PL197075B1

PL197075B1 - Sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego i wsadnica do pieca koksowniczego

Info

Publication number: PL197075B1
Application number: PL361231A
Authority: PL
Inventors: Michael P. Barkdoll
Original assignee: Sun Coke Co
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2008-02-29
Also published as: EP1325278A1; PL361231A1; BR0114524A; WO2002029345A1; BR0114524B1; EP1325278A4; US6290494B1; CN1468364A; CN100346124C; AU2001277193A1

Abstract

4. Wsadnica do pieca koksowniczego, zna- mienna tym, ze ma ruchomy wózek za ladow- czy (62) posiadaj acy komor e (12) ubitego w e- gla (124), która zawiera ruchom a, pod lu zn a p lyt e wsadow a (28) z usytuowanymi przy niej odwodzonymi scianami bocznymi (48), pierw- sz a scian e ko ncow a (44), urz adzenie (60) do przemieszczania p lyty wsadowej (28) do pieca (76) i z pieca (76) oraz oddzieln a, ruchom a sekcj e (70) prowadzenia w egla do przykrywa- nia obszaru pomi edzy p lyt a wsadow a (28) a piecem (76), przy czym sekcja (70) prowa- dzenia w egla ma p lyt e (54) prowadz ac a w egiel, przeciwleg le nieruchome sciany boczne (52) przymocowane do p lyty (54) prowadz acej w e- giel i przeciwleg le sciany ko ncowe: drug a (46) i trzeci a (50), ruchome wzgl edem p lyty (54) prowadz acej w egiel i nieruchomych scian bocz- nych (52). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197075 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 361231 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 26.07.2001 ^{(51) Int.Cl.}

C10B 31/00 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

26.07.2001, PCT/US01/23496 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

11.04.2002, WO02/29345 PCT Gazette nr 15/02 (54) Sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego i wsadnica do pieca koksowniczego

	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	SUN COKE COMPANY,Knoxville,US
05.10.2000,US,09/680,187	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	Michael P. Barkdoll,Knoxville,US
04.10.2004 BUP 20/04	(74) Pełnomocnik:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	Jabłkowski Tomasz, JAN WIERZCHOŃ &
29.02.2008 WUP 02/08	PARTNERZY, BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH

⁽⁵⁷⁾ 4. Wsadnica do pieca koksowniczego, znamienna tym, że ma ruchomy wózek załadowczy (62) posiadający komorę (12) ubitego węgla (124), która zawiera ruchomą, podłużną płytę wsadową (28) z usytuowanymi przy niej odwodzonymi ścianami bocznymi (48), pierwszą ścianę końcową (44), urządzenie (60) do przemieszczania płyty wsadowej (28) do pieca (76) i z pieca (76) oraz oddzielną, ruchomą sekcję (70) prowadzenia węgla do przykrywania obszaru pomiędzy płytą wsadową (28) a piecem (76), przy czym sekcja (70) prowadzenia węgla ma płytę (54) prowadzącą węgiel, przeciwległe nieruchome ściany boczne (52) przymocowane do płyty (54) prowadzącej węgiel i przeciwległe ściany końcowe: drugą (46) i trzecią (50), ruchome wzglę dem płyty (54) prowadzącej węgiel i nieruchomych ścian bocznych (52).

PL 197 075 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego i wsadnica do pieca koksowniczego.

Koks jest stałym paliwem węglowym i źródłem węgla używanym do wytapiania i redukcji rudy żelaza przy produkcji stali. Podczas procesów stalowniczych, rudę żelaza, koks, ogrzane powietrze i wapień lub inne topniki wprowadza się do wielkiego pieca. Ogrzane powietrze powoduje spalanie koksu, który dostarcza ciepło i węgiel do redukcji tlenków żelaza do żelaza. Wapień lub inne topniki można dodawać w celu reagowania z zanieczyszczeniami kwasowymi (zwanymi żużlem) i usuwania ich z roztopionego żelaza. Wapień z zanieczyszczeniami wypływa na wierzch roztopionego żelaza i jest zgarniany.

W procesie, zwanym procesem koksowniczym Thompsona, koks używany do oczyszczania rud żelaza wytwarza się przez wsadowe doprowadzanie sproszkowanego węgla do pieca, który jest szczelnie zamykany i ogrzewany do bardzo wysokiej temperatury przez 24 - 48 h w warunkach ściśle kontrolowanej atmosfery. Piece koksownicze są używane od wielu lat do przetwarzania węgla w koks metalurgiczny. Podczas procesu koksowania dokładnie rozkruszony węgiel jest grzany przy regulowanej temperaturze, aby usunąć z niego substancje lotne i wytworzyć stopioną masę o określonej porowatości i wytrzymałości. Ponieważ wytwarzanie koksu jest procesem periodycznym, wiele pieców koksowniczych pracuje równocześnie i mówi się wtedy o baterii pieców koksowniczych.

Przy końcu cyklu koksowania gotowy koks usuwa się z pieca i chłodzi się wodą. Ochłodzony koks można przesiewać i ładować na wagony kolejowe lub samochody ciężarowe do transportu i późniejszego wykorzystania lub przewiezienia bezpośrednio do pieca do wytopu żelaza.

