Тема 2.7 Машины коксовых печей

Назначение коксовых машин состоит в обеспечении операций по загрузке камер коксования шихтой, выдаче коксового пирога, приемке выданного кокса и транспортированию его к тушильной установке. Машины также должны выполнять наиболее трудоемкие операции по очистке технологического оборудования, уборке верха коксовых батарей и обслуживанию рабочих площадок.

Основные требования к машинам :

• бесперебойная длительная работа в условиях высоких температур, открытого пламени, интенсивного пыле- газовыделении;

• максимальная степень механизации и автоматизации выполняемых операций.

Механизмы коксовых машин приводятся в действие от электродвигателей переменного тока напряжение 380 В.

Питание машин осуществляется через троллеи, проложенные по длине коксовой батареи:

Троллеи УЗВ могут распологаться с коксовой стороны на уровне 5 метров от верха печей, либо проходить на той же высоте по центру батареи.

Троллеи КВ находятся либо с наружной стороны тоннеля батареи, либо на кронштейнах над газосборником.

Троллеи ДМ расположены на кронштейнах, крепящихся к верхней части анкерных колонн.

Троллеи электровоза ТВ располагаются с наружной стороны тоннеля.

Для безопасной работы предусматривают блокировку механизмов на машинах, при которой невозможна работа каждого механизма при переездах или несовместимой работе другого механизма.

1. На некоторых заводах применяют электрическую блокировку, через специальную вспомогательную секционированную троллею, которая соединяет коксовую и машинную стороны.

2. В последнее время применяют бесконтактную блокировку между машинами.

3. Радиотелефонная двусторонняя связь между машинами.

Машины коксовых печей:

• углезагрузочный вагон:

• коксовыталкиватель:

• двересъемная машина с коксонаправляющей;

• тушильный или коксовозный вагон с электровозом.

Обычно одну коксовую батарею обслуживает: один коксовыталкиватель, один углезагрузочный вагон, одна двересъемная машина. Электровоз с тушильным вагоном один обслуживает две коксовые батареи. (Во втором коксовом цехе электровоз транспортирует две тележки коксовозного вагона). На коксовый блок, состоящий из двух батарей имеется один резервный комплект коксовых машин, хотя в настоящее время желательно, чтобы на каждую коксовую батарею был резервный комплект. Машины одного вида могут существенно отличаться друг от друга, вследствие разного времени исполнения и конструкции коксовых батарей.

Взаимосвязь между машинами.

1. УЗВ с порцией шихты транспортирует ее к камере.

2. После схода шихты из среднего бункера машинист УЗВ дает сигнал машинисту КВ на подачу планирной штанги.

3. Сигнал машинисту КВ на выдачу кокса дает машинист электровоза, когда коксонаправляющая ванна ДМ вдвинута печь с коксовой стороны и тушильный вагон готов к приему кокса.

Углезагрузочный вагон выполняет следующие операции:

• прием угольной шихты из угольной башни:

• перевозка его по верху батареи;

• загрузка шихты в камеру коксования;

• съем и постановка крышек загрузочных люков;

• очистка горловин и стояков коксовых печей от графита;

• включение пароинжекции (гидроинжекции) в стояки печей, для обеспечения бездымной загрузки.

Количество бункеров от 2 до 5. Кабина, как правило, располагается на нижней площадке.

УЗВ работает циклично, совершая определенное число операций, время которых зависит от оборота печи и серийности выдачи, и составляет 9-12 минут.

