فحم الكوك
فحم الكوك عبارة عن مادة تحتوي على نسبة عالية جدًا من الكربون وشوائب قليلة تستخدم كوقود، وفحم الكوك عبارة عن مادة صلبة مكربنة يتم الحصول عليها من الفحم البيتوميني منخفض الرماد ومنخفض الكبريت، وفحم الكوك الذي يتم الحصول عليه من الفحم له لون رمادي و كما أنه صعب ومسامي.
بالطبع، يوجد فحم الكوك أيضًا بشكل طبيعي، ولكن فحم الكوك الأكثر استخدامًا هو فحم الكوك المصنوع من الفحم بواسطة البشر. يستخدم الفحم الخاص لإنتاج فحم الكوك المعدني، وتحدد خصائص الفحم خصائص فحم الإنتاج، وتسمى المواد غير العضوية للفحم بأنها معقمة وتبقى في فحم الكوك كرماد وتؤثر على أداء الفرن العالي. يزيد من استهلاك فحم الكوك والحجر الجيري في الفرن العالي ويقلل من القدرة الإنتاجية لبطاريات فحم الكوك.
فحم الكوك
فحم الكوك المعدني عبارة عن مادة مسامية تستخدم في الفرن العالي وهي أحد الاستخدامات الرئيسية لفحم الكوك في الصناعة المعدنية، ويلعب فحم الكوك الموجود في الفرن العالي أدوارًا مختلفة في إمداد الطاقة وتجديد خامات الحديد وخلق مسامية لمرور عملية التجديد الغازات، ولها كربنة الحديد الزهر، كما يستخدم فحم الكوك كوقود وعامل تجديد في فرن كوبل، وتجدر الإشارة إلى أن فحم الكوك يستخدم أيضاً في صناعات الصب.
يحتوي فحم الكوك على نسبة من الكبريت والفوسفور، ونتيجة لذلك يعتبر فحم الكوك العامل الأكثر أهمية في إدخال الكبريت والفوسفور في عملية إنتاج الصلب، ويعتبر الكبريت والفوسفور من العناصر الضارة في الفولاذ.
التعرف على عملية التكويك:
لاختزال الحديد، هناك حاجة إلى عامل يفصل الأكسجين عن أكاسيد الحديد. وتسمى هذه المادة بعامل اختزال. تتم جميع تفاعلات الفرن العالي عند درجات حرارة عالية، والتي تكون نتيجة احتراق فحم الكوك. للاختزال والصهر في يتم استخدام فحم الكوك الذي يتم الحصول عليه من الفحم لفترة طويلة، كما يتم استخدام الغاز الطبيعي وزيت الوقود بكميات صغيرة بدلاً من فحم الكوك.
القدرة على الإحياء
إن قدرة هيدروجين الغاز الطبيعي على التجدد أعلى بكثير من قدرة كربون فحم الكوك، لذلك يتم محاولة استخدام حقن الغاز الطبيعي في الفرن العالي لإنتاج غاز الهيدروجين في الفرن العالي عن طريق حرقه، وفي الأفران الحديثة اليوم طريقة الفحم كما يتم استخدام حقن المسحوق، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك فحم الكوك.
ولأن الفحم يتمتع بقوة منخفضة ونسبة شوائب عالية (حوالي 35%)، فإنه لا يمكن أن يتمتع بجميع الشروط اللازمة كوقود للأفران العالية، لذلك يتحول إلى فحم الكوك حتى تتوفر الظروف اللازمة (قوة كافية ونسبة منخفضة من الشوائب وقيمة حرارية عالية). للشحن في الفرن العالي.
التغيرات الناتجة عن تحويل الفحم إلى فحم الكوك هي:
1. زيادة نسبة الكربون وبالتالي زيادة القيمة الحرارية.
2. زيادة المقاومة ضد العوامل الميكانيكية مثل التأثير والضغط والسقوط والتآكل.
3. تقليل الشوائب المتطايرة الناتجة عن انبعاث غازات الفحم والمواد المتطايرة
4. زيادة المساحة السطحية المفيدة لمزيد من الاحتراق الذي توفره مسامية فحم الكوك.
