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.
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.
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:
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.
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.
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:
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:
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.
Чтобы увеличить срок службы коксовых батарей, необходимо уделять особое внимание их техническому обслуживанию и регулярной модернизации. Важную роль играет контроль температуры и давления, а также своевременная замена изношенных компонентов. Использование современных огнеупорных материалов и технологий позволяет повысить устойчивость батарей к термическим нагрузкам и сократить частоту поломок. Кроме того, оптимизация процесса коксования и внедрение автоматизированных систем мониторинга помогают более точно отслеживать состояние оборудования, что в итоге продлевает срок его эксплуатации. 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