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

«Лисичанскуголь», и ОГПУ, треста «Рутченковуголь», а также газового угля шахты им. Абакумова этого же треста отрицательно влияет на механическую прочность формовок. Следует отметить, что газовый уголь необхо­ димо больше выдерживать для равновеликого снижения прочности формовок из него по сравнению с формовками из длиннопламенного угля. Что касается кажущейся плотности, пористости и прочности вещества формовок, то изменение этих параметров аналогично изменениям, которые были отмечены для формовок, полученных из угля шахты им. Мельникова.

Испытания газового угля шахты им. Челюскинцев, треста «Петровскуголь», показали, что для получения наиболее прочных формовок при температуре формова­ ния 400° С необходимо выдерживать уголь около 5 мин. При этом выход класса > 25 мм после сбрасывания со­ ставляет 92—93,8%. Дальнейшее увеличение времени выдерживания до 20 мин сопровождается уменьшением механической прочности формовок до 70,0%, в то время как увеличение времени выдерживания свыше 4 мин длиннопламенных углей приводило к тому, что при сбра­ сывании получалась только мелочь.

По данным Н. Р. Кушниревича, расход тепла на на­ грев формовок до стадии кокса обычной теплопередачей

кокса, то при скорости 2 град/мин — 205 ккал.

Основной причиной того, что в стадии спекания фор­ мовки приходится нагревать с незначительной скоростью подъема температуры, является образование слоев раз­ личной степени карбонизации по сечению формовки изза малой теплопроводности. Наличие таких слоев являет­ ся причиной образования в формовках внутренних на­ пряжений, в результате которых образуются трещины,

107

способствующие измельчению формовок. С повыше­ нием скорости подъема температуры увеличиваются тем­ пературные градиенты и усиленно образуются трещины.

На рис. 31 показан график изменения температуры

Реальными путями повышения скорости нагрева фор­ мовок в стадии спекания является уменьшение их гео­ метрических размеров или применение метода, который обеспечил бы быстрый и равномерный прогрев формов­ ки по всему объему, например метода диэлектрического нагрева.

108

Таблица 35

Зависимость выхода летучих из проб, взятых с поверхности и центра формовок, от конечной температуры нагрева

Диэлектрики в высокочастотном электрическом поле нагреваются, главным образом, за счет дипольных по­ терь трения молекул веществ друг о друга при интенсив­ ных колебаниях. Мощность, выделяющаяся в объеме ве­ щества в результате воздействия электрического высоко­ частотного поля, выражается формулой

Р — 5,55 г / tg8 £ 2 • 10 - 1 вт/см3,

где е — диэлектрическая проницаемость вещества; f — частота тока, гц\

Ь— угол диэлектрических потерь; Е — градиент напряжения, кв/см.

Приведенная формула показывает, что диэлектриче­ ский нагрев характеризуется параметрами высокочастот­ ного поля и физическими константами нагреваемого ве­ щества.

Как было установлено ранее [9], метод диэлектриче­ ского нагрева дает возможность равномерно и быстро нагревать угли марок Д, Г, Ж, К и ОС до температуры

109

около 500° С. Степень карбонизации получаемого в этом случае твердого остатка больше, чем при обычном теп­ ловом нагреве. Выше температур 450—490° С нагревать каменные угли диэлектрическим методом не удавалось, так как при этих температурах они становились провод­ никами. Таким образом, в процессе непрерывного коксо­ вания диэлектрический нагрев может быть применен для нагрева формовок в стадии спекания.

Методика опытов по исследованию возможности спе­ кания формовок диэлектрическим путем заключалась в следующем: отформованную обычным способом уголь­ ную массу помещали в кварцевую реторту, расположен­ ную между пластинами конденсатора. В реторте она на­ гревалась до температуры 480 + 5° С [62]. После этого формовку тепловым методом нагревали до температуры 750° С, а затем проводили анализ.

Была исследована возможность диэлектрического на­ грева формовок, полученных при различных давлениях формования и прошедших стадию спекания диэлектриче­ ским методом с различной скоростью подъема темпера­ туры (от 33 до 66 град/мин) . Диэлектрическое спекание формовок проводилось током с частотой 21,4 Мгц. Ско­ рость нагрева изменялась путем изменения градиента высокочастотного напряжения на пластинах реторты.

Полученные формовки испытывались на прочность в барабане Рога. Кроме того, определялись пористость, истинная и кажущаяся плотности и выход летучих из формовок. Для суждения о механической прочности фор­ мовок их сравнивали с формовками, полученными в тех же самых условиях, но прошедшими стадию спекания

обычным тепловым нагревом со скоростью подъема тем­ пературы 1,5 град/мин.

Токами высокой частоты нагревались формовки диа­ метром 60 и 40 мм. Вначале была определена равномер­

н о

С увеличением давления формования при последую­ щем тепловом спекании формовок, несмотря на равен­ ство конечных температур нагрева, наблюдается повы­ шение остаточного выхода летучих. Это, очевидно, объяс­ няется тем, что с увеличением давления формования уве­ личивается плотность формовок и, вследствие этого, об­ разующиеся продукты термической деструкции угля удаляются из формовок с меньшей скоростью.

Последующие опыты подтвердили это предположе­ ние. Если формовка, полученная при давлении формова­ ния 8 кГ1см2, была выдержана при температуре 500° С 10 мин, то выход летучих из нее становился равным выходу летучих из формовок, полученных при давлении формования 1 кГ/см2 (14,5%) и нагретых до 500° С.

Увеличение скорости подъема температуры с 33 до

112