Forni Trattamento Termico a muffola

N°2 forni da trattamento termico a muffola singoli o accoppiabili

                                   

 

    0.    DESCRIZIONE GENERALE

    I  forni  sono costruiti secondo le caratteristiche richieste dal cliente conformi per un audit secondo le norme

   API6A, AMS 2750 rev.E, ASTM991 e NORSOK.

L’impianto è concepito principalmente per svolgere le seguenti funzioni:

·         Trattamento termico di barre laminati e fucinati pezzi. Temperatura nominale massima 1.200°C.

La macchina è costituita da una struttura metallica rivestita al suo interno da uno strato di materiale refrattario. Il rivestimento delle basi sarà eseguito in monolitico, mentre il rivestimento del forno e porta sarà eseguito in fibra ceramica.

L’apporto della potenza termica riscaldante avviene mediante 20 bruciatori per il forno “A” e 12 bruciatori in forno “B” ad alta velocità con sistema di accensione ad impulsi disposti con asse orizzontale.

La camera del forno è suddivisa in 10 zone termiche per il forno A e in 6 zone termiche per il forno B ognuna dotata di proprio controllo automatico della temperatura.

     La potenza termica è opportunamente ripartita tra le zone per ottenere un riscaldo uniforme del prodotto su tutta    la sua lunghezza con una uniformità di temperatura  a regime di  +/-6°C a 600 e a 1100°C.

Tutte le variabili di processo sono memorizzate su registratore Yokogawa.

L’aria di combustione è prodotta da un elettroventilatore centrifugo posto sulla volta del forno restando così di facile accesso per la manutenzione.

L’aria giunge al bruciatore attraverso la tubazione e la struttura metallica, operando in funzione un energico raffreddamento delle parti metalliche.

I gas della combustione vengono evacuati da un apposito camino a flappers posto sulla volta del forno, che regola anche la pressione all’interno del forno. Il camino a flappers è dotato anche di valvola antiscoppio.

L’accensione dei bruciatori è subordinata da una fase di lavaggio automatico per la bonifica della camera di combustione per la rimozione di eventuali sacche di gas incombusti.

L’accensione del bruciatore avviene mediante una scarica elettrica ad alta tensione, generata da apposito trasformatore, che si verifica tra elettrodo di accensione e la massa metallica del bruciatore stesso.

Il bruciatore nel suo funzionamento è controllato da un dispositivo di protezione fiamma, che verifica costantemente la presenza e la stabilità dalla fiamma stessa.

Il forno è dotato dei seguenti movimenti:

·         Porta a ghigliottina, apertura-chiusura, ottenuto per mezzo di un attuatore elettromeccanico (motoriduttore e catene) ed accostamento/allontanamento ottenuto per mezzo di pistoni pneumatici.

·         Sollevamento forno ottenuto con pistoni oleodinamici.

·         Traslazione forno avanti/indietro realizzato con attuatore elettromeccanico con inverter in modo da ridurre al massimo i tempi di movimentazione senza creare colpi che sarebbero dannosi alla meccanica.

·         Allontanamento porta per accoppiamento tra forni ottenuto con pistoni oleodinamici.

·         Bloccaggio tra i due forni ottenuto con pistoni oleodinamici.

A bordo sono inoltre posizionati i dispositivi necessari al controllo delle portate del comburente e dell’aria di combustione diretti al bruciatore.

I dispositivi elettrici di controllo e comando sono racchiusi all’interno di un quadro elettrico studiato per l’ambiente siderurgico, installato in prossimità della macchina.

L’impianto si intende reso completo di tutte le sue parti meccaniche, elettriche, termiche e refrattarie ed è fornito pronto per essere messo in marcia dopo il montaggio, fissaggio sulle fondazioni ed allacciamento delle energie necessarie.

E’ previsto l’impiego di gas naturale come combustibile.

L’impianto verrà posizionato all’esterno del capannone, per tanto verrà realizzata una tettoia di riparo su tutta l’area interessata.

1.     CARATTERISTICHE TECNICHE

       FORNO

Tipo di forno                                   : a muffola su due basi

Capacità singolo forno                    : Forno “A” 30.000 kg.

