A szén az egyik legfontosabb ipari nyersanyag. Elsősorban üzemanyagként szolgál. Ez hő- és származtatott mechanikai vagy elektromos energia forrása. Ma az üzemanyagokat kémiailag finomítják gázosítással, karbonizálással és hidrogénezéssel. A gázosítás minden típusú generátorban és gázüzemben történik. A szekunder gázképződéssel történő karbonizálást magas hőmérsékleten (karbonizáció) vagy közepes és alacsony hőmérsékleten (fűtetlen kátrány visszanyerése) végezzük.

minőségének

Noha jelenleg jobb folyamatokat hajtanak végre az áram előállítására az atomerőművekben, amelyek olcsóbban működnek, mint a meleg és a vízierőművek, a szén továbbra is a legelérhetőbb energiaforrás marad sokáig.

A kohászati ​​gyártás szempontjából a szén még mindig pótolhatatlan alapanyag a kohó és öntödei koksz gyártásához, amely elengedhetetlen a nyersvas és az öntöttvas gyártásához.

A szén kokszolási tulajdonságai

Technológiai szempontból a kőszén egyes fajtáinak rendkívül fontos tulajdonságcsoportját az ún kokszoló tulajdonságok. 350–500 ° C hőmérsékleten a szén tömegében bekövetkező változásokként nyilvánulnak meg, amikor a levegő hozzáférése nélkül történő melegítéskor a szén először megpuhul, majd szilárd, zsugorított kokszmaradék képződik.

A széntömeg változásának jellege szerint a kokszolási tulajdonságokat a következő csoportokra osztjuk:

a) A széntömeg változását a szén szinterelése és plaszticitása jellemzi.

b) A szén tömegének változását dilatáció, duzzadás, tágulás és összehúzódás jellemzi.

c) A súlyváltozásokat a gáztalanítási folyamat adja meg.

Szinterezés és plaszticitás

A szinterelés a szén azon képessége, hogy a kokszolás során szilárdan szinterelt kokszot képezzen. Ezért alapvető feltétele a szén kokszolásra való alkalmasságának. A szinterelés számos összetett fizikai és kémiai folyamat eredménye, amelyek a 350–500ºC hőmérsékleti tartományban zajlanak, vagyis a szénlágyulás kezdetétől a félkoksz kialakulásáig.

A szinterelés feltétele a szén plaszticitása. A szén egyes komponensei a levegőhöz való hozzáférés nélkül felmelegednek vagy megolvadnak, miközben nedvesítik a nem lágyuló komponenseket.

Az olvadási hőmérséklet további emelkedésével szinterezett félkoksz képződik, amelyből további gáztalanítással koksz keletkezik. Minél nagyobb a hőmérséklettartomány a plaszticitás kezdete és vége között, vagyis minél szélesebb a műanyagtartomány, annál nagyobb a szén szinterelési sebessége, mivel a széntömegnek több ideje van az újrafeldolgozásra. A 24–28% illékony anyagot tartalmazó közepes szénnel rendelkező szénnek van a legszélesebb palesztin zónája.

A szinterezett szén csak olyan lehet, amely képlékeny állapotba kerül. Azonban nem minden plaszticitást mutató szenet kell szinterelni. Például a magas illékony anyag-tartalmú szén, amelynek olvadó komponensei a keskeny hőmérsékleti tartományban nagyon vékonyak, plasztikus állapotban nem képeznek homogén olvadékot a nem lágyuló komponensekkel, majd sütetlen kokszmaradék képződik.

A szén értékeléséhez a szinterelés és a plaszticitás meghatározásának eredményei alapján fontos tudni, hogy a hosszú ideig tárolt vagy más módon intenzívebb oxigénellátásnak kitett szén, ill. a több órán át 200 ° C-ra melegített szén elveszíti plaszticitását és sütését.

A tétel előkészítésének hatása a koksz minőségére

A kokszgyártás ma az egyes szénfajták korábban ismert kokszképző tulajdonságain alapulhat, figyelembe véve az adagkeverés optimális szemcseméretét és nedvességtartalmát.

A töltet kölcsönhatásban lévő szénfajtákból áll, a szemcseméret-összetételhez igazítva úgy, hogy az egyes különböző típusú szénszemcsék kölcsönös érintkezése a lehető legnagyobb legyen, és ugyanakkor a töltet teljes szemcsemérete biztosítja a maximális ömlesztettséget sűrűség.

A meghatározó kokszolási tulajdonságok mellett természetesen a szemcseméret és az adagolási sűrűség, amelyet a szakaszos technológia ad, jelentős hatással van a karbonizációs folyamat lefolyására és a koksz végső minőségére.

Tétel részletessége

Az üzemeltetési gyakorlatban a szénmennyiség szemcseméretét általában 3 mm-nél kisebb mennyiség adja meg. A laza adagot 75–85% -os csiszolási élességgel készítik el 3 mm alatt, a tömörített adagot 90% felett. A pontosabb tájolás érdekében ezeket az információkat ki kell egészíteni egy 0,2 mm alatti frakcióval, amely nem haladhatja meg a 15% -ot, és az 5 mm feletti szemcsés frakcióval, amely max. 4 - 8%. Minél kevesebb nagy szemcsét tartalmaz a szén, annál finomabbra őrlik és minél kevesebbet tartalmaznak a legkisebb szemek, annál kíméletesebben őrlik.

