Ознакомление с характеристиками металлургического топлива

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА ПО ПРИОБРЕТЕНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ НАВЫКОВ
Занятие № 36 Ознакомление с характеристиками металлургического топлива

Группа П-3118
Мастер п/обучения Санжарова Н.А.

2020-2021 учебный год

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ
Сформировать понятие о видах металлургического топлива; изучить основные виды топлива..

Для получения металла из руд и его переработки в металлургической промышленности и других отраслях производства используют твердое, жидкое и газообразное топливо.В качестве твердого топлива применяют каменноугольный кокс, древесный и каменный угли, антрацит и термоантрацит.

Коксом называется продукт спекания смеси коксующихся углей, получаемый при удалении из них летучих веществ. Спекание производится без доступа воздуха в специальных коксовальных печах, где угольная смесь нагревается до 950—1000°С. Время коксования колеблется в пределах от 14 до 20 час. Для получения кокса применяют каменные угли с различными содержаниями летучих веществ. В зависимости от их содержания угли подразделяются на жирные, полужирные и тощие. Подготовка угля для коксования заключается в измельчении до крупности зерна 2 мм, обогащении и смешивании. Измельчению подвергаются все угли, поступающие для коксования. Угли дробят в щековых дробилках, а затем размалывают в дезинтеграторах. Обогащению подвергаются угли, содержащие большое количество золы (породы). Во время обогащения порода из угля удаляется. Процесс обогащения осуществляется различными способами: в отсадочных машинах, на сотрясательных и концентрационных столах и в минеральных суспензиях большой плотности. Качество кокса определяется его химическим составом, физико-химическими и физико-механическими свойствами.

Древесный уголь представляет собой продукт, получаемый при сухой перегонке древесины без доступа воздуха. Процесс перегонки дерева для получения древесного угля разбивается на четыре стадии: 1) нагрев дерева при температуре — 150°С, при которой происходит подсушка исходного материала; 2) нагрев от 150 до 280° С, при котором происходит медленное разложение древесины с выделением газов (СО2, CO) с примесью уксусной кислоты, метана и смолы, а из хвойных пород — скипидара; 3) при дальнейшем нагреве от 280 до 430° С происходит экзотермическое разложение древесины. Выделяющееся при этом тепло способствует обугливанию древесины; 4) нагрев свыше 400—480° С характеризуется дальнейшим выделением летучих. В газе возрастает содержание водорода за счет разложения углеводородов. Древесный уголь используется для получения чугуна специального назначения в доменных печах малого объема

Каменный уголь является продуктом разложения древесины под слоем земли, накопившейся в отдаленные геологические эпохи. Каменные угли различных месторождений по своим физическим свойствам отличаются друг от друга. Они содержат от 29,4 до 70% углерода, летучих от 32 до 42%, золы от 10,1 до 23,6%. Теплотворная способность каменного угля колеблется в пределах от 2870 до 6430 ккал/кг.Антрацит является одной из разновидностей каменного угля, с большим содержанием углерода — до 94% и меньшим содержанием летучих — до 3,5%. Теплотворная способность антрацита около 8000 ккал/кг. Однако антрацит при горении растрескивается и куски его рассыпаются, что является его недостатком. Термоантрацит получают путем термической обработки антрацита в шахтных печах при температуре 1150°С с ограниченным доступом воздуха. Термоантрацит порист, прочен и не растрескивается при горении. Теплотворная способность термоантрацита до 8500 ккал/кг.

В виде жидкого топлива используют мазут и смолу в основном при плавке стали в мартеновских и нагревательных печах.Мазутом называются остатки, получаемые после переработки нефти при получении бензина, керосина и различных масел.
Качество мазута определяют, учитывая его вязкость, температуру вспышки и температуру застывания. Перед сжиганием мазут предварительно подогревают или распыливают компрессорным воздухом в форсунках высокого давления.Смола является побочным продуктом коксохимического производства, ее используют в качестве карбюризатора, т. е. для получения светящегося пламени при газовом отоплении мартеновских печей.

В качестве газообразного топлива применяют доменный, коксовальный, генераторный и природный газы.Доменный газ. На заводах с полным металлургическим циклом доменного газа имеется большое количество, так как выход его составляет около 3800 м3/т кокса. Теплотворная способность около 1000 ккал/м3. Плотность газа около 1,3 кг/м3. В связи с незначительным содержанием в доменном газе углеводородов (0,2 CH4) он дает несветящееся пламя. Поэтому доменный газ используется в смеси с другими газами, свойства которых компенсируют его недостатки.Коксовый газ получается при производстве кокса. Примерный состав газа 58,5% H2, 22,5% CH4, 8,2% CO, 2,2% CO2, 1,8% CmHn, 0,5% O2 и 6,3% N2. Теплотворная способность 3900 ккал/кг. Плотность 0,47 кг/нм3. В газе содержится серы от 5 до 20 г/м3. Содержание серы в газе, используемом в мартеновских печах, должно быть 2—3 г/м3, поэтому газ очищают от серы.

ВЫВОД

Многие металлургические процессы осуществляются при высоких температурах и связаны с большими затратами тепловой энергии, которую получают за счет сжигания топлива или использования электроэнергии. Топливо также расходуется для получения других энергоносителей (сжатого воздуха, кислорода и пр.), а в ряде технологических схем оно используется в качестве восстановителя. Основные виды топлива имеют органическое происхождение, поэтому углерод, водород, кислород, азот и сера, в виде различных соединений составляют основную массу топлива. Негорючая часть топлива – зола, состоит в основном из оксидов Al2O3, SiO2, CaO и Fe2O3. Различают твердое, жидкое и газообразное топливо, а по способу получения – естественное и искусственное топливо, которое вырабатывают из естественного топлива (например, кокс, древесный уголь, генераторный газ), или побочно получают при осуществлении какого-либо технологического процесса (например, доменный газ).

Домашнее задание

Посмотреть видеоурок, изучить инструкционную карту, ответить на вопросы:
1) Какое топливо используют для получения металла?
2) Что применяют в качестве твердого топлива? Кратко запишите каждый вид.
3) Что применяют в качестве жидкого топлива? Кратко запишите.
4) Что является побочным продуктом коксохимического производства и почему?
5) Какой является основным видом топлива для мартеновских печей?