                                                         Forno “B” 20.000 kg.

Capacità forni uniti                         : 50.000 kg.

Profondità interno camera

Singolo forno                                  :Forno “A”  9.000 mm;

                                                        Forno “B”  6.000 mm

Profondità interno camera

Forni uniti                                      : 15.000 mm;

Larghezza interno camera               : 2.500 mm;

Altezza interno camera                    : 1.700 mm;

Altezza basi                                     : ~600 mm;

Tipo rivestimento forno                   :  fibra ceramica;

Tipo rivestimento basi                     :  mattoname e calcestruzzo refrattario

                                                           denso;

Potenzialità installata

Singolo forno                                  : Forno A 1.750.000 Kcal/h;

                                                      : Forno B 1.050.000 Kcal/h;

NR. Bruciatori per forno                 : Forno “A” 20 bruciatori

                                                         Forno “B” 12 bruciatori

Potenzialità unitaria bruciatori       : 87.500 Kcal/h;

Suddivisione zone per forno            : Forno “A” 10 zone

                                                         Forno “B” 6 zone;

Camini flappers per forno               : 1;

Gradiente di salita                          : 80°C/h

Combustibile                                  : gas metano CH4;

Comburente                                    : aria ventilata;

Movimentazione                              : apri/chiudi e scosta/accosta porte

solleva/abbassa forno

avanti/indietro forno

accoppiamento forni

Temperatura massima                    : 1.200°C;

emissioni in atmosfera NOx            : =< 200 mg Mt.³;

livello emissione rumore

ad 1 mt. Dalla struttura                  : =< 80 Db;

 

2.     STRUTTURA METALLICA

La struttura metallica verrà realizzata impiegando lamiera piegata di grosso spessore e profilati debitamente sgrassati e verniciati con vernice antiossidante e due strati di vernice finale.

Per la tipologia costruttiva dei vari passaggi fluidi e piping elettrici verranno rispettate le norme UNI.

Il macchinario verrà siglato e garantito all'acquirente sulla base delle direttive del marchio "CE".

 

3.     REFRATTARI

3.1 FORNO E PORTA

La struttura del forno e della porta sarà coibentata in fibra ceramica a bassa massa termica che garantiranno ottima velocità di riscaldo e buon risparmio energetico in termini di dispersioni, determinando una completa protezione termica di tutta la struttura.

Sulle lamiere di blindaggio verrà disteso un materassino di fibra ceramica avente uno spessore di 25mm, su di esso verranno applicati dei moduli in fibra ceramica  fissati alla carpenteria  tramite ancoraggi in AISI 310 elettrosaldati.

La fibra sarà applicata con ancoraggi d’acciaio refrattario.

Dati tecnici:

Rivestimento                        : in fibra;

Tipologia                              :a moduli;

Spessore                               : 25+300 mm (Totale da blindatura 325mm);

Temperatura max                 : 1.460 °C;

Temperatura d’esercizio       : 1.200 °C;

Densità                                              : 180 Kg./m3;

3.2 BASI

Le basi saranno realizzate, con uno spessore di 450 mm nel seguente modo:

Parte perimetrale base per una larghezza di 350mm:

1° Strato)  Sarà realizzato con mattoni isolanti per uno spessore di 110mm

                 posati con malta.

Dati tecnici:

Tipologia                           : mattoni isolanti;

Dimensioni                       : 110x220x60 mm;

Temperatura max                 : 900 °C;

Conducibilità termica       : 0,13 Wmk (a 400°C)

Densità                             : 450 kg/m3

2° Strato)  Sarà realizzato con una gettata refrattaria pesante a settori per uno spessore di 340mm.

