> Техника, страница 53 > Кокс

Кокс

Кокс, твердая спекшаяся пористая масса, остающаяся после удаления летучих веществ из каменного угля путем прокаливания его без доступа воздуха (смотрите Коксование). Физические свойства К.: кажущийся удельн. в меняется в пределах 0,84-1,0; в большинстве случаев он ближе к верхнему пределу; истинный удельный вес 1,8—2,0, а при высоком содержании золы (14—15%)— до 2,2; вес 1 м³ кокса в кусках 400—500-кг, обычно ~ 450 килограмм; пористость кокса 27—56%; литейный К. имеет пористость <50% (обычно 46—48%), а доменный >50% (часто 50— 52%). Темп-pa воспламенения К. зависит от его удельного веса и содержания водорода и в среднем равна 700°; теплотворная способность кокса в среднем около 7 000 Cal. Химический состав К. характеризуется содержанием минеральных примесей вообще (зола) и вредных примесей (серы и фосфора), в частности летучих веществ и воды. Содержание углерода в коксе не определяется анализами непосредственно, а вычисляется по разности; разность эта условно называется «нелетучим» углеродом (так как часть углерода уходит из кокса в летучих продуктах коксования). Содержание в коксе названных составных частей указано в таблице 1. В табл. 2 указан состав золы кокса некоторых металлургических районов.

Как видно из табл. 1и2, литейный К. более чист и богат углеродом по сравнению с доменным коксом, так как для производства первого берутся отборные сорта угля (с низким содержанием золы и серы).

Таблица 1.—X имический состав кокса.

		Летуч.		с
Сорта кокса	Влага	веще-	Зола	неле-	S	Р
		ства		тучин
Литейный:
Деремский (ульевидн. печи)	0,30	1,00	8,20	90,50	0,90	0,02
Вестфальский (басе. Рура)	0,22	1,95	9,17	88 66	1,03	0,02
Коннельсвйльский (США).	0,74	1,50	8,76	89,00	0,75	0,02
Алабамский..	0,60	1,05	9,56	88,79	0,75	0,04
Доменный:
Украинский (малосерни-
стый)..	6,5	1,5	10,5	81,5	1,0	0,03
Украинский (обыкиовеп.).	9,0	1,52	12,93	74.79	1,76	0,03
Кузнецкий.. Бельгийский (басе. Шарле-	9,0	2,0	12,0	77,0	0,52	0,04
РУа)..	4,4	2,0	14.3	79.3	0,93	0,04
Силезский..	2,2	2,0	9.8	86.0	0,91	0,03
Вестфальский (басе. Рура)	7,33 1,43	1,89	9.35	81.43	1,1	0,02
Деремский (Англия).		1.08	9 86	87 63	0,99	0,02
Коннельсвйльский (США).	0,79	1,31	11.54	86,88	0,70	0,01—0,02
Алабамский ..	Вез- водн.	1,60	12,96	85,44	0,С8	0.04
Индийский (зав. Гата).	5,5	1,5	21,4	71,6	0,57

Т а б л. 2.—X и м и ч е с к и и состав коксовой золы.

Сорта кокса	SiO,	А120 3	Fe203	CaO	MgO	so8	P=0„
Литейный кокс (аме-
риканский).	46,2	31,9	14,5	5,0	2,3	—	—
Доменный:
Украинский (среди.)	43.0	22,5	23.0	6.0	1,4	2,6	0,7
Кузнецкий.	50 9	26,7	12,5	6.4	1.6	1,7	0,8
Бельгийский.	52,3	24,1	20,3	4,9	3,7	0,6	0.6
Силезский.	26,5	15,5	19,5	17,6	7,4	12,4	0,7
Вестфальский.	38.3	27,4	21,5	6,1	3,3	2,3	0,5
Де ремский.	57,0	30,4	6.5	1,6	1,2	2,8	0,5
Коннельсвйльский.	57,5	34,6	5,1	2.6	ОД	_	0,2
Алабамский.	45,5	31,9	18,9	3,4	—	—

