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.

34 фото via

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.

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

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!

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.

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.

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.

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!

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

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.

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

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!

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

14. Трубы регенерации образующихся при запекании кокса газов.

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.

16. Под каждой колонкой в батарее - своя горелка

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.

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

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

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

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

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

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

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

25. Замок, запирающий батарею с обеих сторон.