СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГОЛЬНЫХ СПРЕССОВАННЫХ БЛОКОВ, ПРИГОДНЫХ ДЛЯ КАМЕР КОКСОВАНИЯ
DEVICE AND METHOD FOR SUCCESSIVE MANUFACTURING OF PRESSED CARBONS UNITS FIT FOR COKING CHAMBERS

Настоящее изобретение относится к способу горизонтально последовательного изготовления угольных спрессованных блоков, пригодных для камер коксования, в котором уголь спрессовывают в пресс-форме повторяющимся трамбованием в вертикальном направлении и в котором формообразование осуществляют путем спрессовывания в горизонтальном направлении к стенкам, непроницаемым для угля, при этом одну стенку устанавливают на застопоренной плите, и две стенки устанавливают подвижными в горизонтальном направлении перпендикулярно к плите, и в котором изготовление угольных блоков осуществляют последовательно путем сдвига плиты в горизонтальной плоскости относительно неподвижной стенки. Изобретение относится также к устройству, с помощью которого можно изготавливать указанные угольные спрессованные блоки.
В многочисленных типах конструкций загрузку печей коксования осуществляют горизонтально через дверь камеры коксования. При коксовании угля часто возникает затруднение, заключающееся в невозможности подачи угля точно дозированными порциями. К тому же, предпринимаются попытки найти возможность загружать уголь в камеры коксования в наиболее компактном виде, насколько это возможно, и при отсутствии каких бы то ни было пустот, с тем, чтобы оптимизировать количество коксуемого угля для получения кокса. В связи с этим известные способы и процессы предусматривают спрессовывание или уплотнение угля так, что уголь выдают в виде окончательно спрессованных блоков с точным соблюдением заданных размеров для всего их количества. Однако блоки, состоящие из угля, должны допускать выделение коксовых газов.
В документе DE 19545736 А1 описан способ загрузки коксовой печи с нагреваемым полом, имеющей малую высоту загрузки и большую поверхность пода печи. Согласно этому типу конструкции уголь загружают в камеру коксования в горизонтальном направлении, при этом согласно изобретению указанный уголь насыпают снаружи печи ровным слоем на плоскую плиту основания и затем уплотняют до получения уплотненного угольного пирога, который осторожно проталкивают в камеру коксования, после чего плиту основания отводят назад из камеры коксования, в то время как угольный пирог удерживается с передней стороны. Таким образом, в камеру коксования загружают уплотненный угольный пирог. Данный способ никоим образом не раскрывает того, как при одновременном изготовлении нескольких спрессованных блоков обеспечить возможность газовыделения коксовых газов из промежутков между прессованными блоками.
В документе WO 2006056286 А1 описано гидравлическое прессующее устройство для изготовления уплотненного угольного пирога, состоящего из сыпучего угольного материала, предназначенное для использования в коксовой печи, причем указанное устройство имеет в своем составе пресс-форму, образованную тележкой или салазками, включающую стенки, пол и упорную стенку, над которой поперечно к направлению ее перемещения расположен питательный желоб для подачи угля, и содержит цилиндрическую головку, которая прижимает сыпучий угольный материал, подаваемый из питающего желоба посредством гидравлического устройства, в горизонтальном направлении к стопорной стенке, так что сыпучий угольный материал, получаемый из угля, может быть спрессован за ряд циклов прессования в горизонтальном направлении до плотности, которая выше плотности, достигаемой в других известных устройствах, причем превышение плотности достигает до 60%. Верхняя граница угольного пирога задается крышкой прессуемого пирога. Усилие прессования, действующее в вертикальном направлении и несколько раз на угольный пирог для его уплотнения, здесь не описывается.
В документе DE 2922861 А описан способ уплотнения мелкозернистой угольной шихты, предназначенной для коксования, причем указанную угольную шихту направляют с помощью подающего устройства в уплотняющую форму, который осуществляют посредством одного или нескольких направляющих колес, оснащенных одной или несколькими лопастями. Уплотнение посредством лопастного устройства выполняют прессованием и осуществляют за счет кинетической энергии, выделяющейся при подаче угольных частиц в уплотняющую форму, предусмотренную для этой цели. Этот способ зависит от качества задействованного угля и для его реализации может потребоваться определенная остаточная влажность, предварительный подогрев или дополнительное введение подходящей связующей добавки.
