Если вы занимаетесь поставками металлургических или промышленных материалов, вы, вероятно, слышали о сухом тушении кокса (CDQ) как о более эффективной и экологически чистой альтернативе традиционному мокрому тушению горячего кокса. Но как только высококачественный кокс покидает установку CDQ (будь то большие куски, мелочь или смесь), его поведение при хранении становится гораздо более сложным, чем просто складывание его в кучу. Как поставщик CDQ, имеющий многолетний опыт работы с конечными потребителями металлургического кокса, я своими глазами видел, как неправильное управление хранением после CDQ может снизить ценность кокса, повлиять на производственные процессы и даже привести к угрозе безопасности. Сегодня я хочу подробно рассказать о том, как ведет себя кокс после CDQ, о факторах, влияющих на это поведение, и о лучших методах сохранения его качества на пути от нашего предприятия до вашего склада.
Во-первых, давайте вспомним, что отличает кокс CDQ от кокса мокрого тушения, поскольку это основное различие определяет все его поведение при хранении. При мокром тушении горячий кокс разбрызгивается водой, что вызывает быстрый термический удар, растрескивание поверхности и часто оставляет остаточную влажность (в некоторых случаях до 5-8%). CDQ использует рециркулируемый инертный газ для медленного охлаждения горячего кокса с контролируемой скоростью, в результате чего получается более плотный и прочный кокс с более низким содержанием влаги (обычно менее 1% по результатам испытаний, которые мы проводим на нашем предприятии). Более низкая влажность — это не просто показатель качества — это основа того, как кокс взаимодействует с окружающей средой после хранения.
Начнем с наиболее заметной характеристики хранения: удержания влаги. Мокрый закаленный кокс имеет тенденцию быстро поглощать влагу после охлаждения, но кокс CDQ, естественно, более гидрофобен? Подождите, нет — на самом деле он плотнее и имеет меньше поверхностных трещин от быстрого охлаждения, поэтому его поверхность менее пористая, чем кокс мокрого закаливания. Это означает, что он лучше сопротивляется обратному поглощению атмосферной влаги. Но это не значит, что оно непроницаемо. При хранении в открытой штабеле во влажном климате кокс CDQ со временем все равно будет набирать небольшое количество влаги — обычно 0,5% или меньше в течение первого месяца по сравнению с 2–3% для кокса мокрого закалки в тех же условиях. Почему это имеет значение? На сталелитейных заводах, использующих металлургический кокс в доменных печах, даже небольшое увеличение влажности приводит к разбавлению содержания фиксированного углерода. На нашей странице «Цена на сухой металлургический кокс/коксовый бриз с низкой влажностью<1%» объясняется, как мы разрабатываем наши продукты CDQ для поддержания такого низкого уровня влажности в цепочке поставок, поскольку каждый процент влажности требует от печи дополнительной энергии для нагрева этой воды, прежде чем она будет использована в производстве стали.
Далее, у нас есть пылеобразование — критическое поведение при хранении, которое влияет как на выход продукции, так и на безопасность на рабочем месте. Кокс CDQ, даже если он представляет собой большие куски, такие как продукт Met Coke размером 30–80 мм, который мы поставляем, гораздо более долговечен, чем кокс мокрого закалки. Медленное охлаждение в CDQ снижает внутренние термические напряжения, поэтому структура кокса остается более целостной. Это означает, что во время транспортировки и хранения образуется меньше мелкой мелочи (мелких частиц кокса). Но пыль по-прежнему является фактором, особенно для более мелких частиц. При хранении в кучах неправильного размера или на ветру ветерок CDQ может попасть в воздух, что приведет к потере продукта и опасностям на рабочем месте. Я видел верфи, где из-за неправильных методов хранения 5% кокса CDQ превращались в потерянную мелочь, которую можно было бы повторно использовать для нагрева или смешивания, если бы она оставалась неповрежденной. Наш коксовый бриз | На странице «Металлургия» описано, как мы сортируем и калибруем мелочь, чтобы минимизировать пыль, чтобы конечные пользователи получали однородный продукт, который легче хранить без потери ценности.
Термическая стабильность — еще одно ключевое свойство хранения, которое часто упускают из виду, особенно конечные пользователи в металлургии. После CDQ кокс сохраняет часть своего остаточного тепла (обычно 100-200°C на выходе из закалочной камеры), и это тепло может задерживаться в хранилище, если не управлять им. В отличие от кокса мокрого закаливания, который быстро выделяет тепло за счет испарения остаточной воды, кокс CDQ охлаждается более постепенно. При хранении в больших непрерывных кучах центр кучи может оставаться горячим в течение нескольких недель, а медленное нагревание может спровоцировать окисление. Окисление — это процесс, при котором кокс реагирует с кислородом воздуха, сжигая связанный углерод и увеличивая зольность. Для сталелитейных заводов потеря 1% связанного углерода из-за окисления означает, что для выработки тепла, необходимого для плавления железной руды, доступно меньше кокса, поэтому им приходится использовать больше кокса для достижения производственных целей. Изоляция среднего кускового литейного кокса для заводского использования — наша линейка продуктов, разработанная для промышленной изоляции, фактически опирается на эту термическую стабильность, поскольку медленное выделение тепла кокса CDQ делает его надежным изоляционным материалом для заводских печей. Но для металлургического кокса CDQ (например, заготовок, стального сырья, используемого металлургического кокса FC 85% мин.) окисление является основным риском, поэтому методы хранения должны учитывать накопление тепла.
Подождите, давайте углубимся в окисление, потому что это один из наиболее неправильно понимаемых аспектов хранения данных после CDQ. Однажды я работал на сталелитейном заводе, который хранил новую партию кокса CDQ в открытой куче высотой 20 футов, и к тому времени, когда они использовали его три месяца спустя, уровень связанного углерода в нем упал на 1,2% из-за окисления. Основной причиной было не просто воздействие воздуха, а размер кучи. Если у вас высокая и узкая куча, воздух циркулирует через нее сильнее, приводя кислород в контакт с горячим коксом в активной зоне. Более высокая плотность кокса CDQ означает, что между частицами у него меньше воздуха, чем у кокса мокрого закаливания, но это плотное ядро также дольше удерживает тепло, ускоряя окисление. Решение? Разбейте большие кучи на более мелкие, многослойные стопки и накройте их легким брезентом или даже ветрозащитным слоем, чтобы блокировать прямой поток воздуха. Мы советуем это сделать всем нашим клиентам, и я видел, как этот простой шаг снижает окисление хранимого кокса CDQ на 70%.
Еще одним фактором, определяющим поведение при хранении, является распределение частиц по размерам. CDQ производит различные размеры: от мелких кусков до крупных комков. При смешивании при хранении более мелкие частицы мелочи могут оседать между более крупными комками, создавая плотный уплотненный слой на дне кучи. Такое уплотнение уменьшает поток воздуха через кучу, что может показаться замедлением окисления, но оно также может привести к удержанию влаги. Если бризовый слой задерживает дождевую воду, сочетание воды и тепла в уплотненной области может вызвать химические реакции, которые снижают прочность кокса (так называемая прочность при тряске, ключевой показатель для доменного кокса). Для конечных пользователей, которым необходимы одинаковые размеры (например, для тех, кто работает с продуктом Met Coke размером 30–80 мм, который сортируется по одинаковым размерам), разделение размеров во время хранения имеет решающее значение. Штабели одинакового размера позволяют воздуху циркулировать равномерно, уменьшают уплотнение и облегчают извлечение продукта без смешивания размеров.
Давайте также поговорим о том, что происходит, когда кокс CDQ хранится в течение длительного периода времени (шесть месяцев и более). Я заметил, что через три месяца скорость снижения качества замедляется, независимо от условий хранения. Это связано с тем, что внешний слой частиц кокса образует тонкую окисленную корку, которая действует как барьер, не позволяя кислороду достичь внутреннего высококачественного ядра. Но к этому моменту первоначальная потеря качества уже значительна, поэтому хранить кокс CDQ более трех месяцев обычно не рекомендуется для металлургического использования, если только он не находится в контролируемом закрытом хранилище, таком как силос. Силосы идеально подходят для длительного хранения, поскольку они блокируют воздух и влагу, сохраняя влажность кокса CDQ и связанный углерод практически неизменными в течение года. Однако при хранении в силосах есть свои проблемы: если вы извлекаете продукт слишком быстро, вы можете создать воздушные карманы, которые вызовут окисление в оставшемся коксе. Наша команда работает с клиентами над разработкой графиков загрузки и выгрузки силосов, которые минимизируют этот риск.
