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

щества формовок, полученных при диэлектрическом спе­ кании, при всех скоростях нагрева была выше прочности вещества формовок теплового спекания.

При диэлектрическом нагреве движущихся формовок со скоростью подъема температуры 33 град/мин полу­ чаются более прочные формовки, чем при обычном теп­ ловом нагреве неподвижных формовок. Повышение ско­

ской прочности формовок. Пористость таких формовок несколько больше, чем пористость формовок, нагретых в неподвижном состоянии.

Расход электроэнергии определялся при нагреве га­ зового угля в кварцевой реторте. Общий расход ее из­ мерялся электрическим трехфазным счетчиком, вклю­ ченным в первичную цепь генератора. Расход электро­ энергии на нагрев определялся по разности расходов ее при загруженном конденсаторе и холостом ходе генера­ тора. Это давало возможность не принимать во внима­ ние к. п. д. генератора, зависящий от его электротехни­ ческих особенностей.

Средний удельный расход электроэнергии на нагрев угля от комнатной температуры до конечной температу­ ры составлял 0,183 квт-ч/кг.

Расход электроэнергии на нагрев угля от темпера­ туры начала размягчения до конечной температуры спе­ кания, т. е. на стадию образования полукокса, составлял

0,057 кет • ч/кг.

Связь между тепловой и электрической энергиями выражается уравнением

Q = 861 N ,

где Q — количество тепла, ккал-, N — мощность, кет;

т — время, ч.

119

По этому уравнению находим, что количество тепла на нагрев угля составляет 157,5, а на стадию спекания — 49,1 /скал/кг.

Вторым путем увеличения скорости нагрева формо­ вок является рациональный выбор их размера и геомет­ рической формы. Работы в этом направлении были про­ ведены в ИГИ АН СССР [23].

С этой целью на лабораторной установке были полу­ чены из угля ЦОФ № 1/2 «Доброполье» формовки в ви­ де двояковыпуклых линз с размерами осей 70 и 47, 60 и 42, 50 и 32, 40 и 28 мм, шаров диаметром 70, 60, 50, 40 мм, цилиндров с диаметром 70, 60, 50, 40 и 30 мм и соответственно высотой 70, 60, 50, 40 и 30 мм и кубов с величиной ребер 60, 50 и 40 мм. Для них были опреде­ лены максимально допустимые скорости нагрева, при которых трещины не образуются.

Полученные результаты показаны на рис. 34, из ко­ торого видно, что уменьшение размеров формовок всех видов позволяет увеличивать допустимую скорость нагрева.

Зависимость допустимых скоростей нагрева от раз­ меров формовок объясняется, главным образом, наличи­ ем температурного градиента по формовкам. С увеличе­ нием размеров увеличивается температурный градиент, что, в свою очередь, сопровождается возникновением внутренних напряжений в коксовом веществе, вызываю­ щих образование трещин.

Исследования зависимости допустимой скорости на­ грева от формы изделий при одинаковой массе показа­ ли, что допустимые скорости нагрева формовок одина­ ковой массы равны и не зависят от их формы (рис. 35). Размеры формовок в этих опытах были различны. Так, например, формовка в виде шара массой 220 г имела диаметр 70 мм. Высота и диаметр основания цилиндри-

120

ческой формовки того же веса были равны 60 мм. Фор­ мовки кубической формы размером 50 мм и массой 150 г соответствовали по массе шарообразным формов­ кам диаметром 60 мм.

что при нагревании будет образовываться только один центр сжатия и поэтому будет меньше трещин.

Подводя итог исследованиям влияния различных скоростей нагрева на механическую прочность формо­ вок, можно сделать следующие общие заключения.

В процессе нагрева формовок более важным факто­ ром для механической прочности формованного кокса

121

является скорость нагрева в стадии спекания по сравне­ нию со скоростью нагрева в стадии прокаливания. Ско­ рость нагрева формовок из большинства исследованных газовых углей в первой стадии не должна превышать 1.5—1,8 град/мин, так как при превышении ее формовки имеют меньшую механическую прочность.

Если формовки получены из длиннопламенных углей, скорость нагрева в стадии спекания может быть повы­ шена до 3—4 град/мин.

Увеличение скорости нагрева в большей степени влияет на механическую прочность формовок, получен­ ных из углей с пластическим слоем более 7 мм; формов­

механическую прочность. От скорости нагрева формовок в стадии спекания также зависят их пористость и горю­ честь, которые являются важными технологическими свойствами доменного топлива. Горючесть кокса, полу­ ченного в современных печах из шихты состава Г—20,

Ж —40, К—20 и ОС—20%, равна 100—120 сек *. Величи­ на этого показателя определяется в основном тремя па­ раметрами: составом исходной шихты, конечной темпе­ ратурой коксования и пористостью кокса. При производ­ стве кокса по существующей технологии эти параметры изменять довольно трудно, поэтому практически нет воз­ можности регулировать горючесть кокса.

Стадийность процесса непрерывного коксования по­ зволяет получать доменное топливо с повышенной горю­ честью, что обусловлено двумя факторами. Во-первых, для получения формованного кокса применяют малометаморфизированные угли, во-вторых, регулируя темпе-

Горючесть определялась методом ГИАП по времени распро­

странения зоны горения в засыпи зерненного кокса: чем меньше время сгорания, тем больше горючесть.

122

ратуру и время выдерживания их, можно в значитель­ ных пределах изменять пористость формованного кокса.

Повышение конечной температуры нагрева формо­ вок, полученных из длиннопламенных и газовых углей, приводит к снижению горючести формованного кокса

(табл. 40).

Формованное топливо, полученное из угля марки Д, при конечной температуре нагрева 750° С имеет боль­ шую горючесть, чем топливо из газовых углей. При уве­ личении скорости нагрева в стадии спекания горючесть формовок увеличивается тем больше, чем выше пласти­ ческий слой угля, из которого получена формовка.

Обязательным условием для углей, перерабатывае­ мых методом непрерывного коксования, является спо­ собность их образовывать пластическое состояние. До­ нецкие тощие или длиннопламенные угли с нулевым пластическим слоем (типа донецких кураховских) не образуют пластической массы и не формуются. В связи с этим при отыскании путей переработки таких углей методом непрерывного коксования была изучена воз­ можность шихтования [64].

123

Опыты по получению формованного кокса из бинар­ ных шихт проводились в лабораторных условиях. Дав­

менного угля привело к повышению их механической

прочности. Выход класса > 2 5 мм увеличился с 12,7

до 81 %.

Коксование бинарных шихт из длиннопламенного и газового углей показало, что механическая прочность

124