Файл: Тютюнников Ю.Б. Получение кокса из слабоспекающихся углей.pdf

Таблица 32

Результаты испытаний механической прочности формовок

без существенного уменьшения их механической проч­ ности. Так, например, если при увеличении скорости на­ грева от 1,4 до 2,9 град!мин (одинаковых для этих ста­ дий) механическая прочность формовок значительно уменьшается (выход класса ]> 40 мм после сбрасывания уменьшается с 97,9 до 57,2%), то при различных ско­ ростях нагрева по стадиям (1,4 град!мин в стадии спека­

полученных при одинаковой скорости нагрева по стади­ ям (3,2 град/мин) с прочностью формовок, полученных при скорости нагрева в стадии спекания (1,4 град/мин) и стадии прокаливания (3,2 град/мин), то оказывается, что механическая прочность формовок, полученных во втором случае, более чем в 2 раза превышает прочность формовок, полученных в первом случае. Таким образом, можно считать установленной возможность сокращения времени нагрева формовок, полученных из газового угля

101

за счет повышения скорости нагрева в стадии прокали­ вания. Если считать, что нагрев формовок до темпера­ туры 550°С будет проводиться со скоростью 1,5 град/мин и от 550 до 750° С — 2,5 град/мин, то необходимое время

При проведении опытов было обнаружено, что на ме­ ханическую прочность готовых формовок в значительной мере влияет выдержка их при температуре формования перед началом повышения температуры в печи. Для

102

ный вывод о благоприятном влиянии теплового выдер­ живания на механическую прочность формовок.

При небольших скоростях повышения температуры (0,7—1,5 град/Мин) предварительное тепловое выдержи­ вание формовок из газового угля практически не влияет на их механическую прочность. Однако при нагреве этих же формовок со скоростью, превышающей 1,5 град/мин, когда их механическая прочность начинает уменьшаться, предварительное выдерживание дает положительный ре­ зультат.

При нагреве формовок со скоростью 1,6 град/мин предварительное десятиминутное выдерживание приво­ дит к увеличению класса Д> 40 мм после сбрасывания с 80,3 до 99%. При скорости нагрева 1,8 град]мин проч­ ность формовок, полученных при предварительном теп­ ловом выдерживании, достигает 98,4%.

На опытной установке были проведены исследования с Целью отыскания температуры, при которой за­ канчивается стадия спекания. Для этого на основании предыдущих опытов была выбрана такая скорость нагрева в стадии прокаливания, при которой значи­ тельно уменьшалась бы механическая прочность фор­ мовок.

В стадии спекания формовки нагревались со ско­ ростью 1,4 град/мин, обеспечивающей получение прочных формовок. Стадия спекания заканчивалась при различ­ ных температурах, начиная с 460 и кончая 550° С (табл. 34).

Наиболее прочные формовки получаются в том слу­ чае, когда стадия спекания заканчивается при темпе­

ка» при температуре 540° С образуется структура полу­ кокса.

103

В лабораторных условиях * исследовалось влияние скорости нагрева и предварительного теплового выдер­ живания на формовки, полученные из различных донец­ ких газовых и длиннопламенных углей.

Таблица 34

Зависимость механической прочности прокаленных формовок от конечной температуры спекания

Оптимальная скорость нагрева формовок, получен­ ных из длиннопламенного угля шахты им. Мельникова, треста «Лисичанскуголь», составляет 3 град/мин, при меньших и больших скоростях механическая прочность уменьшается. Так, например, если нагревать формовки до температуры 750° С с постоянной скоростью, равной 1 град/мин, то после испытания их механической проч­

104

вен 50,0%. Из формовок, полученных со скоростью спе­ кания 4 град/мин и скоростью прокаливания 1 град/мин, выход класса > 2 5 мм составляет 63,0%.

Изменение скорости прокаливания в пределах 1— 4 град/мин при нагреве формовок, полученных из угля шахты им. Мельникова, незначительно влияет на их ме­ ханическую прочность. Таким образом, можно считать, что решающим фактором для прочности формовок яв­ ляется скорость спекания. При нагреве их оптимальной следует считать скорость 3—4 град/мин.

Кажущаяся плотность формовок из длиннопламенно­ го угля в значительной степени зависит от скорости на­ грева и при увеличении ее от 1 до 8 град/мин уменьшает­ ся от 0,81 до 0,77. В соответствии с этим увеличивается пористость формовок от 54 до 60%. Опыты с различны­ ми скоростями нагрева по стадиям показали, что кажу­ щаяся плотность и пористость формовок зависят в основ­ ном от скорости нагрева в стадии спекания. Прочность вещества этих формовок, определяемая методом ВУХИН, с увеличением скорости спекания увеличивается.

Испытания формовок, полученных из длиннопламен­ ного угля шахты ОГПУ, треста «Рутченковуголь», пока­ зали, что оптимальной для них является скорость нагре­ ва 3 град/мин. При скоростях нагрева 2 и 4 град/мин механическая прочность уменьшается. Кажущаяся плот­ ность и пористость изменяются аналогично изменению этих показателей для формовок из угля шахты им. Мель­ никова.

Прочность формовок из газового угля шахты им. Аба­ кумова, треста «Рутченковуголь», наибольшая при на­ греве их со скоростью 2 град/мин. Сохранение этой ско­ рости нагрева в стадии спекания при увеличении ско­ рости в стадии прокаливания до 3 град/мин дает воз­ можность получить формовки с такой же прочностью

105

(выход класса >25 мм после сбрасывания 80,6 и 80,5%). Характерной особенностью этих формовок является то, что пористость и кажущаяся плотность их практически не зависят от скорости нагрева.

Большое влияние на механическую прочность и физи­ ко-химические свойства формовок оказывает подготовка угля перед формованием и формовок перед спеканием. При нагреве длиннопламенного угля шахты им. Мельни­

ность формовок: выход класса > 25 мм увеличивается с 27,0 до 87,5%. В то же время с увеличением времени выдерживания увеличивается кажущаяся плотность, уменьшается пористость с 56 до 49% и увеличивается прочность вещества формовок с 62,5 до 67,4%. Если вре­ мя выдерживания увеличить до 5 мин, то при этом уголь, очевидно, успевает подвергнуться значительной термической деструкции, вследствие чего теряет способ­ ность образовывать пластическую массу. Выход класса > 25 мм в этом случае после сбрасывания составляет всего 7,2%. Одновременно с резким уменьшением ме­ ханической прочности почти в 2 раза уменьшается проч­ ность вещества формовок, что, по нашему мнению, объясняется ухудшением условий их спекания.

При нагреве длиннопламенного угля до температуры 400° С увеличение времени выдерживания приводит к то­ му, что уже при времени 4 мин получаются формовки с весьма малой механической прочностью, а после испы­ тания сбрасыванием получается только мелочь. При этом значительно увеличивается кажущаяся плотность (0,99) и уменьшается прочность вещества формовок до

29,0%.

Тепловое выдерживание перед формованием длиннопламенных; углей шахт «Восточная-Кременная», треста

106