تکمیل و نتیجه بازدید در دفتر گزارش منعکس گردد.

فصل هفتمهماهنگی با خط تولید

اپراتور کوره باید با سرپرست خط تولید هماهنگ باشد و شارژ کوره را به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی و اجرا نماید که مواد مذاب به‌موقع به خط تولید برسد و هیچ وقفه‌ای در تولید راد پیش نیاید.

فصل هشتمآماده‌سازی شمش و شارژ کوره

قبل از شروع شارژ، شمش‌ها توسط لیفتراک در محوطه جلوی کوره روی‌هم و به‌طور منظم چیده شوند و از نظر خشک‌بودن و نداشتن آلودگی بازدید گردند (بند ۴-۱). در فصل زمستان، شمش‌های چیده‌شده حتماً توسط مشعل متحرک پیش‌گرم شوند.

قبل از هر شارژ، قسمت‌های ورودی دستگاه شارژ که در معرض پاشش مذاب قرار دارند، با رنگ گرافیتی یا کائولن پوشش داده شوند تا از چسبیدن مذاب به آن‌ها جلوگیری به‌عمل آید (فصل ۱۴).

شمش‌ها داخل کوره به‌گونه‌ای چیده شوند که تا حد امکان داخل مذاب قرار گیرند؛ غوطه‌وری سریع شمش، اکسیداسیون و اتلاف فلز را کاهش می‌دهد.

درب کوره فقط در حداقل زمان لازم باز بماند؛ باز ماندن درب باعث اتلاف حرارتی شدید و تشدید رشد اکسید در ناحیه درب می‌شود. شارژ سریع و از قبل هماهنگ‌شده انجام گیرد.

در هنگام بارگیری کوره توسط لیفتراک، حضور اپراتور کوره در محل الزامی است و اپراتور نهایت دقت را به‌عمل آورد که راننده لیفتراک، شمش و دستگاه شارژ را به درب و دیواره‌های کوره برخورد ندهد.

فصل نهمکنترل دما و رژیم حرارتی کوره

در حین تولید، دمای مذاب در محدوده کاری تعیین‌شده حفظ شود و از حدود ۷۶۰ درجه سانتی‌گراد بالاتر نرود؛ دمای بالاتر باعث تشدید اکسیداسیون و سرباره‌سازی، افزایش جذب هیدروژن و آسیب به نسوز می‌شود.

دمای مذاب با ترموکوپل غوطه‌ور در فواصل منظم اندازه‌گیری و در دفتر گزارش ثبت شود؛ به دمای فضای کوره یا جداره اکتفا نگردد. قبل از تخلیه به کوره‌های نگهدارنده، از مناسب‌بودن درجه حرارت مذاب اطمینان حاصل شود.

در روزهای تعطیل و ایام بدون تولید، درجه حرارت کوره روی ۷۰۰ تا ۷۲۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم و نگه داشته شود.

کم و زیادکردن درجه حرارت کوره همواره به‌تدریج انجام گیرد تا شوک حرارتی به مواد نسوز و استراکچر فلزی وارد نشود؛ گرم‌کردن کوره سرد مطابق منحنی پیشنهادی سازنده نسوز انجام شود.

فصل دهمسرباره‌گیری و کیفیت مذاب

سطح مذاب حتی‌الامکان آرام نگه داشته شود؛ تلاطم و به‌هم‌زدن غیرضروری سطح، اکسیداسیون و اتلاف فلز را افزایش می‌دهد. سرباره‌گیری با حرکت آرام و یکنواخت انجام شود و سرباره به‌طور کامل، به‌ویژه قبل از تخلیه، برداشته شود.

قبل از گاززدایی مواد مذاب، ابتدا کاورال ۵ به مقدار کافی با بیل روی سطح مذاب پاشیده شود و سپس اقدام به گاززدایی گردد.

فصل یازدهمتخلیه مذاب به کوره‌های نگهدارنده

از نیم‌ساعت قبل از تخلیه، کانال‌های انتقال مذاب توسط مشعل‌های دستی گرم شوند و قبل از تخلیه، مذاب داخل کوره به‌خوبی سرباره‌گیری شود.

پس از پایان تخلیه و قبل از پایین‌آوردن درب کوره توسط جک‌های هیدرولیکی، اطراف و زیر کوره توسط اپراتور بازدید شود تا از نبود اشیای مزاحم (میله، آهن‌آلات و غیره) در مسیر جک‌ها و استراکچر کوره اطمینان حاصل گردد. پس از پایان تخلیه، کانال‌های انتقال مذاب تمیز و پاکسازی شوند.

فصل دوازدهمپاکسازی کوره و مدیریت مواد نسوز

مذاب آلومینیوم در مجاورت اکسیژن با نسوز واکنش داده و رسوب سخت اکسیدی (کروندوم) می‌سازد. این رسوب بیشتر در خط مذاب (کمربند کوره)، اطراف درب و دهانه‌ها، ناحیه مشعل‌ها و مسیر دودکش شکل می‌گیرد و در صورت بی‌توجهی، ظرفیت کوره را کاهش داده و نسوز را تخریب می‌کند.

۱۲-۱ ـ تمیزکاری سبک روزانه: در هر روز کاری، جداره در ناحیه خط مذاب و اطراف درب از رسوبات تازه پاک شود؛ رسوب تازه به‌مراتب آسان‌تر از رسوب چندروزه جدا می‌شود.

۱۲-۲ ـ پاکسازی کامل دوره‌ای (هر ۱۵ روز یک‌بار): ۱) کلیه مواد مذاب به‌طور کامل تخلیه و دمای کوره تا حدود ۹۰۰ درجه بالا برده شود؛ ۲) کوره خاموش شده، کاورال ۸۸ به مقدار کافی با بیل به دیواره‌ها و کف پاشیده و درب بسته شود؛ ۳) نیم‌ساعت انتظار؛ ۴) درب کمی بالا برده شود و با ابزار مخصوص، سرباره از دیواره‌ها و کف تراشیده و از کوره خارج گردد؛ ۵) حجم داخلی کوره مطابق بند ۱۳-۲ اندازه‌گیری و ثبت شود؛ ۶) ابتدا کوره با حدود ۱۰ تن ضایعات راد و سیم شارژ شود و سپس شارژ با شمش‌های ۵۰۰ کیلوگرمی مطابق همین دستورالعمل ادامه یابد.

۱۲-۳ ـ آب‌بندی و شرایط کوره: سالم‌بودن آب‌بندی درب و دهانه‌ها کنترل شود؛ نشت هوا به داخل کوره رشد رسوب اکسیدی را تشدید می‌کند. هرگونه خرابی واشر و آب‌بندی بلافاصله گزارش گردد.

فصل سیزدهمپایش سلامت نسوز و نگهداری مکانیکی

۱۳-۱ ـ پایش هفتگی دمای بدنه کوره: هفته‌ای یک‌بار، در روز و ساعت مشخص و در شرایط کاری مشابه (مثلاً شنبه‌ها در میانه سیکل تولید)، دمای سطح بدنه فولادی کوره با ابزار دقیق (دماسنج مادون‌قرمز/لیزری کالیبره یا ترموکوپل تماسی) اندازه‌گیری و در فرم پیوست ۳ ثبت شود.

نقاط اندازه‌گیری با رنگ نسوز شماره‌گذاری و به‌صورت دائمی علامت‌گذاری شوند و اندازه‌گیری همیشه دقیقاً در همان نقاط انجام گیرد؛ حداقل نقاط: چهار دیواره در تراز خط مذاب، اطراف درب، کف کوره، ناحیه مشعل‌ها، دودکش و خروجی مذاب. در دماسنج مادون‌قرمز، ضریب صدور (Emissivity) و فاصله اندازه‌گیری ثابت بماند.

قرائت‌های هفته‌های نخست به‌عنوان دمای مبنای هر نقطه ثبت گردد؛ روند صعودی تدریجی یا نقطه داغ موضعی نسبت به مبنا، نشانه نازک‌شدن نسوز یا نفوذ مذاب است و بلافاصله به مدیر کارخانه و پیمانکار نسوز گزارش شود. حدود هشدار پس از ثبت مقادیر مبنا با هماهنگی پیمانکار تعیین و در ویرایش بعدی درج خواهد شد.

