3 / 4
3
ВЕСТНИК
ЯКУТУГЛЯ
НОЯБРЬ,
2018
наш
«�ечел»
Какая «выпечка»
печам «по вкусу»?
Прежде чем готовый про-
дукт — коксовый пирог — от-
правится к потребителю, с
него «снимают пробу».
«Дегустацию» проводят
сотрудники отдела техниче-
ского контроля и централь-
ной заводской лаборатории.
Они исследуют кокс по мно-
гим параметрам, важным
для потребителей.
Качественные
хлебобу-
лочные изделия имеют ров-
ную, пористую текстуру, не
крошатся, не ломаются, не
содержат вредных добавок…
То же — с коксовым пирогом.
Продукт коксохимии должен
быть прочным и устойчивым
к истиранию, чтобы не разру-
шиться раньше времени.
Одна из важных техноло-
гических характеристик —
пористость кокса. Газы, вы-
деляющиеся при нагреве,
должны свободно прохо-
дить через коксину. Поми-
мо этого, необходимо, что-
бы куски кокса были одного
размера. Иначе более мел-
кие забьют пространства
между коксинами и ухудшат
газопроницаемость.
Кокс должен обладать
низким содержанием лету-
чих веществ. Если в домне из
него будут образовываться
смолистые соединения, смо-
ла начнёт конденсироваться
и оседать внутри. Получится
слой смолы, так называемый
«козёл». И домна встанет.
Ещё один показатель —
реакционная
способность.
Она также должна быть низ-
кой. При горении кокса об-
Александр Пашков
начальник участка
регулировки коксовых
печей ООО «Мечел-Кокс»:
На Челябинском метал-
лургическом комбинате кокс
используют в доменном
производстве. Он является
источником тепла, восстано-
вителем оксидов железа, а
также выполняет ещё одну
важную функцию — раз-
рыхлителя столба шихтовых
материалов.
И кокс, и рудная часть
шихты, кроме нужных со-
ставляющих — углерода и
железа, вносят в домен-
ную печь балласт (в основ-
ном, глинозём и кремне-
зём) и заодно — вредные
для конечного продукта ве-
щества, например, серу.
Именно поэтому требова-
ния к качеству кокса мож-
но сформулировать так: ми-
нимум влаги, минеральных
веществ, серы, определён-
ный уровень прочности, оп-
тимальный гранулометри-
ческий состав. Нарушение
этих требований может при-
вести к нестабильной рабо-
те доменной печи, увеличи-
вая тем самым расход кокса,
а значит, ухудшая экономи-
ческие показатели работы
домен.
Помимо этого, для ра-
боты доменной печи очень
важно, чтобы газы прохо-
дили по её сечению равно-
мерно, и каждый кубометр
полезного объёма работал
с полной отдачей, поэтому
кокс должен быть прочным
и его куски должны иметь
определённую крупность.
Виктор Волков
ведущий инженер‑технолог
сталеплавильной
лаборатории
технического управления
ПАО «Ижсталь»:
На нашем заводе кокс ис-
пользуется в сталеплавиль-
ном производстве, а его ка-
чество напрямую влияет
на качество выплавляемой
стали.
Очень важно, чтобы кокс
был определённой фрак-
ции, а его куски — одина-
кового размера. Такой кокс
улучшает процесс вспенива-
ния шлака в дуговых элек-
тропечах, его раскисления
и увеличивает содержание
углерода в жидком метал-
ле. Кроме того, исключаются
случаи забивания системы
подачи кокса, снижается со-
держание вредных приме-
сей, сокращаются простои
сталеплавильных агрегатов
и, соответственно, длитель-
ность плавки. А это, в свою
очередь, положительно ска-
зывается на расходе электро
энергии и материалов.
Кокс для наших металлургов
разуется углекислота (СО2),
которая может вступать в
реакцию с углеродом (С), в
результате чего образуется
угарный газ (СО). Это и есть
реакционная
способность,
которая приводит к потерям
и большему расходу кокса.