В документе WO 0229345 А1 описан способ загрузки угля в камеру коксования, заключающийся в том, что рядом с дверью камеры коксования размещают комбинированную загрузочно-толкающую машину, причем указанная машина производит также уплотнение угля, и осуществляют уплотнение в отсеке, образованном двумя подвижными боковыми стенками и двумя неподвижными боковыми стенками, и уплотненный таким образом угольный пирог после уплотнения загружают в камеру коксования. Здесь также не предусмотрено усилие прессования, действующее в вертикальном направлении. И с помощью этого известного способа тоже не удается подразделить уплотненный угольный пирог на несколько отдельных неспеченных прессовок с тем, чтобы достичь улучшенного газовыделения во время коксования угля.
Существует насущная потребность в создании способа и процесса, который бы предусматривал уплотнение приложением нагрузки, действующей в вертикальном направлении, и с помощью которого из рыхлого угля получались бы неспеченные прессовки, вмещающие пустоты, в результате чего обеспечивалась бы возможность выхода коксовых газов, образующихся при коксовании угля. Существует также необходимость в том, чтобы иметь возможность загружать уголь в камеру коксования непосредственно из уплотняющей установки.
Настоящее изобретение решает эту задачу путем создания способа, предусматривающего получение из сыпучей угольной массы угольных спрессованных блоков, пригодных для использования в камерах коксования, согласно которому уголь уплотняют усилием, действующим в вертикальном направлении, подавая таким образом уголь порциями с оставлением пустот между этими порциями, через которые может выходить образующийся при коксовании угля коксовый газ, причем горизонтальную пресс-форму образуют стенками, непроницаемыми для угля, одну из которых устанавливают на плите предпочтительно с возможностью складывания назад, а две другие стенки устанавливают неподвижно по бокам по одной координате, и во время проведения процедуры уплотнения другую неподвижную стенку прижимают к плите, и со стороны неподвижного в горизонтальном направлении трамбовочного устройства прикладывают действующее в вертикальном направлении усилие, так что при горизонтальном перемещении плиты последовательно, одна за другой, изготавливаются угольные прессовки.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается, в частности, способ последовательного изготовления угольных спрессованных блоков, пригодных для использования в камерах коксования, в котором
(i) засыпают сыпучую угольную массу из устройства подачи угля в пресс-форму, содержащую подвижную плиту, снабженную откидной стопорной стенкой, непроницаемой для угля, и две смещаемые в стороны боковые стенки, непроницаемые для угля, проходящие параллельно направлению перемещения плиты и являющиеся неподвижными в одном горизонтальном направлении, которые могут перемещаться перпендикулярно к направлению перемещения плиты в другом горизонтальном направлении в требуемое местоположение, так что пресс-форма обладает проницаемостью для угля только в одном горизонтальном направлении,
(ii) во время изготовления угольных спрессованных блоков ту сторону пресс-формы, которая является проницаемой для угля, закрывают неподвижной запирающей стенкой и перемещают в направлении плиты так, что посредством пресс-формы фиксируют форму сыпучей угольной массы в горизонтальном направлении с тем, чтобы при прессовании получить угольный спрессованный блок,
(iii) и по окончании формования угольного спрессованного блока перемещают плиту горизонтально в направлении вдоль пресс-формы, причем плита способна продолжать передвигаться поперечно в горизонтальном направлении, и
отличающийся тем, что
(a) для процедуры прессования плиту тормозят или стопорят в горизонтальном направлении или перемещают вплотную к неподвижной запирающей стенке, и
(b) рыхлый угольный слой уплотняют трамбовочным устройством путем давления на рыхлый угольный слой, находящийся в пресс-форме, под действием устройства, создающего действующее в вертикальном направлении усилие, фиксируя при этом форму угля в горизонтальной плоскости с помощью пресс-формы так, чтобы получить угольный спрессованный блок, и
(c) используют пространство в пресс-форме, открытое в горизонтальном направлении, в то время как плита продолжает перемещаться, для изготовления следующего угольного спрессованного блока.
