|
|
история производства кокса для черной металлургии. Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова
Презентация на тему:
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
История химии и химической технологии
История производства кокса для черной металлургии
Выполнила: студентка группы Мхб-21-2 Курбонова М.С.
Коксохимическое производство для черной металлургии Кокс – это твердый (каменный) уголь, запеченный при высоких температурах в специальных печах, температура запекания составляет 950-1200 °C. Для чего нужен кокс в металлургии? Основная область применения – плавка чугуна для получения железа. До начала 18 века этот процесс происходил с участием древесного угля.
Остывание запеченного кокса – одна из конечных стадий производства кокса
Основные направления применения кокса Основные направления применения кокса: - Производство чугуна
- Обеспечение работы кузниц
- Восстановление железной руды
- Топливо
- В XVIII и в первой половине XIX в. и древесный уголь и каменноугольный кокс для черной металлургии производился в кучах и стойлах.
- При производстве кокса в кучах и других примитивных устройствах получалось много мелкого кокса. Металлурги использовали только крупные куски.
Кучное коксование
Светильный газ – устарелое название смеси горючих газов, применявшихся как топливо в быту, а так же для уличного освещения
- В связи с тем, что при производстве кокса в кучах выделяется очень много дыма и газов, загрязняющих атмосферу, и такое производство требует больших площадей, в XVIII в. начинают появляться другие устройства, прообразы закрытых печей, для производства металлургического кокса. Необходимость уменьшить производственные площади, загрязнение атмосферы, а также более полно использовать угольную мелочь привела к созданию так называемых «шаумбургских стойл», получивших такое название по местности, где они были впервые построены в Моравии на территории современной Чехии.
- Ульевые печи еще и теперь работают в некоторых развивающихся странах. В принципе ульевая печь – это та же примитивная куча угля, но окруженная огнеупорной кладкой, способной выдерживать высокую температуру. Уголь насыпают не до самого верха, а оставляют пространство, где сгорают парогазовые продукты, выделяющиеся из угля при нагреве. За счет этого и получается тепло, необходимое для проведения процесса коксования.
- В ульевых печах кокс получается очень прочный, однородный, все куски почти одних размеров. В кучах и стойлах сгорало очень много угля, в ульевых печах – намного меньше. Горели в основном газы, выделяющиеся из угля при нагреве, поэтому выход готового продукта (кокса) был на 5 – 10% больше, чем в стойловых печах. Из каждой тонны загруженного угля получали до 650 кг кокса.
- Одну печь для производства многотоннажного продукта строить всегда невыгодно, поэтому строили рядом несколько ульевых печей и объединяли их в так называемые батареи с общим каналом для отвода дымовых газов – боровом, общими для всей батареи устройствами загрузки угля и выгрузки кокса. Все это значительно повышало производительность установки. Механизмы, применявшиеся на ульевых печах, являются прототипами современных коксовых машин.
- В сравнительно короткий период (20 – 30 лет) примитивные стойловые и ульевые печи были заменены на похожие на современные теплотехнические агрегаты – коксовые печи, в которых основу составляет горизонтальная камера и расположенный через стенку отопительный простенок.
История производства кокса для черной металлургии - Вершиной технических разработок в развитии печей этих систем к концу ХIХ в. являлись печи системы бельгийского изобретателя Эванса Коппе – прообразы современных коксовых печей. Печи этой системы строились во всех промышленно развитых странах и были самой распространенной в то время конструкцией.
- Коксовая батарея того времени – это ряд выполненных из огнеупорного кирпича горизонтальных камер, разделенных отопительными простенками, которые в свою очередь вертикальными перегородками делятся на отопительные каналы.
- В печах системы Коппе происходил такой же процесс, но все выделяющиеся при коксовании продукты сгорать не успевали и, выходя нагретыми из дымовой трубы в атмосферу, загорались. Над дымовой трубой батареи системы Коппе всегда горел яркий факел. Отсюда и произошло название «пламенные печи Коппе».
- Обычно коксовые печи от ульевых до пламенных конца XIX в. строились из огнеупорного материала – шамота. В принципе это обожженная и измельченная специальная огнеупорная глина. В шамоте содержится до 30 – 45% оксида алюминия, 55 – 60% оксида кремния и небольшое количество оксидов кальция и магния. Шамотный кирпич позволял длительное время поддерживать в отопительных простенках коксовых печей температуру до 1100°C. Он был устойчив к резкой смене температур, которая происходит в коксовой печи, когда в раскаленную камеру загружают влажный уголь.
Химический состав: - AL2O3 - 42,0±0,5%,
- Fe2O3 - 1,0±0,2%,
- TiO2 - 0,5±0,1%,
- K2O - 0,7±0,15%,
- Na2O - 0,15±0,01%,
- CaO - 0,16±0,02%.
- Огнеупорность шамота составляет не менее 1800 ºС.
- В 1907 г. были построены коксовые батареи из совершенно нового материала – динаса, в состав которого входит чистейший кварцит, то есть диоксид кремния. Материал Динас содержит не менее 93 % кремнезема (SiO2)
- В современных коксовых батареях благодаря рециркуляции температуры верха и низа коксового пирога практически одинаковы даже при высоте камеры 7 – 8 метров, что обеспечивает по всей высоте равномерное качество кокса. Современная коксовая батарея представляет собой достаточно совершенный теплотехнический агрегат с коэффициентом полезного действия 70 – 72%, который должен работать, и работает, 25 лет и больше.
|
|
|
Скачать 0.9 Mb.