Proces roztapiania i spajania, któremu podlegają cząstki węgla podczas nagrzewania, jest najważniejszą częścią procesu koksowania. Stopień roztopienia i stopień asymilacji cząstek węgla w roztopioną mas ę okreś lają wł a ś ciwoś ci wytworzonego koksu. W celu wytworzenia najbardziej wytrzymałego koksu z określonego węgla lub mieszanki węglowej określa się optymalny stosunek składników reaktywnych do składników obojętnych węgla. Porowatość i wytrzymałość koksu są ważne dla procesu oczyszczania rudy i są określone przez źródło węgla i/lub sposób koksowania.

Cząstki węgla lub mieszaninę cząstek węgla wprowadza się do gorących pieców według uprzednio określonego harmonogramu, a węgiel ogrzewa się przez określony czas w piecach w celu usunięcia lotnych składników z uzyskiwanego koksu. Proces koksowania jest silnie zależny od konstrukcji pieca, rodzaju węgla i stosowanej temperatury przetwarzania. Piece reguluje się podczas procesu koksowania tak, że każdy wsad węgla jest koksowany w przybliżeniu przez taki sam kres czasu. Gdy węgiel jest już skoksowany, koks usuwa się z pieca i chłodzi się go wodą poniżej jego temperatury zapłonu. Operację schładzania trzeba również starannie kontrolować tak, aby koks nie pochłaniał zbyt dużo wilgoci. Po schłodzeniu koks przesiewa się i ładuje na wagony kolejowe lub samochody ciężarowe do transportu.

Ponieważ węgiel wprowadza się do gorących pieców, większość procesu doprowadzania węgla jest zautomatyzowana. W piecach szczelinowych węgiel zwykle ładuje się poprzez szczeliny lub otwory u góry pieca. Takie piece są wysokie i wąskie. Ostatnio do produkcji koksu stosuje się piece koksownicze bez odzyskiwania lub z odzyskiwaniem ciepła. Piece takie są znane, na przykład, z opisów US nr 3.784.034 i 4.067.462 (Thompson). Do dostarczania cząstek węgla do pieców i do wyrównywania węgla w piecach wykorzystuje się przenośniki.

Ponieważ źródła węgla nadającego się do wytwarzania węgla metalurgicznego wyczerpują się, próbuje się mieszać gorsze lub niekoksujące węgle z węglami koksującymi, by wytwarzać odpowiedni wsad węglowy do pieców. Jedna próba polega na stosowaniu węgla ubitego. Węgiel można ubijać przed wprowadzeniem go do pieca lub po. Chociaż przenośniki nadają się do ładowania pieców rozdrobnionym węglem, który następnie jest ubijany w piecu, nie nadają się one zwykle do ładowania pieców węglem wstępnie ubitym. Potrzebny jest, zatem sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego i wsadnica do pieca koksowniczego, umożliwiające ładowanie pieca koksowniczego węglem uprzednio ubitym.

Sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego, mającego dno ogrzewane spalinami, obejmujący doprowadzanie rozdrobnionego węgla do wsadnicy usytuowanej przy piecu koksowniczym oraz wprowadzanie węgla do pieca, według wynalazku charakteryzuje się tym, że we wsadnicy gromadzi się doprowadzony węgiel w dwóch komorach, ubija się węgiel w pierwszej komorze oraz osadza się nieubity węgiel z drugiej komory przynajmniej na części dna pieca, a następnie wprowadza się

PL 197 075 B1 do pieca ubity węgiel, przy czym równocześnie popycha się nieubity węgiel przed ubitym węglem i formuje się warstwę ubitego węgla pokrywając ą warstwę zasadniczo nieubitego węgla, leżącą na dnie pieca, po czym wyprowadza się z pieca człony wsadowe, przytrzymując ubity węgiel w piecu.

Korzystnie, węgiel ubija się za pomocą wibracyjnego urządzenia ubijającego.

W szczególności, węgiel ubija się do gęstości nasypowej 960-1200 kg/m³.

Wsadnica do pieca koksowniczego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma ruchomy wózek załadowczy posiadający komorę ubitego węgla, która zawiera ruchomą podłużną płytę wsadową z usytuowanymi przy niej odwodzonymi ścianami bocznymi, pierwszą ścianę końcową, urządzenie do przemieszczania płyty wsadowej do pieca i z pieca oraz oddzielną, ruchomą sekcję prowadzenia węgla do przykrywania obszaru pomiędzy płytą wsadową a piecem, przy czym sekcja prowadzenia węgla ma płytę prowadzącą węgiel, przeciwległe nieruchome ściany boczne przymocowane do płyty prowadzącej węgiel i przeciwległe ściany końcowe: drugą i trzecią, ruchome względem płyty prowadzącej węgiel i nieruchomych ścian bocznych.

Korzystnie, wsadnica ma płytę wibracyjną do ubijania przynajmniej części węgla na płycie wsadowej.

W szczególności, płyta wibracyjna zawiera płytę otworową do rozprowadzania przeznaczonego do ubijania węgla na płycie wsadowej.