Типовой набор операций, выполняемых загрузочным вагоном:

• установка вагона по оси затворов угольной башни;

• открывание затворов;

• включение систем пневмообрушения шихты;

• заполнение бункеров шихтой, и при наличии взвешивающих устройств, взвешивание;

• закрывание затворов;

• переезд к обслуживаемой печи;

• закрывание гидрозатворов и одновременное открытие крышек стояков;

• чистка стояков;

• переезд на два шага печей для чистки колен;

• закрывание крышек и открытие гидрозатворов стояков;

• включение пароинжекции;

• сняти люкосъемами крышек двух крайних люков;

• загрузка печи из крайних бункеров (сначала коксовый, затем машинный);

• уборка шихты у крайних люков;

• закрывание затворов и подъем телескопов крайних бункеров;

• установка люкосъемами крышек крайних люков;

• снятие люкосъмами крышки среднего люка;

• опускание телескопа и открывание затвора среднего бункера;

• выдача шихты из среднего бункера;

• закрывание затвора и подъем телескопа среднего бункера;

• уборка шихты у среднего люка;

• переезд к затворам угольной башни.

Все конструкции УЗВ имеют механизм передвижения из восьми колес с электроприводом на каждое колесо. Механизмы передвижения снабжены тиристорной установкой, управляющей электродвигателями, что позволяет менять скорость вагона с номинальной на ползучую для точной постановки вагона по оси печи, или затворов угольной башни. Максимальная скорость УЗВ 100-110 м/мин; средняя 75-80 м/мин.

Полезный объем бункеров УЗВ зависит от полезного объема коксовых камер:

для 21,6 – 26 м3;

30,0 – 41,6 м3;

32,3 – 45,0 м3.

Бункер для шихты представляет собой сварную конструкцию, состоящую из следующих деталей:

• цилиндра –1;

• большого усеченного конуса – 2, изготовленного из листовой стали 6 мм;

• малого усеченного конуса – 3, из стали толщиной 8 мм, соединенного с большим конусом фланцами при помощи болтов. Бункер, особенно его нижняя часть, в процессе загрузки шихты в печь подвергается действию пламени. Поэтому малый конус делается съемным, т.е. по мере износа его заменяют на новый без замены всего бункера;

• дозирующего телескопического устройства, состоящего из одного неподвижного – 4 и двух подвижных цилиндров - 5, высотой200-250 мм и диаметром 1000-1100 мм. Поднимая или опуская подвижные цилиндры можно увеличить или уменьшить загрузку каждого бункера в пределах 0,5-0,6 м3;

• фланца –6 для присоединения к бункеру шиберного затвора.

Рисунок 2.3 – Бункер УЗВ

Принятая форма бункера обеспечивает наиболее быстрый и надежный сход шихты.

Для равномерного распределения шихты по цилиндрической части бункера по центру загрузочного отверстия расположен конический рассекатель.

На каждом бункере вагона установлены сигнализаторы:

• схода шихты из бункеров угольной башни;

• заполнения шихтой бункера УЗВ;

• зависания шихты в бункере;

• датчик принудительного схода шихты из бункера вагона.

Механизм шиберов и телескопов.

Открывание и закрывание отверстия каждого бункера вагона осуществляется при помощи шибера или секторного затвора. Шибер представляет собой чугунный корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных вместе так, что между ними образуется паз, в котором расположена свободно передвигающаяся плоская, прямоугольной формы заслонка (учебник ст. 190). Заслонка изготовлена из листовой стали, толщиной 16 мм. Корпус шибера присоединен на болтах к фланцу, приваренному к малому конусу бункера.

Во избежание рассыпания шихты на верху печей при ее загрузке в коксовую камеру применяется телескопические затворы.

Телескопический затвор состоит из прикрепленного к нижней части шибера неподвижного чугунного патрубка высотой 380 мм и внутренним диаметром 430 мм и подвижного чугунного патрубка высотой 280 мм и внутренним диаметром 470 мм. Наружная поверхность неподвижного патрубка служит направляющей для подвижного патрубка, который свободно перемещается по высоте при помощи специального механизма. Вагон не должен задерживаться над открытым люком более 3-4 минут.

Механизм открывания и закрывания загрузочных люков позволил ликвидировать профессию люкового – одну из самых вредных и тяжелых на КХП, позволяет механизировать все операции снятия и установки загрузочных люков, чистки и притирки уплотняющих поверхностей крышек и рам, а также уборку шихты.

