Футеровка коксовых батарей

Публикация: 20.02.2023
Время чтения: 5 мин.
Просмотров: 297

Источником энергии для получения чугуна из железной руды является кокс. Он получается при спекании некоторых сортов каменного угля при температурах до +1200 °C длительное время в печах. Производство чугуна требует большое количество кокса, поэтому печи для его выпуска представляют собой производственные комплексы с непрерывным циклом, рассчитанным на срок работы не менее 25 лет.

Содержание

  1. Что такое коксовая батарея? Конструкция оборудования
  2. Причины и виды дефектов коксового оборудования
  3. Как происходит футеровка и ремонт коксовых батарей
  4. Продление срока службы коксовых батарей

Что такое коксовая батарея? Конструкция оборудования

Коксовые батареи представляют собой набор сооружений, обеспечивающих подготовку сырья, загрузку его, изготовление из каменного угля кокса, охлаждение и транспортировку готовой продукции в доменные печи. Эти производственные объекты занимают большие площади, так как включают в себя до 49 камер коксования. Габаритные размеры камер могут достигать до 16х5х0,45 м.

  futerovka-koksovyh-batarej.jpg

Коксовые печи по способу выдачи продукции могут быть непрерывного или периодического действия. Загрузка каменного угля и выдача кокса из камер подразделяет их на вертикальную и горизонтальную конструкцию. Нагрев печей может осуществляться либо коксовым, либо доменным газом или их смесью.

Основным элементом печи для производства кокса является камера коксования, в которой и производится термическая обработка каменного угля до кокса. Она обеспечивает следующий техпроцесс:

  • от 100°С до 110°С сушка сырья;
  • от 110°С до 200°С удаление связанной влаги;
  • от 200°С до 300°С образование газов и удаление кислородных групп из печи;
  • от 300°С до 500°С переход каменного угля в пластическое и жидкое состояние с бурным выделением пара и газов;
  • от 550°С до 800°С образование среднетемпературного кокса ускоряется;
  • от 900°С до 1100°С завершается коксование.

Камера коксования печи должна обеспечить близкий к этому температурный режим в зависимости от качества и фракции коксующего угля в течение около 15 часов.

Зона образования кокса герметически отделяется от горящих газов стенами печи из огнеупорного кирпича, чтобы не допустить возгорания.

Причины и виды дефектов коксового оборудования

Основными причинами деформации и разрушения стен печей являются нарушение правил эксплуатации загрузочных механизмов и выталкивающих штанг коксовыталкивателей, резкая смена температуры в печи, нарушение технологии.

Под загрузочными люками возникают трещины и сколы, борозды на стенах внизу, разрушение и стертость подовых кирпичей печи чаще всего вызваны неаккуратной работой механизмов или несоблюдением технологии при выгрузке не совсем готового кокса. Несвоевременная и некачественная уборка графита в швах тоже создает сопротивление при выдаче продукции.

Разница условий горения газа в вертикалах приводит к неоднородности кокса, различному обогреву стен печи. В итоге образуется прогар, вогнутость и выпуклость стен, трещины и смещение кладки крайних вертикалов. Такие нарушения наиболее опасны и оканчиваются аварийным ремонтом.

При плановой остановке печи проверяется состояние футеровки. В случае необходимости проводят замеры трещин, вздутий и выносится решение. Если нарушения невелики, производится частичный ремонт. Если износ полный и разрушение кладки большие, нужно капитально отремонтировать футеровку печи.

Как происходит футеровка, ремонт коксовых батарей

Строительство коксовых печей требует разделения нагрева коксующегося угля и горючих газов огнеупорными кирпичными стенками из шамота или динаса. Состояние стен при интенсивной эксплуатации определяет срок ремонта. Коксовые печи ремонтируются капитально после 10 лет работы и профилактически, по истечении 5 лет.
Капитальный ремонт состоит из:

  • полной или частичной замены стен отопительных простенков, регенераторов, имеющих раковины;
  • замены насадок регенераторов печи;
  • замены арматуры и изношенного оборудования.

  futerovka-koksovyh-batarej-2.jpg

Увеличение периода времени между капитальными ремонтами сулит большую экономическую выгоду.

Профилактический ремонт, проводящийся по графику или после планового осмотра, позволяет увеличить межремонтый период и обеспечить надежную работу коксовых печей. В настоящее время основным способом футеровки (горячим ремонтом) кладки печей коксования является торкретирование – нанесение на поверхность в место дефекта торкрет-массы под давлением воздуха, воды или горящего газа. Этот метод футеровки позволяет быстро запечатать трещины, сформировать слой огнеупорного бетона, усилить прочность печи и снизить проницаемость газа и воды сквозь кладку.

После выявления дефектов в печи процесс торкретирования выполняется по следующему алгоритму:

  • подготовка поверхности (расшивка щелей, удаление наростов шлака и грязи);
  • удаление коррозии на металлической арматуре;
  • выставление маячков для определения слоя футеровки;
  • для улучшения адгезии смачивание водой кладки печи;
  • нанесение огнеупорной смеси непрерывно до получения необходимой толщины несколькими слоями;
  • сушка и затирка неровностей стен печи;
  • в случае необходимости увлажнение футеровки.

Формирование струи может происходить при сухом способе подачей на форсунку раздельно смеси и воды, при мокром способе подготовленный огнеупорный раствор подается от насоса в сопло. Материалами для ремонта и футеровки коксовых печей служат кремнеземные огнеупоры.

Торкретирование с использованием огнеупорных бетонов традиционно применяется при ремонте печей на большинстве коксовых батарей. Однако стали появляться технологии футеровки способом керамической наплавки. На остывшую до нужной температуры футеровку наносится обмазка из металлического порошка, стабилизирующих добавок и огнеупорного наполнителя. При обработке высокотемпературным факелом образуется слой керамической наплавки, надежно запечатывающей дефекты кирпичной кладки печи.

Продление срока службы коксовых батарей

Продление срока капитальных ремонтов коксовых печей грамотными профилактическими футеровками кирпичной кладки до 12 лет - вполне решаемая задача при правильной эксплуатации батарей. ООО «Футеровочные решения» обладает компетенциями в этой области, что подтверждается выполнением ряда серьезных проектов. Опытный инженерный состав готов рассчитать и предложить наиболее обоснованный вариант ремонта коксовых печей.

Необходимое оборудование для работы и персонал готов выполнить футеровку и подтвердить это договором о гарантиях.

Все статьи