Koksugnsbatterier: enhet, funktionsprincip, syfte. Teknik för koksproduktion

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Metallurgisk produktion är helt enkelt otänkbar utan användning av koks, som ger energi för smältning av järnmalm i masugnsschaktet. Processen för att få koks är dock ganska mödosam och lång. För att skapa den byggs speciella industrienheter som kallas "koksugnsbatterier". Deras enhet, syfte och karakteristiska egenskaper kommer att diskuteras i den här artikeln.

Definition

Koksugnsbatterier är ett helt metallurgiskt komplex, vars huvudsakliga syfte är att producera koks i den volym som krävs för efterföljande transport till masugnsbutiker. Dessa produktionsanläggningar kan skilja sig i storlek från varandra, men i alla fall är deras dimensioner ganska imponerande.

Design

Arrangemanget av koksugnsbatterier är som följer. Huvudelementen i dessa ugnar är de så kallade koksningskamrarna. Det är i dem som processen med att lägga råvaror äger rum. Det finns mer än ett dussin koksrum i ugnen. De viktigaste delarna i batteriet kan också betraktas som värmegap där bränsleförbränning uppstår. Ungefärliga linjära dimensioner för koksningskammaren är som följer:

• Längd - från 12 till 16 meter.
• Höjd - 4-5 meter.
• Bredd - 400–450 millimeter.

I allmänhet innehåller komplexet, tack vare vilket koksugnsbatterier kan arbeta kontinuerligt under en lång tidsperiod, följande komponenter:

• En mottagningsbehållare som tar emot råkol.
• Avdelningen för blandning och krossning av kol.
• Distributionstorn.
• Lastvagn.
• kokskammare.
• Koksutkastare.
• Släckningsbil.
• Släcktorn.
• Plattformen på vilken den kylda färdiga produkten lossas.

Ugnen själv för tillverkning av koks i dess allmänna form består av:

• Kammare för laddning av kolladdning.
• Värmevägg med ett system av värmekanaler.
• Gasdistribution och lufttillförselsystem.
• Regenerator för uppvärmning av luft och avgaser.
• Isoleringsventiler och mekanismer.

Klassificering

Koksugnsbatterier, beroende på driftsätt, är intermittenta och kontinuerliga. Dessa batterier kan värmas upp:

• Exklusivt masugnsgas.
• Endast koksugnsgas.
• En blandning av masugnsgas och koksugnsgas.

Batteriets värmekrets kan innehålla:

• Omställningskanal, tack vare vilken gaser har möjlighet att ta sig mellan väggarna.
• Ångkanal för återcirkulation.

Värmegas för batteriet levereras till den i två versioner:

• Sid, när koksugnsgas strömmar genom cornuru (gasdistributionskanal) och luft och masugnsgas - genom regeneratorns härdkanaler.
• Underifrån genom ett speciellt luftdistributionsnät.

Några ord om regeneratorn

Denna speciella värmeväxlaranordning gör att värmebäraren kommer i kontakt med koksugnens tydligt definierade ytor. Det är viktigt att notera att den varma värmebäraren värmer den kalla väggen och munstycket, och efter det överför de i sin tur värme till den redan kalla värmebäraren.

Det finns andra typer av värmeväxlare, som kallas "rekuperatorer". I dem utbyter kalla och varma kylmedel energi mellan sig genom en vägg som är speciellt uppförd mellan dem. Samtidigt sjunker först heta gasströmmar och sedan aktiveras växlingsventilerna, vilket gör att den redan kalla luftströmmen börjar stiga nerifrån och upp.

Bränslebesparande metoder vid koksproduktion

Koksningsprocessen i sig är ganska energikrävande, vilket orsakas av förbrukningen av en mycket stor mängd bränsle. Därför, för att minska förbrukningen av dess konsumtion, används följande metoder:

• Använd tekniken för härdning av torr koks. Tack vare det används produktens termiska energi på ånguppvärmning.eller vatten. I synnerhet erhålls cirka 1 GJ värme i form av ånga från ett ton färdig koks.
• Modernisering av använda regeneratorer för maximal värmeåtervinning från förbränningsprodukter. Så det är till exempel fullt möjligt att öka värmeytan vid munstycket.
• Beräkning av det optimala tidsintervallet mellan växlingsventiler. Det säger sig självt att ju oftare de växlas, då kommer det på sikt att göra det möjligt att minska volymen av regeneratorer och värmeförluster i dem. Samtidigt bör det noteras att alltför frekvent drift av ventilerna oundvikligen kommer att leda till deras snabba fel och ytterligare belastning på alla intilliggande komponenter och delar.
• Satsuppvärmning och torrkokssläckning utförs samtidigt.