Odwodzone ściany boczne są, ewentualnie, ścianami przechylnymi.

Płyta wsadowa jest, ewentualnie, chłodzona płynem.

Korzystnie, wsadnica ma komorę ładowania węgla i urządzenie rozprowadzania węgla do osadzania węgla w komorze ładowania węgla.

W szczególnoś ci, komora ł adowania wę gla posiada ponadto, co najmniej dwie zsuwnie wył adowcze w kształcie ostrosłupa, do wyprowadzania węgla z komory ładowania węgla na wibracyjną płytę otworową, w celu rozprowadzania przeznaczonego do ubijania węgla na płycie wsadowej.

Wibracyjna płyta otworowa jest, ewentualnie, ruchomo przymocowana pomiędzy komorą ładowania węgla a płytą wsadową.

Korzystnie, wsadnica ma, co najmniej jedną zsuwnię wyładowczą w kształcie ostrosłupa, do osadzania nieubitego węgla w sekcji prowadzenia węgla.

Sposób i wsadnica, według wynalazku, mają unikatowe zalety dla operacji koksowniczych, obejmujące zapewnianie izolacji pomiędzy gorącym dnem pieca a płytą wsadową wsadnicy tak, aby zmniejszyć wypaczenie płyty wsadowej powodowane przez ciepło. Płyta wsadowa jest chroniona przez luźną warstwę węgla i ubity węgiel przed ciepłem promieniowania od dna i ścian pieca i nie styka się z gorącym dnem pieca. Inną zaletą jest to, że węgiel jest zasadniczo równomiernie rozmieszczony w piecu bez konieczności wyrównywania węgla w piecu. Wszelkie nierówności dna pieca będą, zatem kompensowane przez warstwę luźnego węgla. Warstwa luźnego węgla zmniejsza również tarcie ślizgowe pomiędzy płytą wsadową a dnem pieca, zmniejszając przez to zużywanie się płyty wsadowej i dna pieca.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony, w przykładach wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok z boku wsadnicy, fig. 2 - widok z boku części wsadnicy, fig. 3 - rzut pionowy części wsadnicy, fig. 4 - rzut boczny części wsadnicy, oraz fig. 5 - 11 są schematycznymi przedstawieniami procesu ładowania pieca koksowniczego przy użyciu wsadnicy według wynalazku.

Podobne oznaczenia odnoszą się do podobnych elementów na kilku figurach.

Na fig. 1 przedstawiono wsadnicę 10 do ładowania pieca koksowniczego. Wsadnica ta zawiera komorę 12 ubitego węgla i komorę t4 nieubitego węgla. Węgiel jest dostarczany do komory ubitego węgla i komory nieubitego węgla za pomocą poprzecznego przenośnika 16 do przenoszenia węgla z magazynu wę gla do załadowczej zsuwni 18 i do komory 20 ł adowania wę gla. Komora 20 ł adowania węgla korzystnie zawiera urządzenie poziomujące, takie jak łańcuchowy układ poziomujący 22 do doprowadzania węgla 24, korzystnie nieubitego węgla do komory 20 ładowania węgla. Komora 20 ładowania węgla jest wsparta nad komorą 12 ubitego węgla i komorą 14 nieubitego węgla na przykład przez wsporcze belki 26.

Węgiel jest osadzany na płycie 28 wsadowej w komorze 14 nieubitego węgla przez przepływ poprzez dwie lub więcej wyładowczych zsuwni 30. Te wyładowcze zsuwnie 30 są, korzystnie, zsuwniami wyładowczymi w kształcie ostrosłupa i zawierają kołnierzowe wyloty 32. Wylotowe zawory 34, które można wybrać spośród zaworów obrotowych, zaworów zasuwowych, zaworów zaciskowych itp. są korzystnie przymocowane do kołnierzowych wylotów 32 każdej z wyładowczych zsuwni 30. Szczególnie

PL 197 075 B1 korzystne jest umieszczenie jednej lub wielu wyładowczych zsuwni 30 przy komorze 14 nieubitego węgla w celu osadzania węgla w komorze 14 oddzielnie od węgla osadzonego na płycie 28 wsadowej.

Pomiędzy komorą 20 ładowania a wsadową płytą 28 umieszczona jest wibracyjna płyta otworowa 36. Ta otworowa płyta ma grubość korzystnie 50,8 - 101,6 mm i korzystnie ma wiele otworów o średnicy 25,4 - 100,6 mm. Otworowa płyta 36 jest korzystnie zawieszona tak, aby była ruchoma w kierunku do i od wsadowej płyty 28, zachowując zasadniczo usytuowanie równoległe do niej. Otworowa płyta 36 jest, korzystnie, przymocowana do wsporczych belek 26 łańcuchami 38 lub za pomocą innych giętkich elementów wsporczych i może być podnoszona i opuszczana np. za pomocą jednego lub wielu krążków 40 lub innego odpowiedniego mechanizmu regulacyjnego. Wibrator 42, który może być wybrany spośród mechanizmów wibracyjnych hydraulicznych lub elektromechanicznych z obrotowym ciężarem mimośrodowym lub innych odpowiednich mechanizmów wibracyjnych jest korzystnie przymocowany do otworowej płyty 36.

