10.6.4. Коксування кам'яного вугілля

Коксуванням називають перетворення природного палива, головним чином кам'яного вугілля, на кокс та іншу цінну про­дукцію нагріванням у печах за високих температур без доступу повітря.

Для коксування беруть суміш вугілля різних видів з таким розрахунком, щоб у процесі коксування утворювалася достатня кількість летких речовин, а металургійний кокс мав певну по­ристість та міцність.

Процес коксування починається з температури понад 100 °С. У процесі нагрівання вугілля до температури 200°С випаровуєть­ся вода та виходять гази СО і СН. У разі подальшого нагріван­ня до 350 °С починають розкладатись органічні речовини з виділенням CO, HO та інших сполук. Подальше підвищення тем­ператури спричинює перехід вугільної маси у пластичний стан і виділення кам'яновугільної смоли. За температури 600 °С утво­рюється напівкокс.4 У межах температур (600-1000) °С напівкокс перетворюється на кокс.

Якість коксу залежить від вмісту у вугіллі бітумів. Завдяки бітумам маса, вугілля спочатку стає пластичною, а потім порис­тою. Вміст у вугіллі мінеральних домішок погіршує якість коксу і негативно впливає на чавуноваріння, адже кокс є одним із ос­новних видів палива у процесі виробництва чавуну. Тому вугілля перед коксуванням збагачують.

Мінеральні домішки повністю залишаються в коксі й зумов­люють збільшення в шихті кількості флюсів. Крім того, великий вміст у коксі речовин, які в процесі згоряння утворюють жужели­цю, зменшує його міцність.

Найбільш шкідливою домішкою у вугіллі є сірка, оскільки ча­стина її залишається в коксі, а частина виноситься разом із кок­совим газом. Збільшення вмісту сірки у коксі на 1% спричинює збільшення в домновій шихті вмісту флюсів на (10...20)% і змен­шення продуктивності печі на (20...30)%. Тому вугілля, яке

479

містить велику кількість сірки, збагачують флотаційним спосо­бом, що зменшує вміст сірки на (15... 20)%

Коксують вугілля періодичним і безперервним способами.

Періодичний спосіб коксування вугілля. Його проводять у пе-чах-камерах, які працюють періодично. Для наближення періодичного коксування до безперервного печі об'єднують у ба­тареї, які складаються з кількох десятків печей.

Коксова піч — це камера, викладена з вогнетривкої цегли.

Довжина печі-камери (12-13 м) визначається потужністю кок-совиштовхувальної машини, висота (4-4,3 м) — можливістю рівномірного нагрівання вугілля, ширина — не перевищує 0,4 м, з боку коксовиштовхувальної машини вона на 3-5 см вужча. Місткість камер — (15...28) т.

Подрібнене і збагачене вугілля завантажують у бункери печі-камери, стінки якої нагрівають зовні. Процес коксування почи­нається біля стінок камери і поширюється до середини. Леткі продукти безперервно виходять із печі через газовиводи у газоз­бирач, а потім ідуть на перероблення. Вугілля нагрівають до тем­ператури 1400 °С протягом (14... 16) год. За цей-час утвориться кокс. Після закінчення коксування кокс виштовхують із печі кок-совиштовхувачем. Розжарений кокс потрапляє до вагона, а звідси — до гасильної башти, де охолоджується водою. Застосо­вують також сухе гасіння коксу. Охолоджений кокс сортують за розмірами. Металургійним коксом є куски розміром (25...40) мм.

Безперервний спосіб коксування вугілля. При цьому способі коксування проводять у стовбурних печах. Шихту попередньо підігрівають у камерних печах або в печах із "псевдокиплячим шаром" до температури 400 °С. За цієї температури шихта розм'якшується. Потім із цієї шихти на спеціальній машині фор­мують брикети розміром 60*60*70 мм. Отримані брикети заван­тажують до печі, у середній частині якої найвища температура, тут і відбувається коксування. У верхній частині печі брикети нагріваються, а в нижній — охолоджуються. Остаточне охолод­ження та гасіння коксу проводять так само, як і в разі періодич­ного способу коксування.

У разі безперервного способу отримання коксу час коксуван­ня скорочується до 3 год.; отриманий кокс має відповідні форму та розміри, що дуже важливо для виробництва чавуну; крім того, можна коксувати також буре вугілля, а це дуже важливо, оскільки коксівного залишилось не так багато.

480