Teknologisk process

Koksproduktion är mycket svårt. För att förstå hur det fungerar under verkliga förhållanden är det därför värt att känna till den tekniska cykeln så detaljerat som möjligt.

En koksbutik börjar alltid med ett koltorn. Det är här råvaran kommer in. Längst ner i tornet finns speciella luckor. Genom dem transporteras kolet till kollastningsmaskinens mottagande bunkrar. För att utesluta möjligheten att kol hänger inuti tornet, tillförs tryckluft längs hela dess höjd, som tillförs i intermittenta pulser och garanterar kollapsen av blandningen som fäster vid tornets väggar. Tornet måste vara minst två tredjedelar fullt.

Kollastningsmaskinen fylls antingen i volym eller massa. Fyllningsprocessen styrs av vågar. Kol matas in i ugnen omedelbartefter att ha gett ut den färdiga koksen. I detta fall matas laddningen genom toppen. Vid laddning av koksugnen inkluderar den som ansvarar för detta - luckan - själva ugnen i gasuppsamlaren och aktiverar insprutningen. Hela nedladdningsprocessen tar tre till sex minuter.

Därefter försluts ugnen noggrant och processen med att värma upp laddningen börjar. Tekniken för koksproduktion i koksugnsbatterier ger följande temperaturprocesser:

• Vid 100-110°С torkar kol.
• I intervallet 110°C - 200°C frigörs hygroskopisk och kolloidal fukt, ockluderade gaser.
• Vid 200°С - 300°С sker termisk beredning, vilket åtföljs av bildning av gasformiga produkter av termisk förstörelse och eliminering av termiskt instabila syreh altiga grupper.
• 300-500°С är temperaturintervallet där ett plastiskt tillstånd uppstår. Gas och ånga frigörs intensivt, en flytande fas bildas.
• 550-800°С – medeltemperaturkoksning. Syntesen intensifieras.
• 900-1100°С – högtemperaturkoksning.

Sändning av koks från ugnen

Koksugnsbatteriet, vars funktionsprincip beskrivs i den här artikeln, kräver speciell förberedelse innan man utfärdar färdiga produkter från det. Minst tjugo minuter innan utmatningen påbörjas måste ugnen stängas av från gasuppsamlaren och anslutas till atmosfären genom att öppna locket till stigarröret.

Efter detugnens luckor tas bort och kokosnöten trycks ut ur kammaren in i släckvagnen med hjälp av en speciell stång. Samtidigt, om det av någon anledning finns en försening i den planerade leveransen av koks i mer än tio minuter, bör dörrarna installeras på plats igen. Det är strängt förbjudet att öppna stigarlocken i förtid, eftersom detta kan orsaka en allvarlig kollaps av fodret inuti batteriet. Dessutom måste ugnsluckor rengöras från grafit och harts före och efter processen med att ge ut färdiga produkter. Att släcka koks i en speciell bil är ett obligatoriskt förfarande, för utan denna operation kan den färdiga koksen antändas igen.

Beräkning av koksugnsbatterier ger att ugnar måste ha en drifts- och reparationsperiod. Under arbetscykeln utmatas koks och under reparationscykeln utförs underhåll av alla enheter och utrustning, rengöring etc.

Essence

I det inledande skedet av koksning torkas kol, alla adsorberade gaser avlägsnas från det och nedbrytningen startar. I ögonblicket för övergången av kol till ett plastiskt tillstånd börjar sintring - en process som är avgörande för hela kokscykeln. I det tredje steget genomgår halvkoks förbränning och härdning. Det är den viskösa massan som inducerar motstånd mot gasernas rörelse på väg till gasuppsamlaren, på grund av vilket kokstryck bildas, vilket i praktiken kompenseras av krympningen av den redan bildade koksen.

Konservering

"Varför kan koksbatterierna inte stoppas?" - exakten sådan fråga kan mycket ofta höras från läpparna på en person som är långt ifrån subtiliteterna och nyanserna av koksproduktion. Saken är att dessa enheter är orienterade för att fungera under vissa förhållanden (hög temperatur, slitage, etc.) och i händelse av ett oplanerat stopp utan lämplig förberedelse kan dessa ugnar förlora sitt inre foder, vilket helt enkelt kommer att kollapsa. Men i praktiken är det ibland nödvändigt att avbryta driften av koksugnsbatteriet och utföra vissa bevarandeåtgärder. Hur det fungerar är för långt att beskriva, man behöver bara påpeka att det finns en så kallad "sval" och "het" konservering. Vilket alternativ som ska väljas avgörs direkt av företagets chef, beroende på den aktuella situationen och skälen till avstängningen av enheten.