Baterie pentru cuptoare de cocs: dispozitiv, principiu de funcționare, scop. Tehnologia de producere a cocsului

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Producția metalurgică este pur și simplu de neconceput fără utilizarea cocsului, care furnizează energie pentru topirea minereului de fier în puțul furnalului. Cu toate acestea, procesul de obținere a cocsului este destul de laborios și de lungă durată. Pentru a-l crea, se construiesc unități industriale speciale numite „baterii pentru cuptorul de cocs”. Dispozitivul, scopul și caracteristicile lor vor fi discutate în acest articol.

Definiție

Bateriile pentru cuptoare de cocs sunt un întreg complex metalurgic, al cărui scop principal este producerea de cocs în volumul necesar pentru transportul ulterioar către magazinele de furnal. Aceste unități de producție pot diferi ca dimensiuni unele de altele, dar, în orice caz, dimensiunile lor sunt destul de impresionante.

Design

Dispunerea bateriilor cuptorului de cocs este următoarea. Elementele principale ale acestor cuptoare sunt așa-numitele camere de cocsificare. În ele are loc procesul de așezare a materiilor prime. Există mai mult de o duzină de camere de cocsificare în cuptor. De asemenea, cele mai importante elemente ale bateriei pot fi considerate goluri de încălzire în care are loc arderea combustibilului. Dimensiunile liniare aproximative ale camerei de cocsificare sunt după cum urmează:

• Lungime - de la 12 la 16 metri.
• Înălțime - 4-5 metri.
• Latime - 400-450 milimetri.

În general, complexul, datorită căruia bateriile cuptoarelor de cocs pot funcționa continuu pentru o perioadă lungă de timp, include următoarele componente:

• Un buncăr de primire care primește cărbune brut.
• Departamentul de amestecare și zdrobire a cărbunelui.
• Turn de distribuție.
• Cărucior de încărcare.
• Cameră de cocsare.
• Ejector de cola.
• Stingere mașină.
• Turn de stingere.
• Platforma pe care este descărcat produsul finit răcit.

Cuptorul propriu-zis pentru producerea de cocs în forma sa generală este compus din:

• Camere pentru încărcarea taxei de cărbune.
• Perete de încălzire cu un sistem de canale de încălzire.
• Sistem de distribuție a gazului și de alimentare cu aer.
• Regenerator pentru încălzirea aerului și a gazelor de evacuare.
• Supape și mecanisme de izolare.

Clasificare

Bateriile cuptorului de cocs, în funcție de modul de funcționare, sunt intermitente și continue. Aceste baterii pot fi încălzite:

• Exclusiv gaz de furnal.
• Numai cu gaz pentru cuptorul de cocs.
• Un amestec de gaz de furnal și cuptor de cocs.

Circuitul de încălzire a bateriei poate include:

• Canal de schimbare, datorită căruia gazele au posibilitatea de a intra între pereți.
• Canal de abur pentru recirculare.

Gaz de încălzire pentru baterie îi este furnizat în două versiuni:

• Lateral, când gazul cuptorului de cocs curge prin cornuru (canalul de distribuție a gazului), iar aerul și gazul de la furnal - prin canalele vatră ale regeneratorului.
• De jos printr-o rețea specială de distribuție a aerului.

Câteva cuvinte despre regenerator

Acest dispozitiv special de schimb de căldură permite purtătorului de căldură să intre în contact cu suprafețele clar definite ale cuptorului de cocs. Este important de reținut că purtătorul de căldură fierbinte încălzește peretele rece și duza, iar după aceea, la rândul lor, transferă căldura către purtătorul de căldură deja rece.

Există și alte tipuri de schimbătoare de căldură, care se numesc „recuperatori”. În ele, lichidele de răcire reci și fierbinți schimbă energie între ei printr-un perete special ridicat între ei. În același timp, fluxurile de gaz fierbinte coboară mai întâi, iar apoi sunt activate supapele de comutare, din cauza cărora curentul de aer deja rece începe să se ridice de jos în sus.

Metode de economisire a combustibilului în producția de cocs

Procesul de cocsificare în sine este destul de consumator de energie, ceea ce este cauzat de consumul unei cantități foarte mari de combustibil. Prin urmare, pentru a reduce consumul consumului acestuia, se folosesc următoarele metode:

• Utilizați tehnologia de stingere uscată a cocsului. Datorită acesteia, energia termică a produsului este cheltuită pentru încălzirea cu abur.sau apa. În special, se obține aproximativ 1 GJ de căldură sub formă de abur dintr-o tonă de cocs finit.
• Modernizarea regeneratoarelor uzate pentru recuperarea maximă a căldurii din produsele de ardere. Deci, de exemplu, este foarte posibil să măriți zona de încălzire la duză.
• Calculul intervalului de timp optim între valvele de comutare. Este de la sine înțeles că, cu cât sunt comutate mai des, atunci pe termen lung va face posibilă reducerea volumului regeneratoarelor și pierderea de căldură din ele. În același timp, trebuie remarcat faptul că funcționarea prea frecventă a supapelor va duce inevitabil la defecțiunea rapidă a acestora și la o sarcină suplimentară asupra tuturor componentelor și pieselor adiacente.
• Încălzirea în loturi și stingerea uscată a cocsului sunt efectuate simultan.