Dati tecnici:

Tipologia                           : Gettata refrattaria;

Tipo                                  : Licofest PL300QH;

Calcestruzzo refrattario denso- alluminoso a basso tenore di cemento

Spessore                           : 340 mm;

Temperatura max                 : 1.480 °C;

Densità                             : 2150 Kg./m3 a 815°C;

Conducibilità termica       : 0,89 W/mk (a 800°C)

I giunti di dilatazione verranno realizzati con materassino in fibra ceramica con densità 128kg/m3 e spessore ½”

Parte centrale base:

1° Strato)  Sarà realizzato con mattoni isolanti per uno spessore di 60mm

Dati tecnici:

Tipologia                           : mattoni isolanti;

Dimensioni                       : 110x220x60 mm;

Temperatura max                 : 900 °C;

Conducibilità termica       : 0,13 Wmk (a 400°C)

Densità                             : 450 kg/m3

2° Strato)  Sarà realizzato con mattoni isolanti per uno spessore di 60mm

Dati tecnici:

Tipologia                           : mattoni isolanti;

Dimensioni                       : 110x220x60 mm;

Temperatura max                 : 1260 °C;

Conducibilità termica       : 0,15 W/mk (a 400°C)

Densità                             : 0,56 g/cm3

3° Strato)  Sarà realizzato con mattoni pesanti per uno spessore di 110mm

Dati tecnici:

Tipologia                           : mattoni isolanti;

Dimensioni                       : 110x220x60 mm;

Temperatura max                 : 1745 °C;

Conducibilità termica       : 1,25 W/mk (a 105°C)

Densità                             : 2,20 g/cm3

4° Strato)  Sarà realizzato con una gettata refrattaria pesante a settori per uno spessore di 220mm.

Dati tecnici:

Tipologia                           : Gettata refrattaria;

Tipo                                  : Licofest PL300QH;

Spessore                           : 220 mm;

Temperatura max                 : 1.480 °C;

Densità                             : 2150 Kg./m3 a 815°C;

Conducibilità termica       : 0,89 W/mk (a 800°C)

I giunti di dilatazione verranno realizzati con materassino in fibra ceramica con densità 128kg/m3 e spessore ½”.

4. MOVIMENTAZIONE

L’impianto per essere caricato o scaricato eseguirà i seguenti movimenti:

Il forno si alzerà di 100mm, si scosteranno le porte dopo di che verranno aperte, a questo punto sarà possibile movimentare il forno sulla postazione opposta,

    4.1 ALZA ABBASSA FORNO

Il forno si alza di 100mm tramite 4 pistoni oleodinamici. Questo movimento si rende necessario per garantire un’ottima tenute tra forno e suola.

L’impianto è dotato di centralina oleodinamica e di tutti i sistemi di sicurezza necessari.

    4.2 MOVIMENTAZIONE PORTA

Porta a ghigliottina.

La porta viene scostata/accostata al forno tramite quattro pistoni pneumatici collegati alla guida di scorrimento.

L’apertura e chiusura  viene effettuato per mezzo di un attuatore elettromeccanico con apposita trasmissione su 2 avvolgi catena posti in asse alle estremità della porta. Il movimento viene gestito tramite inverter, in modo da ridurre al massimo i tempi di movimentazione senza creare colpi che sarebbero dannosi alla meccanica.

La porta posta in corrispondenza al secondo forno durante l’accoppiamento viene arretrata verso l’interno del forno stesso  in modo da permetterne l’accoppiamento, la movimentazione viene effettuata con due pistoni oleodinamici.

    4.3 TRASLAZIONE FORNO

La traslazione del forno avanti/indietro è realizzato con n° 2 attuatori elettromeccanici posizionati sulle colonne anteriori forno.

5.         ALIMENTAZIONI

Combustibile:

Tipo                                      : Gas naturale (Metano);

Potere calorifico                    : 8.250 Kcal/Nm3;

Pressione di rete                   : 1,5 bar;

Portata max due forni          : 340 Nm3/h;

E’ previsto un gruppo di riduzione ed adduzione combustibile installato nelle vicinanze  macchina, costituito dai seguenti componenti:

1.   Valvola manuale a sfera di intercettazione generale;

2.   Giunto antivibrante;

3.   Filtro a cestello;

4.   Contatore;

5.   Manometro con esclusore per visualizzazione pressione d’ingresso;

6.   Riduttore di pressione;

7.   Manometro con esclusore per visualizzazione pressione dopo il riduttore;

8.   Pressostato di alta pressione combustibile;

9.   Pressostato di bassa pressione combustibile;

10.     Elettrovalvola di sicurezza;

11.     Elettrovalvola generale;

12.     Controllo di tenuta elettrovalvole generale;

13.     Elettrovalvola di sfiato normalmente aperta;

Per ogni singolo bruciatore saranno installati i seguenti componenti:

1.   Valvola a sfera di intercettazione gas;

2.   Elettrovalvola di sicurezza completa di regolatore di portata;

3. Elettrovalvola intercettazione

3.   Flessibile di adduzione gas al bruciatore.

Energia elettrica:

Il quadro è conforme al dispositivo delle seguenti norme e o leggi:

·         L44/90 e regolamenti di attuazione

·         Norma CEI 17.13/1 relativa ai quadri in bassa tensione;

·         Norma CEI 44.5 relativa alla sicurezza sull’equipaggiamento elettrico;

·         Direttive relativa alla marcatura CE, sicurezza elettrica bassa tensione e compatibilità elettromagnetica EMC.

Linea generale                                   : 380V  50Hz  trifase più terra +- 10%;

Potenza installata                              : 55 KW.;

Contemporaneità                              : 70%;

Tensione ausiliaria                            : 110V  50Hz;

Tensione spie di segnalazione           : 24V  cc;

Tensione motori                                : 380V  50Hz;

Tensione bobine elettrovalvole           : 110V  50Hz;

Aria comburente:

Sarà generata da un elettroventilatore centrifugo delle seguenti caratteristiche di massima :

Portata                                 : 3.200 Nm3/h;

Pressione                              : 800 mm. H2O;

Potenza motore                    : 15 kW.

Sulla linea dell’aria comburente è installato un pressostato di bassa pressione aria di combustione.

Per ogni singolo bruciatore saranno installati i seguenti componenti:

1.        Valvola manuale intercettazione;

2.  Elettrovalvola intercettazione;

3.  Valvola di regolazione portata

4.   Flessibile di adduzione aria in AISI321

      6.    SISTEMA DI COMBUSTIONE

Bruciatore:

Il sistema di combustione prevede l’impiego di 20 bruciatori per il Forno “A” e 12 per il forno “B” ad alte velocità.

La caratteristica particolare di questo tipo di bruciatore, è di produrre una fiamma intensiva ad alta velocità, con conseguente elevato scambio termico tra gas di combustione e carica .

Il corpo del bruciatore sarà costruito per resistere alle gravose sollecitazioni d'esercizio.

Caratteristiche tecniche:

Tipo                                      : BHV-0/1,5 alta velocità;

Potenzialità unit.                  : 150.000 kcal/h;

Potenzialità installata           : 87.500 kcal/h;

Combustibile                        : Gas metano 8.200 kcal/Nm3

Numero bruciatori                : 32. 

Sistema controllo combustione:

Il controllo dei bruciatori è effettuato tramite PLC Simatic S7 300 SIEMENS  dotato delle necessarie entrate e uscite.

Il PLC riceve i segnali di on-off emessi dagli strumenti di controllo di durata proporzionale all’energia richiesta dal forno e provvede alla accensione scalare dei bruciatori seguendo una logica tipografica stabilita in fase di programmazione.

7.     ACCENSIONE BRUCIATORE

L'accensione del bruciatore, avverrà per mezzo di una scarica elettrica ad alta tensione, generata da apposito trasformatore, che si verificherà tra elettrodo d'accensione e la massa metallica del bruciatore stesso.

La rilevazione fiamma, una volta acceso il bruciatore, sarà garantita da elettrodo di rilevazione, collegato a speciale amplificatore o relè di fiamma.

       8.     SISTEMA DI REGOLAZIONE E PROGRAMMAZIONE DELLA TEMPERATURA

La camera di combustione è suddivisa in 10 zone termiche per il forno “A” e 6 zone termiche per il forno “B”, ogni zona è dotata di proprio controllo della temperatura ad azione on-off, a tempo proporzionale, le variabili di processo sono indicate digitalmente e memorizzate su registratore continuo.

I set sono direttamente impostati operando sul fronte del pannello operatore.

La configurazione ed il controllo dei vari parametri di regolazione, saranno molto semplici ed agevolati da una descrizione tecnica allegata al manuale d’uso e manutenzione.

Sul pannello operatore si consentirà di memorizzare cicli di riscaldo distinti in rampe e stasi con diversi gradienti di temperatura.