ных теплового баланса доменных печей—в предположении, что ценность К. прямо пропорциональна количеству используемого углерода в нем. В среднем на 1 килограмм сгорающего углерода выделяется 4 000 Cal, что с теплом дутья дает 4 800 Cal. из которых 75% в среднем используются в печи (остаток—потери в атмосферу и в колошниковых газах). Работа наших южных печей менее выгодна: использование тепла в них ниже 75%, а 1 килограмм углерода дает менее 4000 Cal (используются в печи около 3 500 Cal). Пользуясь этими данными, можно определить, насколько замена обыкновенного «кондиционного» К. коксом повышенных качеств из промытых углей, производимым во вновь построенных коксовых печах (смотрите Коксование), понизит его расход, что позволяет определить и стоимость этого кокса. Состав сравниваемых сортов кокса указан низке (в %):

Из сортов доменн о г о К. в СССР наиболее беден серой К. из углей Кузнецкого бассейна, что создает особенно благоприятные условия для работы доменных печей на этом К. Малосернистыми могут считаться: коннельсвильский, деремский, бельгийский и силезский К. (в последнем сера находится главн. образом в виде сульфатов); несколько более загрязнен серой вестфальский К.; наш южный К. из хорошо отмытых углей дает продукте 1,6% S. Что касается фосфора, то коннельсвйльский и деремский кокс со-дерэкат его так мало (0,01—0,02%), что становится возмозкным выплавлять на них из чистых руд чугун с содержанием 0,04% Р. Вестфальский, донецкий и кузнецкий кокс более богаты фосфором (до

Летуч. Оста-вещ. ток 1,5 78,7

0,04—0,05%). Содержание золы в доменном К. обычно 10—

12%, лишь бельгийский К. содержит ее 12—15%. Исключение составляет индийский К.

(20—22 % золы); тем не менее работа металлургическ. печей и на, таком К. оказалась вполне возможной. Содержание влаги в К. зависит гл. обр. от способа его тушения, и нормально должно колебаться от 3 до 5%, но при дальней перевозке возра-стаетдо 10%,а при хранении на открытом воздухе доходит до 15%. Отход кокс.мелочи при хорошем К. должен составлять не более 5%.

Оценка К. по химическому составу производится на основании дан

Зопа Сера Влага

Кондиционный К. 12,0 1,8 6,0

К. повышенных качеств. 9,0 1,6 4,0 1,5 83,9

К. с 10% золы (среднего для Юга состава) и 1,5% серы требует 16% (от веса К. известняка и дает 17% шлака. Поэтому кондиционный К., содерзкащий золы и серы относительно на 20% больше, чем упомянутый только что кокс, потребует 19,2% известняка (что соответствует 8,26% СО_г) и даст 20,4%’ шлака. Кокс повышенных качеств, имея на 3% меньше золы и на 0,2% меньше S, требует известняка 15,83% (6,81% СО-₂), давая шлака 16,2%. Из приведенного в таблице 3 расчета видно, что переход от К.

Т а б л. 3.—Р а с ч е т сравнительной выгодности кокса кондиционного и кокса повышенных качеств.

Элементы расчета	Кондиционный кокс	Кокс повышенных качеств
Расход тепла на выделение С02 из флюса. Расход тепла на плавление шлака. Расход углерода. Остается для использования углерода кокса Сравнительная ценность	8,26-998=8 243 Cal 20,4-500=10 200 Cal	6,81-998=6 796 Cal 16,2-500= 8 100 Cal
	18 443 Cal 18 443 : 3 500=5,27 килограмм 78.7-5.27=73 43 килограмма 73,43 : 79,56=0,923	14 896 Cal 14 896:3 500=4,34 КЗ 83,9 - 4,34= 79,56 КЗ 79,56:73,43=1,083

повышенного качества на кондиционный вызывает увеличение расхода горючего на 8,3%, а обрати, переход—сокращение расхода на 7,7%. Если цена одного из этих сортов кокса известна, то цену другого опре-

деляют из найденных соотношений, принимая во внимание также и стоимость известняка, которого при кондиционном К. расходуется на 3,5% больше. В вышеприведенном расчете не принят во внимание расход тепла на испарение воды. На Юге у нас перед загрузкой печи часто поливают кокс и руду водой (в виду высокой ί° колошника); при таких условиях вычет С на испарение воды невозможен; обычно принимают, что на испарение 1 килограмм воды расходуется 636 Cal, а на расплавление шлака—500 Cal; т. о. выходит, что вода в большей степени обесценивает К., чем зола; между тем для доменной печи вторая вреднее первой.