Komora 12 ubitego węgla we wsadnicy 10 jest utworzona przez zasadniczo nieruchomą końcową ścianę 44. końcową ruchomą ścianę 46, ruchome boczne ściany 48 i ruchomą wsadową płytę 28. Ruchoma wsadowa płyta 28 korzystnie ma grubość 50,8 - 76,2 mm i korzystnie jest wykonana ze staliwa. Końcowa ruchoma ściana 46 i ruchoma końcowa ściana 50 wraz z nieruchomymi bocznymi ścianami 52 oraz ruchomą płytą 54 prowadzącą węgiel tworzą komorę 14 nieubitego węgla. Końcowa ruchoma ściana 46 i ruchoma końcowa ściana 50 są przymocowane do prostokątnej podnoszącej ramy 56. pokazanej bardziej szczegółowo na fig. 2 i 3. Do płyty 54 prowadzącej węgiel przymocowany jest poruszający mechanizm 58, który jest uruchamiany w celu podnoszenia ramy podnoszącej 56 podczas ładowania pieca, gdy komora 14 nieubitego węgla jest częściowo wprowadzona w piec.

Ruchoma wsadowa płyta 28 jest umieszczona przesuwnie w piecu przez przemieszczenie wsadowej płyty 28 nad prowadzącą węgiel płytą 54 za pomocą systemu 60 napędu płyty wsadowej. System 60 napędu płyty wsadowej jest korzystnie zespołem napędowym z łańcuchem o obiegu zamkniętym, zawierającym łańcuch i zespół napędu łańcucha, opisane bardziej szczegółowo poniżej, przymocowane do jednego końca wsadowej płyty 28.

Cały opisany powyżej zespół napełniania i ładowania węgla jest dołączony do ruchomego wózka załadowczego 62, który zawiera wsporczą ramę 64 i koła 66 tworzące wsadnicę 10. Wózek załadowczy 62 jeździ na szynach 68, które są równoległe do baterii pieców koksowniczych i prostopadłe do kierunku ładowania węgla do pieca. Wózek załadowczy 62 może być oddzielnym ruchomym zespołem, który jest sprzężony z zespołem wypycharki koksu, jak ujawniono w opisach US: nr 3.784.034 (Thompson), nr 3.912.091 (Thompson) oraz nr 4.067.462 (Thompson).

Szczegóły ruchomej sekcji 70 prowadzenia węgla zostaną teraz opisane szczegółowo na podstawie fig. 2 i 3. Sekcja 70 prowadzenia węgla zawiera ruchomą prowadzącą węgiel płytę 54 do wspierania nieubitego węgla 14 i do przemieszczania lub mostkowania szczeliny pomiędzy ruchomym wózkiem załadowczym 62 (fig. 1) a wejściem 72 pieca koksowniczego. Prowadząca węgiel płyta 54 jest wyposażona w zespół 92 poruszania płyty, przeznaczony do przemieszczania sekcji 70 prowadzenia węgla na odległości D pomiędzy wózkiem załadowczym 62 a wejściem 72 pieca. Korzystne jest, że koniec 80 płyty 54 prowadzącej węgiel wchodzi w koksowniczy piec 76 na wymiar 15,24 - 30,48 cm lub większy tak, aby zmniejszyć do minimum ilość nieubitego węgla 14, który może być tracony na skutek rozsypywania przy wejściu 72 pieca. Płyta 54 prowadząca węgiel korzystnie porusza się na odległości 38,1 - 114,3 cm. Jak pokazano na fig. 2, górna powierzchnia 78 płyty 54 prowadzącej węgiel jest nie więcej niż 15,24-30,48 cm nad powierzchnią 82 dna pieca.

Prowadząca węgiel płyta 54 jest korzystnie płytą ze staliwa o grubości 5,08 - 7,62 cm. Sekcja 70 prowadzenia węgla zawiera również usztywniacze 84, które mogą zawierać belki lub płyty nieruchomo przymocowane do końcowej ściany 46 i końcowej ściany 50, aby zmniejszyć wyginanie się końcowej ściany 50. W korzystnym przykładzie wykonania usztywniacze 84 są płytami, które tworzą wewnętrzne ściany boczne komory 14 nieubitego węgla. Zewnętrzne boczne ściany 52 i prowadząca węgiel płyta 54 są przymocowane do siebie i poruszają się, jako jeden zespół częściowo w piec 76. Końcowa ściana 46 i ruchoma końcowa ściana 50 są nieruchomo przymocowane do podnoszącej ramy 56. Prowadząca płyta 54. boczne ściany 52, usztywniacze 84. końcowa ściana 46 i końcowa ściana 50 tworzą komorę 14 nieubitego węgla i poruszają się, jako jeden zespół. Ze względu na ciepło wytwarzane przez otwarty piec koksowniczy podczas ładowania płyta 54 i końcowa ściana 50 mogą ewentualnie być chłodzone wodą, na przykład przez układ obiegu wody chłodzącej. Korzystne jest, by końcowa ściana 50 była wyłożona materiałem ogniotrwałym lub inaczej izolowana, aby zmniejszyć wypaczenie powodowane przez nadmierne ciepło.

