Металлургический кокс

Что такое металлургический кокс?

Металлургический кокс является незаменимым сырьем для производства чугуна и стали и играет важную роль в доменном процессе выплавки чугуна. В среде с низким содержанием кислорода уголь нагревают до 900-1100 °C, а затем подвергают сухой дистилляции для получения кокса (включая коксовую мелочь). При такой высокой температуре из угля выделяются летучие вещества и влага, а оставшаяся твердая часть превращается в пористую углеродный материал называемый кокс. Кокс - это не только основа производства чугуна, но и важнейшая движущая сила всего процесса выплавки чугуна.

Процесс производства металлического кокса

Принцип производства кокса

В доменной печи кокс служит источником углерода для реакции восстановления железной руды и поддерживает структуру печи, делая ее стабильной. Кокс реагирует с кислородом воздуха, образуя угарный газ, который вступает в реакцию с оксидом железа в железной руде, восстанавливая ее до металлического железа и выделяя углекислый газ.

Кокс не только выступает в качестве восстановителя, но и своей прочной структурой поддерживает железную руду и известняк, обеспечивая нормальную работу всего, что находится в печи. Пористая структура кокса способствует проникновению газового потока и повышает эффективность реакции. Мелкозернистая структура кокса (около 1,5 микрон) оптимизирует реакционную среду внутри доменной печи, делая реакцию восстановления более эффективной.

Этапы производства

В специализированных коксовых печах обычно производится кокс. Строительные бригады обычно возводят коксовые печи высотой до 6 метров, глубиной до 15 метров и шириной до 0,5 метра, укладывая несколько блоков в крупномасштабную производственную систему. Угольная коксовая шихта нагревается до температуры около 1000°C внутри коксовой печи за счет нагрева стен.

В ходе этого процесса летучие вещества угля, такие как газы и смолы, высвобождаются и перерабатываются в кокс. Каждая коксовая печь может обрабатывать от 15 до 30 тонн угля, постепенно формирующегося в процессе обугливания, который длится около 18 часов.

Летучие вещества извлекаются в качестве побочных продуктов и часто используются для производства удобрений или химикатов, что позволяет не только удовлетворять потребности металлургического производства в коксе, но и способствует эффективному использованию ресурсов.

Основные параметры процесса

На качество и производительность кокса влияют несколько технологических параметров. Во-первых, решающее значение имеет прочность кокса; он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать загрузку железной руды в доменную печь. Во-вторых, необходимо контролировать реакционную способность кокса, чтобы обеспечить эффективное восстановление оксидов железа. Кроме того, не менее важна поровая структура кокса; она должна обладать хорошей проницаемостью для воздушного потока, чтобы реакция восстановления протекала гладко.

Мелкозернистая мозаичная структура кокса - важный показатель качества, который улучшает реакционную способность кокса и способствует скорости реакции восстановления. Поэтому в процессе производства операторы должны строго контролировать такие параметры, как соотношение кокса и угля, температура нагрева коксовой печи и время карбонизации. Эти факторы напрямую влияют на конечное качество и эффективность производства кокса. Эти факторы напрямую влияют на конечное качество и эффективность производства кокса.

Свойства металлургического кокса

Физические свойства

Чтобы металлургический кокс стабильно работал в доменной печи, он должен выдерживать дробление и истирание. Его поровая структура также оказывает существенное влияние на поток газа, обеспечивая беспрепятственное протекание реакции. Теплопроводность, плотность, содержание летучих веществ и влаги в коксе также влияют на его характеристики.

Химические свойства

Основным составом металлургического кокса являются углерод, водород, кислород, азот и сера, а соотношение этих элементов напрямую определяет его эксплуатационные характеристики. Стандартные методы сжигания для измерения содержания углерода и водорода - это высокая температура, превращение углерода в углекислый газ, водорода в водяной пар, а газа - в абсорбент. Затем рассчитывают увеличение веса, чтобы получить соотношение. Содержание азота обычно анализируют путем преобразования его в аммиак, а серу - путем высокотемпературного сжигания. Метод простой разницы, при котором из содержания других элементов вычитается 100%, позволяет экстраполировать содержание кислорода.

Применение и требования к эксплуатационным характеристикам кокса

Применение металлургического кокса в черной металлургии

Металлургический кокс необходим для доменного производства чугуна и служит источником углерода для железной руды. По мере роста спроса на железо и сталь растет и потребность в металлургическом коксе. Он обеспечивает источник углерода в качестве восстановителя и помогает газовому потоку проникать через его поровую структуру, обеспечивая эффективное протекание доменной реакции.

Однако производство металлургического кокса сопряжено и с экологическими проблемами. На каждую 1000 тонн произведенного кокса приходится 1000 кубометров высокоопасных сточных вод. Это приводит к потреблению большого количества водных ресурсов, что является вызовом для сталелитейной промышленности.

