Назначение коксового цеха – производить из угольной шихты кокс, газ и смолу установленного качества.
В состав коксохимического производства ОАО «ММК» входит три участка коксового цеха. В состав коксового цеха входят 9 коксовых батарей, самой «молодой» из которых является коксовая батарея № 9-бис, пущенная в 1986 году, а самой «старой» - коксовая батарея № 13 пущенная в 1964 году. Проектная мощность всех 9 коксовых батарей – 6,6 млн. тонн кокса 6% влажности в год. Производственная мощность в 2011 году составит 5,9 млн. тонн кокса 6% влажности. Средний возраст коксовых батарей КХП ОАО «ММК» на сегодняшний день составляет 35 лет.
Участок коксовых батарей №№ 7, 8, 9 в своем составе имеет печи системы ПВР с нижним подводом отопительного коксового газа и воздуха. В комплекс коксовой батареи № 9-бис входит установка сухого тушения кокса (УСТК).
Участок коксовых батарей №№ 1-4 с печами системы ПВР с боковым подводом отопительного газа и воздуха.
Участок коксовых батарей №№ 13, 14 с ширококамерными печами системы ПВР с боковым подводом отопительного смешанного газа (доменный и коксовый) и воздуха.
Процесс производства кокса состоит из следующих основных технологических операций:
- загрузки камер коксования угольной шихтой;
- коксования угольной шихты в течение заданного периода;
- обогрева коксовых печей
- отвода и охлаждения прямого коксового газа из камер коксования;
- выдачи кокса из камер коксования;
- мокрого или сухого тушения кокса;
- сортировки кокса;
- транспортировки коксовой продукции в доменный цех конвейерами и погрузки ее в железнодорожные вагоны.
Для бесперебойного обеспечения коксом доменного цеха часть кокса резервируется на угольном складе УПЦ.
Сырьем для производства кокса является угольная шихта, составленная из различных марок коксующихся углей в пропорции, определяемой оптимальным качеством кокса и требованиями по обеспечению сохранности огнеупорной кладки коксовых печей. Расход сырья (угольной шихты) на тонну получаемой продукции (валовый кокс) зависит от качества угольной шихты и планируется технологическим отделом исходя из годового прогноза поставок угольных концентратов.
После подачи шихты на угольные башни коксовых батарей, при помощи загрузочного вагона ее загружают в коксовые печи.
Процесс коксования угольной шихты в печах происходит без доступа воздухаи его условно можно разделить на пять стадий:
1 при нагревании до 200˚С – испарение большей части воды (стадия сушки);
2 при нагревании от 200 до 350˚С – выделение небольшого количества горючих газов, паров воды и смолы с размягчением угольной шихты (начальная стадия разложения);
3 при нагревании от 350 до 500˚С – выделение большого количества летучих продуктов полукоксования с образованием пластической массы (стадия пластического состояния);
4 при нагревании от 500 до 600˚С – выделение незначительного количества летучих веществ, происходит спекание с получение твердого полукокса (стадия образования полукокса);
5 при нагревании от 600 до 1000˚С – в течение этой стадии образуется немного смол, моноциклические ароматические углеводороды и водород, заканчивается процесс образования кокса (стадия образования кокса).
После завершения процесса коксования происходит выдача готового коксового «пирога» из печи.
Процесс выдачи кокса из камер коксования состоит из последовательно выполняемых операций с использованием коксовыталкивателя (КВ), двересъемной машины (ДМ) и электровоза с тушильным (коксовозным) вагоном:
- подготовка камеры коксования к выдаче из нее кокса;
- выдача коксового «пирога»;
- подготовка камеры коксования к загрузке ее шихтой.
После выдачи коксового «пирога» кокс протушивается на коксовых батареях №№ 1-4, 7, 8, 13, 14 мокрым способом, на коксовой батареи № 9 сухим способом.
Мокрое тушение кокса
Процесс мокрого тушения кокса осуществляется сточными водами КХП прошедшими биохимическую очистку в цехе улавливания и переработки химических продуктов в тушильном вагоном на тушильной станции после чего кокс выгружается на коксовую рампу. Кроме того предусмотрена схема тушения технической водой.
Сухое тушение кокса
Установка сухого тушения кокса (УСТК) предназначена для охлаждения выдаваемого из коксовых печей раскаленного кокса с утилизацией его тепла для получения пара.
УСТК обеспечивает охлаждение кокса до установленной температуры (не более 180° С). УСТК коксовой батареи № 9-бис состоит из четырех отдельных блоков, в каждый из которых входит: камера тушения с относящимся к ней оборудованием, пылеосадительный бункер, котел-утилизатор с вспомогательным оборудованием, основной и резервный дымососы. Нагрузка на камеру тушения не должна превышать 70 т/ч.
Потушенный кокс при мокром способе через разгрузочную рампу, а при сухом – через разгрузочные устройства каждой камеры тушения подается на коксосортировку для классификации по крупности. Процесс сортировки кокса заключается в рассеве валового кокса на предусмотренные стандартами классы по крупности.
Готовой продукцией коксового цеха является:
- кокс доменный с размером кусков + 25 мм (ТУ 1104–076100–0019043 –159 –96);
- орешек коксовый с размером кусков 10-25 мм (ТУ 14–7–90–91);
- мелочь коксовая с размером кусков 0-10 мм (ТУ 0763–199–00190437–2004);
Качество кокса КХП ОАО «ММК» с использоваением в угольной шихте 5% нефтекоксовой добавки: дробимость (М25) ~ 85 %, истираемость (М10) ~9%, зола (Ad) ~ 12,3%, сера (S) ~ 0,65%.
Кроме того, в процессе мокрого тушения кокса в отстойниках тушильных станций накапливается и периодически отгружается потребителям коксовый шлам, близкий по гранулометрическому составу и качеству коксовой мелочи. При использовании системы беспылевой выдачи кокса на коксовой батарее № 9-бис и в процессе сухого тушения кокса в бункерах системы обеспыливания УСТК накапливается и отгружается потребителям коксовая пыль.
Сортированная коксовая продукция передается в доменный цех конвейерами; другим потребителям – железнодорожными вагонами.
Выделяющиеся при коксовании углей в результате термохимической деструкции органической массы газо- и парообразные вещества (прямой коксовый газ) и конденсат смолы с надсмольной водой передаются в цехи улавливания для дальнейшей переработки и извлечения из них химических продуктов коксования.