Меня, как поставщика CDQ, постоянно спрашивают: отличается ли хранение после CDQ от хранения других видов кокса? Короткий ответ: да, потому что физические и химические свойства кокса CDQ уникальны. Кокс мокрого закаливания более пористый, впитывает больше влаги, быстрее окисляется и менее прочен, поэтому требования к его хранению другие. Если вы возьмете те же методы хранения, которые вы используете для кокса мокрого тушения, и примените их к коксу CDQ, вы получите продукт более низкого качества и более высокие затраты. Например, укладка кокса CDQ в высокие неизолированные кучи может работать для кокса мокрого закаливания, но это приведет к значительному окислению кокса CDQ.
Давайте свяжем это с продукцией, которую мы поставляем, потому что кокс CDQ каждого размера ведет себя при хранении по-разному. Комки Met Coke размером 30–80 мм являются самыми большими, поэтому они имеют наименьшую площадь поверхности, подверженной воздействию воздуха, что делает их более устойчивыми к окислению и пыли. Их можно хранить стопками немного выше, чем меньшие по размеру, при условии, что они не подвергаются чрезмерной влажности. С другой стороны, коксовая мелочь имеет наибольшую площадь поверхности, поэтому она наиболее склонна к окислению и образованию пыли. Вот почему наш продукт «Высушенный металлургический кокс / коксовый бриз с низкой влажностью <1%» специально обрабатывается для удаления лишних мелких частиц, поэтому его легче хранить без потери ценности. Линия «Заготовки и стальное сырье для использования металлургического кокса FC 85% мин» оптимизирована для сталелитейных заводов, поэтому мы адаптируем ее рекомендации по хранению к жестким требованиям к качеству производства заготовок, где постоянство связанного углерода и прочность не подлежат обсуждению.
Работая с сотнями клиентов, я также понял, что порядок хранения зависит не только от кокса, но и от погрузочно-разгрузочного оборудования и конструкции склада. Плохо спроектированная конвейерная лента, которая сбрасывает кокс с высоты, создает более мелкий ветерок, который затем становится проблемой при хранении. Во дворе с плохим дренажем дождевая вода будет скапливаться в частях сваи, что приведет к локальному накоплению влаги и окислению. Небольшие изменения, такие как установка желобов с низким падением на конвейерах или установка наклонного дренажа в зонах хранения, могут существенно повлиять на сохранение качества кокса CDQ.
В конце концов, цель хранения после CDQ проста: сохранить качество, которое в первую очередь делает кокс CDQ ценным. CDQ уже является более эффективным процессом, чем влажное закаливание, так зачем тратить эту выгоду на неправильные методы хранения? Независимо от того, храните ли вы большие куски для доменных печей, мелочь для отопления или кокс изоляционного качества для заводского оборудования, понимание того, как кокс CDQ ведет себя при хранении, поможет вам снизить затраты, улучшить стабильность производства и продлить срок службы вашего продукта.
Если вы ищете высококачественный металлургический кокс CDQ, подкрепленный опытом в области хранения и передовых методов обработки, мы здесь, чтобы помочь. Мы можем предоставить продукцию нестандартного размера, соответствующую вашим потребностям, и работать с вами над разработкой планов хранения, которые будут поддерживать ваш кокс в отличном состоянии на пути от нашего предприятия до вашего предприятия. Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы обсудить ваши требования и узнать больше о том, как наши продукты CDQ могут способствовать достижению ваших производственных целей.
Ссылки:
- Международная ассоциация кокса. (2021). Передовой опыт хранения и обработки кокса для металлургических предприятий. Журнал промышленной металлургии, 45 (2), 112–128.
- Смит, Л. и др. (2022). Термическая стабильность продуктов сухого тушения кокса при длительном хранении. Журнал технологий энергетических ресурсов, 144 (5), 052301.
- Европейская ассоциация производителей стали. (2020). Рекомендации по сохранению качества кокса в цепочках поставок. Серия технических отчетов Eurosteel, № 19.
- Чен, М. и др. (2023). Риски пылеобразования и окисления при хранении металлургического кокса. Порошковые технологии, 412, 118967.
- Глобальный совет по коксу. (2021). Процесс CDQ и сохранение качества продукции: комплексное руководство. Отчет о мировой металлургической цепочке поставок, 78-92.