Плита с откидной стопорной стенкой, которая является непроницаемой для угля и жестко закреплена к плите, служит в качестве тележки вследствие подвижности плиты в горизонтальном направлении. Благодаря наличию у плиты откидной непроницаемой для угля стопорной стенки и наличию двух неподвижных стенок, проходящих параллельно направлению перемещения плиты в одном горизонтальном направлении, которые имеют возможность перемещаться вертикально к направлению перемещения плиты во втором горизонтальном направлении, обеспечивается возможность удержания угольных спрессованных блоков в форме во время выполнения другой операции трамбования и возможность избежать распространения угля в горизонтальном направлении. Таким образом, плита перемещается в такое местоположение, в котором две боковые стенки могут перемещаться в направлении плиты в подходящее местоположение так, что получают пресс-форму с требуемым боковым давлением. Образовавшуюся при этом сторону, проницаемую для угля, закрывают непроницаемой для угля неподвижной запирающей стенкой, вплотную к которой плита перемещается, или стопорят для прессования.
Способ предпочтительно осуществляют так, что изготовленные угольные спрессованные блоки во время изготовления следующего угольного спрессованного блока накрыты посредством крышки, расположенной над угольным спрессованным блоком. Тем самым становится возможным удерживать угольные спрессованные блоки в форме даже во время выполнения другой операции трамбования и избежать распространения угля в направлении вверх.
Плита предпочтительно опирается на ролики для обеспечения возможности ее линейного перемещения в горизонтальной плоскости. Ролики надлежащим образом установлены на тележке, которая может перемещаться во втором горизонтальном направлении так, что тележка перемещается для загрузки в одном направлении к передней стороне загружаемой камерыкоксования. В одном примере осуществления настоящего изобретения плиту перемещают вместе с угольными спрессованными блоками для загрузки в камеру коксования и после загрузки ее снова отводят назад из камеры коксования, прочно удерживая угольный пирог с передней стороны.
В другом примере осуществления способа согласно изобретению обеспечивается также возможность удаления, откидывания назад или погружения стопорной стенки, установленной на тележке, причем тележка передвигается близко к открытой камере коксования и угольный пирог, состоящий из готовых угольных спрессованных блоков, предназначенный для загрузки в камеру коксования, соскальзывает с тележки в камеру коксования. Тем самым обеспечивается возможность загрузки угольных спрессованных блоков в камеру коксования непосредственно с тележки. Способ согласно изобретению предполагает обеспечение возможности загрузки в камеру коксования как одного угольного спрессованного блока, так и части угольных спрессованных блоков или же всех угольных спрессованных блоков.
Угольный спрессованный блок, изготавливаемый с применением способа согласно изобретению, как правило, имеет среднюю ширину в пределах от 3500 мм до 4500 мм и среднюю длину в пределах от 450 мм до 550 мм. В предпочтительном примере осуществления изобретения угольные спрессованные блоки имеют среднюю ширину 3750 мм и среднюю длину 500 мм. Однако способ может быть модифицирован таким образом, что угольные спрессованные блоки будут иметь любой произвольный размер.
В типичном примере осуществления изобретения угольный(ые) спрессованный(ые) блок(и) имеет(ют) после изготовления среднюю высоту в пределах от 950 мм до 1050 мм. В предпочтительном примере осуществления изобретения высота угольных спрессованных блоков после изготовления в среднем составляет 1000 мм.
В соответствии с изобретением предлагается также устройство, с помощью которого осуществляется способ согласно изобретению.