PL 197 075 B1

Jak pokazano na fig. 2 i 3, podnosząca rama 56 jest oddzielnie wsparta na prowadzącej węgiel płycie 54 na przesuwnej wsporczej ramie 86. Przesuwna wsporcza rama 86 jest przesuwnie umieszczona na przesuwnej powierzchni 88 przymocowanej do ruchomej płyty 54 prowadzącej węgiel. Mechanizm 90 poruszania ramy jest przymocowany do przesuwnej wsporczej ramy 86 w celu przemieszczania tej wsporczej ramy 86 wraz z komorą 14 nieubitego węgla w kierunku do koksowniczego pieca 76. Mechanizm poruszający prowadnicę węgla jest przymocowany do przesuwnej płyty 54 prowadzącej węgiel, aby przemieszczać ruchem translacyjnym komorę 14 nieubitego węgla częściowo w piec 76.

Jak pokazano na fig. 2, mechanizm poruszający 58 jest przymocowany do przesuwnej wsporczej ramy 86. Gdy prowadząca węgiel płyta 54 jest usytuowana częściowo w piecu, mechanizm poruszający 58 jest uruchamiany w celu podniesienia i obrócenia podnoszącej ramy 56 wokół przechylnego zespołu 94 tak, że ściany 46a i 50a nie przeszkadzają w przemieszczaniu ubitego węgla w piec 76. Przechylny zespół 94 jest przymocowany do wsporczej belki 96 pionowego przechylania, która jest również przymocowana do płyty 54 prowadzącej węgiel.

Po przemieszczeniu sekcji 70 prowadzenia węgla częściowo w piec 76 i podniesieniu podnoszącej ramy 56 oraz końcowej ściany 46 i końcowej ściany 50 ruchome ściany boczne 48 są odwodzone od ubitego węgla 24 w komorze 12 ubitego węgla tak, aby zmniejszyć tarcie ślizgowe przy wprowadzaniu ubitego węgla 24 w piec 76. Jak pokazano na fig. 4, ruchome boczne ściany 48 mogą być przemieszczane ruchem translacyjnym w poprzek wsadowej płyty 28, poprzecznie do ruchu ubitego węgla 24 w piec, albo mogą być odchylane od ubitego węgla 24, aby zapewnić wystarczającą szczelinę pomiędzy ruchomymi bocznymi ścianami 48 a ubitym węglem 24. W korzystnym przykładzie wykonania, hydrauliczne siłowniki 98 są przymocowane do górnej części 100 bocznych ścian 48 i do konstrukcyjnej belki 102 przymocowanej do wózka załadowczego 62 w celu odchylania bocznych ścian 48 od ubitego węgla 24. Szczelina pomiędzy ubitym węglem a bocznymi ścianami 48 powinna być wystarczająca do znacznego zmniejszenia tarcia pomiędzy bocznymi ścianami 48 a ubitym węglem 24. W związku z tym szczelina może być 6,3 - 76,2 mm, lub bliżej, od górnej części 100 bocznych ścian 48.

Korzystne jest również, że część nieruchomych bocznych ścian 52 sekcji 70 prowadzenia węgla przynajmniej częściowo zachodzi na boczne ściany 48 przynajmniej na wymiar, na który sekcja prowadzenia węgla wchodzi w koksowniczy piec 76, jak pokazano na fig. 3. Zachodzenie na część 104 bocznych ścian 48 zmniejsza ilość węgla wysypywanego z sekcji 70 prowadzenia węgla podczas operacji ładowania.

Jak pokazano na fig. 4, wsadowa płyta 28 jest korzystnie wsparta na przesuwnych płytach. Te przesuwne płyty są korzystnie przewidziane w sekcjach, korzystnie trzech sekcjach 106a, 106b i 106c. w celu wspierania wsadowej płyty 28. Przesuwne płyty 106a-c korzystnie mają grubość 5,08 - 10,16 cm i są gładko wykończone. Na powierzchnię tych przesuwnych płyt 106a-c. pomiędzy przesuwnymi płytami 106a-c a wsadową płytą 28, nałożone są powłoki zmniejszające tarcie ślizgowe. Odpowiedni materiał zmniejszający tarcie obejmuje grafit, smar olejowy itp. Wsporcze belki 116 są przymocowane do wózka załadowczego 62 w celu wspierania przesuwnych płyt 106a-c.

System 60 napędu wsadowej płyty (fig. 1) zawiera łańcuchowy napęd 108. napędzający kołek 110 i napędzający człon 112 przymocowany do spodniej strony 114 wsadowej płyty 28. Napędzający kołek 110 jest umieszczony w otworze w napędowym członie 112 i jest przymocowany do napędowego łańcucha 108 z możliwością ruchu translacyjnego wsadowej płyty 28 w piec i z pieca. Na wózku załadowczym 62 umieszczona jest prowadnica 118 powrotu łańcucha, by prowadzić łańcuchowy napęd 108 podczas ruchu translacyjnego wsadowej płyty 28.

