بطاريات فرن الكوك: الجهاز ، مبدأ التشغيل ، الغرض. تكنولوجيا إنتاج الكوك

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

الإنتاج المعدني لا يمكن تصوره ببساطة بدون استخدام فحم الكوك ، والذي يوفر الطاقة لصهر خام الحديد في عمود الفرن العالي. ومع ذلك ، فإن عملية الحصول على فحم الكوك شاقة للغاية وطويلة. لإنشائه ، يتم بناء وحدات صناعية خاصة تسمى "بطاريات أفران الكوك". ستتم مناقشة أجهزتهم والغرض والميزات المميزة في هذه المقالة.

التعريف

بطاريات أفران الكوك عبارة عن مجمع تعديني كامل ، والغرض الرئيسي منه هو إنتاج فحم الكوك بالحجم المطلوب لنقله لاحقًا إلى متاجر أفران الصهر. قد تختلف مرافق الإنتاج هذه في الحجم عن بعضها البعض ، ولكن على أي حال ، فإن أبعادها رائعة للغاية.

تصميم

ترتيب بطاريات فرن الكوك كالتالي. العناصر الرئيسية لهذه الأفران هي ما يسمى بغرف فحم الكوك. في نفوسهم تتم عملية وضع المواد الخام. هناك أكثر من اثني عشر غرف فحم الكوك في الفرن. أيضًا ، يمكن اعتبار أهم عناصر البطارية هي فجوات التسخين التي يحدث فيها احتراق الوقود. الأبعاد الخطية التقريبية لغرفة التفحيم هي كما يلي:

• الطول - من 12 متر إلى 16 متر
• الارتفاع - 4-5 أمتار.
• العرض - 400-450 ملم

بشكل عام ، يشتمل المجمع ، بفضل بطاريات فرن الكوك القادرة على العمل بشكل مستمر لفترة طويلة من الزمن ، على المكونات التالية:

• قادوس استقبال يتلقى الفحم الخام.
• قسم خلط وسحق الفحم
• برج التوزيع
• عربة التحميل.
• غرفة الكوك.
• قاذف فحم الكوك.
• سيارة اطفاء
• برج إطفاء.
• المنصة التي يتم تفريغ المنتج النهائي المبرد عليها.

الفرن نفسه لإنتاج فحم الكوك بشكله العام يتكون من:

• غرف تحميل شحنة الفحم
• جدار تدفئة بنظام قنوات التسخين
• توزيع الغاز ونظام إمداد الهواء
• مُجدد لتسخين الهواء وغازات العادم.
• عزل الصمامات والآليات.

التصنيف

بطاريات فرن الكوك ، حسب طريقة التشغيل ، متقطعة ومستمرة. يمكن تسخين هذه البطاريات:

• حصريًا غاز الأفران.
• غاز فرن الكوك فقط.
• خليط من فرن الانفجار وغاز فرن الكوك.

قد تشمل دائرة تسخين البطارية:

• قناة التحويل ، بفضل الغازات التي لديها فرصة للتواجد بين الجدران.
• قناة بخار لاعادة التدوير

غاز تسخين للبطارية يتم توريدها بنسختين:

• الجانب ، عندما يتدفق غاز فرن فحم الكوك عبر كورنورو (قناة توزيع الغاز) ، والهواء وغاز فرن الانفجار - من خلال قنوات الموقد الخاصة بالمجدِّد.
• من الأسفل عبر شبكة توزيع هواء خاصة

بضع كلمات عن المُجدد

يسمح جهاز التبادل الحراري الخاص هذا للحامل الحراري بالتلامس مع الأسطح المحددة بوضوح لفرن الكوك. من المهم ملاحظة أن المبرد الساخن يقوم بتسخين الجدار البارد والفوهة ، وبعد ذلك يقومون بدورهم بنقل الحرارة إلى حامل الحرارة البارد بالفعل.

