THE NEW 3 2 FT. BLAST FURNACE AT STELCO

J . A . P e a r t S u p e r i n t e n d e n t , B l a s t F u r n a c e s

H . W . B l a c k b u r n A s s ' t . G e n e r a l F o r e m a n , B l a s t F u r n a c e s

The S t e e l Company o f C a n a d a , L i m i t e d , H a m i l t o n , O n t a r i o

F o l l o w i n g i n t e n s i v e s t u d i e s (1 , . 2 , 3 ) t o u p g r a d e t h e p e r f o r m a n c e o f t h e f o u r e x i s t i n g B l a s t F u r n a c e s a t t h e S t e e l Company o f C a n a d a , L i m i t e d , a f i f t h B l a s t F u r n a c e w a s j u d g e d e s s e n t i a l t o t h e c o n t i n u e d g r o w t h o f t h e Company. The c o n s t r u c t i o n o f " E " B l a s t F u r n a c e , a 3 2 f t . h e a r t h f u r - n a c e w i t h a w o r k i n g v o l u m e o f 7 0 , 8 4 5 c u . f t . w a s a u t h o r i z e d i n l a t e 1 9 6 5 . C o n s t r u c t i o n w a s c o m p l e t e d i n 1 9 6 8 a n d t h e f u r n a c e p l a c e d i n o p e r a t i o n .

T h i s p a p e r d e s c r i b e s some o f t h e f e a t u r e s o f t h i s f u r n a c e , a s w e l l a s some o f t h e i n t e r e s t i n g a s p e c t s o f i t s e a r l y p e r i o d o f o p e r a t i o n .

A p p e n d i x A l i s t s many o f t h e s t a t i s t i c s o f t h e f u r n a c e .

F u r n a c e L a y o u t

S p a c e l i m i t a t i o n s p r e c l u d e d a d d i n g "Ef t f u r n a c e t o t h e l i n e o f t h e f o u r e x i s t i n g f u r n a c e s . A new s i t e , o n r e c l a i m e d l a n d , f o r "E" f u r n a c e a n d a f u t u r e "F" f u r n a c e w a s c h o s e n a n d a l l s e r v i c e s i n s t a l l e d f o r b o t h f u r n a c e s .

F i g u r e 1 i n d i c a t e s t h e l a y o u t o f t h e new f u r n a c e .

I n t h e i n t e r e s t o f s p a c e a n d e c o n o m y , a l l r a w m a t e r i a l s a r e t r a n s p o r t e d t o t h e s t o c k b i n s b y t h r e e c o n v e y o r b e l t s y s t e m s , o n e f o r c o k e , o n e f o r p e l l e t s , a n d o n e f o r f l u x e s a n d m i s c e l l a n e o u s m a t e r i a l s . The t h r e e s y s t e m s c o n v e r g e i n a common j u n c t i o n h o u s e a n d t h e n p a r a l l e l e a c h o t h e r t o s e r v i c e t h r e e l i n e s o f s t o c k b i n s . No f a c i l i t i e s f o r r a i l w a y e q u i p m e n t e x i s t on t h e h i g h l i n e . The same c o n v e y o r s y s t e m s a n d j u n c t i o n h o u s e c a n s e r v i c e a f u t u r e "F" f u r n a c e .

c o l d b l a s t i s p r o v i d e d f r o m a n e x i s t i n g b l o w e r h o u s e . Two c e n t r i f u g a l b l o w e r s e a c h r a t e d a t 9 0 , 0 0 0 s c f m a t 40 p s i d i s c h a r g e i n t o a c o l d b l a s t m a i n 3 , 0 0 0 f t . l o n g b r i n g i n g c o l d b l a s t t o t h e f u r n a c e s i t e . T h i s m a i n i s s i z e d t o s e r v i c e "Ef t f u r n a c e a n d a f u t u r e "F" f u r n a c e ( b y i n s t a l l i n g a d d i t i o n a l b l o w i n g e n g i n e s ) w i t h p r o v i s i o n s f o r m e t e r i n g a n d c o n t r o l l i n g

I b l a s t v o l u m e s a t t h e f u r n a c e s i t e .

T h r e e s t o v e s a n d g a s c l e a n i n g f a c i l i t i e s , e x t e n d i n two p a r a l l e l l i n e s f r o m t h e f u r n a c e . S t o v e a n c i l l a r i e s , b u r n e r s , c o m b u s t i o n f a n s , h o t b l a s t

v a l v e s , a n d h o t b l a s t m a i n , w e r e d e s i g n e d away f r o m t h e g a s c l e a n i n g s y s t e m f o r e a s y a c c e s s i b i l i t y b y m o b i l e e q u i p m e n t d u r i n g e m e r g e n c y m a i n - t e n a n c e a n d r e p a i r s .

F i g u r e 2 i n d i c a t e s t h e f u r n a c e p r o p e r a n d t h e c a s t h o u s e s y s t e m s .

S e p a r a t e c a s t h o u s e s a r e p r o v i d e d t o s e r v i c e t h e two i r o n n o t c h e s . R u n n e r s y s t e m s i n e a c h c a ' s t h o u s e p r o v i d e l a d l e c a p a c i t y t o c a s t a p p r o x i - m a t e l y 8 0 0 NTHM p e r c a s t . S e p a r a t i o n b e t w e e n t h e two t a p h o l e s i s 1 2 0 ' .

A s i n g l e c i n d e r n o t c h i s l o c a t e d b e t w e e n t h e two t a p h o l e s 'and a common s l a g p i t s e r v i c e s b o t h t h i s c i n d e r n o t c h a n d t h e two c a s t h o u s e s .

F u r n a c e P r o p e r

S t r u c t u r a 1 l . y t h e f u r n a c e i s o f t r a d i t i o n a l N o r t h A m e r i c a n d e s i g n . The m a n t l e i s s u p p o r t e d o n 8 c o l u m n s a n d t h e f u r n a c e t o p i G c a r r i e d o n t h e f u r n a c e s h e l l .

H e a r t h a n d Bosh d e s i g n d e p a r t s s o m e w h a t f r o m t r a d i t i o n a l c o n s t r u c t i o n . B e g i n n i n g w i t h a s t a i n l e s s s t e e l v a p o u r b a r r i e r , t h e h e a r t h b o t t o m c o n - s i s t s o f two c o u r s e s o f c e r a m i c b r i c k , a c o u r s e o f m a c h i n e d c a r b o n s h a p e s f i t t e d a r o u n d 8 i n . p a r a l l e l s t a i n l e s s s t e e l t u b e s f o r a i r u n d e r - c o o l i n g o f t h e h e a r t h , a n d a 9 f t . p a d o f m a s s i v e c a r b o n b l o c k s . T h e p l e n u m c h a m E e r s u p p l y i n g a i r t o t h e s e p a r a l l e l t u b e s w a s d e s i g n e d w i t h a s p a c e b e t w e e n i t a n d t h e h e a r t h p r o p e r i n o r d e r t o a v o i d e x p o s i n g t h e c a r b o n t o c o o l i n g a i r o r w a t e r i n f i l t r a t i o n . T h e r m o c o u p l e s a r e e m b e d d e d a t t h r e e l e v e l s i n t h e c a r b o n h e a r t h . H e a r t h s i d e - w a l l s a r e a l s o o f c a r b o n a n d t h e h e a r t h j a c k e t i s s p r a y c o o l e d . The h e a r t h j a c k e t was c o m p l e t e l y w e l d e d u s i n g f u l l p e n e t r a t i o n w e l d i n g t e c h n i q u e s a n d a l l w e l d s w e r e u l t r a s o n i c a l l y i n s p e c t e d a n d f u r t h e r c h e c k e d w i t h X-Ray i n s p e c t i o n i n a n y a r e a w h e r e t h e u l t r a s o n i c t e s t s i n d i c a t e d p o s s i b l e i r r e g u l a r i t i e s . T h e t o p o f t h e h e a r t h j a c k e t i s f i t t e d w i t h a h o r i z o n t a l c h a n n e l c o o l i n g mem- b e r a n d t e m i n a t e s w i t h a h o r i z o n t a l f l a n g e t o w h i c h t h e t u y e r e j a c k e t i s b o l t e d . F i g u r e 3 s h o w s t h e s e d e t a i l s o f t h e h e a r t h c o n s t r u c t i o n .