بالإضافة إلى توفير الطاقة الحرارية اللازمة في الفرن العالي، يقوم فحم الكوك أيضًا بتجديد أكاسيد الحديد في خام الحديد، ويمكن أن يتم التجديد مباشرة عن طريق الكربون (أمام أشكال الفرن العالي) أو غاز ثاني أكسيد الكربون، وغاز الهيدروجين.
تأثير فحم الكوك على الفرن
يجب أن تكون القيمة الحرارية لفحم الكوك بحد أقصى ويجب أن يكون محتواه من الرطوبة عند الحد الأدنى. (يعتمد المحتوى الرطوبي لفحم الكوك على مدة البقاء في أبراج التبريد وكمية امتصاص الماء في فحم الكوك.) إذا كان المحتوى الرطوبي لفحم الكوك مرتفعاً فإن ذلك له تأثير سلبي على عمل التفجير الفرن، لأنه يمنع خلق حالة حرارية مناسبة في الفرن العالي، ويمنع وتقل كفاءة الفرن.
حاليا، في صهر الحديد في أصفهان، تستخدم الطريقة الرطبة أو رش الماء البارد على فحم الكوك الساخن لإطفاء فحم الكوك، ولا تستخدم الطريقة الجافة (الإطفاء بغاز خامل أي النيتروجين)، ومن الممكن تقليل الرطوبة محتوى فحم الكوك وزيادة قوته، وبالطبع يمكن أيضًا استخدام طاقة الغاز المنفوخ في فحم الكوك.
وبحسب الحالات المذكورة فإن الشروط اللازمة للحصول على كوكا طويل الأمد هي:
1. أن لا تقل قيمته الحرارية عن 4000 سعرة حرارية/كجم.
2. ألا تزيد نسبة الكبريت عن 1%.
3. کک باید دارای استحکام کافی باشد.
4. ألا تقل نسبة الرماد عن 14%.
5. يجب أن تكون نسبة الرطوبة في فحم الكوك أقل من 9% وحجم حبات فحم الكوك 5-80 ملم، وعادة ما تحتاج إلى 450-500 كجم من فحم الكوك لصهر طن واحد من الحديد الخام، والسعر من هذه الكمية من فحم الكوك 50-30% سعر طن واحد من الحديد الخام.
6. يجب أن تكون نسبة المواد المتطايرة أقل من 1%.
مناجم الفحم في إيران هي:
1. شركة كرمان للفحم
2. شركة البرز للفحم المركزي (تحت الماء)
3. شركة فحم البرز الشرقي (شهرود)
4. شركة البرز الغربية للفحم (سنغرود) 5. منجم فحم تاباس
اختبار قوة فحم الكوك:
للتحقق من قوة فحم الكوك المنتج من وحدة التكويك يتم إجراء اختبار الباربان، وفي هذا الاختبار يتم صب 50 كجم من فحم الكوك بحجم حبة أكثر من 60 مم في أسطوانة الباربان ويتم تدويرها لمدة 4 دقائق عند بسرعة 25 دورة في الدقيقة، ثم تتم إزالة البراغيث من الشوكة وتمريرها عبر إبر مقاس 10 و40 ملم (الإبر لها فتحات دائرية قطرها 40 ملم أو 10 ملم).
قم بوزن جزيئات فحم الكوك التي مرت عبر الشاشة العاشرة واحسب نسبتها في 50 كجم وسجلها بـ M10 ونسبة جزيئات فحم الكوك التي تبقى على الشاشة 40 بـ M40 فحم الكوك القوي من المناسب أن تكون M10 أقل من 6.8 وM40 فوق 80.