Технологическая последовательность операций:

• сцепление головки захвата с крышкой загрузочного люка;

• срыв крышки (разрыв временных связей образовавшихся за период коксования между крышкой и рамой загрузочного люка);

• снятие крышки с одновременным подъемом и отводом ее в сторону;

• уборка шихты, просыпанной при загрузке;

• очистка и притирка уплотняющих поверхностей крышки и рамы люка;

• установка крышки с одновременным поворотом и опусканием ее в раму люка.

Каждый механизм обслуживает один люки имеет самостоятельный привод и управление.

Повышение степени механизации технологического процесса обслуживания коксовых печей неизбежно утяжеляют машину. Гидрофикация УЗВ позволила осуществить конструкцию вагона, работающего с одной установки, технологический процесс полностью автоматизирован, разгрузка бункеров принудительная, дозированная с помощью тарельчатых питателей, бездымная загрузка осуществляется с помощью стационарной системы отсоса и очистки газов, установленной на машине, машина может управляться из кабины и дистанционно.

Зарубежные конструкции УЗВ характерны в первую очередь тем, что они выполнены из коррозионной стали. В основном имеют 4-5 бункеров. Для механизмов люкосъемов используется электромагнит, имеется инерционное устройство для центровки и закручивания люков. Для уплотнения загрузочных люков используются специальные жидкие мертели, для хранения которых на машине имеется специальная емкость.

Американские машины снабжены вакуумными автоматическими устройствами для уборки верха печей.

Эксплуатация УЗВ

1. Не допускать проезд УЗВ при неисправных рельсах (лопнувшие планки на стыках рельсов, лопнувшие рельсы, срезанные болты на планках, расширение путей более, чем на 50 мм, сужение пути более, чем на 30 мм).

2. Не задерживать вагон над открытыми люками более 3-4 минут. При перерывах в загрузке немедленно отводить вагон на концевую площадку или к угольной башни.

3. Проверять состояние ходовых колес. При появлении трещин на ребордах – заменять.

4. Систематически наблюдать за работой шиберов и телескопов, не допускать заеданий при их перемещении (очищать от нагара направляющие шиберы.

5. Производить своевременную правку конической части бункеров при их деформации, заваривать появившиеся трещины.

6. При приемке смены опробовать все механизмы, тормоза и блокировочные устройства.

Коксовыталкиватель

Назначение его состоит в обеспечении комплекса операций по выдаче кокса из камер и загрузке в нее шихты:

• снимает дверь перед выдачей и устанавливает ее после выдачи;

• очистка рамы и дверей от отложений графита;

• в период загрузки разравнивает шихту в камере планирной штангой;

• при выдаче специальное устройство подает сжатый воздух давление 0,65-0,68 Мпа к своду камеры коксования для удаления графита.

Типовой коксовыталкиватель состоит из следующих узлов и механизмов:

• механизм передвижения;

• металлоконструкции;

• двересъемное устройство;

• выталкивающее устройство;

• планирное устройство;

• обезграфичивающее устройство;

Расстояние между осями планирной и выталкивающей штанги обычно равно двум расстояниям между осями печей, что позволяет совместить операции планирования шихты и выдачи кокса при серийности 2-1.

Основное оборудование расположено на трех рабочих площадках металлоконструкции.

На нижней площадке расположен компрессорная станция, воздухосборники, кабина пускорегулирующей аппаратуры. На специальной площадке у нижнего пояса опорных балок располагается механизм передвижения.

На средней площадке располагаются выталкивающее и планирное устройство, двересъем с механизмами чистки рам , дверей, привод планирного устройство, бункера планирного выгреба и обезграфичивающее устройство.

На верхней площадке расположены : планирная штанга, механизм открывания и закрывания планирной дверцы, кабина машиниста.

Все механизмы КВ сблокированы таким образом, что механизм передвижения КВ не может быть включен, если мехагизмы выталкивающей штанги, планирной штанги, двересъемной штанги, открывания планирной дверцы не находятся в исходном положении.

