18468 P1010192

12

Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian

Rys. 13. Profile największych wielkich pieców [wg F Byrtusa] 1.1. Surowce i przygotowanie wsadu wielkopiecowego

Materiały wsadowe w procesie wielkopiecowym winny umożliwiać wytworzenie surówki, zapewniając jej pożądany skład chemiczny przy minimalnych kosztach wytwarzania.

Podstawowymi materiałami wsadowymi są:

1.    Ruda, koncentrat lub spiek. Są to nośniki żelaza, dla których wyróżnikami wysokiej jakości są: maksymalna zawartość żelaza oraz minimalna ilość zanieczyszczeń - to jest skały płonnej, siarki oraz fosforu stanowiących niepożądane domieszki w końcowym wyrobie - gotowej surówce.

2.    Koks stanowiący paliwo i jednocześnie reduktor. Winien cechować się możliwie najwyższą wartością opałową, porowatością, wytrzymałością mechaniczną i odpornością na ścieranie oraz możliwie najniższą zawartością popiołu i siarki.

3.    Topniki jako główne składniki żużlotwórcze, czyli materiały obniżające temperaturę topnienia skały płonnej, wiążące popiół i siatkę.

'MtiĘsĘąmĘĘIM

<;•'; -w

■ w-.    *7 *"£* . J-Z*-podstawy procesów metalurgicznych

4. Powietrze stanowiące utleniacz przy spalaniu koksu reguluje ciepłotę wnętrza pieca oraz wszystkie procesy wielkiego pieca w zależności od rzeczywistego składu chemicznego, temperatury wdmuchiwania, ciśnienia i wielkości przepływu przez dysze okrężnicy wielkiego pieca.

Koks jest w wielkim piecu źródłem ciepła, którego ilość w funkcji czasu regulowana jest za pomocą utleniacza - np. powietrza doprowadzonego w obszar reakcji spalania. Jednocześnie węgiel z koksu redukuje wszystkie tlenki żelaza, umożliwiając otrzymanie żelaza w wolnej postaci. Ponadto, węgiel jest głównym i najważniejszym dodatkiem stopowym - będąc niemetalem radykalnie zmienia właściwości żelaza.

Koks przeznaczony do procesów metalurgicznych dostępny jest w trzech gatunkach oraz w trzech do pięciu wielkościach (sortymentach wielkości). W szczególności koks wielkopiecowy charakteryzuje się następującymi parametrami technologicznymi:

•    wytrzymałością mechaniczną,

•    zawartością popiołu,

•    zawartością siarki,

•    zawartością części lotnych.

Prawidłowa praca wielkiego pieca w znacznym stopniu zależy od jakości koksu, który zajmuje 50+70% użytecznej objętości wielkiego pieca.

Własności chemiczne koksu wielkopiecowego określa się na podstawie zawartości wilgoci i popiołu, zawartości siarki, fosforu oraz węgla wodoru i azotu, a także składu chemicznego popiołu. Zawartość wilgoci w zależności od wielkości sortymentu i sposobu wytwarzania koksu wynosi od 1 + 17%. Zawartość popiołu mieści się w granicach 11 + 12%. Zawyżona zawartość popiołu i wilgoci - tzw. składników balastowych w koksie zmniejsza jego wartość opałową. Około 80% siarki w surówce pochodzi z koksu. Zawartość siarki w koksie powinna być minimalna, gdyż stanowi kłopotliwe zanieczyszczenie, którego usunięcie wymaga zwiększonego zużycia topników i koksu, zmniejszając wydajność wielkiego pieca. Zawartość siarki w koksie nie powinna zatem przekraczać 1,1%. Zawartość w koksie drugiego wysoce szkodliwego zanieczyszczenia, tzn. fosforu nie powinna wykraczać poza zakres: 0,01 + 0,05%.

Węgiel w koksie stanowi 95 + 98% substancji palnej. Wartość opałowa tej substancji powinna wynosić co najmniej 33,3 MJ/kg. Substancją palną poza węglem jest także wodór. Gęstość pozorna koksu wynosi 0,80 + 1,05 g/cm³, a gęstość rzeczywista 1,60 + 1,85 g/an³.