C a r b o n b r i c k i s c a r r i e d up t h r o u g h t h e c h a n n e l c o o l e d t u y e r e j a c k e t . C h a n n e l c o o l i n g was deemed a d e q u a t e i n t h i s a r e a a n d was u s e d t o p r o - v i d e a c o m f o r t a b l e d r y w o r k a r e a a r o u n d t h e t u y e r e s . S i n c e t h e c h a n n e l c o o l e d t u y e r e j a c k e t i s s t r u c t u r a l l y r i g i d i t i s b o l t e d t o t h e t o p f l a n g e o f t h e h e a r t h j a c k e t a n d t e m i n a t e s w i t h a n o t h e r f l a n g e a t t h e b o t t o m o f t h e b o s h s t e e l w o r k ( e x p a n s i o n j o i n t ) .

' T u y e r e c o o l e r s 30 i n . l o n g a r e ' u s e d f o r a l l 24 t u y e r e s . T h i s c o o l e r , i n t h e 27 i n . c a r b o n b o s h w a l l , p r o j e c t s i n t o t h e f u r n a c e 3 i n . b e y o n d t h e h o t f a c e o f t h e r e f r a c t o r y . T h i s , a l o n g w i t h t h e u s e o f 1 8 i n . t u y e r e s p l a c e s t h e f l a m e e n v e l o p e d e v e l o p i n g f r o m t h e t u y e r e , n o s e f a r - t h e r i n t o t h e f u r n a c e b u t , m o r e i m p o r t a n t , f a r t h e r away f r o m t h e b o s h w a l l .

The b o s h s t e e l w o r k i s s u s p e n d e d f r o m t h e m a n t l e u s i n g a r a d i u s e d p l a t e . T h i s r a d i u s e d p l a t e p r o v i d e s a s t r u c t u r a l l y r i g i d c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e h o r i z o n t a l m a n t l e a n d t h e a p p r o x i m a t e l y v e r t i c a l b o s h s t e e l a n d f o r c e s a n y b o s h e x p a n s i o n i n a downward d i r e c t i o n t o t h e e x p a n s i o n j o i n t p r o v i d e d a t t h e b o t t o m o f t h e b o s h ( F i g u r e 4 ) . T h e r a d i u s a t t h e m a n t l e a l s o p e r m i t s t h e c o o l i n g s p r a y s t o b e ' l o c a t e d i m m e d i a t e l y b e n e a t h t h e m a n t l e a n d s p r a y t r a j e c t o r y t o s t r i k e t h e p l a t e a t a minimum I

t a n g e n t a n g l e t o r e d u c e s p l a s h i n g w i t h t h e l a r g e w a t e r v o l u m e u s e d t o s h o w e r c o o l t h e b o s h . The l o w e r b o s h i s t e r m i n a t e d w i t h a w i d e f l a n g e l e a v i n g a p p r o x i m a t e l y 1 - 3 1 4 i n . b e t w e e n t h i s f l a n g e a n d t h e t o p f l a n g e

o f t h e t u y e r e j a c k e t f o r e x p a n s i o n ( F i g u r e 5 ) . The b o s h i s l i n e d w i t h c a r b o n t o j u s t b e l o w t h e m a n t l e . The c a r b o n l i n i n g , i s c o r b e $ l e d b a c k w i t h a n o f f s e t o f 9 - 1 1 2 i n . i m m e d i a t e l y a b o v e t h e t ~ ' ~ e r e s . T h i s , i n

I c o n j u n c t i o n w i t h t h e p r o t r u d i n g t u y e r e c o o l e r s , f u r t h e r r e m o v e s t h e c r i - t i c a l b o s h r e f r a c t o r i e s f r o m t h e z o n e o f r e a c t i o n a t t h e t u y e r e s . A 2 f t . b a n d o f f u s e d c a s t r e f r a c t o r y i s i n s t a l l e d a t t h e m a n t l e m a k i n g t h e t r a n s i t i o n f r o m c a r b o n t o c e r a m i c r e f r a c t o r i e s i n t h i s a t e a a n d a f f o r - d i n g maximum p r o t e c t i o n i n t h e m a n t l e a r e a . F i g u r e '6 s h o w s t h i s f u s e d c a s t b a n d .

A s a p r o t e c t i v e l i n i n g , t o a v o i d p r e m a t u r e o x i d a t i o n o f t h e c a r b o n a n d t o r e d u c e t h e r m a l s h o c k t o t h e f u s e d c a s t r e f r a c t o r y , a 4 -112 i n . f i r e c l a y b r i c k w a l l w a s a l s o i n s t a l l e d f o r b l o w - i n .

The l o w e r s t a c k i s c o o l e d w i t h c o p p e r s t a c k p l a t e s . The s p a c i n g o f t h e s e p l a t e s i s d e s i g n e d t o g i v e g r a d u a t e d c o o l i n g w i t h c o n c e n t r a t e d c b o l i n g i m m e d i a t e l y a b o v e t h e m a n t l e a n d d i m i n i s h i n g c o o l i n g a t h i g h e r l e v e l s i n t h e s t a c k .

F i g u r e 7 s h o w s a n e l e v a t i o n v i e w o f t h e f u r n a c e .

S t o c k s h e d a n d F i l l i n g E q u i p m e n t

M a t e r i a l s f o r c h a r g i n g a r e s t o r e d i n t h r e e r o w s o f b i n s ; c o k e b i n s , p e l l e t b i n s , a n d m i s c e l l a n e o u s m a t e r i a l s b i n s . S i n c e t h e s e b i n s a r e f i l l e d by c o n v e y o r s y s t e m s , a d e q u a t e s t o r a g e c a p a c i t y w a s b u i l t i n t o p r o v i d e f o r n o r m a l m a i n t e n a n c e d e l a y s on t h e c o n v e y i n g s y s t e m s . Capa- c i t i e s c h o s e n w e r e 8 h o u r s f o r c o k e , 1 6 h o u r s f o r p e l l e t s , a n d 24 h o u r s f o r f l u x e s a t a f u r n a c e p r o d u c t i o n r a t e o f 3500 NTHM p e r d a y .

I t i s w o r t h n o t i n g t h a t a c o m p a c t s t o c k h o u s e c a n b e r e a d i l y p r o v i d e d when u s i n g c o n v e y o r b e l t s r a t h e r t h a n r a i l r o a d e q u i p m e n t ; b i n c a p a c i t y i s o b t a i n e d t h r o u g h b i n h e i g h t a n d i s n o t l i m i t e d b y c o s t l y a p p r o a c h t r e s t l e s t h a t m u s t r e c o g n i z e r a i l r o a d g r a d e s .

F i g u r e 8 i n d i c a t e s t h e f l o w o f m a t e r i a l s i n t h e s t o c k h o u s e . Coke i s d i s c h a r g e d f r o m t h e s t o r a g e b i n s b y s i x v i b r o - f e e d e r s , c o n v e y e d t o v i b r a t i n g s c r e e n s b y b e l t , a n d w e i g h e d i n h o l d i n g h o p p e r s a t t h e s k i p p i t . T h i s s y s t e m i s c o m p l e t e l y a u t o m a t i c a n d a w e i g h e d q u a n t i t y o f c o k e i s a l w a y s a v a i l a b l e t o e i t h e r s k i p c a r .

A t w i n - c o m p a r t m e n t s c a l e c a r ( o n c o n t i n u o u s l y w e l d e d r a i l s t o m i n i - m i z e s h o c k i m p a c t o n s c a l e m e c h a n i s m ) s e r v i c e s t h e p e l l e t a n d m i s c e l l a - n e o u s m a t e r i a l s b i n s . M a t e r i a l s a r e d r a w n f r o m t h e b i n s v i a p n e u m a t i - c a l l y o r m a n u a l l y o p e r a t e d g a t e s , w e i g h e d , a n d t r a n s p o r t e d t o two h o l d - i n g h o p p e r s a t t h e s k i p p i t w h e r e t h e y a r e r e w e i g h e d and h e l d a v a i l a b l e t o t h e s k i p c a r s .