يتضمن قسم فحم الكوك والمواد الكيميائية الأقسام الثلاثة الرئيسية التالية:
1. قطاع الفحم
2. قسم فحم الكوك
3. قسم المواد الكيميائية: ويتكون هذا القسم من الأقسام الخمسة التالية:
4. قسم استرداد المواد
5. الجزء الحمضي
6. صقل البنزول
7. قسم الكيمياء الحيوية والطاقة
8. وحدة أبحاث الفحم وفحم الكوك
• قطاع الفحم:
مهمة قسم الفحم هي تجهيز وتخزين الفحم للشحن في خلايا فحم الكوك، ويتم نقل الفحم من المناجم إلى المصنع عن طريق السكك الحديدية والشاحنات، ويتم توريد هذا الفحم من المناجم الداخلية، كما يتم شحن حوالي 40٪ من الفحم في خلايا فحم الكوك. المستوردة من أستراليا.
اولا
يقع قسم الفحم في عربة الدوران، حيث تدخل العربات التي تحتوي على الفحم إلى عربة الدوران واحدة تلو الأخرى وتنقلب بها، ونتيجة لذلك، يتم صب الفحم في مستودعات الفحم الموجودة أسفل جهاز عربة الدوران.
ثانية
ثم الفحم بالتساوي تنتقل السيور الناقلة الموجودة أسفل المخابئ إلى الفاصل المغناطيسي، وفي الفاصل المغناطيسي يتم فصل الأجزاء المعدنية التي من المحتمل أن تكون مخلوطة بالفحم.
ثالث
بعد ذلك يمر الفحم عبر المطحنة ويذهب إلى أعلى صوامع الفحم التي تقع في صفين من ثلاثة عشر وصفين من سبعة، وتبلغ سعة كل صومعة فحم حوالي 2500 طن من الفحم. درجة حرارة تخزين الفحم في يجب ألا تزيد درجة حرارة الصوامع عن 60 درجة مئوية.
يتم شحن الفحم الخاص بكل منجم في صوامع منفصلة، ثم يتم إخراج كمية معينة من الفحم من تحت الصوامع وتهبط على الناقلات الموجودة أسفل وعلى طول الصفوف الأربعة للصوامع، وبهذه الطريقة يتم استخراج أنواع مختلفة من الفحم مع تتم إزالة نسب معينة من الوزن، ويتم سحق هذا الفحم في مطحنتين بحجم 0 إلى 3 ملم، ثم في طريقه إلى البطاريات، يدخل إلى الخلاط وفي نفس الوقت يتم رش الماء عليه لمنع تكوين الغبار بالإضافة إلى خلطه بشكل أكبر، كما يتم توفير الرطوبة اللازمة للفحم.
ويتم اختيار الشروط الفنية لشحن الفحم على النحو التالي:
1. الرماد يصل إلى 8.10%.
2. الرطوبة القصوى 9%.
3. المواد المتطايرة 25 إلى 28%.
4. الكبريت بحد أقصى 1%.
5. الجسيمات من 0 إلى 3 ملم 75 إلى 77%.
وهنا تنتهي مهمة قسم الفحم ويتم إرسال الفحم الجاهز الذي يتمتع بالرطوبة الكافية والأبعاد المناسبة والنسب المناسبة لجميع أنواع الفحم إلى برج الفحم.
قسم الكولا:
في هذا القسم يتم شحن الفحم الجاهز الموجود في برج الفحم بواسطة عربة الشحن الموجودة في خلايا التكويك، وخلال فترة زمنية معينة تسمى فترة التكويك، في ظروف درجة الحرارة المناسبة (1100-1000 درجة مئوية). وغياب الهواء وأثناءه يتحول إلى فحم الكوك على خمس مراحل، وتشمل هذه المراحل:
1. تبخر رطوبة الفحم عند درجة حرارة 100 درجة مئوية.
2. مرحلة إطلاق الهيدروكربونات عند درجة حرارة 350-300 درجة مئوية.
3. تحويل كتلة الفحم إلى عجينة عند درجة حرارة 350-480 درجة مئوية.
4. مرحلة تحويل الكتلة البلاستيكية إلى شبه فحم عند درجة حرارة 480-550 درجة مئوية.