Jak pokazano szczegółowo na fig. 4, ruchome boczne ściany 48 są przechylnie dołączone do sworznia 120 przegubu na wsporczej ramie 64 wózka załadowczego 62. Po uruchomieniu hydraulicznego serwomotoru 98 ruchome ściany 48 są odchylane od ubitego węgla na wsadowej płycie 28, jak zaznaczono strzałką 122, do miejsca wskazanego przez ściany 48a. Po przemieszczeniu ubitego węgla w piec, serwomotory 98 są uruchamiane oby spowodować powrót ruchomych ścian 48 do położenia zasadniczo pionowego tak, że ściany te są zasadniczo prostopadłe do płaszczyzny wyznaczonej przez wsadową płytę 28.

Na fig. 5 - 11 przedstawiono schematycznie korzystny przebieg ładowania pieca koksowniczego, przy użyciu wsadnicy według wynalazku. Jest zrozumiałe, że kolejność etapów można zmienić. Według tego przebiegu ładowania wsadnica 10 (fig. 1) jest przemieszczana przy piecu, który ma być ładowany. Komora 12 ubitego węgla i komora 14 nieubitego węgla, należące do wsadnicy 10 są napełniane węglem z komory 20 ładowania węgla, jak opisano powyżej. Węgiel jest dostarczany do

PL 197 075 B1 komory 20 ładowania węgla z poprzecznego przenośnika 16 i ładującej zsuwni 18, jak opisano powyżej. Węgiel w komorze ładowania zostaje wypoziomowany za pomocą łańcuchowego układu poziomującego 22 przed ładowaniem komory 12 ubitego węgla i komory 14 nieubitego węgla. W przypadku pieca koksowniczego o szerokości 3,66 m i o długości 13,71 m, załadowanego węglem do głębokości 101,6 - 127 cm, komora 20 ładowania węgla ma takie wymiary, aby korzystnie utrzymywać ilość węgla 50-80 t.

Nieubity węgiel 24 z komory 20 ładowania jest doprowadzany do komory 14 nieubitego węgla przez otworzenie wyjściowego zaworu 34 na wyładowczej zsuwni 30 bezpośrednio nad komorą 14 nieubitego węgla. Komora 14 nieubitego węgla ma takie wymiary, aby utrzymywać ilość nieubitego węgla wystarczającą do utworzenia warstwy nieubitego węgla na dnie pieca, pomiędzy płytą wsadową 28 a dnem pieca, jak opisano bardziej szczegół owo poniż ej. Komora nieubitego wę gla korzystnie utrzymuje 5 - 20% wag. całej ilości węgla, korzystnie 5 - 10 t nieubitego węgla przy opisanych powyżej wymiarach pieca koksowniczego. Piece o szerokości mniejszej niż 3,66 m i o długości mniejszej niż 13,71 m mogą wymagać mniejszej ilości nieubitego węgla do utworzenia warstwy nieubitego węgla. Podobnie, większe piece wymagają więcej węgla do utworzenia warstwy nieubitego węgla.

Kiedy węgiel jest już wystarczająco wypoziomowany w komorze 20, otwierane są zawory 34 na zsuwniach 30, aby wyprowadzić węgiel do komory 12 ubitego węgla i do komory 14 nieubitego węgla. Jak podano powyżej, węgiel doprowadzany do komory 12 ubitego węgla jest korzystnie przesiewany ze zsuwni 30 poprzez otworową płytę wibracyjną 36. Podczas operacji doprowadzania węgla, otworowa płyta 36 jest zawieszona na łańcuchach 38 nad wsadową płytą 28 komory ubitego węgla i energia drgań dużej częstotliwości o małej amplitudzie doprowadzana jest do płyty 36 za pomocą wibratora 42. Energia drgań dostarczona przez wibrator 42 korzystnie ma amplitudę mniejszą niż 12,7 mm i częstotliwość około 30 Hz. Ruch płyty 36 podczas doprowadzania węgla umożliwia utworzenie zasadniczo poziomej (zarówno wzdłużnie jak i poprzecznie) warstwy węgla na wsadowej płycie 28.

Jak pokazano na fig. 5, węgiel jest doprowadzany do wsadowej płyty 28 pomiędzy nieruchomą ścianą 44 a końcową ruchomą ścianą 46, aby utworzyć wsad 124 ubitego węgla. Nieubity węgiel 24 jest usytuowany w komorze 14 nieubitego węgla pomiędzy końcową ruchomą ścianą 46 a ruchomą końcową ścianą 50.

Gdy komory 12 i t4 ubitego i nieubitego węgla są już całkowicie załadowane węglem, otworowa płyta 36 jest opuszczana na węgiel nie-ubity w komorze 12. Siły wibracyjne przykładane są do płyty, jak podano powyżej i cały ciężar płyty 36 na węglu powoduje zwiększenie gęstości węgla w komorze 12 z 640-800 kg/m³ do 960-1280 kg/m³.