Требования к производительности

Механическая прочность кокса

Производство металлургического кокса требует определенных химических и физических свойств. Эти свойства включают механическую прочность, структуру пор, плотность и теплопроводность кокса. Что касается механической прочности, то основное внимание будет уделено прочности кокса на сжатие, сопротивлению дроблению и истиранию. Эти свойства очень важны, поскольку способность кокса выдерживать нагрузки и трение предотвращает его разрушение при высоких давлениях.

Структура пор и проницаемость

Кокс имеет хорошую структуру пор, такую как пористость и правильное распределение диаметров пор, которые оказывают существенное влияние на проницаемость газового потока и повышают эффективность доменной реакции. Кроме того, существенным фактором, влияющим на структуру пор, является плотность кокса.

Плотность и ее влияние на прочность

Критические факторы, влияющие на структуру пор, связаны с плотностью кокса, поскольку плотность отражает плотность структуры пор кокса. При углубленном изучении плотности выясняется, что она также влияет на механическую прочность кокса, поэтому чем выше плотность металлургического кокса, тем выше его механическая прочность.

Теплопроводность

Наконец, теплопроводность в физических свойствах также влияет на равномерное распределение температуры в доменной печи, а теплопроводность кокса влияет на теплопроводность доменной печи.

Химические свойства и реакционная способность

Требования к химическим свойствам в основном касаются содержания в коксе углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Например, процесс существенно снижает высокое содержание углерода в коксе, что влияет на его способность к восстановительной реакции в процессе выплавки чугуна. Содержание серы также строго контролируется, поскольку высокое содержание серы влияет на процесс выплавки железа и снижает реакционную способность кокса. Операторы должны следить за тем, чтобы высокое содержание этих химических элементов не влияло на процесс выплавки чугуна, а также обращать внимание на содержание в коксе таких вредных элементов, как фосфор и ванадий. Контролируя их содержание, технические специалисты могут предотвратить снижение реакционной способности кокса.

По сравнению с другими кока-колой

Литейный кокс и металлургический кокс

Металлургический кокс и литейный кокс относятся к категории кокса, твердого топлива. Однако 90% металлургический кокс в основном используется в доменных печах для выплавки чугуна и называется доменным коксом. Литейный кокс, используемый непосредственно в печах для выплавки чугуна, является основным топливом для этого процесса.

Разница между литейным и металлургическим коксом

Скорость реакции, пористость, механическая прочность и другие свойства кокса отражают их различия. Например, металлургический кокс, используемый в доменной печи, имеет более высокую скорость реакции для поддержания процесса восстановления в доменной печи. Однако литейный кокс требует тепла, поэтому скорость реакции кокса ниже. Металлургический кокс имеет большую пористость (35%-50%).

Литейный кокс должен обеспечивать более высокую эффективность теплопередачи и требует более мелкой пористости, чтобы сделать кокс более компактным. Кроме того, литейный кокс должен обладать более высокой степенью механической прочности. Литейный кокс должен иметь более высокую псевдоплотность для повышения теплотворной способности и устойчивости к высоким температурам.

Общие характеристики литейного и металлургического кокса

Металлургический и литейный кокс значительно отличаются по требованиям к производству и производительности. Тем не менее, они имеют одинаковые стандарты в отношении контроля зольности и содержания серы.

Металлургический кокс в сравнении с нефтяным коксом

Внедрение нефтяного кокса

Нефтяной кокс - это горючий твердый продукт, отличающийся от металлургического кокса по составу, физическим свойствам и областям применения.

Состав Различия между металлургическим коксом и нефтяным коксом

Во-первых, основным компонентом металлургического кокса является углерод, который содержит определенное количество летучих веществ, золы (10%) и серы. Углерод является основным компонентом нефтяного кокса, с низким содержанием золы (5%), что является результатом удаления многих журналов из сырья после коксования.

Физические свойства Разница между металлургическим коксом и нефтяным коксом

Физически металлургический кокс обладает высокой механической прочностью и большой пористостью (35%-50%). Нефтяной кокс имеет плотную структуру частиц и ячеистую структуру, большую пористость и овальную форму.

Применение и использование металлургического кокса в сравнении с нефтяным коксом

Металлургический кокс в основном используется в доменная печь и конвертерных процессов для применения в полевых условиях. Он также является важным сырьем для черной металлургии, основная роль которого заключается в участии в металлургических реакциях для получения расплавленного железа.

Нефтяной кокс используется в основном для производства графитовые электродыКроме того, он широко используется в электродуговой печи для производства чугуна, создавая высокопроводящие графитовые материалы.

Цена металлургического кокса

Рыночная цена

В последнее время общая цена на рынке остается стабильной. В настоящее время цена на металлургический кокс составляет US$280 за тонну, а цена на низкозольный металлургический кокс - US$295 за тонну.

Колебание цен

В краткосрочной перспективе цены на металлургический кокс и коксующийся уголь по-прежнему находятся под понижательным давлением, поскольку предложение металлургического кокса и коксующегося угля превышает спрос, и ожидается, что они продолжат демонстрировать устойчивую тенденцию к снижению.