A d a t a l o g g i n g s y s t e m p r i n t s o u t ( a n d / o r r e c o r d s on t a p e ) w e i g h t s o f m a t e r i a l s a n d i d e n t i t y o f t h e m a t e r i a l i n t h e h o l d i n g h o p p e r s .

F i l l i n g i s c o m p l e t e l y a u t o m a t i c f r o m t h e h o l d i n g h o p p e r s i n t o t h e f u r n a c e . Command d a t a on p u n c h e d t a p e a r e r e a d b y o n e o f two r e a d e r s , a d i s p l a y p a n e l t e l l s t h e s c a l e c a r o p e r a t o r w h i c h m a t e r i a l s a r e i n t h e h o l d i n g h o p p e r s , a s w e l l a s w h i c h m a t e r i a l s t o d r a w i n t o t h e c o m p a r t m e n t s o f t h e s c a l e c a r f o r t h e n e x t l o a d i n g o f t h e h o l d i n g h o p p e r s t o s a t i s f y t h e o r d e r e d b u r d e n mix . The command t a p e c o n t r o l s t h e d i s c h a r g e o f t h e h o l d i n g h o p p e r t o t h e s k i p a n d t h e o p e r a t i o n o f t h e l a r g e b e l l t o c o m p l y w i t h t h e c h o s e n f i l l i n g s e q u e n c e . S l a v e a u t o m a t i c s y s t e m s c o m p l e t e t h e f u l l a u t o m a t i o n o f f u r n a c e f i l l i n g .

An e x a m p l e o f t h e f i l l i n g s y s t e m s f o l l o w s . A t a p e , l o o p e d t o c o v e r 1 0 c h a r g e s ( a n y n u m b e r o f c h a r g e s may b e u s e d ) , i s p l a c e d o n t h e r e a d e r . A d i s p l a y p a n e l i n t h e s t o c k s h e d , a c t u a t e d b y t h e t a p e , d i r e c t s t h e s c a l e c a r o p e r a t o r i n t h e l o a d i n g o f t h e h o l d i n g h o p p e r s a n d t h e s c a l e c a r w i t h t h e d e s i g n a t e d m a t e r i a l s . A s i g n a l f r o m t h e s t o c k l i n e r e c o r d e r s i n d i c a t e s t h e s t o c k l i n e i s b e l o w t h e o r d e r e d l e v e l a n d commands f i l l i n g t o s t a r t . A command f r o m t h e t a p e r e a d e r d i s c h a r g e s t h e o r d e r e d m a t e r i a l i n t o t h e s k i p i n t h e p i t . W a t e r a d d i t i o n s t o t h e s k i p may b e o r d e r e d i f d e s i r e d . Z e r o w e i g h t o n t h e h o l d i n g h o p p e r s c a l e a c t u a t e s t h e c l o s i n g o f t h e g a t e ; t h e c l o s e d g a t e s i g n a l commands s k i p t r a v e l a n d s e n d s t h e s k i p t o t h e f u r n a c e t o p . S k i p movement i n i t i a t e s g a s e q u a l i z a t i o n a n d o p e r a t e s t h e s m a l l b e l l . The t a p e r e a d e r a d v a n c e s t o t h e n e x t command, t e l l s t h e s c a l e c a r o p e r a t o r w h a t t o p u t i n t o t h e h o l d i n g h o p p e r ( i f i t e m p t i e d o n t h e p r e v i o u s s k i p l o a d ) , l o a d s t h e o t h e r s k i p , a n d r e p e a t s t h e s e q u e n c e . When a c o m p l e t e c h a r g e h a s b e e n a s s e m b l e d i n t h i s m a n n e r , a n d s i n c e t h e f u r n a c e i s r e a d y t o a c c e p t t h e c h a r g e , a command f r o m t h e t a p e dumps t h e l a r g e b e l l .

The f u r n a c e t o p i s t r a d i t i o n a l i n d e s i g n u t i l i z i n g a McKee d i s t r i b u - t o r a n d , a s t a n d a r d two b e l l t o p . The l a r g e b e l l i s h a r d - s u r f a c e d a n d h a s a 50 ' s l o p e . T'o r e m o v e t h e s e a t i n g s u r f a c e f r o m t h e f l o w o f m a t e r i a l o f f t h e b e l l a s much a s p o s s i b l e , t h e s e a t i n g s u r f a c e h a s a 56 ' s l o p e a n d , o f c o u r s e , t h e l a r g e b e l l h o p , p e r i s m a c h i n e d t o t h e s a m e 5 6 " s l o p e .

Gas C l e a n i n e a n d S o l i d s R e c l a m a t i o n

The g a s c l e a n i n g s y s t e m w a s d e s i g n e d t o a c h i e v e 0 . 0 0 1 g r . / c f a s t h e maximum d u s t l o a d i n g f o r a l l g a s p r o d u c e d . T h i s s p e c i f i c a t i o n w a s t o b e m e t w i t h o r w i t h o u t h i g h t o p p r e s s u r e on t h e f u r n a c e t o d i v o l c e g a s c l e a n - i n g f r o m f u r n a c e o p e r a t i o n s a s much a s p o s s i b l e .

Top g a s p a s s e s t h r o u g h a d r y d u s t c a t c h e r 4 1 f t . 6 i n . i n d i a m e t e r w i t h a n i n n e r v o l u m e o f 6 1 , 6 6 0 c u . i t . A t h e r m o c o u p l e t h r o u g h t h e d u s t - c a t c h e r w a l l m e a s u r e s t h e g a s t e m p e r a t u r e a n d w i l l i n d i c a t e a b n o r m a l d u s t l e v e l s i n t h e d u s t c a t c h e r . A v e n t u r i t h r o a t s c r u b b e r f o l l o w e d b y a w a t e r s e p a r a t o r c o m p l e t e s t h e p r i m a r y c l e a n i n g o f t h e g a s . The s e p a - r a t o r may a l s o b e f l o o d e d t o a c t a s a w a t e r s e a l f o r f u r n a c e s t o p s . Gas i s t h e n f u r t h e r c o o l e d i n a t o w e r c o o l e r a n d p a s s e s t o 4 p r e c i p i t a t o r u n i t s . E a c h u n i t h a s 2 1 8 e i g h t - i n c h t u b e s 1 5 i t . l o n g a n d i s d e s i g n e d t o o p e r a t e a t 9 2 . 5 % e f f i c i e n c y w i t h a n i n l e t l o a d i n g o f 0 . 0 1 3 g r . / c u . i t .

The c l e a n g a s l e a v i n g t h e p r e c i p i t a t o r s - i s u s e d f o r f i r i n g t h e s t o v e s . Gas i n e x c e s s o f t h i s r e q u i r e m e n t e n t e r s t h e P l a n t B l a s t F u r n a c e g a s d i s t r i b u t i o n s y s t e m .

C o o l i n g w a t e r f r o m t h e f u r n a c e s t a c k i s c o l l e c t e d i n a sump. From h i s sump i t i s pumped a s r e q u i r e d t o t h e g a s c o o l e r a n d a l s o t o t h e r e c i p i t a t o r s . T h e ' w a t e r u s e d i n t h e g a s c o o l e r i s c o l l e c t e d i n a

s e c o n d s u m p , pumped t o t h e v e n t u r i t h r o a t s p r a y s , c o l l e c t e d i n a s e p a - r a t o r u n d e r t h e t h r o a t , a n d s e n t b y g r a v i t y t o a 75 i t . t h i c k e n e r . The p r e c i p i t a t o r d i s c h a r g e a l s o f l o w s b y g r a v i t y t o t h e s a m e 75 i t . t h i c k e n e r .

