Технологические свойства кокса

Контроль качества кокса осуществляется по следующим его характеристикам.

· Технический анализ.

· Гранулометрический состав.

· Прочность.

· Пористость.

· Насыпная масса.

· Температура воспламенения.

· Реакционная способность.

Технический анализ кока. Здесь дается информация о содержании серы (S), золы (А), летучих веществ (ЛВ) и влаги (W). Важнейшая характеристика
кокса – содержание углерода (нелетучего) – здесь не определяется. Его находят по разности СНЕЛЕТB = 100 – (А + ЛВ + S), а содержание влаги в коксе дается сверх 100 %.

Сера Сера является вредной примесью чугуна и в подавляющем большинстве случаев кокс является главным ее поставщиком. Содержание серы в коксе определяется её содержанием в углях, поступающих на коксование. Практикой работы доменных печей установленно, что увеличение содержания серы в коксе на 0,1 % сопровождается увеличением удельного расхода кокса в 9 среднем на 0,3 % с одновременным таким же снижением производительности печи.

Зольность кокса Зола в коксе является крайне нежелательной примесью и ее содержание должно быть минимальным. Зола в коксе влияет на выход
шлака и прочность кокса. Известно, что разрушение кусков кокса происходит по его зольным включениям. Поскольку содержание кремнезема (SiOB2B) в золе кокса чаще всего составляет 50 % и более, то для получения требуемой основности шлака необходим ввод в шихту основных оксидов, что снижает показатели доменной плавки. Считается, что каждый процент увеличения золы в коксе снижает производительность печи от 1,0 до 1,8 % (при содержании золы в коксе, соответственно, от 10 до 13 %) и увеличивает расход кокса от 1,2 до 2,0 %.

Летучие кокса

Содержание летучих в коксе косвенно характеризует его качество. Их содержание зависит от продолжительности периода коксования и конечной температуры коксования. Чем выше указанные параметры коксования, тем меньше в коксе летучих веществ. Нормальным содержанием летучих в коксе считается 0,8 - 1,2 %. Повышенное содержание летучих в коксе свидетельствует о незавершенности процесса коксования и отрицательно сказывается на его качестве. Такой кокс получил название – "недопал". Он
характеризуется более темным цветом в сравнении с коксом хорошего качества и пониженной механической прочностью. Уменьшение выхода летучих веществ в коксе ниже 0,5 % свидетельствует об увеличенном периоде коксования, что приводит также к снижению прочности кокса вследствие его "пережога" и увеличения трещиноватости.

Влажность кокса

Влага в коксе не приносит вреда доменному процессу. При загрузке в печь влажного кокса происходит испарение этой влаги за счет тепла отходящих из печи газов - температура колошникового газа снижается. Для нормального технологического режима плавки очень важно использовать кокс с минимальными колебаниями его влажности. Поскольку загрузка кокса в 10 печь осуществляется по массе, то при минимальных колебаниях влажности кокса гарантирует стабильность теплового режима плавки.

Технические составы коксов, производимых на различных коксохимических предприятиях России, приводятся в специальной справочной литературе.

Гранулометрический состав кокса

Кокс в доменной печи определяет газодинамическое сопротивление слоя шихты движущемуся потоку газа и должен быть крупным, а также сохранять размер кусков по мере его движения от колошника к фурменным очагам. Гранулометрический состав кокса - это
распределение его кусков по классам крупности, выраженное в процентах к массе исходной пробы. ГОСТ предусматривает следующую градацию кусков кокса по крупности: > 80 мм, 80-60 мм, 60-40 мм, 40-25 мм и 25 мм. Гранулометрический состав коксов различных коксохимических предприятий России также приводится в справочной литературе. Следует отметить, что фракция + 80 нежелательна. Увеличение фракции +80 на 1 % приводит к увеличению удельного расхода кокса на 1,2 %. Фракция -25 отсеивается и не используется в доменных печах.

Прочность кокса

Это - важнейшая характеристика кокса, определяющая в первую очередь газодинамические характеристики столба шихтовых материалов в доменной печи. Появление мелочи при разрушении непрочного кокса не только ухудшает газопроницаемость шихты в печи, но и уменьшает размеры фурменного очага, а значит и газораспределение в поперечном сечении доменной печи. Под прочностью кокса понимают его способность противостоять разрушающим воздействиям всех видов. Прочность определяется в барабане диаметром 1 м и длиной 1 м. Внутри барабана приварены 4 уголка с полочкой 100 мм. В барабан загружается 50 кг кокса фракции > 25 мм. Затем барабан вращается в течение 4 минут со скоростью 25 об./мин., после чего кокс извлекается из барабана и рассеивается на ситах с ячейками 60х60 мм, 40х40 мм, 25х25 и 10х10 мм. Выход кусков менее 10 мм (показатель М10) 11 характеризует истираемость кокса, а выход кусков кокса более 40 и 25 мм (показатели М40 и М25) – определяет его механическую прочность. Истираемость производимого кокса меняется в пределах от 6 до 11 % (от массы загруженного в барабан кокса), а выход класса более 25 мм составляет 84-98 %.

К числу важных показателей качества кокса как топлива относятся также пористость, насыпная масса, температура воспламенения.

Пористость

Пористость - это отношение объема пор куска к объему всего куска, выраженное в процентах. Пористость кокса влияет на условия его горения: чем выше пористость, тем интенсивнее происходит горение кокса, что приводит к сокращению объема фурменных очагов. Пористость кокса зависит от свойств исходных углей, состава угольных шихт, идущих на коксование, она определяется также режимом коксования и колеблется в пределах 35 - 50 %.

Насыпная масса кокса

Это - масса кокса в единице объема. Установлено, что доменные печи лучше работают на коксе с меньшим значением насыпной массы. Насыпная масса определяется не только геометрией куска, но и соотношением в слое крупных и мелких фракций. Чем однороднее кокс по гранулометрическому составу, тем меньше его насыпная масса и выше газопроницаемость. Считается, что насыпная масса доменного кокса имеет значение в пределах 0,45 - 0,47 м3/м3.