Топливо в доменном процессе

Топливо играет очень важную роль в доменном процессе. Оно не только служит источником тепла для расплавления руды, по участвует в химических реакциях, протекающих в доменной печи при производстве чугуна.

Качество топлива характеризуется его теплотворной способностью или калорийностью.

Теплотворной способностью топлива называется количество тепла, выделяемое при сжигании 1 кг твердого, жидкого или 1 м³ газообразного топлива, выраженное в калориях.

Теплотворная способность разных видов топлива

• мазута 9500—10 000 ккал/кг;

• естественного газа — свыше 8000 ккал/м³;

• коксовального газа — 3500—4500 ккал/м³;

• доменного колошникового газа — 850—1000 ккал/м³;

• генераторного газа — 1200—1400 ккал/м³,

• торфа — 1500—3500 ккал/кг,

• бурого угля — 2500—5000 ккал/кг;

• антрацита— 6710 ккал/кг;

• кокса — 6000—7000 ккал/кг.

Основным видом топлива при выплавке чугуна является кокс.

Кокс

Кокс представляет собой один из видов твердого искусственного топлива. Он получается путем нагрева в особых коксовальных камерах без доступа воздуха специальных, так называемых коксующих простенков коксующихся каменных углей.

• K₁; K₂; K₃ — рабочие камеры коксовальной печи; n1;

• n₂ — обогревающие простенки устройства одной камеры коксовальной печи.

Коксовальные печи

Коксовальные печи, или, как их называют, коксовые батареи, содержат 50—70 камер (K₁; K₂; K₃), стенки которых выкладываются из огнеупорного динасового кирпича.

Газ, сгорая в простенках П_1, П₂, нагревает камеры.

Сущность физико-химических процессов, происходящих при коксовании, заключается в сухой перегонке каменного угля, начинающейся с температуры около 450°.

Выделяющиеся при этом газы вспучивают массу размягченного угля и образуют в ней поры и трещины.

Продукты сухой перегонки являются ценным материалом, используемым в самом доменном процессе (коксовальный газ), а также в различных отраслях промышленности.

При коксовании 1000 кг каменного угля получают в среднем:

• 750 кг кокса,

• около 300 м³ очищенного коксовального газа,

• 35 кг сырой каменноугольной смолы,

• 12 кг бензола

• и 3,0 кг крепкого раствора аммиака.

Качество кокса определяется в основном его химическим составом и механическими свойствами.

Нежелательными примесями в коксе являются:

• зола, содержание которой колеблется в пределах от 8 до 12—14%,

• и сера (от 0,5 до 2,0%).

Зола

3ола — это нелетучее минеральное соединение, остающееся после сгорания какого-либо топлива.

Зола уменьшает прочность кокса и увеличивает количество образующегося шлака.

Сера

Присутствие серы ухудшает качество готового продукта — чугуна.

Механические свойства кокса

Механические свойства кокса выше, чем у других видов топлива. Наибольшее значение имеет для топлива сопротивление раздавливанию, у кокса оно приблизительно равно 150 кг/см², даже для самых плохих сортов кокса оно не ниже 100 кг/см².

При таком сопротивлении раздавливанию кокс выдерживает, не разрушаясь, вес шихтовых материалов даже в самых больших доменных печах.

§