Шихтовые материалы и их подготовка

Выбор и подготовка угля к коксованию

Гушан Марк

Основным сырьем для коксохимического и металлургического производств служит уголь. Ввиду дороговизны такого сырья как нефть или природный газ, данные отрасли целиком и полностью зависят от коксующихся высококачественных углей. Ввиду особенностей технологического процесса получения жидкого чугуна в доменной печи(восстановлением из руды), а также восстанавливающей способности газа СО, металлургическая промышленность на данный момент не может отказаться от кокса.

Кокс является продуктом безкислородного нагрева угля до температуры в 960-1110°. Данный процесс протекает на специальных заводах по коксовому производству в т.н. «коксовых батареях», в которые загружают уголь, герметизируют и производят нагрев коксовым или доменным газом.

Однако, далеко не каждые угли подходят для коксового производства. Уголь содержит в себе три главных типовых компонента. К ним относятся витрен – однородная и блестящая масса, сероватую пластичную массу – дюрен и фюзен – волоконная часть. Сумма этих составных частей угля является его петрографическим составом.

Также уголь характеризуется пористостью и дисперсностью структур, величиной кристаллов т.е. микро- и макро- структурой. Для выбора коксующегося угля необходимо также знать его коксуемость, технический состав, спекаемость, а также состав, количество и распределение минеральных включений. Технический состав включает в себя данные о теплоте сгорания данного топлива, содержании влаги, зольности и летучести продуктов сгорания. Также в него входит химический состав угля, как содержание фосфора и серы, азотных и водородных примесей.

К основным характеристикам относят:

Выход летучих

Количество летучих веществ, образовавшихся во время спекания угля, характеризует их возраст и чем он больше, тем меньше веществ «испарится» из угля и тем менее насыщенным будет состав коксового газа.

Влажность

Содержание влаги в угле измеряется в процентах или в долях от обще массы топлива. Данная характеристика напрямую зависит от пористости угля. Вся влага испаряется из топлива при нагреве до 80-100°С и с учетом этого производится расчет истинной массы шихты.

Спекаемость

Данный фактор характеризует способность зерен угля при безкислородном нагеве переходить в полурасплавленное(пластичное) состояние и спекаться, образуя полукокс. Процесс спекания происходит при температуре порядка 400-450°С и характеризуется временем спекания и прочностью спека.

Коксуемость

Коксуемость характеризует собой сумму всех факторов, происходящих в угле при нагревании до 1000-1100°С. Данное явление включает в себя спекаемость, усадку, образование пор и трещин, а также многие другие факторы, влияющие на качество выходного продукта.

Таким образом, не стоит путать понятия спекаемости и коксуемости, поскольку спекаемость характеризует возможность углей пластифицироваться, а коксуемость показывает пригодность материала для получения кокса как продукта.

Помимо выбора самого сырья(шихты) для загрузки в коксовую батарею, немаловажным является подбор фракции и состава смеси различных типов углей. Кроме дифференцирования углей по классам, уголь с каждой шахты обладает различными свойствами, а на коксохимзаводы, ввиду огромного потребления угля, поставляют уголь с нескольких шахт одновременно.

Процесс производства смеси для спекания называют шихтование, а ее состав подбирается специалистами индивидуально эмпирическим путем. Для удовлетворения потребности в достаточно крупном и прочном коксе необходимо компоновать как коксующиеся и спекаемые угли, так и угли отощенные, поскольку первые дают очень прочный, но мелкий кокс, а вторые обеспечивают крупность кусков.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