Proces tehnologic

Producerea de cocs este foarte dificilă. Prin urmare, pentru a înțelege cum funcționează în condiții reale, merită să cunoașteți ciclul tehnologic cât mai detaliat posibil.

Un magazin de cocs începe întotdeauna cu un turn de cărbune. Aici intervine materia primă. În partea de jos a turnului sunt obloane speciale. Prin intermediul acestora, cărbunele este transportat la buncărele de primire ale mașinii de încărcare a cărbunelui. Pentru a exclude posibilitatea agățarii cărbunelui în interiorul turnului, pe întreaga sa înălțime este furnizat aer comprimat, care este furnizat în impulsuri intermitente și garantează prăbușirea amestecului care aderă de pereții turnului. Turnul trebuie să fie plin de cel puțin două treimi.

Mașina de încărcare cu cărbune este umplută fie în volum, fie în masă. Procesul de umplere este controlat de cântare. Cărbunele este introdus imediat în cuptordupă emiterea cocsului finit. În acest caz, încărcarea este alimentată prin partea superioară. În momentul încărcării cuptorului de cocs, persoana responsabilă pentru aceasta - trapa - include cuptorul în sine în colectorul de gaz și activează injecția. Întregul proces de descărcare durează între trei și șase minute.

După aceea, cuptorul este sigilat cu grijă și începe procesul de încălzire a încărcăturii. Tehnologia de producție a cocsului în bateriile pentru cuptoare de cocs asigură următoarele procese de temperatură:

• La 100-110°С cărbunele se usucă.
• În intervalul 110°C - 200°C, se eliberează umiditate higroscopică și coloidală, gaze înfundate.
• La 200°С - 300°С are loc prepararea termică, care este însoțită de formarea de produși gazoși de distrugere termică și eliminarea grupărilor instabile termic care conțin oxigen.
• 300-500°С este intervalul de temperatură la care apare o stare plastică. Gazul și aburul sunt eliberați intens, se formează o fază lichidă.
• 550-800°С – cocsificare la temperatură medie. Sinteza se intensifică.
• 900-1100°С – cocsificare la temperatură în altă.

Transport de cocs din cuptor

Bateria cuptorului de cocs, al cărei principiu de funcționare este descris în acest articol, necesită o pregătire specială înainte de a emite produse finite din aceasta. Cu cel puțin douăzeci de minute înainte de începerea distribuirii, cuptorul trebuie deconectat de la colectorul de gaz și conectat la atmosferă prin deschiderea capacului de ridicare.

După aceea,ușile cuptorului sunt îndepărtate și nuca de cocos este împinsă din cameră în vagonul de călire folosind o tijă specială. În același timp, dacă dintr-un motiv oarecare există o întârziere în livrarea planificată a cocsului de mai mult de zece minute, atunci ușile ar trebui instalate la loc. Este strict interzisă deschiderea prematură a capacelor de ridicare, deoarece aceasta poate provoca o prăbușire gravă a căptușelii din interiorul bateriei. În plus, ușile cuptorului trebuie curățate de grafit și rășină înainte și după procesul de eliberare a produselor finite. Stingerea cocsului într-o mașină specială este o procedură obligatorie, deoarece fără această operațiune, cocsul finit se poate aprinde din nou.

Calculul bateriilor pentru cuptoare de cocs prevede că cuptoarele trebuie să aibă o perioadă de funcționare și reparare. În timpul ciclului de lucru, se distribuie cocs, iar în timpul ciclului de reparații se efectuează întreținerea tuturor unităților și echipamentelor, curățarea etc.

Esență

La etapa inițială a cocsării, cărbunele este uscat, toate gazele adsorbite sunt îndepărtate din el și începe descompunerea. În momentul trecerii cărbunelui la starea plastică, începe sinterizarea - proces care este decisiv pentru întregul ciclu de cocsificare. În a treia etapă, semi-cocsul suferă calcinare și întărire. Masa vâscoasă este cea care induce rezistență la mișcarea gazelor în drumul lor către colectorul de gaze, datorită căreia se formează presiunea de cocsificare, care în practică este compensată de contracția cocsului deja format.

Conservare

"De ce nu pot fi oprite bateriile de cocs?" - exacto astfel de întrebare poate fi auzită foarte des de pe buzele unei persoane care este departe de subtilitățile și nuanțele producției de cocs. Chestia este că aceste unități sunt orientate să funcționeze în anumite condiții (temperatură ridicată, uzură abrazivă etc.) iar în cazul unei opriri neprogramate fără o pregătire adecvată, aceste cuptoare își pot pierde căptușeala interioară, care pur și simplu se va prăbuși. Cu toate acestea, în practică, uneori este necesară suspendarea funcționării bateriei cuptorului de cocs și efectuarea anumitor măsuri de conservare. Cum funcționează este prea lung de descris, trebuie doar să subliniem că există o așa-numită conservare „rece” și „fierbinte”. Ce variantă să alegeți dintre ele se decide direct de către șeful întreprinderii, în funcție de situația actuală și de motivele suspendării unității.