Pin lò cốc: thiết bị, nguyên lý hoạt động, mục đích. Công nghệ sản xuất than cốc

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Sản xuất luyện kim đơn giản không thể tưởng tượng được mà không sử dụng than cốc, cung cấp năng lượng cho quá trình nấu chảy quặng sắt trong trục lò cao. Tuy nhiên, quá trình thu nhận than cốc khá tốn công sức và kéo dài. Để tạo ra nó, các đơn vị công nghiệp đặc biệt được gọi là "pin lò than cốc" đang được chế tạo. Thiết bị, mục đích và các tính năng đặc trưng của chúng sẽ được thảo luận trong bài viết này.

Định nghĩa

Pin lò luyện cốc là một tổng thể phức hợp luyện kim, mục đích chính của nó là sản xuất than cốc với khối lượng cần thiết để vận chuyển sau này đến các cửa hàng lò cao. Các cơ sở sản xuất này có thể khác nhau về kích thước, nhưng trong mọi trường hợp, kích thước của chúng đều khá ấn tượng.

Thiết kế

Cách sắp xếp pin lò cốc như sau. Các yếu tố chính của những lò này là cái gọi là buồng luyện cốc. Đó là trong chúng mà quá trình đặt nguyên liệu thô diễn ra. Có hơn một chục khoang luyện cốc trong lò. Ngoài ra, các yếu tố quan trọng nhất của pin có thể được coi là các khoảng trống làm nóng, trong đó quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra. Kích thước tuyến tính gần đúng của buồng luyện cốc như sau:

• Chiều dài - từ 12 đến 16 mét.
• Chiều cao - 4-5 mét.
• Chiều rộng - 400-450 mm.

Nói chung, khu phức hợp, nhờ đó pin lò luyện cốc có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài, bao gồm các thành phần sau:

• Phễu tiếp nhận than thô.
• Bộ phận trộn và nghiền than.
• Tháp phân phối.
• Xe đẩy hàng.
• Buồng luyện cốc.
• Coke ejector.
• Chữa cháy xe.
• Tháp chữa cháy.
• Bệ để dỡ thành phẩm đã làm lạnh lên trên.

Bản thân lò để sản xuất than cốc ở dạng thông thường bao gồm:

• Khoang để nạp than.
• Tường sưởi với hệ thống ống dẫn nhiệt.
• Hệ thống phân phối khí và cấp khí.
• Máy tái tạo để làm nóng không khí và khí thải.
• Cách ly van và cơ chế.

Phân loại

Pin lò nướng than cốc tùy theo phương thức hoạt động mà ngắt quãng và liên tục. Các loại pin này có thể được làm nóng:

• Khí lò cao độc quyền.
• Chỉ khí lò cốc.
• Hỗn hợp khí lò cao và than cốc.

Mạch làm nóng pin có thể bao gồm:

• Kênh chuyển đổi, nhờ đó khí có cơ hội đi vào giữa các bức tường.
• Kênh hơi để tuần hoàn.

Khí sưởi cho pin được cung cấp cho nó trong hai phiên bản:

• Mặt bên, khi khí lò luyện cốc chảy qua ống ngô (kênh phân phối khí), và không khí và khí lò cao - qua các kênh lò của máy tái sinh.
• Từ bên dưới thông qua mạng lưới phân phối không khí đặc biệt.

Vài lời về trình tái tạo

Thiết bị trao đổi nhiệt đặc biệt này cho phép chất mang nhiệt tiếp xúc với các bề mặt được xác định rõ ràng của lò luyện cốc. Điều quan trọng cần lưu ý là chất mang nhiệt nóng sẽ làm nóng bức tường lạnh và vòi phun, và sau đó, chúng truyền nhiệt sang vật mang nhiệt đã lạnh.

Có các loại thiết bị trao đổi nhiệt khác, được gọi là "thiết bị thu hồi nhiệt". Trong chúng, chất làm mát lạnh và nóng trao đổi năng lượng giữa chúng thông qua một bức tường được dựng lên đặc biệt giữa chúng. Đồng thời, dòng khí nóng đi xuống trước, và sau đó các van chuyển đổi được kích hoạt, do đó dòng khí đã lạnh bắt đầu đi lên từ dưới lên.

Phương pháp tiết kiệm nhiên liệu trong sản xuất than cốc

Bản thân quá trình luyện cốc khá tốn năng lượng, nguyên nhân là do tiêu thụ một lượng nhiên liệu rất lớn. Do đó, để giảm lượng tiêu thụ của nó, các phương pháp sau được sử dụng:

• Sử dụng công nghệ làm nguội than cốc khô. Nhờ đó, nhiệt năng của sản phẩm được sử dụng để đốt nóng bằng hơi nước.hoặc nước. Đặc biệt, khoảng 1 GJ nhiệt ở dạng hơi nước thu được từ một tấn than cốc thành phẩm.
• Hiện đại hóa các máy tái sinh đã qua sử dụng để thu hồi nhiệt tối đa từ các sản phẩm đốt. Vì vậy, chẳng hạn, có thể tăng diện tích làm nóng ở vòi phun.
• Tính toán khoảng thời gian tối ưu giữa các van chuyển đổi. Không cần phải nói rằng chúng càng được chuyển đổi thường xuyên, thì về lâu dài, nó sẽ có thể làm giảm khối lượng của các bộ tái sinh và thất thoát nhiệt trong chúng. Đồng thời, cần lưu ý rằng hoạt động quá thường xuyên của van chắc chắn sẽ dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng và tải thêm lên tất cả các bộ phận và bộ phận lân cận.
• Gia nhiệt theo mẻ và làm nguội cốc khô được thực hiện đồng thời.