5. مرحلة تحويل كتلة شبه فحم الكوك إلى الحالة الصلبة لفحم الكوك عند درجة حرارة 480-1000 درجة مئوية. المادة المدخلة لبطارية فحم الكوك هي الفحم والمواد الناتجة هي فحم الكوك وغاز فحم الكوك
بطارية فحم الكوك
بطارية فحم الكوك تكون على شكل مكعب مستطيل، مقسمة إلى وحدات أصغر تسمى خلايا بجدران عرضية، وفي هذه الخلايا يتم شحن الفحم، ويتم تنقية كل خلية من الجانبين بواسطة خلايا حرارية من غاز فحم الكوك ويحترق فيها. ويتم تسخينه وتوفير الحرارة اللازمة لتحويل الفحم إلى فحم الكوك، ويتم شحن وتفريغ الفحم في كل خلية عن طريق ثلاث آلات شحن ودفع (تفريغ) وفتحات أبواب.
رگژاتور
تسمى الخلايا التي يتم شحن الفحم فيها بخلايا فحم الكوك وتسمى الخلايا التي يحترق فيها غاز فحم الكوك المكرر مع الهواء بالخلايا الحرارية، ويجب التحكم في درجة حرارة الخلايا الحرارية دائمًا، لاستخدام حرارة دخان العادم ومنعه فقدان الطاقة: يتم استخدام نظام تسخين الغازات والهواء الداخل، الموجود أسفل بطارية فحم الكوك، ويسمى هذا النظام بالمنظم.
يتم تغيير مسار خروج الدخان في خلايا الاحتراق بالتناوب مع مسار الهواء الداخل بواسطة جهاز تبديل المسار المركزي وفي الصمامات، ونتيجة لذلك، يتم تسخين الهواء الداخل مسبقًا للاحتراق.
بعد انتهاء فترة التكويك يتم فتح البابين الجانبيين للخلية عن طريق ماكينات فتح الباب والدافعة، وبعد التنسيق بين الآلة الدافعة والقاطرة المنصهرة يدخل ذراع الآلة الدافعة إلى خلية الكوك من الخارج الخلية ويدفع فحم الكوك المنصهر إلى الأمام، ونتيجة لذلك يتم إخراج فحم الكوك من مقدمة الخلية ويصب في عربة الإطفاء.
تصنيف فحم الكوك من حيث الأبعاد
تقوم قاطرة عربة الإطفاء بأخذ فحم الكوك المنصهر أسفل برج الإطفاء، ومن خلال رش ماء الفينول عليه، يتم إطفاء فحم الكوك في حوالي 90 إلى 100 ثانية، وبعد ذلك تخرج عربة الإطفاء من تحت برج الإطفاء ويتم إطفاء فحم الكوك يسقط بالتساوي على منصة فحم الكوك، وبعد حوالي 20 دقيقة، يذهب فحم الكوك إلى قسم تحبيب فحم الكوك من خلال سلسلة من سيور النقل، حيث يتم تحبيبه بعد تبريده إلى ثلاثة أحجام:
1. حبوب الكوك التي يقل حجمها عن 25 ملم والتي تستخدم كوقود في التكتلات والأجزاء الأخرى.
2. يتم إرسال حبيبات فحم الكوك بقطر 25-80 ملم مباشرة إلى الفرن العالي.
3. تتم إزالة حبيبات فحم الكوك الأكبر من 80 مم من قسم التحبيب وإرسالها إلى مستودع فحم الكوك المفتوح بواسطة الشاحنات، ويتم إعادة إدخالها إلى قسم تحبيب فحم الكوك ويتم تصفيتها واستخدامها، كما يمكن استخدام فحم الكوك في أفران الصب من نوع كوبل.
إذا لم تكن هناك حاجة للفرن العالي، يتم نقل فائض فحم الكوك المنتج إلى مخازن مفتوحة.
قسم استخلاص وتكرير المواد الكيميائية:
بعد الخروج من خلية التكويك يتم إرسال غاز الكوك إلى قسم الاسترداد الكيميائي، وفي هذا القسم يتم فصل المواد الكيميائية المختلفة عن غاز الكوك بطرق خاصة، ويتم معرفة الكيمياء لهذا الغاز.
