Файл: Сырьевая база и подготовка материалов к металлургическому переделу.doc

1 – смола; 2 – бензол; 3 – аммиак

Рисунок 8.1 – Зависимость выхода химических продуктов коксования от выхода летучих веществ в углях Донбасса

8.6 Составы угольных шихт для коксования

Динамика изменения состава шихт Донбасса показана в таблице 8.5. Это обуславливалось как нехваткой коксующихся углей, так и необходимостью производства бензола, коксового газа, смол и т.д.

Газовые угли впервые были введены в состав шихты в 1933 г на Алчевском КХЗ. С тех пор содержание газовых углей неуклонно возрастает.

8.7 Расчет показателей качества шихты

Выход кокса

, %,

где П – разница в выходе кокса в лабораторных и промышленных условиях (припек). Обычно П = 1,0-6,0 %. В Японии принята формула

, %

Обычно В_к  77-78 %.

Таблица 8.5 – Динамика изменения состава шихт Донбасса

Год	Марка угля
	Г	Ж	К	ОС	Т
1933	0,1	49,6	24,6	25,7	–
1940	8,2	49,6	23,3	18,9	–
1947	9,9	48,4	27,9	13,8	–
1958	21,6	40,7	21,2	15,6	0,9
1968	30,1	34,5	20,5	14,1	0,8
1978	33,6	32,4	13,9	18,3	1,8
1988	37,1	30,0	12,1	16,1	4,7
1998	32-35	33,0	4,2-15,0	19-20	2-3

Зольность

---

%,

где К_оз – коэффициент озоления К_оз= 100/В_к.

Зная требуемую зольность кокса можно определить требуемую зольность шихты и ее компонентов.

Сернистость

%,

где К_ос – коэффициент остаточной серы в коксе (0,78-0,86).

Фосфористость

%.

8.8 Влияние состава и свойств шихты на качество кокса

Установлены определенные зависимости между V^c, Y и показателями механических свойств кокса:

• 
  при одной и той же толщине пластического слоя образуется тем более прочный и крупнокусковой кокс, чем меньше выход летучих;
  
• 
  при V^c= const с увеличением Y повышается спекаемость углей и способность его принимать отощающие присадки с возрастанием или без снижения прочности кокса;
  
• 
  при V^c= const с возрастанием Y – снижается крупность кусков кокса и увеличивается структурная прочность тела кокса;
  
• 
  при одинаковой толщине Y способность углей Донбасса принимать отощающие присадки возрастает с увеличением V^c;
  
• 
  при добавке отощающих углей к жирным и хорошо спекающимся газовым получается кокс тем более прочный, чем ниже выход летучих из добавляемых углей при одной и той же их спекаемости.
  

В углях Украины – опасное давление распирания не возникает благодаря газовым углям. Эти же угли обеспечивают и достаточную усадочность пирога для легкой выдачи его из коксовых печей.

Исходя из требований получения качественного кокса угли марок Д, Г, Т, ПА, А не пригодны для коксования (см. таблицы).

Углей, пригодных для коксования, в Донбассе – газовых(Г) – 26,9 %, длиннопламенных (Д) – 27,5 %, коксовых (К) – 3,5 %, жирных (Ж) – 5,3 %, отощенно-спекающихся (ОС) – 2,9 % - от общих запасов.

Примерный состав шихты для коксования: Г – 35-40 %, Ж – 30-40 %, К – 8-15 %, ОС – 15-20 %.

Характеристика угольной шихты для коксования из донецких углей:W – 10 %; л.в. – 20 %; S  2,2-3,0 %; А – 7,5-8,0 %. Крупность угольной шихты – до 3 мм. В углях Донбасса серы до 4 %, Кузбасса – до 0,7 %, Караганде – 1 %, Печорского бассейна – 0,4-1,0 %. В процессе обогащения удаляется 0,4-0,8 % серы. В процессе коксования от 5 до 20 % серы уделяется вместе с летучими, остальная сера остается в коксе.

---

8.9 Производство кокса

Процесс коксования протекает в камере коксовой печи, представляющей собой параллелепипед шириной 400-500 мм, высотой 4-6 м, длиной 14-17 м. (рис. 8.2). Узкая сторона камеры называется – машинной, более широкая – коксовой. С машинной стороны расположен выталкиватель кокса с приспособлениями для уплотнения и выравнивания угольной шихты. На коксовой стороне расположена эстакада для окончательного охлаждения и сортировки кокса, а также специальный вагон для приема раскисленного кокса из камеры и доставки его в башню для быстрого тушения и охлаждения кокса.

Отдельные камеры объединяются в батареи. В одной батарее от 64 до 87 камер объемом от 35-40 до 70 м³. Между камерами расположены щелевидные пустоты – простенки, в которых происходит сгорание продуктов обогрева (в основном коксовый газ) и нагрев стенок камер.