هناك أنواع أخرى من المبادلات الحرارية تسمى "أجهزة التعافي". في داخلها ، تتبادل المبردات الباردة والساخنة الطاقة فيما بينها من خلال جدار أقيم بينهما خصيصًا. في الوقت نفسه ، تنخفض تيارات الغاز الساخن أولاً ، ثم يتم تنشيط صمامات التحويل ، بسبب بدء تيار الهواء البارد بالفعل في الارتفاع من الأسفل إلى الأعلى.

طرق توفير الوقود في إنتاج فحم الكوك

عملية التكويك نفسها كثيفة الاستهلاك للطاقة ، والتي تنتج عن استهلاك كمية كبيرة جدًا من الوقود. لذلك لتقليل استهلاكه يتم اتباع الطرق التالية:

• استخدم تقنية تبريد فحم الكوك الجاف. بفضله ، يتم إنفاق الطاقة الحرارية للمنتج على تسخين البخار.أو الماء. على وجه الخصوص ، يتم الحصول على حوالي 1 جيجا جول من الحرارة على شكل بخار من طن واحد من فحم الكوك النهائي.
• تحديث المُولِدات المستخدمة لتحقيق أقصى قدر من استعادة الحرارة من منتجات الاحتراق. لذلك ، على سبيل المثال ، من الممكن تمامًا زيادة مساحة التسخين في الفوهة.
• حساب الفاصل الزمني الأمثل بين تبديل الصمامات. وغني عن القول أنه كلما تم تبديلها في كثير من الأحيان ، سيمكن ذلك على المدى الطويل من تقليل حجم المولدات وفقدان الحرارة فيها. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن التشغيل المتكرر للصمامات سيؤدي حتماً إلى فشلها السريع وتحميلها الإضافي على جميع المكونات والأجزاء المجاورة.
• يتم تنفيذ تسخين الدُفعات وتبريد فحم الكوك الجاف في وقت واحد.

العملية التكنولوجية

إنتاج فحم الكوك صعب للغاية. لذلك ، لفهم كيفية عملها في الظروف الحقيقية ، يجدر معرفة الدورة التكنولوجية بأكبر قدر ممكن من التفاصيل.

دائمًا ما يبدأ متجر فحم الكوك ببرج الفحم. هذا هو المكان الذي تأتي فيه المواد الخام. في الجزء السفلي من البرج توجد مصاريع خاصة. من خلالهم ، يتم نقل الفحم إلى مستودعات الاستقبال لآلة تحميل الفحم. من أجل استبعاد إمكانية تعليق الفحم داخل البرج ، يتم توفير الهواء المضغوط على طول ارتفاعه بالكامل ، والذي يتم توفيره في نبضات متقطعة ويضمن انهيار الخليط الملتصق بجدران البرج. يجب أن يكون البرج ممتلئًا بمقدار الثلثين على الأقل.

تملأ آلة تحميل الفحم إما بالحجم أو بالكتلة. يتم التحكم في عملية التعبئة بواسطة المقاييس. يتم إدخال الفحم في الفرن على الفوربعد إصدار فحم الكوك النهائي. في هذه الحالة ، يتم تغذية الشحنة من خلال الجزء العلوي. في لحظة تحميل فرن الكوك ، يقوم الشخص المسؤول عن ذلك - الفتحة - بتضمين الفرن نفسه في مجمع الغاز ويقوم بتنشيط الحقن. تستغرق عملية التنزيل بأكملها من ثلاث إلى ست دقائق.

بعد ذلك ، يتم إغلاق الفرن بعناية ، وتبدأ عملية تسخين الشحنة. توفر تقنية إنتاج فحم الكوك في بطاريات أفران الكوك عمليات درجة الحرارة التالية:

• عند 100-110 درجة مئوية الفحم يجف.
• في نطاق 110 درجة مئوية - 200 درجة مئوية ، الرطوبة والرطوبة الغروية ، يتم إطلاق الغازات المسدودة.
• عند 200 درجة مئوية - 300 درجة مئوية ، يحدث تحضير حراري ، مصحوبًا بتكوين منتجات غازية للتدمير الحراري والقضاء على المجموعات المحتوية على الأكسجين غير المستقرة حراريًا.
• 300-500 ° C هو نطاق درجة الحرارة الذي تحدث فيه حالة البلاستيك. يتم إطلاق الغاز والبخار بشكل مكثف ، وتتكون الطور السائل
• 550-800 ° C - فحم الكوك بدرجة حرارة متوسطة. تكثيف التوليف.
• 900-1100 ° C - فحم الكوك عالي الحرارة.