The t h i c k e n e r i s d e s i g n e d t o o p e r a t e w i t h a n e f f l u e n t l o a d i n g o f l e s s t h a n 5 g r a i n s s o l i d s p e r g a l l o n t o m e e t t h e a n t i - p o l l u t i o n r e q u i r e m e n t s o f t h e g o v e r n m e n t . U n d e r f l o w f r o m t h i s t h i c k e n e r i s pumped t o a 30 i t . h o l d i n g t h i c k e n e r a t t h e s i n t e r p l a n t ( w h i c h a l s o r e c e i v e s t h e t h i c k e n e r u n d e r f l o w f r o m a 1 0 5 i t . t h i c k e n e r s e r v i c i n g t h e o t h e r f u r n a c e s ) . The 30 i t . h o l d i n g t h i c k e n e r o p e r a t e s i n c l o s e d l o o p w i t h t h e 75 f t . t h i c k e n e r a t " E l ' f u r n a c e ( e f f l u e n t f r o m t h e 30 f t . t h i c k e n e r i s r e t u r n e d t o t h e 75 f t . t h i c k e n e r ) a n d u n d e r f l o w f r o m t h e 30 f t . t h i c k e n e r i s u s e d f o r

m o i s t u r e a d d i t i o n s t o t h e s i n t e r m i x a n d a s f e e d t o f i l t e r s . The s t o - r a g e c a p a c i t y o f t h e 30 f t . t h i c k e n e r , b a c k e d u p b y u s i n g t h e 75 f t . t h i c k e n e r f o r s t o r a g e d u r i n g p e a k s l u d g e l o a d i n g p e r i o d s , h a s e l i m i n a t e d t h e d i s c h a r g e o f s o l i d s - - l a d e n w a t e r t o t h e s e w e r s y s t e m s .

S t o v e s

T h r e e i n t e r n a l c o m b u s t i o n c h a m b e r s t o v e s , 30 f t . i n , d i a m e t e r a n d 1 3 1 f t . h i g h , p r o v i d e a t o t a l h e a t i n g s u r f a c e o f 1 , 7 2 4 , 1 1 5 s q . f t . u s i n g McKee t h i n - w a l l e d c h e c k e r s w i t h 1 - 1 1 2 i n . r o u n d f l u e s . T h i s s t o v e s y s t e m was d e s i g n e d t o h e a t 1 5 0 , 0 0 0 s c f m w i n d t o 2 0 0 0 ° F .

S t o v e r i n g w a l l s a r e o f b u t t r e s s e d c o n s t r u c t i o n t o p r e v e n t s p i r a l l i n g o f t h e c h e c k e r t i l e . a n d s u b s e q u e n t m i s a l i g n m e n t o f t h e f l u e o p e n i n g s . C l o s e d i m e n s i o n t o l e r a n c e s ( i n d i v i d u a l c h e c k e r t i l e t o l e r a n c e s o f p l u s 0 i n . m i n u s 1 / 1 6 i n . o n a l l h o r i z o n t a l a n d v e r t i c a l d i m e n s i o n s ) w e r e s p e c i f i e d f o r t h e i n d i v i d u a l c h e c k e r t i l e s i n a n e f f o r t t o a c h i e v e f u l l f l u e o p e n i n g s t h r o u g h o u t t h e h e i g h t o f t h e s t o v e s .

M u l l i t e a n d s e m i - s i l i c a b r i c k a r e u s e d i n t h e c o m b u s t i o n c h a m b e r . T h e l o w e r r i n g w a l l i s b u i l t w i t h h i g h h e a t d u t y b r i c k a n d t h e u p p e r r i n g - w a l l a n d dome o f s e m i - s i l i c a b r i c k . The c h e c k e r t i l e s a r e b o t h s u p e r - d u t y a n d s t a n d a r d q u a l i t y f i r e c l a y . T h r e e i n c h e s o f s u p e r e x i n s u l a t i o n i s u s e d b e t w e e n t h e r i n g w a l l a n d t h e s t o v e s h e l l .

The s t o v e s a r e f i t t e d w i t h h i g h e n e r g y r e l e a s e b u r n e r s o f 5 5 , 0 0 0 s c f m c a p a c i t y . T h e b u r n e r i s " v a l v e d o f f " f r o m t h e s t o v e by a w a t e r c o o l e d b u r n e r i s o l a t i o n v a l v e . E a c h s t o v e i s a l s o e q u i p p e d w i t h o n e c o l d b l a s t v a l v e , o n e b l o w - o f f v a l v e , two c h i m n e y v a l v e s , a n d o n e m u s h r o o m - t y p e h o t b l a s t v a l v e w i t h a c o l d b l a s t m i x e r v a l v e on t h e m i x e r m a i n e n t e r i n g t h e b o t t o m o f t h e h o t b l a s t v a l v e t r u n k . The h o t b l a s t v a l v e s e a t a s s e m b l i e s a r e d e s i g n e d f o r maximum s e r v i c e l i f e ( F i g u r e 9 ) . The t r a d i - t i o n a l s t e e l v a l v e s e a t s i t s o n a w a t e r - c o o l e d , r e f r a c t o r y - l i n e d s u b s e a t d e s i g n e d t o p r o t e c t t h e l o w e r v a l v e s e a t c a s t i n g a n d t o b e e a s i l y r e p l a c e a b l e i n t h e e v e n t o f f a i l u r e . T h e u p p e r v a l v e s e a t c a s t i n g i s a l s o w a t e r c o o l e d . A l l v a l v e s a r e m e c h a n i c a l l y o p e r a t e d u s i n g e l e c t r i c d r i v e s a n d a l l v a l v e s a r e i n t e r l o c k e d t o e n s u r e p r o p e r s e q u e n c i n g d u r i n g s t o v e o p e r a t i o n . T h e s t o v e s y s t e m h a s n o p r o v i s i o n s f o r a u t o m a t i c o p e r a - t i o n - - a c o n t r o l p a n e l l o c a t e d a t e a c h s t o v e g i v e s t h e s t o v e t e n d e r o p e r a - t i n g c o n t r o l o f a l l v a l v e s . He i s a l s o a b l e t o o b s e r v e t h e a c t u a l move- m e n t o f t h e v a l v e s f r o m h i s p o s i t i o n a t t h e c o n t r o l p a n e l .

S t o v e b u r n e r o p e r a t i o n i s c o m p l e t e l y a u t o m a t i c . Gas v o l u m e s a r e p r e - s e t t o g i v e t h e n e c e s s a r y B t u i n p u t , f i r i n g B l a s t F u r n a c e g a s e n r i c h e d w i t h c o k e o v e n g a s . C o m b u s t i o n a i r i s c o n t r o l l e d t o g i v e , f i r s t , a n o x i d i z i n g f l a m e a n d t h e n t o m a i n t a i n a c o n t r o l l e d dome t e m p e r a t u r e .

A f l u e g a s t h e r m o c o u p l e a c t i v a t e s c o n t r o l s t o r e d u c e t h e f i r i n g r a t e a s t h e t e m p e r a t u r e o f t h e f l u e g a s a p p r o a c h e s a c h o s e n maximum s e t p o i n t .

H o t B l a s t S y s t e m

W h i l e t h e s t o v e s a r e d e s i g n e d f o r 2 0 0 0 ° ~ h o t b l a s t t e m p e r a t u r e t h e h o t b l a s t m a i n a n d b u s t l e p i p e a r e c a p a b l e o f o p e r a t i o n a t 2 3 0 0 ° F h o t b l a s t t e m p e r a t u r e . T h i s s e e m i n g i n c o n s i s t e n c y . w a s i n t e n t i o n a l . I n - c r e a s e d s t o v e o u t p u t ( t h r o u g h c h a n g e s i n t e m p e r a t u r e l i m i t s , i m p r o v e d r e f r a c t o r i e s , o r e v e n t h e a d d i t i t i o n o f a f o u r t h s t o v e ) w i l l r e q u i r e n o c h a n g e i n t h e h o t b l a s t m a i n o r b u s t l e p i p e . The a p p a r e n t o v e r d e s i g n w i l l , we a n t i c i p a t e , g i v e a s y s t e m l e s s p r o n e t o f a i l u r e u n d e r p r e s e n t mode o f o p e r a t i o n . <

. . j

T h e h o t b l a s t m a i n i s a n c h o r e d a t b o t h e n d s t o t h e s t o v e f o u n d a t i o n s b y m a s s i v e s t r u c t u r a l m e m b e r s . T h r e e e x p a n s i o n j o i n t s o f i m p r o v e d d e - s i g n ( S e e F i g u r e l o ) , a r e l o c a t e d t o a v o i d movement o f t h e h o t b l a s t m a i n a t t h e h o t b l a s t v a l v e c o n n e c t i o n s . ,

A v a l v e d c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e c o l d b l a s t m a i n a n d t h e h o t b l a s t m a i n i s p r o v i d e d ; i t w i l l a u t o m a t i c a l l y o p e n t o p r o v i d e b l a s t t o t h e f u r n a c e s h o u l d i r r e g u l a r i t i e s i n s t o v e o p e r a t i o n i s o l a t e t h e f u r n a c e f r o m t h e c o l d b l a s t m a i n .

