Piec koksowniczy - urządzenie hutnicze do produkcji koksu: urządzenie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Wprowadzenie do eksploatacji pieców koksowniczych rozpoczęło się w latach 50. ubiegłego wieku. Użyteczna objętość pierwszych typowych pieców wynosiła 21,6 Nm³. W dalszej części artykułu rozważymy urządzenie wymienionego sprzętu.

Informacje ogólne

Jeśli weźmiemy pod uwagę urządzenie tego pieca jako urządzenie używane w przemyśle, to składa się ono z kilku części:

• Główną częścią jest komora, w której odbywa się proces koksowania węgla.
• Następne są ściany grzewcze, gdzie pali się gaz potrzebny do ogrzania pieca.
• Kolejną z głównych części jest regenerator, który służy jako jednostka odzysku ciepła dla gazów odlotowych powstających po spaleniu produktów.

Ponadto piece koksownicze można składać w baterie, a baterie z kolei można składać w bloki.

Na terytorium Federacji Rosyjskiej najczęściej eksploatowane są baterie składające się z 61, 65 lub 77 pieców. Jeśli spojrzysz na przemysł zagraniczny, to baterie mogą zawierać do 120 pieców.

Piekarniki z podawaniem bocznym

W piecach koksowniczych z podawaniem bocznym, regulacja podawaniagaz i powietrze do ogrzewania urządzenia jest wytwarzane wzdłuż ściany grzewczej. Proces regulacji odbywa się poprzez wymianę cegieł-rejestrów regulacyjnych oraz palników. Ich lokalizacja znajduje się u podstawy kanałów grzewczych, które charakteryzują się stale podwyższoną temperaturą, a także nieuniknionym zapychaniem się tych kanałów.

Takie warunki znacznie komplikują proces regulacji dopływu gazu i powietrza, a także nie pozwalają na instalację urządzeń sterujących z wymaganą dokładnością.

Jednak te niedociągnięcia zostały wyeliminowane w piecach koksowniczych z dolnym zasilaniem. Dzięki tej konstrukcji środki regulujące te procesy są wyjęte z muru pieca, co czyni je łatwo dostępnymi dla personelu zajmującego się konserwacją pieca. Dużo łatwiej jest wymienić urządzenia sterujące w piecach o podanej konstrukcji.

Budowa pieca

Aby rozpocząć proces wytwarzania koksu, należy załadować wsad do pieca. Aby przeprowadzić tę procedurę, urządzenie posiada otwór, który znajduje się w górnym suficie komory. Istnieje również otwór przeznaczony do usuwania lotnych gazów powstających podczas procesu koksowania. Te ostatnie, przechodząc przez wylot gazu, wchodzą do specjalnej komory do zbierania gazów, z której są wysyłane do sklepu przechwytującego.

Z obu końców komory jest wyposażony w drzwi, które są usuwane po zakończeniu procesu koksowania. Przez powstałe otwory, gotowekoks jest wypychany z pieca przez popychacz koksu.

Warto również zauważyć, że piece koksownicze są całkowicie hermetycznie zamknięte. Jest to konieczne, aby wykluczyć możliwość zassania powietrza atmosferycznego do pieca, który również będzie musiał zostać podgrzany, jeśli tak się stanie. A to z kolei spowoduje wzrost kosztów ogrzewania gazów, co negatywnie wpłynie na ostateczny koszt produktu.

Technologia produkcji koksu

Proces produkcji tego materiału przebiega w kilku etapach:

1. Cały proces rozpoczyna się od załadowania mieszanki do komory pieca i późniejszego wyrównania materiału prętem. Aby uniknąć dymu w atmosferze, gdy komora jest otwarta w czasie ładowania materiału do pieca, wytwarzana jest próżnia poprzez wtrysk pary lub gazu. Dodatkowo można zastosować specjalny system odsysania gazu z komory.
2. Następnie przebiega proces wsadowego koksowania. W tym czasie materiał podlega wszystkim niezbędnym wpływom, które prowadzą do jego przekształcenia w koks, a także w PKG. Również na tym etapie określana jest wydajność pieca, którą określa czas potrzebny do uzyskania gotowego koksu od momentu załadowania do niego wsadu.
3. Rozładunek gotowych produktów, czyli koksu lub, jak to się nazywa, koksowego „ciasta” odbywa się w samochodzie gaszenia. Do przeprowadzenia tej operacji używany jest automatyczny popychacz koksu.