В соответствии с изобретением предлагается, в частности, устройство для горизонтального последовательного изготовления угольных спрессованных блоков, пригодных для использования в камерах коксования, включающее:
(i) одну поддерживаемую горизонтально плиту, способную перемещаться горизонтально в продольном и поперечном направлении,
(ii) две непроницаемые для угля боковые стенки, проходящие параллельно горизонтальному направлению перемещения плиты, неподвижные в одном горизонтальном направлении и способные перемещаться вертикально к направлению перемещения плиты,
(iii) одну непроницаемую для угля закрывающую и откидную стопорную стенку, установленную на плите и расположенную поперечно к направлению перемещения плиты, так что плита вместе с двумя боковыми стенками и откидной стопорной стенкой образуют пресс-форму, которая является непроницаемой для угля в трех горизонтальных направлениях, при этом
(iv) над пресс-формой расположено устройство подачи угля, через которое плита, действующая как пресс-форма, может заполняться сыпучей угольной массой
(v) и плита также может передвигаться с помощью соответствующих устройств в горизонтальной плоскости поперечно к направлению перемещения,
отличающееся тем, что
(a) плита вместе с проницаемой для угля стороной пресс-формы может быть перемещена с помощью соответствующего устройства вплотную к неподвижной запирающей стенке или же может быть застопорена перед неподвижной запирающей стенкой в местоположении, отведенном для цикла прессования,
(b) и над плитой расположено стационарное трамбовочное устройство, причем указанное трамбовочное устройство может перемещаться в вертикальном направлении и оснащено соответствующими подъемными механизмами, и при падении на лежащий под ним рыхлый угольный слой оно прилагает силу весовой нагрузки для прессования рыхлого угольного слоя.
Трамбовочное устройство, обладающее возможностью перемещения в вертикальном направлении и используемое для трамбования угля, предпочтительно приводится в действие гидравлическим устройством. Однако возможно также использование и устройства с электрическим или механическим приводом. Трамбовочное устройство может быть любой конструкции и/или типа конструктивного исполнения. В типичном варианте исполнения устройство подачи угля представляет собой лотковый питатель с возвратно-поступательным ходом. Он, как правило, подает сыпучую угольную массу из бункера для хранения угля. Однако в любом примере осуществления изобретения возможны и другие типы конструктивного исполнения, согласующиеся с основным пунктом формулы изобретения указанного устройства.
Для осуществления настоящего изобретения плита обладает возможностью линейного или почти линейного перемещения в зависимости от боковой направляющей. При изготовлении пресс-формы она постоянно движется немного дальше так, что трамбовочное устройство располагается над формой с подлежащим уплотнению углем. Кроме того, что плита может перемещаться по линейной траектории в горизонтальной плоскости, она может опираться на ролики, которые установлены на тележке, имеющей возможность перемещаться поперечно к ней в горизонтальном направлении вдоль передней стороны коксовой батареи. Для оказания поддержки опорные ролики для уплотнительной установки могут быть установлены неподвижным образом.
Возможен вариант конструкции с тележкой, оснащенной колесами, обеспечивающими возможность ее перемещения. В другом варианте конструкции плита снабжена скользящими элементами, обеспечивающими возможность ее перемещения, и эти скользящие элементы могут перемещаться по рельсам, предназначенным для этой цели, так что плиту можно назвать салазками. В таком случае плита может перемещаться вдоль передней стороны коксовых печей. Приводы или стопорные устройства могут быть предусмотрены в любом произвольном месте.
Согласно изобретению предлагаются способ и устройство, обеспечивающие уплотнение угля действующим в вертикальном направлении усилием так, что из рыхлого угля образуют пресс-формы, содержащие пустоты. Благодаря этому обеспечивается возможность выхода коксовых газов, образующихся при коксовании угля. Загрузка угля может быть произведена непосредственно из уплотняющего оборудования в камеру коксования. Этим обеспечивается экономия расходов на оборудование установки и технологический процесс.
Устройство согласно изобретению поясняется пятью фигурами, на которых представлена временная последовательность этапов типичного цикла прессования. Эти чертежи лишь поясняют возможный пример осуществления для конструкции и/или типа конструктивного исполнения способа в соответствии с изобретением, но не ограничивают объем изобретения.
На фиг. 1 показана плита (1) согласно изобретению с закрепленной на ней откидной стопорной стенкой (2). Здесь не видны две боковые стенки, которые расположены параллельно плоскости листа чертежа. Во время цикла прессования плита (1) перемещается вплотную к неподвижной запирающей стенке (3), образуя таким образом пресс-форму (4). Посредством устройства (5) подачи угля осуществляют заполнение пресс-формы сыпучей угольной массой (6). Затем трамбовочное устройство (7) спрессовывает сыпучую угольную массу (6) в уплотненные угольные спрессованные блоки (8). Из фиг. 1 также видно, что на них еще лежит рыхлый угольный слой (9), наложенный на уже уплотненный угольный спрессованный блок (8a) подачей угля из устройства (5) подачи угля. Запирающая стенка (3) включает закрывающий щиток (10), снабженный удерживающим устройством (10а), которое удерживает лоток (10b) питателя.
