Якість коксу
Читайте також:
|
У доменному процесі кокс виконує ряд функцій, що забезпечують при певному витраті нормальний хід плавки.
Насамперед, він є джерелом тепла, необхідного для протікання ендотермічних реакцій відновлення оксидів, підігріву шихти та відновлювальних газів до температур, що забезпечують належну швидкість протікання реакцій, а також плавлення та перегріву рідких продуктів плавки та доведення їх до необхідної рідини. печі. Він також забезпечує досягнення потрібного ступеня переходу сірки з чавуну на шлак.
Кокс забезпечує необхідну кількість оксиду вуглецю для проведення процесів відновлення, а також є постачальником вуглецю для навуглерожування металу і відновлення оксидів, що важко відновлять.
Виконує роль розпушувача шихти в зонах, де плавильні матеріали ще знаходяться у твердому та пластичному стані, забезпечує достатню газопроникність стовпа шихти, запобігає злипанню залізорудних матеріалів та відіграє важливу роль у розподілі шихтових залізорудних матеріалів по горизонтальному та вертикальному перерізам простору печі.
Забезпечує формування гарнісажу, що замінює вогнетривкукладку в міру її вигоряння, а також виконує функцію насадки, яка викликає в нижніх зонах печі перегрів та дренаж рідких продуктів плавки за наявності потужного газового зустрічного потоку.
Кожна з перерахованих функцій коксу важлива та некомпенсована. Порушення будь-якої з них може призвести до розладу процесу.
З урахуванням цих функцій, до якості коксу висуваються дуже жорсткі вимоги.
Нижче наведено технічний аналіз кам'яновугільного коксу деяких промислових районів світу, % (на суху масу):
Таблиця 3.1 - Технічний аналіз коксу деяких промислових районів світу, %
| А C | S C | V г | Сніг | |
| З кузнецького вугілля (Україна) | 10,0-11,0 | 0,45-0,70 | до 1,5 | 85,0-89,0 |
| З печорського вугілля (Україна) | 10,5-10,7 | 0,54-0,57 | до 1,2 | 86,5-87,5 |
| З донецького вугілля (Україна) | 9,0-11,0 | 1,5-2,0 | до 1,5 | 85,0-89,5 |
| Коннельсвільський (США) | 8-15,9 | 0,62-1,30 | 0,3-1,3 | 83,8-91,1 |
| Рурський (Німеччина) | 9,8-10,2 | 0,9-1,2 | до 1,9 | 86,7-87,4 |
| Деремська (Англія) | 10,7 | 0,9-1,1 | 0,5-1,2 | 87,49 |
| Індійська | 21,9 | 0,56 | 0,98 | 76,56 |
Вологість готового коксу, що залежить від режиму гасіння, не перевищує 5%. Мінімальну вологість (0,1-0,5%) одержують при сухому гасінні коксу (охолодження азотом).
Зольність коксу впливає на вихід доменного шлаку та міцність коксу. Вважається, що кожен 1% збільшення зольності призводить до зниженняпродуктивності доменних печей на 1-2% та підвищення питомої витрати коксу на 1,2-2,0%.
До фізико-хімічних характеристик коксу відносяться його горючість та реакційна здатність.
Займість коксу визначається швидкістю взаємодії його речовини з киснем. Досі не існує єдиної точки зору щодо впливу горючості коксу на показники доменної плавки. Сучасні уявлення про вплив величини окисних зон перед фурмами доменної печі на досконалість ходу великою мірою узгоджуються з поглядами Банзена. Згідно з цими уявленнями, зниження горючості коксу збільшує розмір окисних зон, полегшуючи опускання шихти в печі.
Реакційна здатність коксу визначається величиною константи швидкості взаємодії з діоксидом вуглецю при 1100 °С. Зниження реакційної здатності коксу у всіх випадках призводило до зниження питомої витрати коксу та підвищення продуктивності печей.
На вигляд якісний кокс відрізняється стовпчастою структурою, сріблястим блиском поверхні шматка; такий кокс не забруднює рук. Міцність коксу за ГОСТ 8929-65 визначається шляхом обробки проби коксу (50 кг, фракції 60 мм) в обертовому глухому барабані (діаметр 1 м, довжина 1 м, швидкість обертання 25 об/хв, час обробки 4 хв). Усередині барабана до робочої поверхні приварені чотири куточки, що підсилюють руйнування шматків коксу при обертанні барабана. Показниками міцності коксу є виходи фракцій 25 мм (М25) і 60 мм перед барабанним випробуванням з виходами А і С фракцій відповідно 60 і 3 .
З початку 80-х років широке застосування у багатьох країнах знайшов розроблений у 70-х роках на фірмі «Nippon Steel Corporation» метод випробувань гарячої міцності коксу (показник CSR) та йогореакційної здатності (показник CRI). Метод прийнятий як стандартний в США (ASTM D-5341) і в даний час застосовується на ряді металургійних кампаній Укаїни (ВАТ «НЛМК», ВАТ «Сєвєрсталь» та ін.) Для випробувань за спеціальною методикою відбирається представницька проба сухого коксу масою 200 г крупністю 19-22 мм, яка спочатку піддається високотемпературній обробці в потоці СО2, потім охолоджується азотом, після чого пробу обертають у вертикальному циліндричному барабані зі швидкістю 20 обертів за хвилину протягом 30 хв. Втрата маси коксу (%) в результаті реакції газифікації є показником реакційної здатності (CRI), а вихід фракції 9,5 мм після барабанних випробувань (%) є показником гарячої міцності (CSR).
Якість коксу багато в чому впливає перебіг доменних печей. Міцний пористий кокс розпушує дрібну шихту, покращує і газопроникність. Слабкий у механічному відношенні кокс створює загрозу засмічення горна коксовим пилом, погіршує сходження шихти, знижується її газопроникність. Хімічний склад та вологість коксу, показники міцності коксу використовуються при керуванні ходом доменних печей.