9.     SISTEMA DI REGISTRAZIONE

Il forno è dotato di un registratore Yokogawa dove vengono registrate le temperature delle zone e set point

10.   SICUREZZE E RICERCA GUASTI

I sistemi di sicurezza della macchina saranno:

Scatto relè termici (per sovraccarico motori);

Bassa pressione aria di combustione;

Alta o bassa pressione gas;

Alta temperatura forno o rottura termocoppia;

Guasto relè protezione fiamma;

Mancanza fiamma;

Mancanza tensione;

Anomalia tenuta valvole;

Blocco bruciatore;

Forno non in posizione.

Per la segnalazione degli allarmi, la guida alla sequenza delle fasi ed operazioni d’avviamento e la ricerca-diagnostica in generale, sarà fornita dal pannello operatore.

L'intervento di un qualsiasi allarme sarà segnalato, dalla scritta corrispondente e da una segnalazione acustica intermittente.

   Il riconoscimento dell’allarme da parte dell'operatore, avverrà premendo un pulsante di tacitazione che causerà      l’arresto del segnale acustico lasciando visibile la scritta dalla causa d’allarme.

Eliminata la causa dall’arme, premendo il pulsante ripristino sicurezze la scritta relativa si spegnerà.

Sono previsti degli interblocchi sui movimenti. Il carro non potrà muoversi se il forno non si trova in posizione tutto alto e con porta tutta aperta. Anche il movimento della porta potrà avvenire solo se il carro si trova in posizione di riscaldo, ovvero all’interno del forno. La porta si potrà alzare solo dopo aver effettuato lo scostamento. Queste sicurezze verranno eseguite con finecorsa o prossimiti gestiti dalla logica del PLC.

11.   SISTEMA RILIEVO CONSUMI COMBUSTIBILE

Questo sistema è realizzato con un misuratore di portata a turbina inserito sulla linea d’alta pressione d’ingresso del gas metano.

E’ indicata localmente la quantità totale del gas consumato in m3 su di un indicatore non azzerabile a 7 cifre, mentre un generatore d’impulsi permette la ritrasmissione a distanza del consumo, su di un totalizzatore installato sul quadro di comando.

12.   QUADRO ED ACCESSORI ELETTRICI

I componenti elettrici, elettronici, dei sistemi di comando, controllo ed automazione, saranno contenuti in un quadro adatto per l’ambiente siderurgico.

Sul fronte quadro saranno accessibili il sezionatore con blocco porta, i pulsanti, le lampade, i selettori, il pulsante di emergenza e all’interno di una portella trasparente i termoregolatori di temperatura., il registratore e il pannello operatore di diagnostica e segnalazione.

All’interno, raggiungibili solo con quadro non in tensione, divisi in appositi alloggiamenti delimitati dalle canaline porta conduttori, saranno installati i teleruttori con accessori, i relè ausiliari, i trasformatori ed alimentatori, i relè di fiamma e le morsettiere di collegamento.

Tutti i componenti ed i conduttori saranno identificati da targhette o segnafilo, come indicato sugli schemi.

I conduttori di collegamento quadro, cassette di derivazione e tra quadro ed apparecchiature a bordo macchina, saranno del tipo ignifugo.

I componenti a bordo macchina saranno alloggiati in zone facilmente accessibili e protette.

Dati tecnici quadro:

Dimensioni  approx           : 2000 x 2200 x 500 mm;

Grado di protezione           :IP 55;

Accessibilità                       :frontale.

Accessori:

Cavi                                   : antifiamma

Guaina di protezione cavi  : tipo RTA con raccordi a pressione;

Protezione motori               : IP 55

Classe isolamento motore  : F

In particolare nel quadro sono montati e connessi.

PER LA POTENZA 

1.  Interruttore generale automatico di sezionamento e protezione

2.  Trasformatori ausiliari protettivi

3.  Avviatori salvamotore per ventilatore aria comburente

4.  Avviatori per motore centralina oleodinamica

5.  Inverter per attuatore elettromeccanico  traslazione forno

6.  Basette di arrivo e partenza

7.  Accessori necessari alla pratica realizzazione del complesso