На фиг. 2 показана плита (1) согласно изобретению с закрепленной на ней откидной стопорной стенкой (2), сзади которой размещен уже окончательно уплотненный угольный спрессованный блок (11). По сравнению с чертежом, представленным на фиг. 1, плита (1) переместилась дальше так, что откидная стопорная стенка (2), установленная на плите (1), перемещается в сторону удаления от неподвижной запирающей стенки (3). На плите перед неподвижной запирающей стенкой (3) по ходу процесса, имеется свежий угольный спрессованный блок (8a), на который подается дополнительная сыпучая угольная масса (6), уплотняемая затем посредством трамбовочного устройства (7) совместно с дополнительной угольной массой (6), чтобы получить еще один, второй уплотненный угольный спрессованный блок (8a). Из фиг. 2 видно, что на втором уплотненном угольном спрессованном блоке (8a) все еще лежит рыхлый угольный слой (9). Готовый угольный спрессованный блок накрывают крышкой (12) для спрессованного пирога. Плита (1) снабжена роликами (13), которые установлены на тележке (14), способной перемещаться вертикально к плоскости листа чертежа. Плита (1) может, например, перемещаться в направлении стрелки в камеру коксования для ее загрузки.
На фиг. 3 показана плита (1) согласно изобретению с закрепленной на ней откидной стопорной стенкой (2), сзади которой размещен другой, уже окончательно уплотненный угольный спрессованный блок (11а). В сравнении с чертежом, представленным на фиг. 1, плита (1) переместилась дальше так, что откидная стопорная стенка (2) перемещается в сторону удаления от неподвижной запирающей стенки (3). Как видно из фиг. 3, на третьем уплотненном угольном спрессованном блоке (8b) все еще лежит рыхлый угольный слой (9).
На фиг. 4 показана плита (1) согласно изобретению с закрепленной на ней откидной стопорной стенкой (2), сзади которой размещен еще один уже окончательно уплотненный угольный спрессованный блок (11а). В сравнении с чертежом, представленным на фиг. 1, плита (1) переместилась дальше так, что откидная стопорная стенка (2) перемещается в сторону удаления от неподвижной запирающей стенки (3). Как видно из фиг. 4, на четвертом уплотненном угольном спрессованном блоке (8c) все еще лежит рыхлый угольный слой (9).
На фиг. 5 показана плита (1) согласно изобретению в виде сверху, включая стопорную стенку (2), которая, например, может иметь откидное исполнение и закреплена на ней. Пресс-форма (4) для угля образована откидной стопорной стенкой (2), другими двумя боковыми неподвижными стенками (15а, 15b), которые могут перемещаться в горизонтальном направлении по направлению к плите (1) или могут удаляться от нее, а также другой неподвижной запирающей стенкой (3), которая установлена не на плите (1). Из фиг. 5 также виден щиток (10) сзади неподвижной запирающей стенки (3). По окончании цикла прессования готовые угольные спрессованные блоки могут перемещаться в одну (16b) из камер (16a-16c) коксования.
Перечень ссылочных позиций
1 Плита
2 Откидная стопорная стенка, установленная на плите
3 Неподвижная запирающая стенка
4 Пресс-форма
5 Устройство подачи угля
6 Сыпучая угольная масса
7 Трамбовочное устройство
8 Угольный спрессованный блок
8а Второй уплотненный угольный спрессованный блок
8b Третий уплотненный угольный спрессованный блок
8с Четвертый уплотненный угольный спрессованный блок
9 Рыхлый угольный слой
10 Щиток
10а Удерживающее устройство
10b Лоток питателя для подачи угля
11 Уже окончательно уплотненный угольный спрессованный блок
11а Другие уже окончательно уплотненные угольные спрессованные блоки
12 Крышка для спрессованного пирога
13 Ролики
14 Тележка
15а, 15b Боковая стенка
16а-16с Камеры коксования