Ubijanie węgla w komorze 12 można przeprowadzić w pojedynczym etapie ubijania, albo w wielu etapach ubijania, gdy węgiel jest ładowany w komorę 12. Gdy węgiel w komorze 12 jest już ubity, otworowa płyta 36 jest podnoszona za pomocą łańcuchów 38 do położenia nad ubitym węglem, które nie przeszkadza w przemieszczaniu ubitego węgla do pieca. Korzystne jest, że węgiel jest ubijany krócej niż przez 5 min, korzystnie 1-3 min od osadzenia węgla w komorze 12 ubijania.

Przed ładowaniem pieca wsadnica 10, zawierająca ubity węgiel 124 i nieubity węgiel 24, jest usytuowana przy wejściu 72 pieca koksowniczego 76, który jest korzystnie piecem koksowniczym bez odzyskiwania. Zarówno wejście 72 jak i wyjście 126 pieca koksowniczego korzystnie zawierają zdejmowane drzwi 128 i 130 pieca. Ponieważ piece koksownicze działają zasadniczo w sposób ciągły od początkowego rozruchu, poprzednio wykończony koks trzeba usunąć z pieca 76 przed załadowaniem pieca ubitym węglem 124. Koks jest usuwany z pieca 76 poprzez wyjście 126 za pomocą wypycharki koksu, jak opisano powyżej, wprowadzanej poprzez wejście 72 pieca, po zdjęciu wyjściowych drzwi 128 pieca do położenia pokazanego na fig. 6.

Niezależnie od tego, jak i kiedy gotowy koks jest usuwany z pieca 76, gdy wózek załadowczy 62 jest już napełniony węglem i ubitym węglem, wówczas komora 14 nieubitego węgla jest przemieszczana na części swej drogi w wejście 72 pieca. W tej chwili ruchoma płyta 54 prowadząca węgiel (fig. 1) komory 14 nieubitego węgla przykrywa szczelinę 132 pomiędzy wózkiem załadowczym 62 a piecem 76 (fig. 5 i 6). Końcowa ściana 46 i ruchoma końcowa ściana 50 poruszają się wraz z prowadzącą węgiel płytą 54 w kierunku do wejścia 72 pieca, podczas gdy ubity węgiel 124 pozostaje nieruchomy.

W następnym etapie procesu końcowa ściana 46 i końcowa ściana 50 są przemieszczane do góry w kierunku od prowadzącej węgiel płyty 54. W tej chwili nieubity węgiel rozprowadzany jest w wejś cie 72 pieca i do ubitego wę gla 124, jak pokazano na fig. 7.

Jak pokazano na fig. 8, płyta wsadowa 28 jest następnie przemieszczana w piec 76 przez działanie silnika napędowego przymocowanego do napędowych łańcuchów 108. Gdy płyta wsadowa 28

PL 197 075 B1 przemieszcza się, nieubity węgiel 24 jest popychany do przodu przed ubity węgiel 124 tak, że część nieubitego węgla 24 tworzy warstwę 134 pomiędzy płytą wsadową 28 a dnem 136 pieca, gdy wsadowa płyta przemieszcza się w piec 76. Warstwa 134 nieubitego węgla jest korzystnie wystarczająca do izolowania wsadowej płyty 28 przed ciepłem promieniowania dna 136 piecami zapewnia stosunkowo gładką poziomą powierzchnię dla ruchu wsadowej płyty 28 w piec 76 i z tego pieca. Jak pokazano na fig. 9, wsadowa płyta 28 jest przemieszczana w piec 76 aż ubity węgiel 124 znajdzie się całkowicie w piecu, a nieubity węgiel tworzy warstwę 134 pomiędzy wsadową płytą 28 a dnem 136 pieca. Ciężar ubitego węgla 124 i wsadowej płyty 28 jest wystarczający do ubicia nieubitego węgla w warstwę 134, by zwiększyć gęstość powyżej gęstości nieubitego węgla 24.

Gdy piec 76 jest już załadowany ubitym węglem, końcowa ściana 46 i końcowa ściana 50 są opuszczane do położenia przy ładującej płycie 28 tak, że końcowa ściana 50 sąsiaduje z jednym końcem ubitego węgla 124 (fig. 10). Końcowa ściana 50 jest usytuowana lub przystosowana do przemieszczenia w pobliże końca 138 ubitego węgla 124. aby trzymać ubity węgiel w piecu 76 podczas wyprowadzania wsadowej płyty 28 z pieca 76. Jak pokazano na fig. 11, wsadowa płyta 28 może być całkowicie wycofana z pieca do swego pierwotnego położenia pokazanego na fig. 5, podczas gdy ubity węgiel 124 i warstwa 134 nieubitego węgla pozostają w piecu 76. Jak pokazano na fig. 11, końcowa ściana 46 i końcowa ściana 50 są opuszczone tylko na części drogi w kierunku do prowadzącej węgiel płyty 54 tak, że wsadowa płyta 28 może się przemieszczać łatwo pomiędzy prowadzącą węgiel płytą 54 a ścianami 46 i 50.

W końcowym etapie działania komora 14 nieubitego węgla jest przemieszczana w kierunku od wejścia 72 pieca do swego pierwotnego położenia, a wejściowe drzwi 128 pieca są opuszczane i z powrotem mocowane do wejścia 72 pieca. W tej chwili wózek załadowczy 62 moż e być przemieszczony z powrotem w pobliże następnego pieca koksowniczego, który ma być ładowany i proces ładowania wsadnicy, ubijania węgla i ładowania pieca powtarza się.

