Horno de coque
Horno de coque
Horno de coque
El principal dispositivo térmico para la coquización.
Estructura El horno de coque moderno consta de una cámara de carbonización, una cámara de combustión, un regenerador, una zona de tolva, la parte superior del horno, una base, un conducto de humos, etc. El material de carbón en la cámara de carbonización se calienta y se convierte en coque en condiciones de aislamiento de aire. Un horno de coque tiene decenas de cámaras de carbonización y cámaras de combustión dispuestas de forma alternada, separadas por materiales refractarios (ladrillos de sílice). Cada cámara de combustión tiene de 20 a 30 canales de fuego verticales. El gas precalentado del regenerador (el gas de alto poder calorífico no se precalienta) y el aire se encuentran y arden en el fondo del canal de fuego vertical, proporcionando calor a la cámara de carbonización desde el costado. El regenerador está situado en la parte inferior del horno de coque y utiliza gases de escape a alta temperatura para precalentar el gas y el aire utilizados para la calefacción. El área del conducto es el canal inclinado que conecta el regenerador y la cámara de combustión. El cuerpo del horno sobre la cámara de carbonización y la cámara de combustión se llama parte superior del horno y su espesor se determina de acuerdo con la resistencia del cuerpo del horno y la necesidad de reducir la temperatura de la superficie de la parte superior del horno. Hay orificios de carga de carbón y orificios de tubería ascendente en el área superior del horno que conducen a la cámara de carbonización, que se utilizan para cargar materiales de carbón y descargar el gas residual generado durante la carbonización de materiales de carbón. También hay orificios de incendio que conducen a cada canal de incendio para medir la temperatura e inspeccionar la llama. La temperatura y la presión se pueden ajustar según los resultados de la prueba. Todo el horno de coque está construido sobre una base de hormigón sólida y plana. Cada regenerador está conectado a la chimenea a través de una bandeja de gases residuales. La chimenea se encuentra en la base o en ambos lados de la base, y un extremo está conectado a la chimenea. .
La cámara de carbonización tipo A también se denomina orificio de horno, y un horno de coque consta de docenas de orificios de horno. Según la estructura del sistema de calefacción, existen muchos tipos de hornos de coque modernos, que se pueden dividir aproximadamente en: ①Tipo de canal de fuego doble, el canal de tiro ascendente y el canal de tiro descendente se combinan en pares, y toda la cámara de combustión es compuesto por varios conjuntos de canales de fuego dobles; ② Tipo de canal de fuego dividido en dos, la mitad de los canales de fuego de toda la cámara de combustión siguen la corriente ascendente y la otra mitad de los canales de fuego siguen la corriente descendente ③ Tipo de canal de llama de cruce superior; Cada canal de fuego de toda la cámara de combustión se divide en varios grupos y está conectado al grupo de canales de fuego de la cámara de combustión adyacente a través del canal de llama del tramo superior. La capacidad de producción del horno de coque depende del tamaño de la cámara de carbonización y del tiempo de coquización.
Horno y horno de cocción Las partes principales del horno de coque están fabricadas con ladrillos de sílice. Para garantizar una buena estanqueidad se deben utilizar ladrillos con formas especiales. Por lo general, un gran horno de coque utiliza más de 400 tipos de ladrillos, o incluso más de 1.000 tipos. Un horno de coque de 36 orificios y un volumen de 35,4 m3 requiere unas 8.400 toneladas de materiales refractarios. La construcción debe realizarse de acuerdo con estrictos estándares de calidad y las propiedades de los ladrillos de sílice deben considerarse plenamente al secarlos para garantizar un buen funcionamiento y prolongar su vida útil. Después del secado en horno de coque, el área de la cámara de carbonización se expande casi 200 mm. La tasa de expansión diaria del horno generalmente no es superior al 0,035% y el número de días del horno es de 50 a 60 días. Debido a la gran expansión del horno de coque durante el horneado, algunos equipos y estructuras conectados al cuerpo del horno deben finalmente conectarse, fijarse y sellarse después de que la expansión del cuerpo del horno se haya completado básicamente al final del período de secado.