The n o z z l e s o n t h e b u s t l e p i p e s u p p l y i n g t h e t u y e r e s a r e o f i m p r o v e d d e s i g n . The s t e p p e d c o n f i g u r a t i o n o f t h e c a s t i n g s p r o v i d e b e t t e r e x - p a n s i o n c h a r a c t e r i s t i c s a s w e l l a s a n i m p r o v e d b r i c k l i n i n g f o r t h i s c r i t i c a l a r e a . ( F i g u r e 4 )

F u r n a c e O p e r a t i o n

C o n s t r u c t i o n o f t h e f u r n a c e , g a s c l e a n i n g s y s t e m a n d s t o v e s was com- p l e t e b e f o r e t h e c a s t h o u s e s ; t h u s a m p l e o p p o r t u n i t y e x i s t e d t o h e a t t h e s t o v e s , s e o u r e t h e h o t b l a s t s y s t e m , a n d d r y t h e f u r n a c e .

The c o l d w e a t h e r made i t i m p e r a t i v e t o g e t some h e a t i n t o t h e com- p l e t e d u n i t s t o a v o i d f r o s t d a m a g e . The s t o v e s w e r e h e a t e d u n d e r t h e p r e m i s e t h a t f i r e c l a y b r i c k c o u l d s a f e l y b e h e a t e d a t a r a t e n o t e x c e e d - i n g 1 0 0 ° F p e r h o u r . S t o v e s w e r e h e a t e d , f i r s t w i t h a c o k e o v e n g a s l a n c e , a n d t h e n w i t h B l a s t F u r n a c e g a s a n d n a t u r a l d r a f t t o a t e m p e r a t u r e o f a p p r o x i m a t e l y 1 2 0 0 ° F . The c o m b u s t i o n a i r f a n s w e r e t h e n p u t i n t o o p e r a - t i o n a n d dome t e m p e r a t u r e s of a p p r o x i m a t e l y 1 6 0 0 ° F r e a c h e d . T h r o u g h o u t t h i s h e a t - u p , a n h o u r l y i n c r e a s e o f 5 0 ° F w a s m a i n t a i n e d t o s t a y w i t h i n t h e s a f e l i m i t s f o r t h e b r i c k a n d t o a l l o w b r i c k e x p a n s i o n w i t h i n t h e s t o v e s h e l l s t o r e l i e v e i t s e l f .

The b l o w i n g e n g i n e was " p u t on t h e f u r n a c e " a n d a i r w a s h e a t e d i n t h e s t o v e s a n d u s e d t o k e e p f r o s t o u t o f t h e f u r n a c e l i n i n g a n d d r y t h e l i n i n g . O x i d a t i o n o f c a r b o n b r i c k commences a t a b o u t 6 0 0 ° F a n d s o h o t b l a s t t o t h e f u r n a c e was r e s t r i c t e d t o 4 5 0 ° F t o a v o i d b r i c k d a m a g e . B e c a u s e t h e c o o l i n g w a t e r p i p i n g on t h e f u r n a c e was n o t c o m p l e t e , n o c o o l i n g w a t e r ( e x c e p t on t h e t u y e r e s ) w a s u s e d d u r d n g t h i s d r y o u t . I t was r e a s o n e d t h a t t h e d r y c o p p e r p l a t e s w o u l d n o t b e d a m a g e d a t t h i s l o w t e m p e r a t u r e a n d t h a t t h e p l a t e w o u l d b e . a g o o d h e a t c o n d u c t o r t o c a r r y t h e low t e m p e r a t u r e h e a t i n t o t h e b r i c k w o r k a n d t o t h e f u r n a c e s h e l l t o . p r e v e n t f r o s t p e n e t r a t i o n . D r y i n g i n t h i s m a n n e r c o n t i n u e d f o r a p p r o x i - m a t e l y o n e m o n t h w h i l e c a s t h o u s e c o n s t r u c t i o n w a s c o n c e n t r a t e d o n f i n i - s h i n g o n e c a s t h o u s e .

W i t h o n e c a s t h o u s e r e a d y a n d t h e s e c o n d c a s t h o u s e c o n s t r u c t i o n t o t h e p o i n t w h e r e w o r k c o u l d c o n t i n u e s a f e l y , i t w a s d e c i d e d t o b l o w t h e f u r n a c e i n . The t a p h o l e o f t h e s e c o n d c a s t h o u s e ' w a s c a r e f u l l y p l u g g e d ; a 9 i n . f i r e - b r i c k b u l k h e a d was b u i l t i n t h e t a p h o l e h a l f w a y t h r o u g h t h e f u r n a c e w a l l , t h e t a p h o l e w a s p l u g g e d w i t h c h r o m e o r e f r o m , t h e i n t e r i o r o f t h e h e a r t h t o t h i s b r i c k b u l k h e a d a n d w i t h t a p h o l e c l a y f r o m t h e f u r n a c e e x t e r i o r t o t h i s b u l k h e a d . A s t e e l p l a t e w a s w e l d e d t o t h e h e a r t h j a c k e t t o c o m p l e t e t h e c l o s u r e o f t h e s e c o n d t a p h o l e .

A " b l o w - i n " p i p e w a s i n s t a l l e d i n t h e o p e r a t i n g t a p h o l e a n d , t h e f u r - n a c e f i l l e d f o r b l o w - i n . L i t t l e o r n o t i m e h a d b e e n a v a i l a b l e t o c h e c k t h e f i l l i n g c o n t r o l ; t h e f u r n a c e was f i l l e d w i t h t h e c o n t r o l i n t h e a u t o - m a t i c mode a n d , w i t h s e v e r a l f r u s t r a t i n g d e l a y s w h i l e c i r c u i t s w e r e t r a c e d , a l t e r e d , a d j u s t e d , a n d d e b u g g e d , t h e f u r n a c e w a s f u l l i n a p p r o - x i m a t e l y t h r e e d a y s . C o n f i d e n c e i n t h e f i l l i n g c o n t r o l h a d b e e n e s t a - b l i s h e d , h o w e v e r , d u r i n g t h i s t i m e a n d t h e s u b s e q u e n t p e r f o r m a n c e o f t h e

I c o n t r o l s y s t e m h a s b e e n e x c e l l e n t . '.

The f u r n a c e w a s p u t o n b l a s t a t n o o n on J a n u a r y 2 2 , , 1 9 6 8 . F i r s t s l a g w a s t a k e n f r o m t h e c i n d e r n o t c h a t 9 : 5 0 p.m. o n J a n u a r y 2 3 , a n d i n t e r - m i t t e n t f l u s h i n g o f s l a g f r o m t h e c i n d e r n o t c h c o n t i n u e d , u n t % l t h e f i r s t c a s t a t 5 : 1 5 a .m. on J a n u a r y 2 4 . R e g u l a r f l u s h e s a n d c a s t s d e r e t a k e n f r o m t h e f u r n a c e a s t h e b u r d e n w a s i n c r e a s e d a n d t h e : a n a l y s i $ o f t h e i r o n b r o u g h t t o s p e c i f i c a t i o n s a c c e p t a b l e f o r s t e e l m a k i n g . T a b l e 1 i s a summary o f t h e e a r l y c a s t s f r o m t h e f u r n a c e .

The f u r n a c e was k e p t h o t i n t e n t i o n a l l y d u r i n g t h e f i r s t f e w d a y s o f o p e r a t i o n ; we w i s h e d a h o t f u r n a c e i n t h e e v e n t o f a n y s y s t e m s f a i l u r e t h a t m i g h t n e c e s s i t a t e a l e n g t h y f u r n a c e d e l a y , a n d we a n t i c i p a t e d t h e l o s s o f t h e b l o w - i n p r o t e c t i v e l i n i n g . F o r t u n a t e l y , n e i t h e r s i t u a t i o n o c c u r r e d .