يحتوي المتر المكعب من غاز فحم الكوك الخام بمتوسط كثافة 650 جرامًا لكل متر مكعب على المواد الكيميائية التالية:
البخار: 250-450 جرام.
بخار القطران : 80 – 130 جرام .
آمونیاک : ۱۲۰-۸۲ گرم.
هیدرو کربنهای بنزولی : ۳۴-۳۲ گرم.
هیدروژن سولفوره : ۶/۲-۵/۸ گرم.
نفتالین : ۲۲-۲۴ گرم.
اسید سیانیدریک : ۱-۸%.
غاز فحم الكوك الخام المنتج بعد مغادرة قسم فحم الكوك:
غاز فحم الكوك الخام الناتج من عملية التكويك، بعد خروجه من قسم فحم الكوك، تصل درجة حرارته أولاً من 700 إلى حوالي 80 درجة مئوية عن طريق رش ماء الأمونيا عليه مباشرة، ونتيجة لانخفاض درجة الحرارة هذا، فإن معظم القطران والماء يتم فصل الأمونيا والنفثالين مع جزيئات فحم الكوك الدقيقة، ثم يذهب الغاز منخفض الحرارة إلى الفاصل (الفاصل) بواسطة آلتين شفط من خلال منظمات قسم فحم الكوك، والمواد الثقيلة التي تحتوي على ماء الأمونيا والقطران المتبقي ويتم فصلها عنه، وفي المرحلة التالية يتم نقلها إلى 8 أبراج تبريد وتصل درجة حرارتها إلى 30 درجة مئوية.
جزء كبريتات الأمونيوم
بعد ذلك تصل درجة حرارة هذا الغاز إلى 60 درجة مئوية بواسطة بخار الماء غير المباشر ثم يدخل إلى جزء كبريتات الأمونيوم، وفي هذا الجزء، عندما يمر الغاز فوق سطح حامض الكبريتيك، تترسب كبريتات الأمونيوم على شكل راسب، ويتم تعبئة هذه الرواسب بعد التجفيف و ويستخدم كسماد في الزراعة، حيث يتم إرسال غاز العادم من جزء حمض كبريتات الأمونيوم إلى جزء امتصاص البنزول.
رش الديزل على غاز البنزين
عن طريق رش الديزل على غاز البنزين يتم امتصاص الديزل، ويتم إرسال الديزل الذي يمتص البنزين إلى قسم تكرير البنزين، ومنتجات هذه المصفاة هي البنزين والتولوين والزيلين والمذيبات، ويتم إرسال حامض الكبريتيك، وفي هذه المركبات يتكون الكبريت. يتم فصل الغاز ثم حرقه ليتحول إلى ثاني أكسيد الكبريت.
عن طريق حقن بخار الماء ومحفز خامس أكسيد الفاناديوم، يتم تحويل SO3 إلى H2SO4، ويتم إرسال حمض الكبريتيك الناتج إلى جزء كبريتات الأمونيوم، ويدخل الغاز الناتج من جزء حامض الكبريتيك إلى شبكة الغاز الخاصة بالمصنع ويستخدم لتسخين فحم الكوك أو خلايا الإنتاج: يمكن استخدام البخار في محطات توليد الطاقة أو أفران الدرفلة المسخنة مسبقًا أو آلات خبز التكتل.
التركيب الكيميائي لفحم الكوك:
تحتوي المادة العضوية لفحم الكوك على 5.97-5.96% كربون، 5-8% هيدروجين، 3-4% أكسجين وكمية صغيرة من الكبريت والنيتروجين.
عندما يتم تسخين فحم الكوك إلى 85 درجة مئوية أو أكثر، يتم إزالة المواد المتطايرة منه.
يرجع التسخين الثانوي إلى تحلل الهيدروكربونات في فحم الكوك، فكلما كان تدفق التسخين منتظمًا في فرن فحم الكوك، وارتفعت درجة حرارة فحم الكوك قبل خروج فحم الكوك، انخفضت نسبة المواد المتطايرة فيه، وعادة ما يحتوي فحم الكوك المعدني على 0.9 إلى 1.1% مادة متطايرة.
