Menu Close
Application area
Кокс является эффективным углеродистым восстановителем в электротермических производствах
1
Для производства ферросплавов:

Только твердый углерод и газообразная окись углерода являются широко используемыми восстановителями в производстве ферромарганцевых и силикомарганцевых сплавов. Хотя в этом процессе могут быть использованы различные углеродистые восстановительные материалы, запасы их ограничены. Основным восстановителем является кокс, однако используются также нефтяной кокс и антрацит. Материалы, производимые из биомассы, такие как древесный уголь, могут до некоторой степени заменить ископаемый углерод. В Бразилии, где древесный уголь покупается по доступной цене, до 50% используемого углерода поступает в виде древесного угля.

Основным источником углерода является уголь. Уголь, за исключением антрацита, не может быть напрямую использован в качестве восстановителя в печах закрытого типа с погруженной дугой: частично из соображений безопасности производства и частично в связи с возникающими природоохранными проблемами. Уголь необходимо преобразовать в древесный уголь или кокс. В зависимости от технологического процесса, в котором уголь будет использоваться, требования, предъявляемые к его свойствам, весьма различны. Выбор наиболее подходящего восстановителя зависит от различных соображений, таких как требования к конечному продукту, к технологии производства, себестоимости, доступности и воздействия на окружающую среду (как например выброс вредных газов).

Углеродистые материалы являются сложными системами с широким диапазоном физических и химических свойств. Химический состав влияет на реакционную способность восстановителя, качество получаемого продукта, удельное потребление электроэнергии и количество расходуемого восстановителя. Физические свойства влияют на эффективность и производительность восстановительного процесса и процесса плавки.

2
Для производства карбидов:

Производство карбида кальция термической реакцией между коксом и окисью кальция имеет широкое распространение. Так, в 1965 г. для этих целей потреблялось более 2 500 ООО т кокса во всем мире, из которых, вероятно, от 800 до 900 тыс. т в странах Западной Европы.  Основной областью его применения является производство ацетилена, себестоимость которого по этому методу оценивается во Франции немногим больше 1000 франков/т. Во многих случаях ацетилен может быть заменен этиленом, который более экономичен. Кроме того, для производства ацетилена с карбидным процессом конкурируют другие процессы, принцип которых — пиролиз таких углеводородов, как метан, этап и легкие бензины. Этот пиролиз может происходить при внешнем обогреве, частичном сгорании или под действием электрического тока в форме дуги или разряда. Эти процессы обычно дают смеси ацетилена и этилена, пригодные для использования. Нельзя сказать, что эти процессы были хорошо отработаны и надежны к 1967 г., но можно надеяться, что многие из них позволят получать ацетилен с ценой менее 0,80 франков/кг в связи с этим будет ограничена замена его на этилен.

Продукты коксования и их использование. Кокс представляет собой твердый матово-черный, пористый продукт. Из тонны сухой шихты получают 650—750 кг кокса. Он используется главным образом в металлургии, а также для газификации, производства карбида кальция, электродов, как реагент и топливо в ряде отраслей химической промышленности. Широкое применение кокса в металлургии определяет основные предъявляемые к нему требования. Кокс должен обладать достаточной механической прочностью, так как в противном случае будет разрушаться в металлургических печах под давлением столба шихты, что увеличит сопротивление движению газов, приведет к расстройству работы доменной печи, снижению ее производительности и т. п. Кокс должен иметь теплотворную способность 31 400—33 500 кДж/кг. Показателями качества кокса является горючесть и реакционная способность. Первый показатель характеризует скорость горения кокса, второй — скорость восстановления им диоксида углерода.

3
Для производства чистого кремния:

Карбид кремния обладает чрезвычайно широким
комплексом полезных свойств: электротехнических,
антикоррозионных, прочностных. Благодаря этому он
все шире внедряется в технику. Высокая твердость
позволяет использовать его как абразив, а жаростойкость и химическая инертность определяют его применение в качестве огнеупорного конструкционного и
защитного материала в металлургии, машиностроении, химическом аппаратостроении [1].
В последние годы карбид кремния также завоевал
прочное место среди полупроводниковых материалов.
Уже давно сформировались области применения поликристаллического карбида кремния, в которых используются полупроводниковые свойства материала:
на его основе изготовляют игнитронные поджигатели,
волноводные поглощающие нагрузки, нагреватели
электрических печей, различного типа нелинейные
сопротивления и т.д.
Карбид кремния представляет собой физикохимическое соединение углерода с кремнием: Si2C
(Si=C=Si). Зерна карбида кремния, благодаря твердой
и кристаллической структуре с высокой режущей способностью, подходят для обработки лака, краски, шпаклевки, стекла, керамики, камня, чугуна, титана, резины и различных полимеров.
Производство карбида кремния осуществляется
по формуле
SiO2 + 3 C = SiС + 2 CO (1600–2500 ºС).
В качестве углерода применялась нефтекоксовая
мелочь Ангарского НПЗ. Использование всего гранулометрического состава суммарного нефтяного кокса
относится к проблеме облагораживания. Трудность
прокаливания мелких фракций кокса вследствие их
интенсивного сгорания требует разработки альтернативных способов вовлечения этого продукта в дальнейшее производство или придания мелочи кокса таких свойств, которые бы соответствовали требованиям определенного круга потребителей. Нефтекоксовая
мелочь получается при разрезании коксового «пирога» гидрорезаком [2].
Нами изучена зависимость образования нефтекоксовой мелочи при производстве суммарного сырого
нефтяного кокса, она представлена на рис. 1.
На графике приведен гранулометрический состав
суммарного нефтяного кокса Ангарского НПЗ, из которого видно, что содержание нефтекоксовой мелочи
(фракции 0–8 мм) составляет 50% от всего объема
продукта. Также было проведено исследование гранулометрического состава фракций 0–8 мм с целью изучения отдельных свойств мелочи (содержание внутренней влаги, объем открытых пор, пористость,
удельная поверхность).

4
Для производства фосфора:

В качестве восстановителя при производстве фосфора используют кокс, являющийся самым распространенным из углеродистых восстановителей. Каменноугольный кокс получается в результате коксования шихты, составленной из различных марок каменных углей.

По химическому составу в коксах регламентировано содержание золы, серы и летучих. Основное влияние на содержание золы п серы оказывает качество применяемого сырья .

Обычно кокс содержит 80 — 86% углерода, выход летучих веществ 0,7—2,5%. Содержание серы в лучших сортах кокса (уральских, западносибирских) 0,4—0,7%, в донецком коксе доходит до 2,0%.

Отличительная особенность кокса — его трещиноватость: поры в коксе занимают 45—55% (об.). Плотность кокса без учета пор 1,8—2,0 г/см3, с учетом 0,8—1,0 г/см3, насыпная масса 400 — 500 кг/м3.

Важными технологическими показателями кокса являются его гранулометрический состав и механическая прочность. Кокс обычно сортируют по крупности на классы. Класс >25 мм — используют в металлургической промышленности для выплавки чугуна в доменных печах; > 40 мм — для литейных целей в металлургии; 10—25 мм—для газификации; <10 мм — для агломерации руд и пылевидного сжигания. Кокс должен иметь высокую механическую прочность. Сопротивление раздавливанию должно быть ~15МПа/см2 (150 кгс/см2), остаток в барабане после истирания не менее 280 кг. По физико-механическим и электротехническим свойствам, а также содержанию примесей наиболее подходящим для производства фосфора является доменный кокс, вырабатываемый из углей Кузнецкого бассейна.

Submit your application