هيكل فرن الكوك والمواد المقاومة للحرارة المستخدمة

ما هو هيكل جسم فرن الكوك? وأي نوع من المواد المقاومة للحرارة يتم استخدامها? وفقًا لخبراء مصنع Henan PER للحراريات, فرن فحم الكوك عبارة عن معدات حرارية لتقطير الفحم الجاف للحصول على فحم الكوك والمنتجات الكيميائية, تتكون بشكل رئيسي من غرفة الكربنة, غرفة الاحتراق, سَطح, منحدر, غرفة تخزين الحرارة, والمداخن الصغيرة, إلخ.

مكونات هيكل فرن الكوك

1. المواد المقاومة للحرارة لغرفة الكربنة. عمل غرفة التفحم دوري, تنخفض درجة حرارة سطح جدار الفرن إلى حوالي 600 درجة مئوية عند تحميل الفحم, وترتفع درجة حرارة سطح جدار الفرن إلى 1000-1100 درجة مئوية في نهاية عملية التكويك.

لذلك, الجدران وأسفل غرفة التفحم مبنية بطوب السيليكون. رأس غرفة التفحم من كلا الطرفين, بسبب التغير المفاجئ في درجة الحرارة عند فتح باب الفرن, يسقط من 10 00'C إلى أقل من 500 درجة مئوية, الذي يتجاوز حد درجة الحرارة (573℃) استقرار حجم الطوب السيليكون.

لذلك, يجب اختيار رأس الموقد بمنتجات جيدة لمقاومة الصدمات الحرارية, معظم الاختيارات السابقة من الطوب الطيني, تميل الآن إلى اختيار الطوب عالي الجودة والألومينا, الطوب الحجري خط السيليكا, والبناء من حجر العمود الأحمر.

2. غرفة الاحتراق مع المواد المقاومة للحرارة. تشترك غرفة الاحتراق وغرفة الكربنة في جدار الفرن, نفس غرفة الكربنة بالطوب.

3. سقف فرن الهواء الساخن مع مواد حرارية. سقف الفرن حول فتحة تحميل الفحم بسبب تقلبات درجات الحرارة, مع البناء من الطوب الطيني, أجزاء أخرى مع البناء من الطوب السيليكون.

4. مادة حرارية للمنحدر. يربط المنحدر غرفة الاحتراق بغرفة تخزين الحرارة, والذي يتطلب هيكلًا مستقرًا من الطوب ويمكنه مقاومة تأثير الإجهاد الحراري. تستخدم أفران فحم الكوك الصغيرة المصنوعة من الطوب الطيني وأفران فحم الكوك الكبيرة والمتوسطة الحجم طوب السيليكا.

5. المواد المقاومة للحرارة لغرفة تخزين الحرارة. الجدار العمودي الوحيد, جدار التقسيم, يتم بناء الطوب السفلي والشبكي لغرفة تخزين الحرارة في أفران فحم الكوك الصغيرة بالطوب الطيني, في حين أن البناء الأوسط والعلوي لغرفة تخزين الحرارة لأفران فحم الكوك المتوسطة والكبيرة كلها مبنية بطوب السيليكا بحيث يمكن توسيع فرن فحم الكوك بالكامل بالتساوي.

6. مداخن صغيرة مع مواد حرارية. يقع المدخنة الصغيرة في الجزء السفلي من غرفة تخزين الحرارة ومتصلة بالمداخن. جميع المداخن الصغيرة مبطنة بالطوب الطيني.

على العموم, المواد المقاومة للحرارة لفرن فحم الكوك هي في المقام الأول طوب صهر السيليكا. يتطلب طوب السيليكا في فرن فحم الكوك شكلاً وحجمًا دقيقين, ولها كثافة كبيرة بما فيه الكفاية, توصيل حراري, زحف ارتفاع درجة الحرارة, وقوة درجات الحرارة العالية; يهيمن الكوارتز المتقشر على تكوين المرحلة الفيزيائية في الطوب, وكلما كان الكوارتز أقل متبقيًا كان ذلك أفضل.

لذا, ما هي المتطلبات الأساسية لأفران فحم الكوك للمواد الحرارية?

فرن فحم الكوك هو المعدات الأساسية لمصنع فحم الكوك, وهو نوع من المعدات الحرارية ذات الهيكل المعقد والإنتاج المستمر. يتكون فرن فحم الكوك من محرقة, غرفة تفحم, غرفة الاحتراق, غرفة تخزين الحرارة, سَطح, منحدر, مداخن صغيرة, والأساس.

يتطلب بناء فرن فحم الكوك ذو 42 حفرة 6,557 طن من المواد المقاومة للحرارة, منها 4,352 طن, أو 66.4%, هي طوب السيليكا. أفران فحم الكوك في 20 إلى 25 سنوات من دورة التشغيل, ليس من السهل إصلاح معظم أعمال البناء الساخنة. لذلك, يجب أن تكون المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في أفران فحم الكوك قادرة على التكيف مع متطلبات عملية إنتاج فحم الكوك وأن تكون متينة وموثوقة.

