Шихтовые материалы и их подготовка

Что такое кокс?

Гушан Марк

Чтобы разбираться с понятием «кокс» нужно для начала уяснить, что кокс подразделяется на многие виды как продукт безкислородного термического разложения органических веществ, а именно кокс нефтяной, пековый(также электродный), кокс каменноугольный и торфяной кокс. В данной статье будет рассматриваться именно каменноугольный кокс, как основной компонент доменного производства.

Для начала, коснемся морфологии слова, так, - твердый горючий остаток, который образуется при безкислородном термическом нагреве органических веществ, таких как торф и уголь(как каменный, так и бурый). Это слово происходит от английского “coke” и именно оно подразумевает под собой продукт термического разложения.

В то время как каменноугольный кокс, применяемый в металлургии (доменное, литейное производство) представляет собой пористый продукт с высокими прочностными характеристиками. Металлургический кокс является продуктом коксования при определенной температуре (от 950 до 1100°С), обладает серовато-землистым цветом. Название данного продукта также обусловлено техническим процессом его производства(«коксование»), но уже от немецкого слова Koks.

Кокс как продукт характеризуется целым рядом физико-химических и технических показателей, таких как зольность, содержание летучих, также ключевую важность в металлургии играет сернистость и содержание фосфора. При этом их содержание практически не варьируется в процессе перевозки и хранения, т.е. качество кокса полностью зависит от производственного процесса и качества исходного продукта. Также для процессов окислительной регенерации важными являются дисперсность, структурная характеристика и распределение отложений по катализаторной грануле, количество и состав минеральных примесей. Также отметим важность для доменного процесса содержания воды в коксе, поскольку кокс является пористым материалом и хорошо абсорбирует воду при транспортировке и хранении и это является отрицательным фактором.

Кокс содержит 96,3-98,1% чистого углерода из которых от 83 до 88% являются нелетучими, а остальные 17-12% включают в себя серу, азот, фосфор и золу(т.н. сажистый углерод). Химический состав и содержание серы на прямую зависит от количества серы в исходном угле, т.е. десульфурация угля при коксовании не происходит.

Пористость достигает 50%, материал достаточно легко возгорается, а теплота сгорания достигает 31,4 МДж/кг.

Рассмотрим области применения кокса, к которым относят:

  • Доменное производство(выплавка чугуна) – кокс является бездымным, высококачественным топливом с высоким сопротивлением разрушению, и практически незаменим для доменного производства.
  • В доменном процессе применяют куски определенной фракции, а именно от 25-40 мм до 80мм(незначительное содержание до 3%). Выбор определенной крупности связан тем, что в доменной печи, как в аппарате шахтного типа, осуществляется противоток газов и мелкофракционные включения могут быть вынесены из печи их восходящим потоком.

  • Литейное производство – для применения в ваграночных печах как аналог литейного антрацита.
  • В ваграночных печах применяется кокс более крупной фракции, нежели в доменных, и размеры кусков литейного кокса могут достигать 60-80мм. Однако принципиальным отличием от доменного кокса является более высокое требование к содержанию серы, не более 1%, тогда как в доменном коксе сернистость достигает 2%.

  • Ферросплавная, а также химическая промышленность, в ней применяют специальные виды кокса с повышенной реакционной способностью.
  • В химической промышленности к коксу применяют меньшие требования по физической устойчивости на сдавливание и срез, а также не брезгуют мелкими фракциями 10-25мм, однако ей требуется кокс повышенной чистоты и большей реакционной способностью, чем применяется в доменом производстве.

  • Бытовые цели
  • Также не стоит забывать о бытовом применении кокса как бездымного и малозольного топлива, для данных целей сернистоть и прочность практически не играет роли, однако важное значение приобретает цена, которая, увы, «кусается».

Суммарное мировое производство кокса насчитывает порядка 500 млн тонн в год.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