سبب الرطوبة في فحم الكوك بعد التبريد
أهم سبب للرطوبة في فحم الكوك بعد إطفائه هو دخول الماء إلى تجاويف فحم الكوك، فعند تخزين فحم الكوك في مكان مفتوح يفقد فحم الكوك رطوبته بسرعة وتنخفض نسبته إلى 2.3 إلى 2.7 ولذلك فإن نسبة الرطوبة في فحم الكوك تعتمد على نسبة الرطوبة في فحم الكوك. طريقة التسقية وأيضا مستواها لكل وحدة وزن فكلما زادت نسبة السطح إلى الوزن كلما زادت نسبة الرطوبة (إذا كانت جميع الظروف الأخرى متماثلة) ولذلك فإن نسبة الرطوبة لفحم الكوك الناعم هي 3-4 مرات أكثر من فحم الكوك مع البذور الكبيرة.
تنقسم خصائص فحم الكوك المعدني إلى فئتين من الخصائص، والتي تشمل الخصائص الفيزيائية والخصائص الكيميائية. إذا أردنا التحدث عن مظهر هذا المنتج، فيجب أن نذكر مظهره. في الواقع، مظهر فحم الكوك المعدني يشبه الفحم؛ ولكن مع الفارق أن قطعها أكثر صلابة وأكثر مقاومة. من ناحية أخرى، في كثير من الحالات، يكون لونها مشابهًا للون الأسود البلوري والشفاف. شيء آخر يمكن ذكره عن مظهر هذا المنتج هو عدم وجود رطوبة فيه. بحيث عندما ترى مظهره، سترى أن هذا المنتج جاف جدًا. في الواقع، هذا المنتج عبارة عن كربون نقي، يحتوي على نسبة قليلة جدًا وكمية من الرطوبة. وتشمل خصائصه الكيميائية أيضًا بعض الشوائب مثل الكبريت والفوسفور والرماد في هذا المنتج. وبالطبع فإن فحم الكوك المعدني عالي الجودة يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من هذه الشوائب، لدرجة أن نسبة الكبريت فيه وصلت إلى أقل من الواحد، كما أن نسبة الفوسفور أيضًا قليلة جدًا. لكن يمكن قياس نسبة الرماد والرطوبة بحوالي 10-15%. يعد الكربون الموجود في فحم الكوك المعدني أحد خصائصه الكيميائية. كما قلنا من قبل، يجب أن يكون الكربون في هذا المنتج 80٪ على الأقل. لا ينتج الكربون الكثير من الحرارة لإذابة المعادن في الفرن العالي فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا مهمًا جدًا في فصل الأكسجين عن الحديد وتنقية خام الحديد. يمكنكم الاستفسار عن سعر فحم الكوك المعدني ومعرفة كيفية شرائه يمكنكم التواصل مع خبراء مبيعات الحديد الديناميكي من خلال روابط التواصل لإرشادكم بشكل كامل في هذا المجال.
فحم الكوك المعدني
بالإضافة إلى توفير الطاقة الحرارية اللازمة في الفرن العالي، يقوم فحم الكوك أيضًا بتجديد أكاسيد الحديد في خام الحديد، ويمكن أن يتم التجديد مباشرة عن طريق الكربون (أمام أشكال الفرن العالي) أو غاز ثاني أكسيد الكربون، وغاز الهيدروجين.
يجب أن تكون القيمة الحرارية لفحم الكوك هي الحد الأقصى ويجب أن تكون نسبة الرطوبة فيه عند الحد الأدنى.
اگر مقدار رطوبت کک زیاد باشد اثر منفی روی کار کوره ی بلند دارد زیرا از به وجود آمدن یک وضعیت مناسب حرارتی در کوره ی بلند جلوگیری می کند و راندمان کوره پایین می آید.
در حال حاضر در ذوب آهن اصفهان برای خاموش کردن کک از روش تر یا پاشیدن آب سرد روی کک های داغ استفاده می شود و از روش خشک (خاموش کردن به وسیله ی گاز بی اثر یعنی ازت) استفاده نمی شود.
تجارة09125884155
نظر مشتریان