Regulación de temperatura del horno de coque Su objetivo es maximizar la capacidad de producción del horno de coque y la mejor eficiencia térmica. El ajuste de temperatura se divide en tres etapas: cuando se pone en funcionamiento por primera vez, la temperatura del horno fluctúa mucho. El contenido principal del trabajo de ajuste de temperatura es supervisar el equilibrio del invernadero en toda la cámara de combustión del horno y ajustar ciertas cámaras de combustión. la temperatura es demasiado alta o demasiado baja. Cuando el tiempo de coquización se reduce gradualmente a 16 a 18 horas, entra en la etapa formal de ajuste de temperatura. En este momento, basándose en el hecho de que la torta de coque (todo el cuerpo de coque en la cámara de carbonización) está coquizada uniformemente a lo largo de las direcciones de altura y longitud y la temperatura central de la torta de coque alcanza 950-1050°C, la temperatura y presión de todo el sistema de calefacción del horno se ajustan para formular un programa de calefacción razonable y estabilizarlo. El trabajo de ajuste de temperatura en esta etapa dura aproximadamente medio año. Después de eso, pasa a la etapa de ajuste de temperatura normal de acuerdo con los cambios en los materiales del carbón, el gas de calentamiento y las condiciones atmosféricas, el suministro de calor se ajusta a tiempo para que las tortas de coque en cada cámara de carbonización se cocinen uniformemente a lo largo y alto dentro. el tiempo de coquización especificado. El consumo de calor de los hornos de coque es un indicador importante para evaluar la gestión térmica de los hornos de coque. Generalmente, cuando se utiliza gas de horno de coque para calefacción, el consumo de calor por kilogramo de carbón seco es de aproximadamente 550 kcal; cuando se utiliza gas de alto horno para calefacción, el consumo de calor es de aproximadamente 630 kcal.
Protección del horno: dado que la expansión de los ladrillos de sílice no es lineal durante la etapa de horneado del horno de coque, las velocidades de expansión de las partes superior e inferior son diferentes y existe la posibilidad de que se introduzcan en grietas escalonadas. . Durante el proceso de producción normal, debido a la carga periódica de carbón y la descarga de coque en la cámara de carbonización, la temperatura del horno fluctúa mucho y la mampostería también sufrirá un cierto grado de expansión y contracción.
Además, el impacto de diversos equipos mecánicos sobre la mampostería puede provocar deformaciones y grietas en la mampostería. Por lo tanto, es necesario utilizar la energía potencial del resorte ajustable para aplicar continuamente una cantidad suficiente y una distribución razonable de presión protectora a la mampostería a través del equipo de protección del horno, de modo que la mampostería permanezca intacta y hermética durante todo el proceso desde el horno, comenzando. -hasta la producción normal, hasta que el horno de coque deje de producir, esta presión protectora deberá mantenerse y controlarse y ajustarse periódicamente. La carga total que ejercen los componentes de hierro protectores del horno sobre el horno de coque, calculada en función de la altura del horno, es de 1,5 a 2,0 toneladas por metro. Debido a la expansión residual de los ladrillos de sílice y las inevitables grietas, la longitud del horno se expandirá año tras año. La expansión anual normal no debe ser superior a 10 mm. Para los hornos de coque con una buena gestión del equipo de protección del horno, se producirá la expansión anual. dos o tres años después de su puesta en funcionamiento la cantidad puede ser inferior a 5 mm. La expansión total de la longitud del horno es uno de los signos del envejecimiento del horno.
La antigüedad de un horno de coque generalmente es de unos 25 años, pudiendo superar los 30 años con un buen funcionamiento y mantenimiento.
Breve historia del desarrollo Antes de la década de 1930, el volumen de la cámara de carbonización del horno de coque generalmente no superaba los 20 m3. En 1927, se creó un horno de coque de gran volumen con una altura de cámara de carbonización de 6 metros y una altura efectiva. El volumen de 30 m3 se introdujo por primera vez en Alemania. Completado y puesto en producción. Desde la década de 1960, muchos países han construido hornos de gran volumen. Las dimensiones de los grandes hornos de coque actualmente ampliamente utilizados son: la cámara de carbonización tiene de 6 a 7,5 metros de alto, de 15 a 17 metros de largo, de 0,4 a 0,46 metros de ancho en promedio y tiene un volumen efectivo de aproximadamente 50 metros.
El primer lote de hornos de coque modernos de China se completó y puso en funcionamiento en Anshan en 1919, y posteriormente se construyeron en Shijiazhuang, Shijingshan, Benxi, Dalian y Jilin. Debido a la larga guerra, la mayoría de ellos fueron destruidos. Entre 1949 y 1959 se construyeron o renovaron 11 antiguos hornos de coque con 448 orificios; En 1957 diseñó hornos de coque de forma independiente y en 1965 comenzó a investigar y diseñar hornos de coque de gran volumen. En 1970 se puso en funcionamiento el primer horno de coque de gran volumen con 36 orificios, una altura de 5,5 metros y un volumen efectivo de 35,4 metros. Todos los indicadores importantes de producción alcanzaron un buen nivel.