Важнейшая характеристи-
ка с точки зрения экономики
и экологии — горячая проч-
ность (CSR). С повышением
этого показателя уменьшает-
ся разрушение кокса в печи,
улучшается проницаемость
для газов и жидкостей в зоне
плавления, повышается про-
изводительность, снижаются
выбросы вредных веществ.
Также в коксе нежела-
тельно высокое содержание
золы, серы, фосфора.
Рецепт
коксового пирога
Чтобы коксовый пирог по-
лучился «вкусным», прежде
всего необходимы качествен-
ные ингредиенты.
Как мы говорили, кокс де-
лается из смеси углей разных
марок. Разные — не значит
любые. Угли нужны особые,
коксующиеся. Как мука, бо-
гатая клейковиной, способ-
на превращаться в тягучее те-
сто, так и коксующиеся угли
при нагреве до 350 – 550 гра-
дусов переходят в вязкопла-
стическое состояние, стано-
вятся, как пластилин. И это
позволяет им спечься в еди-
ный кусок.
Угли, обладающие этим
свойством, и относятся к
«коксующимся». Это марки
К (коксовые), КС (коксовые
спекающиеся), КО (коксовые
отощённые), Ж (жирные),
ГЖ (газово-жирные), ОС (ото-
щённо-спекающиеся),
СС
(слабо-спекающиеся).
Разные марки способны
образовывать разную тол-
щину пластического слоя (y).
Определяется эта способ-
ность вполне кулинарным
способом. В стаканчик наби-
рается уголь и снизу подогре-
вается. Затем его иголочкой
протыкают. Точь-в-точь как
хозяйка проверяет, насколь-
ко пропёкся пирог! И по тому,
насколько провалится игла,
определяют толщину слоя,
который находится в вязко-
пластическом состоянии. Для
этого имеется пластометри-
ческий аппарат, названный в
честь разработчика этой ме-
тодики — Сапожникова. Она
применяется в России и быв-
ших союзных республиках.
На Западе не оперируют
значением «у», а используют
немного смешное понятие
«индекс вспучивания». Для
его определения уголь также
необходимо нагреть. Снача-
ла происходит активное вы-
деление летучих веществ. До
тех пор, пока уголь не пере-
шёл в вязкое состояние, они
прекрасно выходят через
промежутки между угольны-
ми зёрнами. Но при темпера-
туре около 350 – 400 граду-
сов частички расплавляются
и слипаются. Газ не находит
выхода, и получается то же,
что с тестом. Уголь начина-
ет подниматься. И по объё-
му вспучивания, по наличию
трещин судят о спекающих
способностях угля.
Помимо способности к
спеканию, каждая марка
имеет индивидуальные свой-
ства, способные повлиять на
качество коксового пиро-
га, — степень механической
прочности кокса, горячей
прочности, реакционной спо-
собности, истираемости.
Причём нет никакой гаран-
тии, что если смешать угли,
способные давать, к приме-
ру, высокую горячую проч-
ность и, допустим, низкую
реакционную способность,
получится кокс, соответствую-
щий ожиданиям. Даже уголь
одной и той же марки, но с
разных месторождений, бу-
дет давать разные показате-
ли горячей прочности и реак-
ционной способности.
Кроме этого, на каче-
ство кокса влияют пери-
од коксования, температур-
ный режим обогрева и ещё
множество факторов. Не из-
меняются только изначаль-
ное содержание золы, серы и
фосфора, поэтому идеальную
формулу шихты математи-
чески высчитать невозмож-
но — только эмпирически.
Возникает вопрос, к чему
«заморочки» со смешивани-
ем разных марок? Почему
нельзя взять одну марку угля,
из которой получится нуж-
ный кокс?
Качественный кокс можно
получить из мономарки К —
коксовой. На заре коксохи-
мической промышленности
так и поступали. Но этой мар-
ки немного на планете. Её ре-
зервы истощились.