Полный цикл КВ одной печи заключается в выполнении следующих операций:

• подача двересъемного устройства к двери камеры коксования;

• отвинчивание ригельных винтов;

• подъем захватов двери;

• отвод двересъемного устройства с дверью от печи (возможен поворот к механизму очистки двери);

• передвижение КВ к печи для выдачи кокса;

• поворот двересъемного устройства с дверью на 180 о, ввод двери в механизи чистки;

• чистка двери;

• выталкивание кокса;

• вывод выталкивающей штанги из печи;

• передвижение КВ для чистки рамы;

• подача двересъемного для чистки рамы;

• чистка рамы;

• отвод двересъемного устройстваот печи;

• поворот рамы двересъемного устройства на 180 о;

• подвод двересъемного устройства к печи для установки дверей;

• установка двери и опускание захватов;

• завинчивание ригельных винтов;

• отвод двересъемного устройства от печи;

• передвижение КВ для планирования шихты;

• открывание планирной дверцы;

• планирование;

• сталкивание в планирный бункер шихты, извлеченной при планировании;

• закрывание планирной дверцы;

• переезд к скиповому подъемнику;

• открывание затворов бункера планирного выгреба;

• выгрузка шихты из бункера;

• закрывание затвора бункера;

• переезд к обслуживаемой печи.

Время цикла составляет 9-12 минут. Скорость передвижения КВ на длинных переездах составляет 1,5 м/сек, на коротких 0,33-0,66 м/сек.

Планирование угольной загрузки является очень важной операцией, от которой зависит:

• распределение шихты по длине камеры и полнота загрузки;

• величина подсводового пространства, температура подсводового пространства и качество прямого коксового газа;

• степень уплотнения верха угольной загрузки, температура верхней части коксового пирога и качество кокса;

• производительность коксовой батареи;

• время загрузки, общее количество машинного времени на обработку печи.

Планирное устройство КВ представляет собой планирную штангу прямоугольного сечения, приводимую в движение двумя раздельными тросами, намотанными на общий барабан. Барабан приводится во вращение электромотором.

Длина штанги 21-22 метра;

Ширина 240 мм;

Высота 70-200 мм по длине;

Максимальный ход 14,5-15,3 метра.

Скорость движения планирной штанги 51-92 м/мин. Ход штанги регулируется так, чтобы головка ее не доходила на 150-200 мм до двери с коксовой стороны.

Величина планирного выгреба не должна превышать 100-150 кг. К концу планирования расстояние от свода камеры до планира должно составлять в люках с машинной стороны 100-110 мм, в среднем – 80-90 мм, с коксовой стороны 60-70 мм.

Механизм выталкивания кокса из камеры состоит из

• выталкивающей штанги,

• опорных конструкций;

• привода передвижения штанги.

Выталкивающая штанга представляет собой клепаную или сварную балку коробчатого сечения из полосовой, листовой и угловой стали.

К нижнему поясу балки приклепаны стальные зубчатые рейки длиной 1,5-2,0 метра каждая с боковыми кромками, служащими опорными поверхностями и линиями качения при передвижении штанги.

Ширина балки 320-340 мм;

Высота 750-770 мм;

Общая длина штанги 22650-23880 мм.

На передней части балки на болтах укреплена головка, изготовленная из литой жароупорной стали высотой 4000 мм и шириной 330 мм.

Головка обеспечивает при выталкивании кокса равномерное давление на всю площадь соприкосновения с коксовым пирогом.

В нижней части головки устанавливается сменная ползушка, служащая для выгребания кокса с пода камеры.

На расстоянии 3200 мм от головки к штанге крепится опорный башмак. Во время передвижения штанги в печи башмак служи второй опорой.

Длина и ход выталкивающей штанги должны быть таковы, чтобы обеспечить выход коксового пирога не только из печи, но и из коксонаправляющей.

При прекращении электроэнергии штанга из печи выводится аварийным пневматическим или ручным приводом.

1. балка; 2- головка; 3- ползушка; 4-башмак.

Рисунок 2.4 - Выталкивающая штанга