Печной науглероживатель

Если честно, когда слышу про печной науглероживатель, первое что вспоминается — кустарные установки где-то в промзоне, где пытаются добиться равномерности карбонизации чуть ли не лопатой. Многие до сих пор путают его с обычными печами для прокалки, хотя разница принципиальная — тут важна не столько температура, сколько контроль атмосферы.

Конструкционные просчеты которые дорого обходятся

В 2022 году мы столкнулись с дефектом партии от одного подрядчика — оказалось, их печной науглероживатель не держал герметичность в зоне загрузки. После третьего цикла фланцы повело, начался подсос воздуха. Пришлось экстренно ставить дополнительные затворы, но 12 тонн материала уже пошли в брак.

Сейчас перешли на модели с двойным уплотнением — дороже, но экономия на переделках втрое покрывает разницу. Кстати, у ООО Хэнань Минжунь Новый Материал в новых линиях как раз такая система, видел в их цеху — там уплотнения идут с водяным охлаждением.

Еще нюанс — многие экономят на газораспределительных решетках. Если ячейки слишком крупные, фракция мелкого кокса (до 5 мм) проваливается и спекается. Приходится либо сетку ставить кассетную, либо увеличивать диаметр сопел. Мы в прошлом месяце как раз перебирали эту схему — добавили аэродинамический расчет для разных фракций.

Температурные режимы и почему не все так линейно

В теории — поднял температуру до 1100°C и жди. На практике же перегрев даже на 20-30 градусов дает хрупкий слой по краям гранул. Особенно с прокаленным нефтяным коксом — он ведь потом в аноды пойдет, там трещины недопустимы.

Заметил интересное: если в зоне рекуперации недогреть, то в основной камере начинаются локальные перепады. Как-то раз замеряли пирометром — разница до 80°C между верхом и низом загрузки. Пришлось переделывать газовые горелки, смешивать потоки принудительно.

Сейчас экспериментируем с многоступенчатым нагревом — сначала выдержка при 600°C для дегазации, потом плавный подъем. Кстати, на сайте hnmrxcl.ru видел их техкарты — у них там как раз заложены такие профили, видно что люди с опытом составляли.

Про летучие и конденсат

Самое противное — когда конденсат оседает в дымоходах. Мы однажды чистили три недели — смолистые отложения с примесями серы буквально цементировали внутренности. Теперь ставим дополнительные отстойники с подогревом на выходе.

Про материалы которые работают

Футеровка — отдельная головная боль. Силикатные кирпичи не выдерживают цикличных нагрузок — через полгода начинается крошение. Перешли на корундовые вставки в зоне максимальных температур, плюс армирование нержавеющими штифтами.

Для электродов сейчас берем только графитированные — обычные угольные слишком быстро выгорают при частых старт-стопах. Кстати, ООО Хэнань Минжунь использует в своих печных науглероживателях как раз комбинированную футеровку, видел в спецификациях — там есть и огнеупорный бетон, и керамические модули.

Важный момент — тепловые зазоры. Раньше делали по стандарту 5 мм на метр, но при длительных циклах металл каркаса расширяется сильнее. Теперь оставляем 8-9 мм, особенно в вертикальных стыках.

Про автоматизацию которую действительно используют

Видел много ?умных? систем которые только мешают — операторы их отключают и работают вручную. Вывод: автоматика должна не заменять человека, а страховать. Мы оставили ручное управление горелками, но добавили аварийные датчики кислорода — если содержание выше 1.5%, сразу сигнал и отсечка.

С контролем давления интересно получилось — манометры часто врут из-за пыли. Поставили пьезоэлектрические с продувкой, но их приходится калибровать каждые две недели. Может кто-то знает более надежное решение?

В новых линиях у Хэнань Минжунь заметил систему сбора данных по каждому циклу — там видимо накапливают статистику для оптимизации. Хорошая идея, мы пока только внедряем подобное.

Экономика процесса

Считали себестоимость — оказывается 40% затрат это подготовка сырья (сушка, дробление). Сам печной науглероживатель съедает всего 25-30%. Поэтому сейчас думаем над рекуперацией тепла от дымовых газов для предварительного подогрева шихты.

Что в итоге работает без сюрпризов

После десятка переделок пришли к схеме: две независимые зоны нагрева, три точки контроля атмосферы, принудительная циркуляция газов через слой. Важно — вытяжка должна быть с запасом по мощности, иначе при сбросе давления газы пойдут в цех.

Сейчас используем печи с суточной производительностью 15-18 тонн — оптимально для нашей номенклатуры. Для более крупных фракций (анодные материалы) лучше брать модели с конвейерной подачей, но это уже другая история.

Коллеги из Хэнань Минжунь кстати делают упор на замкнутый цикл — у них и кокс свой, и переработка отходов. Логично, учитывая их специализацию на новых материалах. На их сайте hnmrxcl.ru хорошо видно как выстроена цепочка — от сырья до готовых аккумуляторов.

Мелочи которые решают

Система пробоотбора — казалось бы ерунда, но без нее невозможно оценить равномерность карбонизации. Сделали шлюзовые затворы с водяным охлаждением — теперь можно брать пробы в процессе без остановки.

Разгрузочный узел — сначала ставили обычные шиберы, но мелкая фракция забивала пазы. Перешли на вибрационные затворы с тефлоновыми уплотнениями — ресурс втрое выше.

И главное — не пытаться сэкономить на мелочах. Лучше взять нормальную футеровку и арматуру сразу, чем потом переделывать под нагрузкой. Как показывает практика Хэнань Минжунь — стандартизация и продуманная структура производства окупаются быстрее, чем кажется.