Рисунок 8.2 – Схема коксовой печи

Затем тепло стенок передается угольной шихте, загруженной в камеру через отверстия (люки), находящиеся вверху. На верхней площадке батареи расположено оборудование для загрузки угольной шихты в камеры. После загрузки, уплотнения и выравнивания поверхности шихты люки плотно закрывают. В одну камеру загружают от 40 до 60 т шихты и получают из нее 30-45 т кокса. Продолжительность коксования 15-18 часов. Производительность батареи 1500-2500 т кокса в сутки. Процесс коксования в батарее – комбинированный. Срок службы батареи – 20-25 лет. После подготовительных работ начинается процесс коксования. Первый этап – нагрев шихты. В предварительно разогретые регенераторы, расположенные внизу батареи, поступают газ и воздух. Они подогреваются до температуры 900-1000 ^оС и поступают в нижнюю часть вертикала – простенка. Здесь происходит сгорание газа. Нагретые продукты горения поднимаются вверх, проходят через перекидной канал и по следующему вертикалу опускается вниз, проходят через следующую (соседнюю) пару регенераторов в дымовую трубу. Постепенно регенераторы, подогревающие газ и воздух, охлаждаются, а пропускающие продукты горения в дымовую трубу – нагреваются.




Таблица 8.6 - Характеристика углей

---

¹⁾Угли этих месторождений отнесены к группе коксующихся условно.


Продолжение таблицы 8.6

Район, бассейн, месторождение	Концентрат плотностью менее 1,4 г/см3							Марка угля (ГОСТ 25543-88)
	Выход концентрата,%			Ro, %	ОК, %		у, мм
Европейская часть России и Урал Печерский Рудницкая подсвита	75-90	7-10	0,5-1,2	0,8-1,8	15-23	15-35	6-30	Г, Ж, К, ОС
З ападная Сибирь Кузнецкий	70-95	3-8	0,8	0,8-1,6	35-54	15-32	6-20	ГЖ, Ж, К, ОС
Восточная Сибирь Канско-Ачинский Иркутский	85 80	5 8	1 –	0,7 0,8	4 10	45 59-42	8-15 12-40	Г Г, ГЖ
Дальний Восток Ленский Зырянский	– –	– –	– –	0,7-1,7 0,8-1,3	7 13-23	15-40 20-40	6-28 9-24	Г, Ж, К, ОС Г, Ж, К
Северо-Восток Анадырская площадь1)	–	–	–	0,8-1	–	31-37	–	Г

¹⁾ Угли этих месторождений отнесены к группе коксующихся условно.

---

Таблица 8.7 – Марочный состав коксовых шихт коксохимических заводов Украины в 1990 г

Коксохимический завод

Бассейн*

ДГ

Г

ГЖО

ГЖ

Ж

КЖ

К

КС

КО

ОС

ТС

Т

А

%

%

%

у, мм

Авдеевский Енакиевский Макеевский Цех 1 Макеевский Цех 2 Ясиновский Запорожский Горловский Д онецкий, Цех 1 Донецкий, Цех 2 Мариупольский Коммунарский Днепродзержинский Днепропетровский Криворожский Донецкий, Цех 3 Краматорский МЗ Стахановский Авдеевский Баглейский

Д,К,Кр, Л-В Д,К,Кр Д,К,Кр, Л-В Д,П,К, Кр Д,П,К, Кр Д,К,Кр, Л-В Д Кр,Д Д,К Д,К Д,К Д,Кр Д,Кр Д,К Д,К Д,К Д,К Д Д,К

5,1 – – 7,8 – 41 – – – – – – – – – – 15,5 8,1

10 16 30,3 27,4 21,3 13,9 – 43 32,2 15,9 10 – 18,6 11,4 19,8 20 21 16,4 4,6

21,2 15,3 14 14 11,3 9,2 – – 4,5 17 27 38 24,2 21,4 – – – 5,4 18,8

19,5 – 2,9 2,9 9,4 22,5 – – – 0,2 – – – – – 1,6 1,7 – 0,2

21,3 16,3 4,7 – – 28,8 25 30,3 37,1 32 29 30 38,9 23,9 30,4 31 30,2 40

10,6 13,5 32,3 24 39,9 29,6 – – – – – – – – – – – – –

4,2 7,1 7,5 7,1 3,1 7,4 11,1 10,9 12,2 15 13,5 14,9 11,7 12,8 28,8 28 27,2 15 13,5

5,9 7,3 5 3,4 3,6 6,2 – 1,9 – – 3,6 16,2 3,7 – 26,1 – – – –

– 17 5 – – 6 – – – – – – – – – – – – –

– – – – – 19,1 19,2 20 – – – 13,5 – – – 18,8 3,6 –

1,7 2,4 3,3 2,2 3,6 5,2 – – 14,5 8,4 – – 9,3 1,4 8 – 14,2 14,8

5,6 – – 4,8 – – – 0,8 – 5,5 1,9 – 0,8 – 4 6,3 – –

– – – – – – – – – – – – – – – 8 – – –

26,1 27,5 26,6 26 26,3 27,6 7,3 76 7,5 7,9 7,7 7,9 7,6 7,9 8 8,1 8,3 8 7,7

2 2 2 1,5 2,1 1,8 1,9 2,1 2 2,2 2,2 2,1 2 2,3 0,8 0,9 0,9 2 2,2

32 32 32 31 32 32 31 30 29 31 30 29 30 30 28 28 29 31 31

14 16 17 15 15 15 14 13 13 15 14 15 13 16 16 16 17 14 15

---