Quy trình công nghệ

Sản xuất than cốc rất khó. Do đó, để hiểu cách thức hoạt động của nó trong điều kiện thực tế, bạn nên biết chu trình công nghệ càng chi tiết càng tốt.

Một cửa hàng bán cốc luôn bắt đầu bằng một tháp than. Đây là nơi nguyên liệu thô đi vào. Ở dưới cùng của tháp có cửa chớp đặc biệt. Thông qua chúng, than được vận chuyển đến các boong tiếp nhận của máy tải than. Để loại trừ khả năng than treo bên trong tháp, khí nén được cung cấp dọc theo toàn bộ chiều cao của nó, khí nén này được cung cấp theo nhịp ngắt quãng và đảm bảo sự sụp đổ của hỗn hợp bám vào thành tháp. Tháp phải đầy ít nhất 2/3.

Máy nạp than được đổ đầy theo khối lượng hoặc khối lượng. Quá trình chiết rót được kiểm soát bằng cân. Than được đưa vào lò ngay lập tứcsau khi cấp than cốc thành phẩm. Trong trường hợp này, phí được đưa qua đỉnh. Tại thời điểm nạp vào lò luyện cốc, người chịu trách nhiệm về việc này - cửa sập - đưa lò vào bộ thu khí và kích hoạt phun. Toàn bộ quá trình tải xuống mất từ ba đến sáu phút.

Sau đó, lò được niêm phong cẩn thận, và quá trình đốt nóng điện tích bắt đầu. Công nghệ sản xuất than cốc trong pin lò luyện cốc cung cấp các quy trình nhiệt độ sau:

• Ở 100-110 ° С than đang khô.
• Trong khoảng 110 ° C - 200 ° C, hơi ẩm dạng keo và hút ẩm, các khí bị tắc nghẽn được giải phóng.
• Ở 200 ° С - 300 ° С, quá trình chuẩn bị nhiệt xảy ra, kèm theo đó là sự hình thành các sản phẩm khí của sự phá hủy nhiệt và loại bỏ các nhóm chứa oxy không ổn định về nhiệt.
• 300-500 ° С là phạm vi nhiệt độ tại đó trạng thái dẻo xảy ra. Khí và hơi nước được giải phóng mạnh mẽ, một pha lỏng được hình thành.
• 550-800 ° С - luyện cốc ở nhiệt độ trung bình. Tổng hợp tăng cường.
• 900-1100 ° С - luyện cốc ở nhiệt độ cao.

Lô hàng than cốc từ lò

Pin lò luyện cốc, nguyên lý hoạt động của nó được mô tả trong bài viết này, cần có sự chuẩn bị đặc biệt trước khi cho ra thành phẩm từ nó. Ít nhất hai mươi phút trước khi bắt đầu pha chế, lò phải được ngắt khỏi bộ thu khí và kết nối với khí quyển bằng cách mở nắp lò nướng.

Sau đó,Cửa lò được tháo ra và dừa được đẩy ra khỏi buồng vào toa xe làm nguội bằng một thanh đặc biệt. Đồng thời, nếu vì lý do nào đó mà việc giao than cốc theo kế hoạch bị chậm trễ hơn mười phút, thì các cửa phải được lắp đặt trở lại vị trí cũ. Nghiêm cấm mở nắp riser sớm, vì điều này có thể gây sập nghiêm trọng lớp lót bên trong pin. Ngoài ra, cửa lò phải được làm sạch than chì và nhựa thông trước và sau quá trình cấp thành phẩm. Việc dập tắt than cốc trong một chiếc xe ô tô đặc biệt là một thủ tục bắt buộc, bởi vì nếu không có thao tác này, than cốc thành phẩm có thể bốc cháy trở lại.

Tính pin lò luyện cốc quy định lò phải có thời gian hoạt động và sửa chữa. Trong chu kỳ làm việc, than cốc được phân phối và trong chu kỳ sửa chữa, việc bảo dưỡng tất cả các đơn vị và thiết bị, vệ sinh, v.v. được thực hiện.

Cốt

Ở giai đoạn đầu của quá trình luyện cốc, than được làm khô, tất cả các khí hấp phụ được loại bỏ khỏi nó và bắt đầu phân hủy. Vào thời điểm than chuyển sang trạng thái dẻo, bắt đầu nung kết - một quá trình mang tính quyết định đối với toàn bộ chu trình luyện cốc. Ở giai đoạn thứ ba, bán than cốc trải qua quá trình nung và làm cứng. Đó là khối lượng nhớt tạo ra lực cản đối với sự chuyển động của các chất khí trên đường đến bộ thu khí, do đó áp suất luyện cốc được hình thành, trong thực tế, áp suất này được bù đắp bằng sự co ngót của cốc đã hình thành.

Bảo quản

"Tại sao pin than cốc không thể ngừng hoạt động?" - một cách chính xácmột câu hỏi như vậy rất thường có thể được nghe thấy từ môi của một người khác xa với sự tinh tế và sắc thái của sản xuất than cốc. Vấn đề là những thiết bị này được định hướng làm việc trong những điều kiện nhất định (nhiệt độ cao, mài mòn, v.v.) và trong trường hợp dừng đột xuất mà không có sự chuẩn bị thích hợp, những lò này có thể bị mất lớp lót bên trong và sẽ sụp đổ. Tuy nhiên, trong thực tế, đôi khi cần phải tạm dừng hoạt động của pin lò luyện cốc và thực hiện các biện pháp bảo tồn nhất định. Nó hoạt động như thế nào thì quá dài để mô tả, người ta chỉ có thể chỉ ra rằng có một cái gọi là bảo quản "mát" và "nóng". Việc lựa chọn phương án nào do người đứng đầu doanh nghiệp trực tiếp quyết định, tùy thuộc vào tình hình hiện tại và lý do của việc tạm ngừng hoạt động của đơn vị.