Научно-методологические основы и способы повышения надежности службы агрегатов для производства кокса

• Автор: Швецов, Виталий Иванович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 233 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Общая характеристика и состояние коксового производства в России и в мире

1.1. Состояние и перспективы производства кокса в мире

1.2. Состояние коксового печного фонда России

1.3. Состояние коксовых батарей и экологическая обстановка

1.4. Перспективы развития коксового производства в мире

ГЛАВА 2. Основные проблемы и перспективы коксового производства в России

2.1. Угольная сырьевая база коксования в России, ее качество, 32 стабильность

2.2. Свойства углей в процессе коксования, определяющие давление на стены печных камер
2.2.1. Пластическое состояние и спекание углей
2.2.2. Пластическое состояние углей и прочность огнеупорной 36 кладки коксовых батарей
2.2.3. Газодинамические условия в коксуемой загрузке
2.2.4. Теоретический анализ газопроницаемости пластической 38 массы
ГЛАВА 3. Технологии подготовки углей к коксованию и их влияние на давление коксования
3.1. Технологии подготовки угольной шихты
3.1.1. Избирательное измельчение угольной шихты
3.1.2. Частичное брикетирование угольной шихты
3.1.3. Термическая подготовка угольной шихты
3.1.4. Трамбование угольной шихты
3.1.5. Давление коксования и нагрузка на стены печных камер
3.1.6. Влияние распределения плотности загрузки по длине 62 и высоте камеры на давление коксования
3.2. Серийность выдачи-загрузки печей и давление коксования
ГЛАВА 4. Теоретические и экспериментальные промышленные исследования огнеупорной кладки обогревательных простенков коксовых печей на прочность
4.1. Динамика развития дефектов огнеупорной кладки
коксовых батарей
4.2. Расчет обогревательных простенков коксовых печей на прочность
4.3. Расчет напряжений в огнеупорной кладке обогревательного простенка с учетом фактически действующих нагрузок
4.4. Экспериментальные промышленные исследования процесса образования и развития дефектов огнеупорной кладки
4.5. Механизм ускоренного разрушения кладки обогревательных
простенков большегрузных печей
ГЛАВА 5. Влияние конструкционных и технологических факторов на срок эксплуатации и динамику изменения производственной мощности коксовых батарей различных типов
5.1. Прогноз продолжительности службы коксовых батарей различных типов
5.2. Прогнозный расчет динамики производственной мощности коксовых батарей в процессе эксплуатации
Г ЛАВА 6. Ремонт огнеупорной кладки коксовых батарей
6.1. Применяемые методы ремонтов
6.2. Основные показания для перекладки обогревательных простенков
6.3. Характеристика динасовых изделий для новой кладки и ремонта отопительных простенков
6.4. Традиционная "холодная" перекладка отопительных простенков
6.5. Перекладка отопительных простенков без остановки обогрева смежных простенков
6.5.1. Полная перекладка отопительных простенков большегрузной коксовой батареи
6.5.2. К вопросу о разработке новой технологии горячей головочных частей обогревательных простенков

6.5.3. Теоретическое обоснование технологии горячего ремонта 138 с совмещением процессов кладки и частичного разогрева уложенного огнеупора
6.5.4. Горячая перекладка отопительных простенков
на глубину 4-6 вертикалов
6.5.5. Сравнительная эффективность методов перекладки 147 головочных частей обогревательных простенков
6.5.5.1. Сопоставительный анализ "холодной" и "горячей" 150 перекладки отопительных простенков на глубину
4-6 вертикалов
6.5.6. Перекладка зоны перекрытия вертикалов и верхних рядов 151 кладки простенков под средним загрузочным люком
6.5.7. Перекладка перекрытия зоны головочных вертикалов под 152 газовыми люками
6.6. Основы диагностирования и определения методов горячих
ремонтов огнеупорной кладки коксовых батарей
ГЛАВА 7. Масштабы внедрения и эффективность
разработанных технологий горячей перекладки отопительных простенков
7.1. Сведения об экономическом и экологическом эффектах
(по состоянию на 01.01.2009 г.)
ГЛАВА 8. Принципиальные положения по проектированию
новых, реконструкции и капитальному ремонту действующих коксовых батарей
Заключение
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ:
Приложение 1. Традиционная "холодная" перекладка
отопительных простенков Приложение 2. Полная «горячая» перекладка отопительных
простенков большегрузной коксовой батареи
При нагревании угли размягчаются и вследствие этого спекаются в результате деструкции главных цепей их макромолекул, отщепления кислородсодержащих функциональных групп, разрыва эфирных и метиленовых мо-стиковых связей и насыщения образующихся фрагментов водородом при его перераспределении в процессе пиролиза. Однако не все угли способны к размягчению без сколько-нибудь существенной деструкции. Размягченные зерна под действием поверхностного натяжения, гравитации, давления вышележащих слоев угля деформируются, при этом образуются площади контакта поверхности зерен. Между зернами, находящимися в соприкосновении, возникают вандерваальсовы силы, а в дальнейшем и химические связи. Эти физические и химические силы связывают зерна остаточного материала угля в единый массив. Таков в общих чертах механизм спекания углей [33,35].
Из этого следует, что при прочих равных условиях площадь зон контакта между спекающимися зернами зависит от реологических свойств материала зерен в период спекания. В первом приближении эти свойства можно характеризовать коэффициентом пропорциональности между касательным напряжением и градиентом скорости течения при одновременном сдвиге материала. Судить о спекаемости углей можно по вязкости в пластическом состоянии. Для изменения этого показателя разработаны многочисленные методы. Основными их недостатками являются применение и испытание углей с низким верхним пределом крупности (< 1 мм) и существенное отличие от нагрева в промышленных условиях.
В зависимости от вязкости пластической массы находится сопротивление движению газов (газопроницаемость), следовательно, ее вспучивание и
давление внутри коксуемой загрузки, в том числе - давление на стены печных камер [42,48,51].