Металлургия » Процессы получения металлов » Качество кокса

Качество кокса

 (голосов: 0)
Качество коксаКачество кокса
Углерод кокса является в доменной печи химическим реагентом, участвующим в процессах прямого и косвенного восстановления железа и других элементов.
Сгорая перед фурмами доменной печи в нагретом дутье, кокс обеспечивает плавку теплом. Температура в зоне горения до 2100 °С создает условия для нормального хода процессов восстановления в рабочем пространстве печи. Кроме того, кокс разрыхляет столб шихты в печи, улучшая ее газопроницаемость. В нижней части доменной печи (в заплечиках, горне), где только кокс остается в твердом состоянии, создается подвижная коксовая насадка, воспринимающая значительную часть веса столба шихтовых материалов. С учетом сказанного к качеству кокса предъявляются весьма жесткие требования.
Влажность готового кокса, зависящая от режима тушения, не превышает 5 %. Минимальную влажность (0,1—0,5 %) получают при сухом тушении кокса, когда вместо заливки водой охлаждение ведется в токе азота.
Зольность кокса оказывает влияние на выход доменного шлака и прочность кокса. Считается, что каж-дый 1 % увеличения зольности приводит к снижению производительности доменных печей на 1—2 % и повышению удельного расхода кокса на 1,2—2,0 %.
В Советском Союзе повышенной зольностью характеризуется кокс из карагандинских углей. Содержание SiO2 + Аl2О3 в золе кокса достигает 70—80 %. Зола кокса имеет существенно кислотный характер, т. е., присоединяясь к шлаку в горне доменной печи, понижает его основность.
При коксовании приблизительно половина серы, входящей в угле в состав пирита, уходит с коксовым газом главным образом в составе сероводорода. Сульфатная сера переходит частично в троилит (FeS). Часть сульфидной серы вымывается водой при тушении готового кокса. В среднем содержание серы в кок-се на 18—20 % меньше, чем в угольной шихте. Исследования минералогического состава донецкого кокса позволили установить, что 17,9—22,7 % серы кокса входит в состав сульфидов, 1,6—7,3 % — в состав суль-фатов, 71,3—76,7% —в структуру собственно угольного вещества («органической» серы). Содержание серы в донецком коксе в 2—3 раза выше, чем в кузнецком. Высокая сернистость донецкого кокса приводит к необходимости работы с высокоосновными вязкими шлаками, обессеривающая способность которых высока, и к ухудшению хода доменных печей с соответствующим снижением технико-экономических показателей плавки. Считается, что при увеличении содержания серы в коксе на 0,1 % удельный расход кокса в среднем возрастает на 1—1,4 %.
Содержание остаточных летучих веществ в коксе зависит от температуры и продолжительности коксо-вания. По советским стандартам, содержание летучих в коксе не должно превышать 1,5 %. Одной из наи-более важных характеристик кокса является также содержание в нем 83—88 % нелетучего углерода (в рас-чете на рабочее топливо).
К физико-химическим характеристикам кокса относятся его горючесть и реакционная способность. Горючесть кокса определяется скоростью взаимодействия его вещества с кислородом. До сих пор не существует единой точки зрения по вопросу о влиянии горючести кокса на показатели доменной плавки. Так, Копперс (1931 г.) считал, что высокая горючесть кокса предопределяет повышенные технико-экономические показатели работы доменных печей. В работах Банзена (1926 г.), наоборот, отмечались вы-сокие скорости горения кокса любой горючести перед фурмами и предпочтение отдается коксу с понижен-ной горючестью. Современные представления о влиянии величины окислительных зон перед фурмами доменной печи на совершенство хода в большой мере согласуются со взглядами Банзема. Согласно этим представлениям снижение горючести кокса увеличивает размер окислительных зон, облегчая опускание шихты в печи.
Реакционная способность кокса определяется величиной константы скорости его взаимодействия с двуокисью углерода при 1100 °С. Промышленными опытами, проведенными в ФРГ, показано, что домен-ный кокс пониженной реакционной способности в меньшей степени реагирует с двуокисью углерода и в шахте доменных печей. Понижение реакционной способности кокса во всех случаях приводило к сниже-нию удельного расхода кокса и повышению производительности печей.
По внешнему виду хороший кокс отличается столбчатой структурой, серебристым блеском поверхно-сти куска. Хороший кокс не пачкает рук. Прочность кокса по ГОСТ 8929—65 определяется путем обработки пробы кокса (50 кг, фракции >60 мм) во вращающемся глухом барабане (диаметр 1 м, длина 1 м, скорость вращения 25 об/мин, время обработки 4 мин). Внутри барабана к рабочей поверхности приварены четыре уголка, усиливающие разрушение кусков кокса при вращении барабана. Показателями прочности кокса являются выходы фракций >25 мм (М25) и <10 мм (М10) после барабанного испытания.
По пористости (45—55%) кокс занимает промежуточное положение между плотным каменным (1—10%) и древесным (75—85 %) углями. Насыпная масса кокса близка к 450 кг/м3. Качество кокса во многом влияет на ход доменных печей. Прочный пористый кокс разрыхляет мелкие шихты, улучшая и газопрони-цаемость. Слабый в механическом отношении кокс создает угрозу замусоривания горна коксовой пылью, ухудшает сход шихты в печи, снижая ее газопроницаемость. Химический состав и влажность кокса ежесменно проверяются заводскими лабораториями. Эти данные, дополненные сведениями о показателях прочности кокса, сообщаются затем персоналу доменного цеха, использующему полученную информацию при управлении ходом доменных печей.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики