Как делают кокс в России

Знаете, сколько в год в России производится кокса?
Больше 27 миллионов тонн!
Спросите, зачем его столько нужно?
А без кокса в России никак!
Даже несмотря на то, что это одно из самых грязных и вредных производств.
Кокс в таких огромных количествах жизненно необходим металлургической промышленности для выплавки чугуна и в литейном производстве. Фактически, кокс — это каменный уголь, запеченный при температурах 950-1100 °С без доступа кислорода. Благодаря такой обработке уголь превращается в твердую, пористую спекшуюся массу, из которой удалены летучие вещества и все лишние примеси. По сути, это практически идеальное топливо с очень высоким КПД и минимальным количеством остающихся продуктов сгорания. Именно поэтому кокс и является крайне необходимым компонентом для металлургии.

Самый крупный производитель кокса в России — "Северсталь", владеющая собственным производством этого вида топлива для нужд своих металлургических заводов. Крупнейшие и старейшие доменные печи "Северстали" расположены в Череповце, куда я и отправился собственными глазами посмотреть, как делают кокс лучшего качества.

Номер 1

2. Коксохим в Череповце видно издалека: над домнами возвышаются трубы, из который валит темный дым, а снег вокруг доменных печей черный из-за оседающей угольной пыли.

Приехав на коксовую площадку, мы тут же направляемся в административное здание для прохождения инструктажа и получение спецодежды.
Номер 2


3. Всю свою верхнюю одежду визитеры обязаны оставлять в гардеробе, а взамен нее получают яркую униформу и желтые "гостевые" каски. Яркий цвет одежды необходим для того, чтобы все работники издалека идентифицировали незнакомых с производством людей, понимая, что они не знают происходящих процессов и это подвергает их дополнительной опасности. Цвет каски определяет статус:  у визитеров каски желтые, у обычных работников оранжевые, у руководящих работников — белые и т.д.
Помимо брюк, куртки и каски, также выдают ботинки, одноразовые носки, защитные очки и марлевую повязку. Очки являются обязательными для ношения на всех предприятиях "Северстали" в Череповце. Сделано это для защиты глаз от мелко- и крупнодисперсной пыли, возможных горячих брызг и т.д.
После того, как мы переоделись, наш сопровождающий провел краткий инструктаж по технике безопасности, мы расписались в журнале и отправились в поисках кокса
Номер 3


4. Вот и коксовый цех №1. Он самый старый на территории череповецкого завода-гиганта и один из старейших в России.
В год здесь производят около 2 миллионов тонн кокса!
Номер 4


5. Вот так выглядит коксовое производство. Слева колонки, в которых кокс запекается, над ними возвышается башня подачи угля для загрузки в колонки, а слева, по другую сторону колонок, располагаются охладители, склад и сортировка кокса.
Пройдем везде по порядку, от начала производства до его конца.
Номер 5


6. Сырьем для производства кокса служат различные сорта каменного угля: коксовые, жирные, тощие, газовые. Называется оно шихта. Основу шихты составляет коксующийся уголь, наиболее дорогой сорт угля. Металлургические заводы России снабжаются коксующимися углями Кузбасса и Печоры. Кроме того, богатые залежи коксующихся углей находятся в Якутии, на месторождении Нерюнгри, куда подведена железная дорога.
На коксохимическое производство уголь приходит по железной дороге в насыпных вагонах. Здесь его перегружают из вагонов в огромные башни, которые, словно насосы, закачивают уголь в коксовые колонки. Зимой уголь приходит, как правило, замерзший, поэтому прежде, чем выгрузить сырье, вагоны с углем отогревают в специальном огромном ангаре, куда помещается целый железнодорожный состав.
Номер 6