The s e c o n d c a s t h o u s e w a s c o m m i s s i o n e d o n F e b r u a r y 1 6 , 1 9 6 8 . W i t h t h e t r o u g h a n d r u n n e r s y s t e m c o m p l e t e d f o r c a s t , t h , e p r o t e c t i v e p l a t e w a s c u t f r o m t h e t a p h o l e , t h e h o l e was d r i l l e d o u t a t n o r m a l a n g l e w i t h a 3-112 i n . d r i l l o n t h e d r i l l i n g r i g , a n d t h e t a p p i n g h o l e l a n c e d o p e n u s i n g a b o u t 80 f t . o f 1 1 2 i n . p i p e . A n o r m a l c a s t w a s e x p e r i e n c e d a n d t h e p r a c t i c e o f u s i n g e a c h t a p h o l e a l t e r n a t e l y b e g a n . T h i s p r a c t i c e h a s c o n t i n u e d w i t h s a t i s f a c t o r y r e s u l t s - - m e c h a n i c a l d i f f i c u l t i e s o r m a s s i v e c l e a n - u p f r o m a c o l d f u r n a c e h a v e b e e n t h e o n l y r e a s c n s f o r c a s t - i n g t w i c e o u t o f o n e t a p h o l e .

P r o d u c t i o n h a s g o n e a h e a d m o n t h l y a n d t h e f u r n a c e h a s o u t - p e r f o r m e d t h e o r i g i n a l d e s i g n s p e c i f i c a t i o n s " a n i n i t i a l p r o d u c t i o n o f 3 5 0 0 NT p e r d a y " c o n t i n u a l l y f r o m t h e t h i r d m o n t h o f o p e r a t i o n . F u r n a c e o p e r a t i o n s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 .

T h e c o m m i s s i o n i n g o f s u c h a c o m p l e x u n i t h a s n o t b e e n w i t h o u t some d i f f i c u l t i e s . Some o f t h e s e h a v e b e e n o v e r c o m e , some r e m a i n w i t h u s b u t n o t t o t h e d e g r e e t h a t t h e y s e r i o u s l y l i m i t t h e f u r n a c e c a p a c i t y .

I n t h e o r i g i n a l i n s t a l l a t i o n t h e e x p a n s i o n j o i n t a t t h e b o s h was s e a l e d w i t h a s i l i c o n e r u b b e r compound . T h i s d i d n o t p r o v e s a t i s f a c t o r y f o r c l o s i n g t h e 1 - 3 1 4 i n . e x p a n s i o n g a p w h i c h , i n c i d e n t a l l y , o p e n e d t o a p p r o x i m a t e l y 2-112 i n . w i t h i n a s h o r t t i m e o f g o i n g i n t o p r o d u c t i o n . W h i l e t h i s w a s n o t deemed h a z a r d o u s t o p e r s o n n e l a s t h e e s c a p i n g g a s e s w e r e m i n i m a l a n d b u r n e d r e a d i l y , a i r i n f i l t r a t i o n a n d i t s d a m a g i n g e f f e c t o n t h e c a r b o n r e f r a c t o r i e s w a s o u r g r e a t c o n c e r n . A s i l i c o n e r u b b e r h o s e w a s i n s t a l l e d i n t h e j o i n t w i t h s i l i c o n e r u b b e r a d h e s i v e a n d was i n f l a t e d w i t h 1 0 p s i a i r u n t i l a b o n d d e v e l o p e d i n t h e a d h e s i v e . T h i s w a s n o t s a t i s f a c t o r y . T h e f l a n g e w a s f i n a l l y c l o s e d b y c o n t i . n u o u s l y w e l d i n g a l i g h t g a u g e , f o r m e d a n g l e t o e a c h f l a n g e t o c l o s e t .he o p e n i n g b e t w e e n t h e f l a n g e s . A p p r o x i m a t e l y 1 2 h o u r s w e r e r e q u i r e d t o s e a l w e l d t h i s i n p l a c e a n d t h e c l o s u r e h a s b e e n c o m p l e t e l y s u c c e s s f u l .

A s k i p d e r a i l m e n t f o l l o w i n g t h e r e m o v a l o f a s e c t i o n o f g u a r d r a i l w h i l e c h a n g i n g a s k i p c a r c o n v i n c e d u s o f t h e i m p o r t a n c e o f t : h i s g u a r d r a i l . T h i s g u a r d r a i l s e c t i o n w a s i m m e d i a t e l y r e - i n s t a l l e d a n d n o f u r - t h e r d i f f i c u l t i e s h a v e a r i s e n .

The f a i l u r e o f a s t e a m h o s e , i n t r o d u c i n g s t e a m i n t h e a n n u l a r s p a c e b e t w e e n t h e l a r g e . a n d s m a l l b e l l r o d s d u r i n g e x t r e m e l y c o l d b r e a t h e r , r e s u l t e d i n i c e f o r m a t i o n i n t h i s s p a c e a n d f i n a l l y c a u s e d t h e two r o d s t o s e i z e t o g e t h e r . T h e i c e w a s m e l t e d o u t b y h e a t i n g t h e e x t e r i o r o f t h e s m a l l b e l l r o d w i t h p r o p a n e h e a t i n g t o r c h e s . N e e d l e s s t o s a y , t h i s w a s a d i f f i c u l t , t i m e - c o n s u m i n g a n d u n c o m f o r t a b l e j o b i n s u b - - z e r o w e a t h e r .

The s o l u t i o n w a s t o i n s t a l l b e t t e r q u a l i t y s t e a m h o s e s a n d n o f u r t h e r d i f f i c u l t i e s h a v e a r i s e n .

T u y e r e f a i l u r e s were h i g h e r t h a n a n t i c i p a t e d d u r i n g t h e e a r l y m o n t h s o f o p e r a t i o n . I t i s o u r p r a c t i c e t o u s e t u y e r e s d e c l i n i n g 11' f r o m t h e h o r i z o n t a l t o r e d u c e t u y e r e b u r n i n g . I n s p e c t i o n o f t h e d a m a g e d t u y e r e s s h o w e d t h e l o s s o f t h e t u y e r e w a s u s u a l l y t h r o u g h b u r n i n g o n t h e t o p o f t h e t u y e r e . L o s s i n t h i s m a n n e r was s o m e w h a t new b u t , i t w a s r e a s o n e d , t h e l o n g t u y e r e c o o l e r - - t u y e r e p e n e t r a t i o n m i g h t b e a c o n t r i b u t i n g c a u s e . I f t h i s t h e o r y w a s c o r r e c t , i t w a s f u r t h e r r e a s o n e d t h a t t u y e r e l i f e w o u l d b e c o m e n o r m a l a s t h e b o s h s k u l l e d u p a n d t h i s s k u l l , e x t e n d - i n g t o t h e n o s e o f t h e t u y e r e , w o u l d p r o v i d e t h e r e q u i r e d p r o t e c t i o n . T h i s t y p e o f t u y e r e l o s s h a s d e c r e a s e d s u b s t a n t i a l l y t o p r o v e o u r p r e - m i s e c o r r e c t .

