Кокс литейный КЛ-1: характеристики, фракционный состав и применение
Кокс литейный КЛ-1 — это кусковой кокс, получаемый из коксующихся углей методом высокотемпературного пиролиза (коксования) при температуре 1000–1100 C в коксовых батареях. Марка КЛ-1 относится к литейным коксам и предназначена для использования в качестве топлива и восстановителя в литейном производстве, а также в качестве углеродсодержащего материала в металлургических и химических процессах. В отличие от доменного кокса, литейный кокс КЛ-1 имеет более высокую реакционную способность и пониженное содержание серы, что критично для получения качественного чугуна в вагранках и индукционных печах.
Технические характеристики и физико-химические свойства
Кокс литейный КЛ-1 регламентируется ГОСТ 3340-88 (или аналогичными ТУ, например, ТУ 0761-001-00186492-2005). Основные параметры:
- Массовая доля влаги (Wr) — не более 5,0 %.
- Зольность (Ad) — не более 12,0 %.
- Массовая доля серы (Sd) — не более 0,60 %.
- Выход летучих веществ (Vdaf) — не более 1,5 %.
- Предел прочности при сжатии — не менее 8,0 МПа.
- Пористость — 45–52 %.
- Реакционная способность (CRI) — 25–35 %.
- Температура начала восстановительных реакций — 950–1050 C.
Фракционный состав кокса литейного КЛ-1 обычно поставляется в виде кусков размером 40–100 мм, однако по согласованию с потребителем возможны фракции 25–60 мм, 60–120 мм. Кусковой кокс КЛ-1 должен обладать высокой механической прочностью, чтобы выдерживать нагрузки в вагранке без разрушения и образования мелочи, забивающей газоходы.
Области применения
Кокс литейный КЛ-1 применяется в следующих процессах:
- Ваграночная плавка чугуна — в качестве топлива и восстановителя в вагранках производительностью 5–30 т/ч.
- Индукционные тигельные печи — как науглероживатель для корректировки содержания углерода в расплаве.
- Литейные производства цветных металлов — для восстановительной плавки медных и никелевых концентратов.
- Производство карбида кальция — как углеродсодержащее сырьё в электропечах.
- Цементные вращающиеся печи — как топливо с низким выходом летучих.
- Химическая промышленность — для получения генераторного газа и как восстановитель в процессах Фишера-Тропша.
В вагранках кокс КЛ-1 загружается послойно с шихтой (чушковый чугун, лом, ферросплавы). Расход кокса составляет 10–15 % от массы металлозавалки. Важным параметром является гранулометрический состав: наличие фракции менее 25 мм приводит к снижению газопроницаемости столба шихты и увеличению угара кремния и марганца.
Сравнительная таблица марок литейного кокса
| Параметр | КЛ-1 | КЛ-2 | КЛ-3 | Метод испытания |
|---|---|---|---|---|
| Зольность Ad, % | 12,0 | 13,5 | 15,0 | ГОСТ 11022 |
| Сера Sd, % | 0,60 | 0,80 | 1,00 | ГОСТ 8606 |
| Прочность при сжатии, МПа | 8,0 | 7,0 | 6,0 | ГОСТ 21289 |
| Выход летучих Vdaf, % | 1,5 | 1,8 | 2,0 | ГОСТ 6382 |
| Реакционная способность CRI, % | 25–35 | 30–40 | 35–45 | ISO 18894 |
Условия хранения и транспортировки
Кокс литейный КЛ-1 транспортируется насыпью в открытых полувагонах, навалом в трюмах судов или в специализированных контейнерах. При хранении на открытых площадках необходимо предусматривать дренаж для отвода атмосферных осадков, так как увлажнение кокса свыше 5 % приводит к снижению теплотворной способности и увеличению расхода топлива в вагранке. Срок хранения без потери технологических свойств — не более 12 месяцев при условии защиты от загрязнения минеральными примесями.
Вопросы и ответы
Чем кокс литейный КЛ-1 отличается от доменного кокса?
Кокс КЛ-1 имеет более высокую реакционную способность (CRI 25–35 %) и пониженную зольность ( 12 %), что обеспечивает стабильное ведение плавки в вагранках. Доменный кокс характеризуется большей прочностью ( 10 МПа) и меньшей пористостью, ориентирован на восстановительные процессы в шахтных печах большого объёма.
Какая фракция кокса КЛ-1 оптимальна для вагранки производительностью 10 т/ч?
Для вагранки 10 т/ч рекомендуется фракция 40–80 мм. Доля мелочи (менее 25 мм) не должна превышать 5 %. Это обеспечивает газопроницаемость столба шихты и стабильный температурный режим в фурменной зоне.
Допускается ли использование кокса КЛ-1 в индукционных печах для науглероживания?
Да, кокс КЛ-1 применяется как науглероживатель в индукционных тигельных печах. Однако из-за высокой зольности его вводят совместно с графитом или электродным боем для достижения требуемого содержания углерода (3,2–3,6 % в чугуне) без увеличения шлакообразования.
Как влияет сера в коксе КЛ-1 на качество чугуна?
Сера переходит в расплав и требует дополнительного расхода извести или доломита для десульфурации. При содержании серы 0,60 % в коксе КЛ-1 и расходе 12 % от металлозавалки прирост серы в чугуне составляет 0,04–0,06 %, что компенсируется основностью шлака 1,2–1,4.
