Исследование коксохимического производства

При использовании каменных углей для коксования необходимо знать также их технический состав, спекаемость, коксуемость, распределение минеральных примесей в классах углей по их крупности и насыпной вес угольной шихты.

Под техническим составом топлива обычно подразумевают данные, характеризующие техническую применимость топлива. Технический состав угля определяется содержанием влаги и минеральных примесей, выходом летучих веществ, содержанием серы и фосфора, углерода, водорода и азота, а также теплотой сгорания топлива.

Влажность углей. При нагревании угля до 100-105° С из него испаряется вода. Количество испаренной воды при этих условиях обычно выражают в процентах к весу топлива и называют содержанием влаги в углях, или - влажностью углей.

Содержание минеральных примесей в угле характеризуется его зольностью. Зольность топлива определяется по выходу остатка после сжигания угля при температуре 800° С. Зольность угля, как и влажность, выражается в процентах к его весу. Чем меньше зольность исходной шихты, тем меньше зольность получаемого металлургического кокса.

Выход летучих веществ представляет собой количество образовавшихся газообразных продуктов в результате различных химических реакций в процессе термического разложения топлива. Выход летучих веществ характеризует химический возраст (зрелость) углей. Чем меньше выход летучих веществ из углей, тем выше их возраст.

Спекаемостью углей называется способность смеси угольных зерен образовывать при нагревании без доступа воздуха спекшийся или сплавленный нелетучий остаток. Спекание углей - результат процессов термической деструкции, вызывающий переход их в пластическое состояние с последующим образованием полукокса - протекает главным образом в зоне температур 400 -450° С.

Коксуемость углей обусловливается совокупностью всех процессов, которые протекают при нагреве их до более высоких температур (1000-1100° С) и включают кроме процессов спекания упрочнение и усадку материала полукокса и кокса, образование трещин и другие явления. Поэтому коксуемостью называют способность угля самостоятельно или в смеси с другими углями при определенных условиях подготовки и нагревания до высоких температур образовывать кусковой пористый материал - кокс, обладающий определенной крупностью и механической прочностью.

Таким образом, понятия «спекаемость» и «коксуемость» различны. В первом случае мы имеем дело со способностью углей спекаться, а во втором - со способностью углей давать металлургический кокс.

Группы углей обычно обозначаются начальными буквами их названий. Буквами Д, Г, Ж, К, О, С и Т обозначены: длиннопламенные, газовые, жирные, коксовые, отощенные, спекающиеся и тощие угли. Вышеприведенный ряд углей характеризуется увеличением степени их химической зрелости (возраста). Часто для обозначения групп углей применяют их сочетание или дополнительные индексы, подразделяющие группы углей на подгруппы. Систематизация углей по группам и маркам представляет собой их классификацию.

Качество полученного кокса зависит в значительной мере от подготовки углей и правильности составления угольной шихты. На коксохимические заводы уголь поступает обычно со многих шахт и углеобогатительных фабрик, и специалист должен не только знать свойства и состав углей, но и умело составлять из них смесь, которая дает наилучший кокс. Составление угольных шихт для коксования (шихтование) производится эмпирически. Одно из основных требований к качеству кокса - высокая прочность при достаточной крупности. Поэтому спекаемость угольной шихты как фактор, обеспечивающий высокую прочность коксового вещества, должна быть всегда достаточной.

Однако при чрезмерно большой спекаемости, как, например, углей марок ПЖ и некоторых Г, получается кокс с высокой прочностью вещества, но мелкий, пористый и непригодный для доменных плавок. Чрезмерно отощенные угли или шихты при коксовании дают кокс крупный, но непрочный, легко истирающийся, также непригодный для доменных плавок. Отсюда следует, что спекаемость угольной шихты должна иметь оптимальное значение.

Для получения качественного кокса необходимо провести предварительную подготовку угольного материала к процессу коксования. Подготовка углей к коксованию включает ряд технологических процессов: обогащение, усреднение состава углей, дробление, грохочение, дозирование, уплотнение, сушку и др.

Угли при обогащении проходят обычно следующие технологические операции:

1. Разгрузка в углеприемные ямы, передача в дозировочные бункеры или же прямо на обогатительную фабрику.

2. Дозирование углей и передача их в заданной пропорции транспортером на грохоты.

3. Отделение крупных кусков углей размером более 80мм (на грохотах), дробление крупных кусков углей и присоединение дробленого продукта к рядовому углю.

4. Разделение рядового угля на классы с размером кусков 10-80мм и 0-10мм.

5. Обогащение класса 10-80мм на отсадочных машинах, реожелобах, в сепара-торах с тяжелой жидкостью или какими-либо другими способами.

6. Подача класса 0-10мм на обеспыливающие устройства или грохот для удаления пыли (шлама).

7. Обогащение обеспыленного мелкого класса углей.

Технические характеристики

Коксовая мелочь - мелкие фракции кокса - в качестве добавок при агломерации железной руды, производстве строительных материалов, в качестве топлива в сахарной промышленности.

Фракция 0-10 мм

Фракционный состав:

Кокс доменный - КД - фракция 25 и более (ТУ 1104-159) - применяется в качестве топлива при производстве чугуна в доменных печах;

Показатели качества

Кокс литейный - КЛ - фракция +40 (ГОСТ 3340-88) - применяется в качестве топлива для вагранок литейных производств на машиностроительных заводах;

Кокс литейный это искусственное твёрдое топливо повышенной прочности.

Кокс литейный применяется в качестве технологического топлива в литейном производстве.

Кокс литейный получается при нагревании до высоких температур (950 -1050 ° С) без доступа воздуха природных топлив или продуктов их переработки. Основное количество кокса производится из каменного угля.

Кокс литейный предназначен для применения в электродной, алюминие-вой, абразивной и других отраслях промышленности, а также для прокалки.

Кокс литейный применяют для изготовления электродов, для фильтро-вания жидкостей и, самое главное, для восстановления железа из железных руд и концентратов в доменном процессе выплавки чугуна.

Технические характеристики

Кокс литейный - КЛ - фракция +60 (ГОСТ 3340-88) - применяется в качестве топлива для вагранок литейных производств на машиностроительных заводах;