One p u z z l i n g p r o b l e m r e m a i n s ! The s e a t i n g o f t h e l a r g e b e l l o n t h e l a r g e b e l l h o p p e r i s p o o r when t h e f u r n a c e i s a t f u l l w i n d . F rom s o u n d s a s t h e l a r g e b e l l c l o s e s , t h e r e i s i n d i c a t i o n t h a t t h e b e l l s t r i k e s t h e h o p p e r s e v e r a l t imes p r i o r t o s e a l i n g t i g h t l y i n t o p l a c e . T h i s h a s b e e n i n v e s t i g a t e d t h o r o u g h l y b u t n o a p p a r e n t i r r e g u l a r i t i e s h a v e b e e n f o u n d . W i t h n o b u r d e n on t h e b e l l a n d t h e b l a s t o f f t h e f u r n a c e , s e a t i n g c o n - t a c t i s e x c e l l e n t ; w i t h b u r d e n on t h e b e l l a n d t h e w i n d o f f t h e f u r n a c e s e a t i n g c o n t a c t s t i l l r e m a i n s g o o d ; w i t h b u r d e n o n t h e b e l l a n d w i n d o n t h e f u r n a c e s e a t i n g c o n t a c t i s p o o r . B e l l c l o s i n g t i m e s h a v e b e e n c h a n g e d r a d i c a l l y w i t h n o e f f e c t ; g a s t r a v e r s e s o f t h e o f f - t a k e s h a v e b e e n made a n d n o i r r e g u l a r i t y e n c o u n t e r e d ; c h a r g e w e i g h t s o n t h e b e l l h a v e b e e n a l t e r e d w i t h n o a p p a r e n t c h a n g e . T h e f u r n a c e t o p h a s b e e n c a r e f u l l y s t u d i e d f o r a n y a b n o r m a l movement o f t h e f u r n a c e ; b e l l r o d s h a v e b e e n c h e c k e d f o r p l u m b n e s s , t o p d i m e n s i o n s h a v e b e e n c a r e f u l l y c h e c k e d ; n o i r r e g u l a r i t y h a s b e e n u n c o v e r e d . One r e m a i n i n g p o s s i b i l i t y may b e t h e d i s c h a r g e o f g r a n u l a r m a t e r i a l s ( p e l l e t s , c o k e , a n d s t o n e ) f r o m t h e l a r g e b e l l i n t o t h e a s c e n d i n g f u r n a c e g a s i n s u c h a m a n n e r t h a t a s w i n g i n g movement i s d e v e l o p e d i n t h e b e l l a n d s u s p e n s i o n s y s t e m . T h e p r o b l e m s t i l l r e m a i n s b u t i n s p e c t i o n s o f t h e b e l l - h o p p e r s e a t d o n o t s h o w , t o d a t e , a n y w o r k i n g o f t h e m e t a l o f t h e b e l l o r h o p p e r t h a t c o u l d r e d u c e t h e s e r v i c e l i f e o f t h e b e l l a n d h o p p e r .

Summary R e m a r k s

The new f u r n a c e a t t h e S t e e l Company o f C a n a d a , L i m i t e d h a s o p e r a t e d w e l l a n d h a s e x c e e d e d d e s i g n s p e c i f i c a t i o n s . I t i s h o p e d t h a t t h e f o r e - g o i n g i n f o r m a t i o n w i l l h a v e some u s e i n t h e a d v a n c e m e n t o f k n o w l e d g e c o n c e r n i n g b l a s t f u r n a c e d e s i g n a n d o p e r a t i o n f o r t h e f u t u r e .

R e f e r e n c e s

I 1. J . C . McKay a n d J . A . P e a r t , I r o n m a k i n g P r o c e e d i n g s (AIME) 1 9 6 3 , , V o l , 2 2 , P g . 2 9 3 . 1

i 2 . J . A . P e a r t a n d F . J . P e a r c e , I r o n m a k i n g P r o c e e d i n g s (AIME) 1 9 6 5 , V o l . 2 4 , p p . 6 7 - 7 1 .

3 . J . A . P e a r t a n d D . W . R . G e o r g e , B l a s t F u r n a c e P r a c t i c e a t t h e S t e e l Company o f C a n a d a , L i m i t e d . P r e s e n t e d a t 3 5 t h I r o n m a k i n g Con- f e r e n c e ( B I S R A ) , O c t o b e r 2 6 , 1 9 6 7 .

APPENDIX A

H e i g h t - h e a r t h t o t a p h o l e s 5 f t . 0 i n . - t a p h o l e s t o c i n d e r n o t c h 5 f t . 5 i n . - t a p h o l e s t o t u y e r e s 9 f t . 2 i n . - h e a r t h t o l a r g e b e l l ( c l o s e d ) 9 8 f t . 8 - 1 1 8 i n .

D i a m e t e r - h e a r t h 32 f t . - t o p o f b o s h 36 f t . 8 -114 i n . - s t o c k l i n e 2 5 f t .

Volume - t o t a l 8 2 , 1 0 0 c u . f t . - w o r k i n g 7 0 , 8 4 5 c u . f t .

No. o f t u y e r e s 2 4

No. o f t a p h o l e s 2

No. o f c i n d e r n o t c h e s 1

S t o c k b i n s - p e l l e t b i n s 4 x 1 3 , 1 3 0 c u . f t .

- m i s c e l l a n e o u s b i n s 2 x 4 , 0 0 0 c u . f t . 6 x 4 , 4 0 0 c u . f t .

- c o k e b i n s 2 x 2 7 , 4 1 0 c u . f t .

F i l l i n g E q u i p m e n t - s c a l e c a r s 2 - t w i n c o m p a r t m e n t - 400 c u . f t . x 2 - s c a l e s - l o a d c e l l - c a p a c i t y - 50 t o n s

- s k i p s - 400 c u . f t . - c e r a m i c w e a r l i n i n g

- s k i p h o i s t - s i n g l e drum - 9 0 i n . d i a m e t e r - t w i n m o t o r s - 2 x 200 HP - r o p e s i z e - 1 - 1 1 2 i n . - r o p e s p e e d - 6 0 0 fpm

- b e l l s - p n e u m a t i c a l l y o p e r a t e d

- s m a l l b e l l - m a n g a n e s e s t e e l . - d i a m e t e r - 8 f t . 6 i n .

- l a r g e b e l l - 50 ' a n d 56 ' - h a r d s u r f a c e d - d i a m e t e r - 1 8 f t . 6 i n .

- l a r g e b e l l h o p p e r - h e i g h t - 11 f t . 7-112' i n . - c a p a c i t y - 2770 c u . f t . - h a r d s u r f a c e d

E q u a l i z i n g s y s t e m - p r i m a r y c l e a n e d B l a s t F u r n a c e g a s .

T r y r o d s - 2

( l ' w o r k i n g v o l u m e = v o l u m e f r o m c e n t r e l i n e o f t u y e r e s t o 6 ft. b e l o w t h e b i g b e l l i n t h e c l o s e d p o s i t i o n .

Gas c l e a n i n g - d r y d u s t c a t c h e r - d i a m e t e r - 4 1 f t . 6 i n . - h e i g h t o f s t r a i g h t s e c t i o n - 2 5 f t . 0 i n . - a n g l e o f b o t t o m c o n e - 6 0 ' - v o l u m e - 6 1 , 6 6 0 c u . f t .

- v e n t u r i t h r o a t s c r u b b e r - a r e a - max. 1 1 . 6 s q . f t . - m i n . 7 . 6 s q . f t .

- w a t e r ' s u p p l y - p r e s s u r e 6 0 p s i - f r o m g a s c o o l e r

- w a t e r s e p a r a t o r - v o l u m e - 1 1 , 6 1 8 c u . f t .

- g a s c o o l e r - d i a m e t e r - 2 1 f t . 0 i n . - h e i g h t - 50 f t . - n o . o f t i l e b a n k s - 2

w a t e r s u p p l y - p r e s s u r e - 1 0 p s i a t n o z z l e h e a d e r -

- f r o m f u r n a c e c o o l i n g

- p r e c i p i t a t o r s - n u m b e r - 4 - t y p e - w e t - n u m b e r o f t u b e s - 2 1 8 p e r u n i t - s i z e . o f t u b e s - 8 i n . - l e n g t ' h o f t u b e s - 1 5 f t . 0 i n . - w a t e r s u p p l y - f r o m f u r n a c e c o o l i n g

- v a l v i n g - t h e r m a l e x p a n s i o n v a l v e s - b e t w e e n s e p a r a t o r a n d c o o l e r - a t o u t l e t o f c o o l e r - a t i n l e t a n d o u t l e t o f e a c h p r e c i p i t a t o r u n i t

S t o v e s - n u m b e r - 3

- s i z e - d i a m e t e r - 30 f t . 0 i n . - h e i g h t - 1 3 1 f t . 0 i n .

- c o m b u s t i o n c h a m b e r - a r e a - 1 9 5 0 s q . f t .

- c h e c k e r s - f l u e o p e n i n g - r o u n d - 1-112 i n . d i a m e t e r

- w a l l t h i c k n e s s - 0 . 6 2 5 i n .