7. После того, как уголь размерзся, его загоняют в вагоноопрокидыватель, который с легкостью переворачивает многотонную махину, выгружая из нее 60 тонн угля! Грохот стоит неимоверный! Когда уголь высыпан, в вагон забираются несколько рабочих с огромными лопатами и выгребают все, что осталось в нем, примерзнув к стенкам или застряв в щелях.
Номер 7


8. Перед коксованием уголь измельчают и обогащают. Из него стремятся удалить минеральную породу, что позволяет понизить содержание золы в коксе. Шихту увлажняют и направляют в коксовые печи.
Печь представляет собой огромную батарею коксовых колонок, в которых поддерживается просто адская температура в 1100 °С!
Номер 8


9. Чтобы был понятен масштаб коксовых колонов, вот вам фото с крыши коксовой батареи. Впечатляет, не правда ли?
Номер 9


10. Теперь схема технологического процесса коксования угля, чтобы было яснее, что за чем идет.
Что вообще происходит внутри коксовой батареи?
При нагревании без доступа воздуха мелкие угольные частички переходят в пластическое состояние и размягчаются. Пластическая масса обволакивает твердые зерна некоксующегося угля. При температуре >450°С в сплошной склеивающейся массе начинается процесс разложения угля на составные части. Выделяются углеводородные соединения, аммиак, и другие органические соединения. Выделяющиеся газообразные вещества вспучивают размягченную массу угля, образуя в ней многочисленные поры. По мере протекания процесса сухой перегонки масса все активнее обогащается углеродом, теряет пластичность и при 600-650 °С переходит в состояние полукокса. При 1000 °С образуется кокс.
Стенки камер-колонок футеруют огнеупорным динасовым кирпичом. Объем каждой камеры составляет около 42 м3, что позволяет получать в ней за один прием до 20 т кокса. Камера имеет форму спичечного коробка с размерами: ширина 0,5, высота 5 и длина 15 м.


Номер 10


11. Поднимемся на крышу коксовой батареи. Через круглые люки происходит загрузка угля в каждую колонку по очереди.
Номер 11


12. Снимается вот эта крышка и специально обученная машина засыпает в колонку около 20 тонн обогащенного и увлажненного угля.
Когда ходишь по крыше коксовой батареи при -15 °С, даже через толстую подошву рабочих сапог ощущаешь, насколько горячая поверхность крыши. Представляю, каково здесь летом!
Номер 12


13. Большая сербская машина по имени Гоша Фом катается по рельсам, открывает люки и засыпает в отсеки батареи уголь.
Номер 13


14. Трубы регенерации образующихся при запекании кокса газов.
Номер 14


15. Но благодаря чему достигается такая высокая температура в коксовой батарее, если там даже ничего не поджигается?
Коксовые колонки отапливаются!
Делается это при помощи доменного газа, сжигаемого в простенках между камерами — вертикалах. Тепло, выделяемое при сгорании газа, отдается кирпичной кладке стен и идет на нагрев угольной массы. Для обеспечения процесса коксования температура внутри камеры должна быть не ниже 1100 °С, а в вертикалах 1400 °С. Высокий нагрев достигается благодаря применению подогретого воздуха. Нагрев воздуха производится в регенераторах, расположенных под коксовыми печами и представляющими собой устройства, в которых аккумулируется тепло отходящих газов.
Номер 15


16. Под каждой колонкой в батарее — своя горелка
Номер 16


17. Пульт оператора коксовой батареи, на который выводится вся оперативная информация по каждой колонке. Дело в том, что функционирование колонок не привязано друг к другу. Фактически, в каждой из них процесс идет по своей программе. Машины загружают в них уголь и выгружают приготовленный кокс по очереди, по мере готовности. И за всем процессом следят вот из этой комнаты.
Номер 17


18. Кстати, находясь в различных цехах и участках, постоянно обращаешь внимание на щиты по технике безопасности, которых на "Северстали" просто огромное количество.
Номер 18