Контроль над физическими свойствами кокса. Большое влияние на результаты доменной плавки оказывает прочность кокса или, точнее, его с о-противление истиранию. Оно определяется пробой в барабане, впервые примененной на Днепровском заводе 30 лет тому назад и теперь стандартизованной у нас. Цилиндрический барабан имеет 0 2 м; по его образующим расположены прутья 0 25 миллиметров с просветами в 25 миллиметров. Барабан загружают 150 килограмм К. и приводят во вращение со скоростью 10 об/м. Через 15 мин. кокс, просыпавшийся через зазоры, взвешивают; количество отсева при хорошем качестве К. должно быть не более 20% загрузки. В США производят испытание на прочность более простым способом: 4-кратным падением К. с высоты 1,83 метров на чугунную плиту; хороший кокс дает 75—80% кусков, имеющих более 51 миллиметров в поперечнике. Другим важным физич. качеством К. является его пористость, от которой зависит ход процесса горения. В последнее время особое внимание исследователей устремлено на определение горючести и реактивности К., то есть скорости горения в токе воздуха и углекислоты. Полагали, что оба названные свойства идентичны и находятся в прямой зависимости от пористости, но оказалось, что численные значения горючести и реактивности не идентичны; кроме того горючесть кокса не прямо пропорциональна пористости, но зависит также и от размеров отдельных пор (более мелкие поры дают большую поверхность взаимодействия при одинаковом объёме).

Лат.: «ЖРМО», 1925, стр. 159, 167, 255: 1926, стр. 113, 523, 525 (указана литература по горючести и реактявностя кокса); Павлов М., Металлургия чугуна, вот. 1, Ленинград, 1924; его же, Расчет доменных шихт, П., 1922; F u 1 1 о n J., Coke, Scranton (Pennsylv.), 1905; Simmersbach О. Grund-lagen d. Kokschemie, В., 19 14; Grunewald R., Belgische Kohlen u. Koks, deren physik. und chem. Untersuchungen u. Verwendung d. Koks beim Hocb-ofenprozess, Lpz., 1905. M. Павлов.

Ноне нефтяной, твердое, пористое, блестящее вещество, представляющее собою конечный продукт перегонки нефти, остающийся в перегонной колбе (или кубе) при «перегонке до кокса». К. нефтяной содержит до 95% и более углерода; представляет собою сложную смесь высокомолекулярных и тугоплавких углеводородов, бедных водородом; содержит немного также и кислородных соединений; природа углеводородов пока мало исследована. Для технич. получения кокса удобно пользоваться остатками от пирогенетич. разложения нефти, применяемого в крупном заводском масштабе при переработке нефти на ароматич. углеводороды. Выход кокса при пиролизе в метал-лическ. ретортах—ок. 5% от сырья, при этом используется половина полученного продукта; другая половина выжигается, так как вследствие чрезвычайной плотности не м. б. удалена из реторты механич. откалыванием. При пиролизе в шамотных печах Пикке-ринга К. получается рыхлый и загрязненный. Выходы на К. получаются тем выше, чем больше в нефти содержится твердого асфальта. Очень удобным сырьем для получения К. является так называемый п е к— массовый побочный продукт пиролиза нефти, остающийся после отгона от получаемой смолы всех продуктов, до антраценовой смолы включительно. Переработка пека на кокс, поставленная в настоящее время в заводском масштабе трестом Азнефть, ведется в специальной муфельной печи с приспособлением для загрузки ее механич. путем. Если исходный материал твердый, то его расплавляют предварительно в особом плавильнике, откуда через мерник он поступает в муфель. Последний представляет собою камеру из огнеупорного материала, прямоугольного сечения, со сферич. сводом, обогреваемую несколькими газовыми форсунками (или каким-либо иным топочным устройством). Выход К. достигает 32% перерабатываемого пека. Получаемый этим путем К. фактически может считаться беззольным. Его химический состав: 98,99% углерода, 0,89% водорода, 0,05-У0,1% золы. Теплотворная способность 8 100 Cal (высшая) и 8 052 Cal (низшая). К. нефтяной применяется гл. обр. для выделки электродов. Годовая потребность СССР — несколько тысяч тонн.

Лит.: Гурвич Л. Г., На.учлые основы переработки нефти, М.—Л., 1925; ГеррВ.Ф.иУлья-н о в Г. П., Производство беззольного нефтяного кокса, «НХ», 1927, т. 12, 6, стр. 840; Воронов А., Нефтяной кокс, «Итоги исследования грозненских нефтей», «Труды Центр, лаборатории Грознефти», вып. А, стр. 595, М.—Л., 1927. С. Наметкин.