- v a l v e s - c o l d b l a s t v a l v e - t y p e - s l i d i n g d i s c - s i z e - 4 8 i n . d i a m e t e r

- c h i m n e y v a l v e s - n u m b e r - 2 p e r s t o v e - t y p e - G a t e - s i z e - 5 4 i n . d i a m e t e r

- h o t b l a s t v a l v e - t y p e - mushroom - s t e e l s e a t a n d s u b s e a t

( w a t e r c o o l e d ) - m i x e r v a l v e - t y p e - s l i d i n g d i s c

- s i z e - 3 0 i n . d i a m e t e r

- b u r n e r i s o l a t i o n v a l v e - t y p e - g a t e ( w a t e r c o o l e d b o d y a n d g a t e )

- s i z e - 59 i n . d i a m e t e r

R e f r a c t o r i e s - F u r n a c e - h e a r t h b o t t o m - c a r b o n , a i r u n d e r c o o l e d h e a r t h s i d e w a l l s - c a r b o n , s p r a y c o o l e d t u y e r e j a c k e t - c a r b o n , c h a n n e l c o o l e d b o s h - c a r b o n , s p r a y c o o l e d m a n t l e - f u s e d c a s t , s p r a y c o o l e d s t a c k - B.F . q u a l i t y f i r e c l a y - p l a t e c o o l e d '

- S t o v e s - c o m b u s t i o n c h a m b e r - l o w e r s e c t i o n - m u l l i t e - u p p e r s e c t i o n - s e m i - s i l i c a

- dome - s e m i - s i l i c a

- r i n g w a l l - l o w e r - f i r e c l a y - u p p e r - s e m i - s i l i c a

- c h e c k e r s - l o w e r - B . F . q u a l i t y f i r e c l a y - u p p e r - S u p e r d u t y q u a l i t y f i r e c l a y

- - 1 STOCKHOUSE

PLAN-BLAST -A- FIO.'I

I SLAG PIT

HOT METAL TRACK

TRIC*

STOVES $I \dS) HOT BLAST MAIN --

HEARTH l.lllrl

CLe2

RUNNER ARRANGE- F U

B O S H W A T E R - T R O U G H .

T U Y E R E J A C K E T /,u EXPANSION JOINT

F I G ' S

TOP OF M A N T L E

MONOFRAX A-DCL/

I \a FUS ED_CAST - - - BAND -

F I G.' 6 ----

V I B R A T I N G F E E D E R / C J

COKE B R E m

5G-Y-E

.HOLDING HOPPER

L 7 . , 2 K E . !a!! d 4 0 0 .

MATERIAL FLOW DIAGRAM

A INSULATION B R I C K ,

I SEAT

B E A R I N G k - - -- REMOVABLE

'1 ~ W ~ T E R . - ~ ~ D I - -

H O T B L A S T VALVE SEAT FIG.9

STRESS RELIEVED AFTER FABRICATION

ITHIS SIDE FF&E TO SLIDE

HOT BLAST MAIN EXPANSION JOINT

DISCUSSION

J. M. van Langen

Koninklijke Nederlandsche

Hoogovens en Staalfabr ieken NV

IJmuiden - Holland

M r . Chairman, Gentlemen,

There has been .a r e g u l a r exchange of d a t a between M r . P e a r t and our b l a s t fu rnace s u p e r i n t e n d e n t , Mr. Maes, s i n c e the blowing i n of S t e l c o ' s E f u r n a c e and our b l a s t f u r n a c e 6 , s o t h e on ly t h i n g new I can c o n t r i b u t e i s t o b r i n g t h e d i s c u s s i o n i n t h e open.

Our b l a s t f u r n a c e 6 d i f f e r s from E fu rnace i n t h e f o l l o w i n g p o i n t s .

I t s hear th ,d iameter i s somewhat l a r g e r , 1 0 , - m = 3 2 ' 9 " . It has f u l l y au tomat ic cha rg ing wi th b e l t s t o t h e s k i p s , wi thout any manual i n t e r f e r e n c e . A small computer c o r r e c t s f o r s h i f t s i n t a r e and d r i b b l e of t h e weighing hoppers and i n t h e case of coke a l s o c o r r e c t s f o r mois ture changes.

Blast fu rnace 6 has f o u r h o t b l a s t s t o v e s wi th t o g e t h e r t h e same h e a t i n g a r e a a s t h e t h r e e of E f u r n a c e s ; t h e y a r e ope ra t ed i n s t agge red p a r a l l e l au tomat i c ly c o n t r o l l e d by a s e p a r a t e d i g i t a l computer and t h e y a r e capable of producing 2100 OF h o t b l a s t tempera ture a t f u l l b l a s t c a p a c i t y and a dome tempera ture of 2 370 OF on1 y . Otherwise t h e b l a s t fu rnace 6 c o n s t r u c t i o n f e a t u r e s a r e t h e same a s f o r E f u r n a c e ; our fu rnace a l s o has 24 t u y e r e s and two t apho les .

I n o p e r a t i o n t h e r e a r e some d i f f e r e n c e s t o o : we a i m f o r hot meta l w i th S i = 0 ,60 , Mn = 0,40 and S = 0,030.

O u r burden c o n s i s t e d i n 1968 of 80$ s i n t e r and 20$ screened lump o r e . The s i n t e r c o n s i s t s of two components wi th a b a s i c i t y of O , 7 and 2 , 2 r e s p e c t i v e l y .

This i s mixed so a s t o o b t a i n a s e l f f l u x i n g burden wi thout l ime- s t o n e and dolomite.

S ince January 1969 t h e burden c o n t a i n s 35% p e l l e t s , 457; s i n t e r and 205 o r e and i s s t i l l s e l f f l u x i n g .

A s I have on ly t h e space of a s l i d e a v a i l a b l e t o show you some of t h e c h a r a c t e r i s t i c d a t a I p r e s e n t t h e means over l o n g e r p e r i o d s .

January - J u l y - January - June 1968 December 1968 March 1969

~ r o d u c t i o n / d a y NT 2.780 3.335 4 310

~ r o d u c t i o n / s q ft 3,30 3,94 5 ,10

Coke r a t e I ~ / N T 1.063 1. 006 878

O i l r a t e I ~ / N T 41 80 0

Blast tempera ture F 1 954 1 925 1 950

B l a s t mo i s tu re g r / ~ ~ 7 9 1 8 , 5 696

S1a.g volume

S i n t e r

P e l l e t s

Lump

I n t h e f i r s t h a l f yea r of 1968 t h e b l a s t fu rnace department had ample c a p a c i t y and s o they were n o t aiming f o r h igh p roduc t ion r a t e s . I n t h e second h a l f of 1968 i t was, b u t t h e r e were more d i f f i c u l t i e s than expected. o

I n December 1968 t h r e e t h i n g s were changed

1. p e l l e t s were in t roduced

2. t h e charg ing c y c l e has been changed t o CC/PS/CC/PS e t c , so t h a t no mixed charges have been made any more.

3. t h e number of cas t s has been i n c r e a s e d from 6- 7 t o 10 , t h u s dec reas ing t u y e r e f a i l u r e s cons ide rab ly .

I n comparing t h e r e s u l t s of S t e l c o t s E f u r n a c e and our b l a s t f u r n a c e 6 , I would l i k e t o p o i n t t o t h e fo l lowing d i f f e r e n c e s and a sk Ivir. P e a r t what he t h i n k s about them

1. slagvolume: we da re n o t go below 600 l b s / ~ ~ I - P l be ing a f r a i d of i r r e g u l a r o p e r a t i o n and he o p e r a t e s a t 400 - 450. Does perhaps t h e h igh p e l l e t percentage i n t h e burden provide t h i s l i b e r t y ?

2. obvious ly by ma in ta in ing t h e s l a g b a s i c i t y h igh

compared t o our f i g u r e of 0,96 e x c e l l e n t su lphur removal has been ob ta ined from the h o t meta l . However, does n o t t h i s endanger t h e f u r n a c e s descen t?

3. Has t h e b l a s t t emgera ture been lowered from n e a r l g 2000 t o app rox ima t ive ly 1800 OF and t h e moi s tu re c o n t e n t of t he b l a s t been i n c r e a s e d t o about 1 2 - 1 6 g r / ~ ~ (cornpare our b l a s t fu rnace 7) i n o r d e r t o avo id hanging?