شحنة فحم الكوك من الفرن

تتطلب بطارية فرن الكوك ، مبدأ التشغيل الموضح في هذه المقالة ، إعدادًا خاصًا قبل إصدار المنتجات النهائية منها. قبل بدء التوزيع بعشرين دقيقة على الأقل ، يجب قطع الفرن عن مجمّع الغاز وتوصيله بالجو عن طريق فتح غطاء الرافعة.

بعد ذلك ، ملفيتم إزالة أبواب الفرن ودفع جوز الهند خارج الغرفة إلى عربة التبريد باستخدام قضيب خاص. في الوقت نفسه ، إذا كان هناك تأخير لسبب ما في التسليم المخطط لفحم الكوك لأكثر من عشر دقائق ، فيجب إعادة تثبيت الأبواب في مكانها. يمنع منعا باتا فتح أغطية الناهض قبل الأوان ، لأن هذا يمكن أن يتسبب في انهيار خطير للبطانة داخل البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تنظيف أبواب الفرن من الجرافيت والراتنج قبل وبعد عملية إصدار المنتجات النهائية. إن إطفاء فحم الكوك في سيارة خاصة هو إجراء إلزامي ، لأنه بدون هذه العملية يمكن أن يشتعل فحم الكوك النهائي مرة أخرى.

ينص حساب بطاريات أفران الكوك على أن الأفران يجب أن تتمتع بفترة عمل وإصلاح. خلال دورة العمل ، يتم توزيع فحم الكوك ، وخلال دورة الإصلاح ، يتم تنفيذ صيانة جميع الوحدات والمعدات ، والتنظيف ، وما إلى ذلك.

جوهر

في المرحلة الأولى من فحم الكوك ، يتم تجفيف الفحم ، ويتم إزالة جميع الغازات الممتصة منه ويبدأ التحلل. في لحظة انتقال الفحم إلى حالة البلاستيك ، يبدأ التلبيد - وهي عملية حاسمة لدورة التكويك بأكملها. في المرحلة الثالثة ، يخضع نصف فحم الكوك لعملية تكليس وتصلب. إنها الكتلة اللزجة التي تحفز مقاومة حركة الغازات في طريقها إلى مجمّع الغاز ، بسبب تكوين ضغط فحم الكوك ، والذي يتم تعويضه عمليًا عن طريق انكماش فحم الكوك المتكون بالفعل.

الحفظ

"لماذا لا يمكن إيقاف بطاريات الكوك؟" - بالضبطيمكن سماع مثل هذا السؤال في كثير من الأحيان من شفاه شخص بعيد عن التفاصيل الدقيقة والفروق الدقيقة في إنتاج فحم الكوك. الشيء هو أن هذه الوحدات موجهة للعمل في ظل ظروف معينة (درجة حرارة عالية ، تآكل جلخ ، إلخ) وفي حالة التوقف غير المجدول دون تحضير مناسب ، يمكن أن تفقد هذه الأفران البطانة الداخلية ، والتي ستنهار ببساطة. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، من الضروري في بعض الأحيان تعليق تشغيل بطارية فرن الكوك وتنفيذ بعض تدابير الحفظ. كيف تعمل طويلة جدًا بحيث لا يمكن وصفها ، على المرء فقط أن يشير إلى أن هناك ما يسمى بالحفظ "الرائع" و "الساخن". أي خيار للاختيار من بينها يتم تحديده مباشرة من قبل رئيس المؤسسة ، اعتمادًا على الوضع الحالي وأسباب تعليق الوحدة.