Całe urządzenie za wyjątkiem przenośników taśmowych, części elektrycznych itp. może być wykonane ze staliwa lub z kutej stali. Możliwa jest taka konstrukcja urządzenia, która zapewnia stosunkowo trwałe urządzenie, które nadaje się do środowiska pieca koksowniczego.

Opisane powyżej, sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego i wsadnica do pieca koksowniczego, umożliwiają stosowanie tańszego węgla do produkcji koksu metalurgicznego, przez co zmniejsza się całkowity koszt koksu. Zależnie od źródła węgla i uzyskanego stopnia ubicia wsad ubitego węgla przygotowany sposobem według wynalazku może zawierać do około 80% wag., węgla niekoksującego. Ilość koksu wytworzonego przez urządzenie według wynalazku może również być zwiększona z 35 - 42 t do 50 - 60 t, w wyniku procesu ubicia. Lepsze parametry fizyczne wsadu węglowego, takie jak wysokość, szerokość i głębokość wsadu węglowego, są również zaletą rozwiązań według wynalazku.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ładowania węgla do pieca koksowniczego, mającego dno ogrzewane spalinami, obejmujący doprowadzanie rozdrobnionego węgla do wsadnicy usytuowanej przy piecu koksowniczym oraz wprowadzanie węgla do pieca, znamienny tym, że we wsadnicy (10) gromadzi się doprowadzony węgiel w dwóch komorach (12, 14), ubija się węgiel w pierwszej komorze (12) oraz osadza się nieubity węgiel (24) z drugiej komory (14) przynajmniej na części dna (136) pieca (76), a następnie wprowadza się do pieca (76) ubity węgiel (124), przy czym równocześnie popycha się nieubity węgiel (24) przed ubitym węglem (124) i formuje się warstwę ubitego węgla (124) pokrywającą warstwę (134) zasadniczo nieubitego węgla (24) leżącą na dnie (136) pieca (76), po czym wyprowadza się z pieca (76) człony wsadowe, przytrzymując ubity węgiel (124) w piecu (76).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że węgiel ubija się za pomocą wibracyjnego urządzenia ubijającego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że węgiel ubija się do gęstości nasypowej 960-1200 kg/m³.
4. Wsadnica do pieca koksowniczego, znamienna tym, że ma ruchomy wózek załadowczy (62) posiadający komorę (12) ubitego węgla (124), która zawiera ruchomą, podłużną płytę wsadową (28) z usytuowanymi przy niej odwodzonymi ścianami bocznymi (48), pierwszą ścianę końcową (44), urządzenie (60) do przemieszczania płyty wsadowej (28) do pieca (76) i z pieca (76) oraz oddzielną,

PL 197 075 B1 ruchomą sekcję (70) prowadzenia węgla do przykrywania obszaru pomiędzy płytą wsadową (28) a piecem (76), przy czym sekcja (70) prowadzenia węgla ma płytę (54) prowadząc ą węgiel, przeciwległe nieruchome ściany boczne (52) przymocowane do płyty (54) prowadzącej węgiel i przeciwległe ściany końcowe: drugą (46) i trzecią (50), ruchome względem płyty (54) prowadzącej węgiel i nieruchomych ś cian bocznych (52).
5. Wsadnica według zastrz. 4, znamienna tym, ż e ma płytę wibracyjną do ubijania przynajmniej części węgla na płycie wsadowej (28).
6. Wsadnica według zastrz. 5, znamienna tym, ż e pł yta wibracyjna zawiera pł ytę otworową (36) do rozprowadzania przeznaczonego do ubijania węgla na płycie wsadowej (28).
7. Wsadnica według zastrz. 4, znamienna tym, że odwodzone ściany boczne (48) są ścianami przechylnymi.
8. Wsadnica według zastrz. 4, znamienna tym, że płyta wsadowa (28) jest chłodzona płynem.
9. Wsadnica wedł ug zastrz. 4, znamienna tym, ż e ma komorę (20) ł adowania wę gla i urządzenie rozprowadzania węgla do osadzania węgla w komorze (20) ładowania węgla.
10. Wsadnica według zastrz. 9, znamienna tym, że komora (20) ładowania węgla posiada ponadto co najmniej dwie zsuwnie wyładowcze (30) w kształcie ostrosłupa, do wyprowadzania węgla z komory (20) ładowania węgla na wibracyjną płytę otworową (36), w celu rozprowadzania przeznaczonego do ubijania węgla na płycie wsadowej (28).
11. Wsadnica według zastrz. 10, znamienna tym, że wibracyjna płyta otworowa (36) jest ruchomo przymocowana pomiędzy komorą (20) ładowania węgla a płytą wsadową (28).
12. Wsadnica według zastrz. 9, znamienna tym, że ma co najmniej jedną zsuwnię wyładowczą (30) w kształcie ostrosłupa, do osadzania nieubitego węgla (24) w sekcji (70) prowadzenia węgla.