Baterie

Bateria koksownicza jest wyspecjalizowaną jednostką metalurgiczną, której głównym celem jestczyli przygotowanie koksu - paliwa do produkcji żelaza wielkopiecowego.

Ważne jest, aby pamiętać, że takie baterie są używane przez dość długi czas bez przerwy. Najczęściej okres ich pracy wynosi co najmniej 25 lat. Przez cały ten czas wewnątrz pieca utrzymywana jest wysoka temperatura, a mury samej konstrukcji są ścierane przez produkty podczas uwalniania z komory.

Z tych powodów budowa baterii koksowniczych odbywa się wyłącznie z materiałów ogniotrwałych. Materiały te muszą wytrzymać:

• siły mechaniczne wywierane przez maszynę podczas pracy;
• ciśnienie rozprężania podczas koksowania;
• odporne na nacisk wszystkich elementów konstrukcyjnych spoczywających na tych materiałach ogniotrwałych.

Ważne jest również, aby pamiętać, że takie urządzenia metalurgiczne jak baterie obejmują od 45 do 69 pieców koksowniczych.

Klasyfikacja

Jak każdy inny sprzęt przemysłowy, te piece, które są częścią zakładów metalurgicznych, mają szereg parametrów, według których są klasyfikowane. Należą do nich:

1. Umiejscowienie komór w piekarniku, które mogą być poziome lub pionowe.
2. Sposób załadunku wsadu do pieca, a także kolejna procedura wydania gotowego produktu. Istnieją dwa rodzaje pieców - z ładowaniem od góry i późniejszym dozowaniem materiału od dołu, a także z ładowaniem od góry i późniejszym dozowaniem przez boczne otwory.
3. Również rozróżnij dwaproces produkcji koksu, który może być ciągły lub okresowy.
4. Jednym z parametrów do klasyfikacji jest sposób nagrzewania konkretnego piekarnika. Procedura ta może być wykonywana jednocześnie przy pomocy gazów wielkopiecowych, mieszanych lub koksowniczych, jak również przy pomocy samych gazów koksowniczych lub samych gazów wielkopiecowych.

Na terenie Federacji Rosyjskiej piece systemów PK-2K z zasilaniem bocznym są najczęściej uruchamiane w zakładach hutniczych.

Hydrauliczny tryb pracy

Hydrauliczny tryb pracy pieców koksowniczych to wyraźny rozkład ciśnień w układzie grzewczym całego bloku jako całości. Badania specjalne, a także długi okres eksploatacji tego trybu pracy ujawniły parametry charakteryzujące prawidłowy tryb pracy pieca:

1. Ciśnienie gazu w komorze koksowniczej podczas całego okresu eksploatacji musi być wyższe niż w innych komorach.
2. Ciśnienie gazu w komorze, w której odbywa się proces koksowania, jest zmienną.
3. Ciśnienie gazu w górnym systemie grzewczym musi być niższe niż w innych miejscach.

Praca w piecu

Najważniejszym parametrem w działaniu pieca jest jego wydajność. Na ten parametr mają wpływ prawie wszystkie inne wskaźniki jednostki. Okres produkcji koksu, czyli produktywność, zależy przede wszystkim od takich cech jak szerokość komory, grubość ścian, temperatura w ścianach, właściwości materiałów ogniotrwałych, a także jakośćopłata.

Warto zauważyć, że obecnie maksymalna prędkość, jaką można osiągnąć w piecu koksowniczym, wynosi 32 mm/h. Należy rozumieć, że ten parametr jest wyprowadzany z uwzględnieniem maksymalnej dopuszczalnej temperatury, jaką można wytworzyć i utrzymać w komorze. Również jednym z najważniejszych parametrów, których należy przestrzegać przy pracy pieca koksowniczego, jest temperatura gotowego „ciasta”. Powinna wynosić od 1000°C do 1050°C.