Коксова піч - металургійний агрегат для виготовлення коксу: пристрій

Введення коксових печей в експлуатацію почалося ще в 50-х роках минулого століття. Корисний об'єм перших типових печей був дорівнює 216 м3. Далі в статті ми розглянемо пристрій названого обладнання.

Загальні відомості

Якщо розглядати пристрій даної печі як агрегату, який використовується в промисловості, то воно складається з кількох частин:

Основна частина - це камера, у якій відбувається безпосередньо процес коксування вугілля.

Далі йдуть опалювальні простінки, де згоряє газ, необхідний для опалення печі.

Ще одна з основних частин - це регенератор, службовець утилізатором для тепла відхідних газів, що утворюються після згоряння продуктів.

Крім того, коксові печі можуть бути зібрані в батареї, а батареї, в свою чергу, можуть бути укомплектовані блоки.


На території Російської Федерації найчастіше експлуатуються батареї, що складаються з 6165 або 77 печей. Якщо дивитися на зарубіжну промисловість, то там батареї можуть включати до 120 печей.

Печі з бічним підведенням

В коксових печах з бічним підведенням регулювання подачі газу та повітря для опалення агрегату виробляється уздовж обігрівального простінка. Процес регулювання здійснюється за допомогою заміни регулюють цегли-регістрів, а також пальників. Їх місце розташування знаходиться біля основи опалювальних каналів, які характеризуються постійно підвищеною температурою, а також неминучим засміченням, що відбувається в цих каналах. Такі умови ускладнюють процес регулювання подачі газу та повітря, а також не дозволяють встановити регулюючі прилади з необхідною точністю. Однак дані недоліки були усунуті в коксових печах з нижнім підведенням. При такій конструкції, засоби, що регулюють ці процеси, виносяться за межі пічної кладки, що робить їх легкодоступними для персоналу, що займається обслуговуванням печі. Міняти регулюючі пристрої в печах з названої конструкцією набагато простіше.

Пристрій печей

Для того щоб почати процес виготовлення коксу, необхідно завантажити шихту в піч. Для здійснення цієї процедури агрегат володіє отвором, яке розташовується у верхньому перекритті камери. Також там є отвір, призначений для відведення летких газів, що утворюються в процесі коксування. Останні, проходячи через газовідвід, потрапляють в спеціальну камеру для збору газів, з якої вони направляються в цех уловлювання. З обох торців камера оснащена дверима, які видаляються по закінченню процесу коксування. Через отримані отвори, готовий кокс виштовхується з печі за допомогою коксовиталкивателя. Також варто відзначити, що коксові печі є повністю герметичною конструкцією. Це необхідно для того, щоб виключити можливість підсосу в піч атмосферного повітря, який також доведеться підігрівати, якщо це станеться. А це, в свою чергу, підвищить витрати опалювальних газів, що негативно позначиться на кінцевій вартості продукту.

Технологія виробництва коксу

Процес виробництва даного матеріалу здійснюється в кілька етапів:

Весь процес починається з завантаження шихти в камеру печі і подальшого розрівнювання матеріалу за допомогою штанги. Для того щоб уникнути задимлення атмосфери при відкритті камери в момент завантаження матеріалу всередині печі, створюється розрядження шляхом інжекції пари або газу. Крім того, можна використовувати спеціальну систему відсмоктування газу з камери.

Далі протікає процес коксування шихти. Протягом цього часу матеріал піддається всім необхідним впливів, які призводять до його перетворення в кокс, а також в ПКГ. Також на цьому етапі виділяють продуктивність печі, яка визначається часом, необхідним для отримання готового коксу з моменту закінчення завантаження шихти всередину неї.

Вивантаження готової продукції, тобто коксу або, як його ще називають, коксового пирога" здійснюється в тушильний вагон. Для проведення цієї операції використовується автоматичний коксовиталкиватель.

Батареї

Коксова батарея - це спеціалізований металургійний агрегат, основною метою якого є заготівля коксу - палива для доменного виробництва чавуна.
Важливо зазначити, що такі батареї експлуатуються досить тривалий проміжок часу без зупинок. Найчастіше період їх роботи становить мінімум 25 років. Протягом всього цього часу всередині печі підтримується висока температура, а сама кладка споруди стирається продукцією при видачі з камери. З цих причин будівництво коксових батарей здійснюється тільки з вогнетривких матеріалів. Дані матеріали повинні витримувати:

механічні зусилля, які докладає машина при роботі;

тиск розпирання при коксуванні;

протистояти тиску всіх елементів конструкції, що розташовані на цих вогнетривких матеріалах.

Також важливо відзначити, що таке металургійне обладнання, як батареї включають в себе від 45 до 69 коксових печей.

Класифікація

Як і будь-яке інше промислове обладнання, названі печі, що входять до складу металургійних комбінатів, володіють рядом параметрів, за якими і здійснюють їх класифікацію. До них відносять:

Розташування камер в печі, яке може бути як горизонтальним, так і вертикальним.

Спосіб завантаження шихти в піч, а також подальша процедура видачі готового продукту. Тут є два види печей - з верхнім завантаженням і подальшої нижній видачею матеріалу, а також з верхнім завантаженням і подальшою видачею через бічні отвори.

Також розрізняють два процесу виробництва коксу, який може бути безперервним або періодичним.

Один з параметрів для класифікації - це спосіб обігріву конкретної печі. Ця процедура може здійснюватися як за допомогою доменних, змішаних або коксових газів одночасно, так і за допомогою тільки коксових або тільки доменних газів.

На території Російської Федерації найчастіше вводяться в експлуатацію на металургійних комбінатах печі систем ПК-2К з бічним підведенням.

Гідравлічний режим роботи

Гідравлічний режим роботи коксових печей - це чіткий розподіл тиску в опалювальній системі всього агрегату в цілому. Спеціальні дослідження, а також тривалий період експлуатації такого режиму роботи виявили параметри, які характеризують правильний режим роботи печі:

Тиск газу в камері коксування на протязі всього періоду роботи повинно бути вище, ніж в інших відсіках.

Тиск газу в камері, де відбувається процес коксування, - це змінна величина.

Тиск газу в опалювальній системі на висхідному потоці повинно бути нижче, ніж в інших місцях.

Експлуатація печей

Найважливішим параметром при експлуатації печі є її продуктивність. На цей параметр впливають практично всі інші показники агрегату. Період виробництва коксу, тобто продуктивність, найбільше залежить від таких характеристик як ширина камери, товщина стін, температура в простінках, властивості вогнетривких матеріалів, а також якість шихти. Варто відзначити, що в даний час максимальна швидкість, якої можна досягти від коксової печі, - 32 мм/год. Необхідно розуміти, що цей параметр виведений з урахуванням максимально допустимої температури, яку можна розвинути і підтримувати в камері. Також один з найважливіших параметрів, який має бути дотриманий для експлуатації коксової печі, - це температура готового "пирога". Вона повинна бути від 1000°С до 1050°С.