Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Огнеупорная кладка должна обеспечивать необходимую механическую прочность конструкции печи, иметь высокую плотность, т. е. минимальную возможность для непредусмотренных проектом перетоков газов из одного участка рабочего пространства печи в другой, быть достаточно огнеупорной (огнеупорность определяется температурой плавления материала) и термостойкой (здесь и далее под термостойкостью понимается устойчивость к переменам температур). Проектирование и выполнение кладки современных коксовых печей — это обширная и хорошо разработанная часть технологии коксохимического производства.
В процессе эволюции конструкций коксовых печей в последние годы сложилась оптимальная схема применения различных огнеупоров в разных зонах кладки. При этом еще учитывались требования, связанные с химическим взаимодействием угольной загрузки и огнеупоров кладки коксовой камеры.
Для кладки коксовых печей в наибольшем количестве расходуется динасовый кирпич. Из него выполняются наиболее ответственные части кладки коксовой батареи: кладка камеры и обогревательного простенка, а также зона косых ходов. Если на одну камеру объемом 21,6 ж3 в коксовой батарее приходится примерно 167 т огнеупоров, динас из них составляет около 125 т, а для камеры объемом ЗСЫ3 из 210 т необходимых огнеупоров динас составляет около 180 т. Более широкое применение динаса в кладке батареи ограничивается
его высокой стоимостью и относительно низкой термостойкостью, не допускающей применения его для кладки подовых каналов насадки регенераторов, сводов камер и т. п. Однако технология производства огнеупоров совершенствуется. Сейчас уже вырабатывают огнеупоры, которые удовлетворяют более высоким требованиям коксового производства. Возможно в будущем весь динасовый кирпич в кладке коксовой батареи будет заменен другими огнеупорами. Перспективными с этой точки зрения являются: динас с повышенной объемной массой, магнезитовые и карборундовые изделия с более высокими огнеупорностью и термостойкостью.
В последнее время ведутся исследования по использованию корунда для кладки стен камер коксовых печей. Первые результаты исследований показывают, что при использовании корундовых огнеупоров можно резко снизить период коксования, увеличить конечную температуру процесса, повысить скорость нагрева угольной загрузки. Все это открывает новые перспективы совершенствования процесса коксования. Но применение корундовых изделий тормозится пока недостаточным их производством.
Шамотный кирпич также является одним из основных материалов для огнеупорной кладки. Его изготовляют из огнеупорных пластических глин с добавкой шамота (предварительно обожженых глин). Химический состав такого кирпича следующий: SiO2 — 50—55%, Al2O3 — 35—45%. Шамотный кирпич высокотермостойкий и огнеупорный, но температура деформации под нагрузкой у него низкая (около 1300° С), что резко сокращает возможности его применения в современных коксовых печах. Кирпич с повышенным содержанием SiO2 (70—80%) называют полукислым. Многошамотные изделия готовят из шихт с увеличенным содержанием шамота методом полусухого прессования. Они отличаются повышенной механической прочностью и теплопроводностью.
Динасовый кирпич готовят из дробленых кварцитов с добавкой в качестве связки известкового молока. Содержание SiO2 в динасовом кирпиче составляет не менее 94%. Динасовый кирпич имеет высокую огнеупорность (около 1700° С) и высокую температуру деформации под нагрузкой (примерно 1650° С). Этим он выгодно отличается от шамотного кирпича. Динасовый кирпич также механически более прочен, чем шамотный. Временное сопротивление сжатию для динасового кирпича составляет при комнатной температуре 17,1—21,6 Мн/м2 (175—220 кгс/см2), а для шамотного — 7,8—14,7 Мн/м2 (80— 150 кгс/см2). Хотя таких нагрузок в коксовой печи кирпич не несет, но следует помнить, что при высоких температурах механическая прочность огнеупорных изделий резко падает. Теплопроводность динасового кирпича значительно выше, чем у шамотного, что имеет решающее значение для производительности коксовых печей.
Нормальный и фасонный динас применяют для кладки стен регенераторов, корнюрной зоны, вертикалов, стен камер, головок обогревательных простенков, сводов и пода камер коксования.
Полукислый и нормальный шамот используют для кладки боровов, зеркал регенераторов, колосниковой решетки, футеровки
подовых каналов и др. Из полукислого шамота изготовляют и решетчатую насадку регенераторов.
В отдельных местах кладки, требующих высокой термостойкости, повышенной механической прочности, высокой точности размеров (нижняя часть стен регенераторов, крайние корнюрные кирпичи, крайние сводовые кирпичи камер, верхняя часть люков и др.), используется многошамотный кирпич.
Количество фасонных марок кирпича (типоразмеров) велико и колеблется в зависимости от конструкции печи примерно от 450 до 500.
Один из недостатке* динасового кирпича — это неравномерное изменение объема при нагреве. Кремнезем (SiO2) имеет несколько модификаций,1 резко отличающихся по плотности и переходящих одна в другую в очень узких температурных интервалах, причем часть этих реакций обратима. В связи с этим при обжиге динасового кирпича применяется медленный и длительный нагрев для обеспечения полноты необратимых переходов. Однако это не гарантирует достаточной термостойкости кирпича в эксплуатации. Критерием его качества в этом отношении служит истинная плотность. Как уже указывалось, лучший динасовый материал имеет истинную плотность 2,32 г/см3. Из-за особенностей динасового материала разогревать новопостроен-ную коксовую батарею до рабочих температур, а также отдельные печи после холодного ремонта нужно очень осторожно. Особенно важен и ответственен график разогрева новой батареи коксовых печей. Учитывая большую стоимость вводимых в эксплуатацию основных средств, необходимо избегать отклонений от графика, ухудшающих состояние огнеупорной кладки коксовой батареи, что определяет последующее сокращение срока нормальной ее эксплуатации.
