Металлургическая кухня 9/21/2019 Читать 12 мин

Кокс


Мы добыли уголь, обогатили его и получили концентрат. Теперь выбираемся из глубин шахты и отправляемся прямиком на коксохимическое производство. Здесь будет жарко!

Для приготовления доменного кокса нам понадобится коксующийся уголь и коксовая печь. Чаще всего используют несколько видов углей. Специально приготовленную смесь углей называют шихтой. 

В металлургии кокс (от нем. koks и англ. coke) — твердый пористый продукт серого цвета. Его получают при нагревании каменного угля до 1000 °С без доступа воздуха. Этот процесс называется коксованием. 

Кокс — это высококачественное бездымное топливо для производства чугуна в доменной печи. Там его используют не только для расплавления шихты, но и для восстановления железа из руды. 

Применение кокса весьма разнообразно: в литейном производстве, химической и ферросплавной промышленности и даже для отопления домов.

Авдеевский коксохимический завод

Авдеевский коксохимический завод — крупнейшее в Европе коксохимическое предприятие. На заводе выпускается 31 вид продукции для украинских и зарубежных компаний. 

Среди крупнейших коксохимических предприятий Украины — «Запорожкокс», Днепровский коксохимический завод, Южкокс, Харьковский коксовый завод. 

Собственное производство кокса есть и у металлургических комбинатов «АрселорМиттал Кривой Рог» и «Азовсталь».  

Коксовая батарея

ПОДГОТОВКА 

Теперь у нас есть необходимые ингредиенты, чтобы начать приготовление пирога. Коксовый пирог — именно так называется продукт, который получают из коксовой печи. 

После добычи и переработки в концентрат коксующийся уголь направляется на коксохимические заводы для производства кокса. Первый этап приготовления нашего пирога — дробление угля для получения муки. А точнее — углеподготовка. Мука должна быть высшего сорта и мельчайшего помола. Это позволит получить однородный, прочный кокс. Каждая крупинка примеси существенно снижает качество кокса, нарушает его однородность и способствует развитию трещин, которые ухудшат течение химических реакций при производстве чугуна.

Коксохимическое производство

КОКСОВАНИЕ 

Коксовый пирог готовят в специальных духовках — коксовых печах, которые объединены в коксовые батареи. В одной батарее может быть от 45 до 70 печей.  

Все как дома на кухне, разница только в размерах духовок и температуре приготовления. Коксовая печь представляет собой горизонтальные прямоугольные камеры, которые обогреваются через боковые стены. Уголь загружается сверху. Превращение проходит без доступа воздуха и при температуре свыше 1000 °С. 

Обычно тесто состоит не только из муки. Так и кокс в большинстве случаев получают не из одного вида углей, а из шихты. Как и классический пирог, коксовый начинает готовиться с внешних краев к середине. Коксование длится 14–16 часов и делится на несколько стадий — в зависимости от температуры нагрева. 

IV век н.э. - в Китае впервые описан процесс производства кокса. Сегодня Авдеевский КХЗ - крупнейшее коксохимическое предприятие в Европе.

Первая — стадия сушки. Уголь нагревается до 200 °С, и из него испаряется влага. При дальнейшем нагревании до 350 °С (вторая стадия) уголь начинает «размягчаться». На его зернах появляется пленка из битумов — остаточных смолоподобных продуктов переработки угля. На третьей стадии при температуре до 500 °С уголь становится пластичным. Начиная с 600 °С пирог только начинает «запекаться», образуется полукокс. А к 1050 °С процесс образования твердого кокса завершается.  

Каждая стадия выпекания кокса сопровождается сложными химическими процессами. При спекании кокса образуется ценный побочный продукт — коксовый газ. При его очистке получают смолу, аммиак, серную кислоту, бензол, феноляты и легкие пиридиновые основания. И если формулы этих веществ вспомнит уже не каждый, то с продуктами, скрывающимися за ними, сталкивались все. Из этих веществ делают удобрения, лаки и краски для холодильников и автомобилей, нафталин, деготь для строительства дорог и многое другое.  

Раскаленный коксовый пирог становится рассыпчатым. Его выдают с помощью двересъемной машины и коксовыталкивателя в специальный вагон. Для того чтобы кокс не горел вне печи, его тушат. Существует два способа охлаждения: мокрый, при кото- ром кокс орошается водой, и сухой, когда температура снижается при помощи обдува циркуляционным газом.   

Полученный кокс просеивают и сортируют по размерам кусков. Самый крупный — доменный кокс, средний — коксовый орешек, а остальное — коксовая мелочь. Крупный идет в доменную печь для выплавки чугуна, средний используется как топливо в ферросплавной промышленности, а мелкий отправляют для производства агломерата. Кокс — готовый продукт для выплавки чугуна.