A szemcseméretnek a tétel tömegsűrűségére gyakorolt ​​hatása az ömlesztett műveletben nyilvánul meg, és a nedvesség hatásával együtt a sz. 1.

Tétel sűrűsége

A tétel sűrűségét a száraz szén tömege fejezi ki kg-ban, 1 m3-ben a kamraterületben. A már említett ábrából Az 1. tétel, amely kifejezi a tétel sűrűségének nedvességtől és szemcsemérettől való függését, látható, hogy a minimális térfogatsűrűség 8-10% víztartalomnál van. Minél finomabb az őrölt szén, annál kisebb a térfogatsűrűség. Kíméletes őrléssel a térfogatsűrűség nő, mert a szénszemcsék jobban kitöltik a teret. A töltés előmelegítése, olajok vagy egyéb alacsony felületi feszültségű folyadékok nedvesítőszerként történő használata szintén jótékonyan hat a töltet térfogatsűrűségének növelésére. Minél alacsonyabb a nedvesítő folyadék felületi feszültsége, annál nagyobb a térfogatsűrűség.

Nagyolvasztó koksz

A kohó koksz a kalcsz koksz 75% -át teszi ki, és a koksz üzemek legfontosabb terméke. Elsősorban szénelegyekből laza vagy tömörített töltésű akkumulátorokban állítják elő, amelyek minőségi kokszszén aránya 15-25% vagy annál nagyobb, 1300-1350 ° C fűtési hőmérsékleten.

A koksz szerepe a kohóban az, hogy hőenergiát nyújtson az érc közvetlen és közvetett redukciójához szükséges hőmérséklet eléréséhez és a redukált vas karburálásához. A kohóban lévő koksz az üzemanyag funkciója mellett redukálószer funkcióval is rendelkezik, mivel a koksz elégetésével keletkező szén-dioxid az izzó kokszval reakcióba lépve szénmonoxidot képez az egyenlet szerint

Ez pedig csökkenti az ércek vas-oxidjait, amikor áthalad a kemencében. Ezért a nagyolvasztó koksznak bizonyos reakcióképességgel kell rendelkeznie.

A nagyolvasztó koksz minőségének kérdését széles körben népszerűsítik a kohók azon erőfeszítései kapcsán, hogy fokozzák a kohó előállítási folyamatait, amelyek társulnak a tonna nyersvas koksz fajlagos fogyasztásának csökkentéséhez és a termelékenység növeléséhez, miközben javítják a nyersvas minőségét . A kohó koksz minőségi követelményeinek kidolgozása bonyolult és napjainkig terjedt, egyes részletekben nem sikerült egységesíteni és pontosan meghatározni a koksz legfontosabb tulajdonságainak követelményeit, lehetőleg az erősség és a szemcseméret eloszlás szempontjából. .

A szénminőségi mutatókból kiindulva a ballasztkomponensek határtartalma meglehetősen egységesen indokolt, azaz. víz, hamu, kén vagy foszfor, amelyeket kísérleti úton bizonyított hatások is alátámasztanak a kohók TE-mutatóira.

A hamutartalom hatását, amely a salak mennyiségének növekedésével és a romló hőmérleggel nyilvánul meg, számos szerző számszerűsítette, csakúgy, mint a kén hatását. A hamutartalom 1% -os növekedése 2% -kal csökkenti a kemence termelékenységét, a kén 0,1% -os csökkenése 1,5% -kal növeli a termelékenységet és 1,5% -kal csökkenti a fajlagos kokszfogyasztást.

A koksz mechanikai tulajdonságai és granulometriája szempontjából az optimális szemcseméret követelményei jelenleg koncentrálódnak, és numerikus meghatározása nem egységes. Elvileg azonban meg kell származtatni a koksz optimális szemcseméretét minden kemence esetében külön-külön, az agglomerátum, a pelletek és a válogatott érc szemcseméretéhez viszonyítva, figyelembe véve az érc redukálhatóságát is.

A koksz optimális szemcseméret-eloszlásának értékelése során az alapvető szempont az, hogy a nagyolvasztóban a legkedvezőbb feltételeket hozzuk létre az intenzív gázáramláshoz, különös tekintettel a gázáramok sugárirányban történő egyenletes eloszlására. Ennek az állapotnak az elérése a legfontosabb előfeltétel, hogy a kémiai kinetika törvényeit tiszteletben tartva kellően nagy rések maradjanak meg a tétel egyes darabjai között. Más szavakkal, a gázáramlás szempontjából előnyös lenne a nagy csomósodás, a nagy reakciósebességre vonatkozó követelmények szempontjából, éppen ellenkezőleg, egy kis adag a legelőnyösebb.

A koksz szilárdságának és kopásállóságának követelményei folyamatosan nőnek, különösen a kohók hasznos térfogatának növekedésével kapcsolatban.

Következtetés

Mivel a kokszgyártáshoz szükséges kokszszén-ellátás sok országban korlátozott vagy hiányzik, nagy mennyiségű kohókban alacsonyabb értékű kokszot kell használni. Annál is inkább a koksz minőségi paramétereinek maximális stabilitása szükséges. A koksz tartósan csökkent minőségi paraméterei kevésbé károsak, mint átlagosan kedvezőbbek, de ingadozóak.