Вот поэтому, чтобы за-
менить марку К, приходит-
ся смешивать несколько
марок. Как минимум необ-
ходима марка Ж, которая
характеризуется
наивыс-
шим «игреком». Но у неё
большой выход летучих ве-
ществ. До 30 процентов мас-
сы «улетит» в камере коксо-
вания в виде парогазовых
продуктов. И кокс получится
очень пористым. Значит, бу-
дет легко истираться, будет
непрочным. У КО и КС низ-
кий выход летучих. Но, вот
незадача, — они совсем не
спекаются… И у них высокая
реакционная способность,
поэтому надо добавить мар-
ку ГЖ, у которой эта способ-
ность низкая. В общем, про-
цесс творческий…
Кстати, марка К в чи-
стом виде для современно-
го производства тоже вряд
ли подойдёт. Она облада-
ет наивысшим давлением
распирания. То есть, при на-
гревании масса получается
очень густая. Под давлени-
ем образующихся газов она
«распухает» и давит на стен-
ки камеры, что может приве-
сти к их деформации.
Кто и с чем «ест»
коксовый пирог
Доменный кокс с разме-
ром кусков 25 – 40 миллиме-
тров «по вкусу» доменным
печам. Применяется как вы-
сококачественное бездым-
ное топливо, восстановитель
железной руды, разрыхли-
тель шихтовых материалов.
Литейный кокс размером
больше 60 мм «потребляют»
вагранки для расплавления
чугуна и стали в литейных це-
хах. Вагранкам чем крупнее
кусок, тем лучше. В Польше
есть завод, который произ-
водит кокс с куском 200 мм!
Но это при обороте печей
60 часов. Чем больше оборот
печей и ширина камеры, тем
большие куски можно полу-
чить. Кстати, на «Москоксе»
во время перекладки шири-
на камер коксования была
увеличена — с прицелом на
литейный кокс.
В ферросплавной про-
мышленности используется
мелкий кокс (10 – 25 мм).
Коксовый орешек приме-
няется для науглероживания
поверхностного слоя метал-
ла (например, в челябинском
филиале «Уральской кузни-
цы»), а коксовая мелочь —
в агломерации руд при вы-
плавке
(восстановлении)
вторичного свинца, цветных
металлов и сплавов.
Немалый кусок коксового
пирога приходится на стро-
ительство. Коксовая мелочь,
коксовый орешек могут ис-
пользоваться в качестве кок-
соминерального активатора
для защиты от коррозии под-
земных трубопроводов, объ-
ектов нефтегазовой отрасли.
Литейный кокс нужен в про-
изводстве стройматериалов,
а кокс «+60» — для произ-
водства утеплителя, минера-
ловатных плит.
В химических производ-
ствах кокс используют при
изготовлении карбида каль-
ция и кремния, фосфора,
соды, сернистого натрия,
электродной продукции и
огнеупоров.
Как ни удивительно, но
для производства сахара из
сахарной свёклы тоже ну-
жен кокс. Он используется
при очистке водного раство-
ра, получаемого из свекло-
вичной стружки. С помощью
кокса из него удаляются «не-
сахарные» примеси, в том
числе придающие ему тём-
ный цвет. Сахарным произ-
водителям требуется кокс
исключительно с размером
кусков 40 – 80 мм.
Таков путь угля — из за-
боя в коксохимию, метал-
лургию, химическую и даже
пищевую промышленность.
И это далеко не весь список
предприятий, которые ис-
пользуют продукт, получен-
ный из добытого горняка-
ми минерала. Так что смело
можно говорить о том, что
работники угледобывающих
компаний «Мечела» делают
огромный вклад в развитие
промышленного потенциала
страны.
Ирина АЛЕКСЕЕВА
В прошлом номере
«Вестника Якутугля»
(№ 9, 2018) мы
рассказали о том,
как продукция
угледобывающих
компаний проходит
дальнейшую
переработку
на коксохимических
предприятиях
«Мечела», а именно:
как из коксующихся
марок угля получают
кокс. Сегодня мы
завершаем тему
и проясним, какими
качественными
характеристиками
должен обладать
кокс, каковы его
разновидности
и главное —
в каких отраслях
промышленности
он используется.
И здесь вас ждёт
много интересного
и неожиданного.
СЕКРЕТЫ
КОКСОХИМИЧЕСКОЙ
КУХНИ
Проверка качества кокса