19. А еще каждый цех гигантского завода имеет вот такие счетчики.
Номер 19


20. Уже выходя из центра управления, обратил внимание на картину с Лениным. Надо же… Сколько лет она здесь висит?
Номер 20


21. Есть подозрение, что с момента постройки коксовой батареи.
Номер 21


22. Вайфай в цеху по производству кокса — это, конечно, неожиданно!
Номер 22


23. А за окном рабочие ждут момента выгрузки приготовленного кокса из очередной батареи.
Номер 23


24. Коксовые батареи поближе… Около них очень жарко!Номер 24


25. Замок, запирающий батарею с обеих сторон.
Номер 25


26. Эта машина с тем же именем Гоша ФОМ — выталкиватель кокса из колонки.
Номер 26


27. Образование коксового пирога продолжается 14-16 ч. За это время угольная масса проходит постепенно все стадии коксования. Процесс идет от наружной стенки камеры к ее центру. Сначала прогревается уголь, расположенный около стенок камеры, он быстро спекается и превращается в кокс. Средние слои превращаются в кокс значительно позднее. Только через 8-9 ч размягчение и коксование угля, начавшиеся у стенок камеры, достигают середины угольного слоя.
Поскольку процесс коксования направлен к центру с двух сторон — от стенок, то примерно по осевой линии происходит разрывание коксового пирога по смоляной линии — шву. Кроме образования вертикальной центральной трещины в результате выделения газов, коксовый пирог разрывается рядом горизонтальных трещин. Он, претерпевает значительную усадку, отходит от стенок.
Для выгрузки кокса камеру отключают от трубопровода, затем с обеих сторона открываются дверцы. С передней стороны по рельсам подкатывается коксовыталкиватель (на фото выше). Горизонтальная штанга коксовыталкивателя вводит в камеру башмак и, постепенно вдвигая его внутрь, выдавливает коксовый пирог из печи в вагон для тушения и сбора кокса.
Номер 27


28. Вагон для сбора кокса уже на подходе.
Номер 28


29. При выталкивании в вагон коксовый пирог разламывается по смоляному шву на две половины и рассыпается на более мелкие куски.
Номер 29


30. Когда кокс загружен в вагон, его сразу же отправляют на тушение и охлаждение.
Номер 30


31. Вагон с горячим коксом направляется в башню для тушения, где горячий кокс интенсивно охлаждается струями воды. Большое распространение также имеет способ сухого тушения кокса азотом. Этот способ позволяет использовать теплоту раскаленного кокса и получать более прочный кокс.
В Череповце кокс тушат водой в очень необычной градирне — она… деревянная и построена еще в 1955 году!
Почему деревянная? Потому что ей не страшна никакая коррозия. Вот так!
Номер 31


32. После того, как кокс высушили, его перегружают в специальные желоба, по которым он отправляется уже на коксосортировку, где, в зависимости от размеров спекшихся кусков, делится на несколько фракций ( фракции +60 мм, +40 мм, 25-40 мм, 10-25 мм, 0-10 мм и др.)
Номер 32


33. Зачем нужна коксосортировка?
Дело в том, что доменный кокс для металлургии должен иметь размеры кусков не менее 25—40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и не более 80 мм. Такие размеры кусков связаны с тем, что доменная печь является печью шахтного типа, в которой происходит противоток отходящих газов и шихтовых материалов. Если куски кокса будут меньше требуемого они будут удаляться из печи вместе с отходящими газами.
Номер 33


34. После сортировки кокс отправляется на склад, а затем в цеха выплавки чугуна или на литейное производство.
Но об этом в следующем репортаже с "Северстали".
Номер 34


Да, как вы уже увидели, коксовое производство является очень грязным, поэтому внешне коксохим выглядит довольно непрезентабельно.
Но при этом Северсталь вкладывает довольно большие деньги в различные очистные системы для минимизации воздействия производства как на окружающую среду, так и на людей, работающих на производстве.

  • avatar
  • .
  • +28

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.