Conception et construction de la couche isolante des fours à coke
Aperçu des fours à coke métallurgiques et analyse des conditions de travail :
Les fours à coke sont des équipements thermiques complexes nécessitant une production continue et prolongée. Ils chauffent le charbon à 950-1050 °C en circuit fermé, puis le distillent à sec pour obtenir du coke et d'autres sous-produits. Qu'il s'agisse de cokéfaction par trempe sèche ou par trempe humide, ces fours, utilisés pour la production de coke incandescent, sont principalement composés de chambres de cokéfaction, de chambres de combustion, de régénérateurs, d'une voûte, de goulottes, de petits conduits de fumée et d'une fondation.
La structure d'isolation thermique d'origine d'un four à coke métallurgique et de ses équipements auxiliaires
La structure d'isolation thermique d'origine d'un four à coke métallurgique et de ses équipements auxiliaires est généralement composée de briques réfractaires haute température + briques isolantes légères + briques d'argile ordinaires (certains régénérateurs adoptent une structure de briques de diatomite + briques d'argile ordinaires à la base), et l'épaisseur de l'isolation varie selon les différents types de fours et les conditions de traitement.
Ce type de structure d'isolation thermique présente principalement les défauts suivants :
A. La conductivité thermique élevée des matériaux d'isolation thermique entraîne une mauvaise isolation thermique.
B. Pertes importantes au niveau du stockage de chaleur, entraînant un gaspillage d'énergie.
C. Une température très élevée, tant sur la paroi extérieure que dans l'environnement immédiat, crée un environnement de travail difficile.
Exigences physiques relatives aux matériaux de revêtement de support du four à coke et de ses équipements auxiliaires : compte tenu du processus de chargement du four et d’autres facteurs, les matériaux de revêtement de support ne doivent pas avoir une densité volumique supérieure à 600 kg/m3, une résistance à la compression à température ambiante d’au moins 0,3 à 0,4 MPa et une variation linéaire de chaleur ne doit pas dépasser 3 % sous 1 000 °C pendant 24 h.
Les produits en fibres céramiques répondent non seulement pleinement aux exigences ci-dessus, mais présentent également des avantages incomparables dont les briques isolantes légères classiques sont dépourvues.
Ils permettent de résoudre efficacement les problèmes liés aux matériaux d'isolation thermique de la structure d'origine du revêtement du four : conductivité thermique élevée, isolation thermique insuffisante, pertes de chaleur importantes, gaspillage d'énergie considérable, températures ambiantes élevées et environnement de travail difficile. Grâce à des recherches approfondies sur divers matériaux d'isolation thermique légers et à des essais de performance pertinents, les panneaux de fibres céramiques présentent les avantages suivants par rapport aux briques isolantes légères traditionnelles :
A. Faible conductivité thermique et excellente isolation thermique. À température égale, la conductivité thermique des panneaux de fibres céramiques est environ trois fois inférieure à celle des briques isolantes légères classiques. De plus, pour une isolation thermique équivalente, l'utilisation de panneaux de fibres céramiques permet de réduire l'épaisseur totale d'isolation de plus de 50 mm, limitant ainsi les pertes de chaleur et le gaspillage d'énergie.
B. Les panneaux de fibres céramiques présentent une résistance à la compression élevée, ce qui permet de répondre pleinement aux exigences de résistance à la compression des briques de la couche isolante du revêtement du four.
C. Léger retrait linéaire sous hautes températures ; résistance aux hautes températures et longue durée de vie.
D. Faible densité volumique, permettant de réduire efficacement le poids du corps du four.
E. Excellente résistance aux chocs thermiques et capacité à supporter des variations de température extrêmement froides et chaudes.
F. Dimensions géométriques précises, construction pratique, découpe et installation faciles.
L'application de produits en fibres céramiques au four à coke et à ses équipements auxiliaires
En raison des exigences liées aux différents composants des fours à coke, les produits en fibres céramiques ne peuvent être utilisés sur la surface de travail. Cependant, grâce à leur faible densité et à leur faible conductivité thermique, ils ont été conçus pour offrir des solutions fonctionnelles et complètes. Leur résistance à la compression et leurs excellentes performances d'isolation leur ont permis de remplacer les briques isolantes légères comme revêtement de fond dans les fours industriels de divers secteurs. Leur efficacité supérieure en matière d'isolation thermique a été démontrée dans les fours de cuisson du carbone, les fours de fusion du verre et les fours rotatifs à ciment, après remplacement des briques isolantes légères. Parallèlement, le développement de cordes, de papiers et de tissus en fibres céramiques a permis à ces produits de remplacer progressivement les couvertures, les joints de dilatation et les matériaux de remplissage de joints de dilatation en fibres céramiques, utilisés comme joints d'étanchéité en amiante, pour l'étanchéité des équipements et des canalisations, ainsi que pour le gainage des canalisations, avec d'excellents résultats.
Les formes spécifiques du produit et les parties applicables sont les suivantes :
1. Panneaux de fibres céramiques CCEWOOL utilisés comme couche isolante au fond du four à coke
2. Panneaux de fibres céramiques CCEWOOL utilisés comme couche isolante de la paroi du régénérateur du four à coke
3. Panneaux de fibres céramiques CCEWOOL utilisés comme couche d'isolation thermique du dessus du four à coke
4. Couvertures en fibres céramiques CCEWOOL utilisées comme doublure intérieure du couvercle de l'orifice de chargement du charbon au sommet du four à coke.
5. Panneaux de fibres céramiques CCEWOOL utilisés comme isolant pour la porte d'extrémité de la chambre de carbonisation
6. Panneaux de fibres céramiques CCEWOOL utilisés comme isolant pour le bain de trempe à sec
7. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL utilisées comme plaque de protection/épaulement de poêle/cadre de porte
8. Cordes CCEWOOL en fibres céramiques de zirconium-aluminium (diamètre 8 mm) utilisées comme tube de pontage et presse-étoupe
9. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 25 mm) utilisées à la base du tube de remontée et dans le corps du four
10. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 8 mm) utilisées dans le siège du foyer et le corps du four.
11. Cordons en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 13 mm) utilisés dans l'orifice de mesure de température de la chambre du régénérateur et du corps du four.
12. Cordons en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 6 mm) utilisés dans le tuyau d'aspiration-mesure du régénérateur et du corps du four
13. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 32 mm) utilisées dans les commutateurs, les petits conduits de fumée et les coudes de conduit de fumée
14. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 19 mm) utilisées dans les petits tuyaux de raccordement de conduits de fumée et les petits manchons de raccordement de conduits de fumée
15. Cordons en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 13 mm) utilisés dans les petits conduits de fumée et le corps du four
16. Cordes en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 16 mm) utilisées comme matériau de remplissage pour joints de dilatation externes
17. Cordons en fibres céramiques de zirconium-aluminium CCEWOOL (diamètre 8 mm) utilisés comme matériau de remplissage pour le joint de dilatation de la paroi du régénérateur.
18. Couvertures en fibres céramiques CCEWOOL utilisées pour la conservation de la chaleur de la chaudière de récupération de chaleur et du tuyau d'air chaud dans le processus de trempe à sec du coke
19. Couvertures en fibres céramiques CCEWOOL utilisées pour l'isolation des conduits de gaz d'échappement au fond du four à coke.
Date de publication : 30 avril 2021