۱۳-۲ ـ اندازه‌گیری دوره‌ای حجم داخلی کوره: در پایان هر پاکسازی کامل (هر ۱۵ روز، پس از تراشیدن و خارج‌کردن سرباره‌ها ـ بند ۱۲-۲)، حجم داخلی کوره به‌طور دقیق اندازه‌گیری، در فرم پیوست ۳ ثبت و به مدیر کارخانه گزارش شود. روش اندازه‌گیری ثابت بماند: (الف) ابعادبرداری داخلی از دهانه درب در نقاط مرجع ثابت؛ یا (ب) ثبت ارتفاع سطح مذاب در تناژ معلوم نسبت به شاخص مدرج ثابت.

۱۳-۳ ـ گریس‌کاری و نگهداری مکانیکی: شفت‌ها و لوله‌های مسیر حرکت درب و جک هیدرولیکی کوره به‌صورت منظم (حداقل هفتگی) و مطابق توصیه سازنده گریس‌کاری شوند. هم‌زمان، سیستم هیدرولیک از نظر نشتی روغن بازدید گردد؛ نشتی روغن در مجاورت مذاب خطر حریق دارد و باید بلافاصله رفع شود.

فصل چهاردهمفلاکس‌ها و پوشش‌های محافظ

مقدار مصرف فلاکس‌ها مطابق توصیه سازنده باشد؛ از حداقل مقدار مؤثر شروع و در صورت نیاز به‌تدریج افزایش یابد. مقدار مصرف و نتیجه در دفتر گزارش ثبت شود.

کانال‌های انتقال مذاب، دستگاه‌های شارژ کوره و به‌ویژه قسمت‌های ورودی شارژر در معرض پاشش مذاب (فصل ۸)، همواره با رنگ گرافیتی یا کائولن پوشش داده شوند تا مذاب آلومینیوم به آن‌ها نچسبد.

فصل پانزدهمشرایط اضطراری (خاموشی مشعل‌ها یا قطع برق)

۱) چنانچه مشعل‌های کوره خاموش یا برق کوره قطع گردد، در صورتی‌که کوره در حال بارگیری باشد، ادامه بارگیری فوراً قطع و درب کوره بسته شود.

۲) خروجی دودکش و خروجی مذاب کوره با پتوی سرامیکی مسدود گردد تا افت حرارت به حداقل برسد.

۳) مراتب بلافاصله به سرپرست خط تولید اطلاع داده شود، دمای کوره تا رفع مشکل پایش گردد و شرح واقعه در دفتر گزارش ثبت شود.

فصل شانزدهمعوامل مؤثر در طولانی‌شدن عمر مواد نسوز کوره

۱) سرباره‌گیری مواد مذاب قبل از تخلیه به کوره نگهدارنده؛

۲) تراشیدن سرباره دیواره‌ها و کف کوره و خارج‌کردن آن از کوره؛

۳) وارد نکردن شوک‌های حرارتی به کوره؛

۴) جلوگیری از برخورد تیغه‌های لیفتراک و دستگاه شارژ شمش به دیواره‌های نسوز کوره؛

۵) تمیزکاری سبک روزانه خط مذاب و اطراف درب و جلوگیری از انباشت رسوب اکسیدی؛

۶) پرهیز از دمای بیش از حد مذاب و جداره؛

۷) سالم نگه‌داشتن آب‌بندی درب و جلوگیری از نشت هوا به داخل کوره؛

۸) پایش منظم دمای بدنه و حجم داخلی کوره و اقدام به‌موقع بر اساس روند تغییرات.

فصل هفدهممراجع، سوابق ویرایش و تصویب

۱) دستورالعمل کار با کوره ذوب و چگونگی نگهداری آن ـ شرکت نسوزکار آذرخش (پیمانکار نسوز کوره؛ مرجع پایه)؛ ۲) FM Global Data Sheet 7-33 – Molten Metals؛ ۳) مستندات فنی فلاکس‌های COVERAL ـ شرکت Foseco / Vesuvius؛ ۴) منابع فنی صنعت ذوب و ریخته‌گری آلومینیوم در زمینه ایمنی مذاب، کنترل رسوب اکسیدی (کروندوم) و بهره‌برداری کوره‌های شعله‌ای.