استنادا إلى خصائص إنتاج فحم الكوك, المواد المقاومة للحرارة لأفران فحم الكوك لها متطلباتها الأساسية. تتميز الأجزاء المختلفة لجسم فرن فحم الكوك بأداء مختلف بسبب المهام المختلفة, درجة حرارة, الحمل الهيكلي, الضرر الميكانيكي, والتآكل الإعلامي.

يمكن أن يصل جدار الفصل بين غرفة فحم الكوك وغرفة الاحتراق إلى درجة حرارة تزيد عن 1550 درجة مئوية في مخرج الحريق الرئيسي أثناء الإنتاج العادي.

هذا الجدار هو الناقل للحرارة اللازمة لفحم الكوك, الأمر الذي يتطلب أن تتمتع مادة الفرن بموصلية حرارية جيدة عند درجات الحرارة العالية.

يتحمل جدار التقسيم هذا أيضًا الحمل الهيكلي للبناء العلوي وجاذبية عربة تحميل الفحم في الجزء العلوي من الفرن. في نفس الوقت, من الضروري أن تتمتع مادة الفرن بأداء حمل بدرجة حرارة عالية دون تشوه.

يتعرض سطح جدار غرفة الكربنة لتآكل الرماد, الخبث, رُطُوبَة, والغاز الحمضي, يخترق الميثان أيضًا فراغات الطوب لإنتاج رواسب الكربون, ويتعرض الجزء السفلي من مخرج الحريق الرئيسي للتآكل الخبث الناتج عن غبار الفحم والأوساخ. لذلك, من الضروري أن تتمتع مادة الفرن بمقاومة للتآكل عند درجات الحرارة العالية.

تنخفض درجة حرارة جدار غرفة الفحم بشكل حاد من حوالي 1100 درجة مئوية إلى 600-700 درجة مئوية عند تحميل الفحم, لذا فإن مادة الفرن مطلوبة لتكون ذات أداء مقاوم للتغير الجذري في درجات الحرارة العالية فوق 600 درجة مئوية. بسبب تأثير دفع فحم الكوك, كما يتطلب أيضًا أن يكون للطوب السفلي لغرفة الكربنة أداء عالي في مقاومة التآكل.

يختلف اختلاف درجة الحرارة بين الجدار الداخلي والخارجي لرأس غرفة الاحتراق اختلافًا كبيرًا, وتتغير درجة الحرارة كثيرًا عند تحميل الفحم, ويتأثر أيضًا بضغط لوحة الحماية, الأمر الذي يتطلب أن تتمتع مواد بناء الفرن بمقاومة أفضل للتغيرات الجذرية في درجات الحرارة ومقاومة أفضل للضغط.

يصل فرق درجة الحرارة بين الطبقات العلوية والسفلية من الطوب الشبكي المستخدم في غرفة تخزين الحرارة إلى حوالي 1000 درجة مئوية., ويكون الفرق في درجة الحرارة بين التيار الصاعد والتيار السفلي ما بين 300～, الأمر الذي يتطلب أن تتمتع مادة الطوب الشبكي بخصائص الكثافة الظاهرية العالية والمقاومة القوية للتغيرات الجذرية في درجات الحرارة.

ويذكر أن المداخن الصغيرة في التيار الصاعد عندما تكون درجة الحرارة أقل من 100 ℃, بينما في المسودة السفلية أعلى من 300 ℃, قناة غاز من الطوب الحراري بفعل غاز درجة حرارة الغرفة وبخار الماء, لذلك يحتاج كلاهما إلى مواد بناء الفرن 300 يجب أن تتمتع درجة الحرارة أدناه بأداء مقاومة للتغيرات الجذرية في درجة الحرارة.

باختصار, مواد حرارية للبناء الطوب الناري لأفران فحم الكوك يجب أن يكون لها الخصائص التالية

درجة حرارة تليين الحمل أعلى من درجة الحرارة القصوى للجزء المستخدم.

مقاومة التغيرات في درجات الحرارة ضمن نطاق درجة حرارة الجزء المراد استخدامه.

مقاومة الوسائط المختلفة التي قد تواجهها في منطقة الاستخدام.

The charring chamber – combustion chamber wall has good thermal conductivity, والطوب الشبكي له خصائص جيدة لتخزين الحرارة, إلخ.

الحراريات طوب ناري, توصيل حراري, التمدد الحراري, المسامية, الكثافة الظاهرية, ارتفاع درجة حرارة الحمل تليين درجة الحرارة, استقرار حجم درجة الحرارة العالية, مقاومة التغيرات الحادة في درجات الحرارة, إلخ. يجب أن تفي المواد المقاومة للحرارة شائعة الاستخدام في أفران فحم الكوك بالمتطلبات.