Способ формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности csr

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для подбора угольных шихт для коксования. Для угольных концентратов проводят индивидуальные коксования в лабораторных условиях. Основным показателем, определяемым в полученных пробах кокса, является «горячая» прочность CSR. Формирование шихты происходит на основе полученных данных о «горячей» прочности кокса, полученного из отдельных угольных концентратов. При формировании шихты учитывается потребность доменного передела в заданном диапазоне прочностных характеристик металлургического кокса. Значения теоретических и производственных показателей рассчитывают через коэффициенты приведения по линейным зависимостям. Соотношение компонентов шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR. Изобретение позволяет подобрать лучшее соотношение поступающих на коксование углей и оптимизировать шихту с получением заданного показателя горячей прочности CSR кокса для доменного производства. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива и может быть использовано в коксохимическом производстве для подбора угольных шихт для коксования при получении металлургического кокса.

Кокс в доменной печи выполняет несколько функций. Тепловая и химическая функции кокса частично могут быть реализованы за счет различных технологических решений, например за счет вдувания пылеугольного топлива. Функция создания газопроницаемого каркаса выполняется исключительно коксом и зависит от его прочностных характеристик. Принимались различные попытки формирования шихты для получения кокса с заданными прочностными характеристиками.

Известен способ формирования шихты для производства металлургического кокса с заданным уровнем характеристик горячей и холодной прочности кокса путем введения нефтяного кокса (патент РФ №2540554, МПК С10В 57/04, опубл. 10.02.2015 г.) или каменноугольной смолы (патент РФ №24598564, МПК С10В 57/04, опубл. 27.08.2012 г.) в смесь углей разного петрографического состава.

Известен также способ подготовки угольной шихты для получения металлургического кокса, включающий отсев и брикетирование пылевидного класса меньше или равного 0,5 мм. Данный способ позволяет повысить плотность угольной загрузки в коксовые печи, получить кокс с улучшенными показателями горячей прочности CSR (патент РФ №2550874, МПК С10В 57/08, опубл. 20.05.2015 г.).

Существенным недостатком данных способов является увеличение себестоимости кокса и необходимость специальных технологических мероприятий в процессе подготовки шихты к коксованию.

Наиболее близкий к предложенному является способ формирования шихты для получения металлургического кокса, основанный на объединении поступающих на предприятие угольных концентратов в шахто-группы в зависимости от показателя отражения витринита (Ro, %), выхода летучих веществ (Vdaf, %) и толщины пластического слоя (У, мм). В способе определяют оптимальный состав шихты из расчета ожидаемой холодной прочности кокса (патент РФ №2461602, МПК С10В 57/04, опубл. 20.09.2012 г.).

Мировая и отечественная практика показывают, что холодная прочность кокса М40 (М25) и истираемость М10 не в полной мере отражают свойства кокса и его поведение в процессе доменной плавки. Эффективность кокса в доменном процессе в значительной степени зависит от его реакционной способности CRI (coke reactivity index) и горячей прочности CSR (соке strength after reaction). Эти показатели влияют на ход доменной плавки, распределение температур и газовых потоков в печи, а как следствие, на степень использования газа и удельный расход восстановителя, кроме того, характеризуют прочность коксовой насадки в нижней части печи. Существенными недостатками данного способа формирования шихты для получения металлургического кокса являются: отсутствие возможности оценивать поступающие концентраты с точки зрения их влияния на горячую прочность кокса и отсутствие сформулированного критерия для сравнения и выбора оптимальной шихты с точки зрения получения заданных параметров по горячей прочности.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего подобрать оптимальное соотношение поступающих угольных концентратов (использовать любой набор) с получением заданного показателя горячей прочности CSR кокса для доменного производства. При этом минимизировать затраты на проведение дорогостоящих полупромышленных и промышленных экспериментальных коксований.

Поставленная задача решается тем, что в способе формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности CSR, включающем использование компонентов шихты из различных типов углей, составляющих шахто-группы и условно пригодное сырье, при формировании шихты используют заданные показатели горячей прочности CSR металлургического кокса и показатели горячей прочности CSR каждого из компонентов шихты, полученные после индивидуального коксования каждого компонента, при этом долю компонентов в шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, определяемого по формуле:

, где

η - разность между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, %;

CSRз - заданный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

k1=-0,02÷0,02 - эмпирический коэффициент;

k2=0,9÷1,2 - коэффициент пропорциональности;

CSRi - горячая прочность кокса, полученного для i-го компонента шихты, %;

ci - доля i-го компонента в шихте для получения металлургического кокса;

n - количество компонентов шихты,

корректировку соотношения компонентов шихты осуществляют при величине разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR более 2,0%.

Сущность заявленного технического решения.

Для угольных концентратов, составляющих сырьевую базу, проводят индивидуальные коксования на установке для лабораторного коксования и на основании полученных данных подбирают их долю в шихте для получения заданной характеристики горячей прочности кокса CSR.

Установка для лабораторного коксования предназначена для изготовления проб кокса как из угольных концентратов, так из угольных смесей. Параметры пробы кокса, полученной на лабораторной установке, соответствуют параметрам кокса, выходящего из коксовой батареи. Изготовленного таким способом кокса достаточно для полного комплекса исследований, применяемых для оценки качества кокса, полученного из потока. Основным показателем, определяемым в полученных пробах кокса, является горячая прочность CSR.

Формирование шихты производят на основе полученных данных о горячей прочности кокса, полученного из отдельных угольных концентратов, и на основании аддитивности данных показателей. При формировании шихты учитывают потребность доменного передела в заданном диапазоне прочностных характеристик металлургического кокса. Значения расчетных показателей горячей прочности рассчитывают через коэффициенты приведения по линейным зависимостям:

, где

CSRp - расчетный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

k1=-0,02÷0,02 - эмпирический коэффициент;

k2=0,9÷1,2 - коэффициент пропорциональности;

CSRi - горячая прочность кокса, полученного для i-го компонента шихты, %;

ci - доля i-го компонента в шихте для получения металлургического кокса;

n - количество компонентов шихты.

Долю компонентов в шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным (CSRз) и расчетным показателями горячей прочности (CSRp), определяемого по формуле:

η=СSRз-CSRp, где

η - разность между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, %;

CSRз - заданный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

CSRp - расчетный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

В итоге окончательная формула расчета принимает следующий вид:

Данные, полученные в лабораторных условиях, распространяют на фактическое производство через коэффициенты адаптации k1 и k2. Установленные эмпирическим путем линейные зависимости позволяют привести параметры пробы кокса, полученной на лабораторной установке, к параметрам кокса, выходящего из коксовой батареи.

На фиг. 1 приведена диаграмма зависимости частоты распределения в диапазоне отклонений заданных показателей горячей прочности кокса от разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности. На фиг. 2 приведена зависимость между расчетными и заданными показателями горячей прочности CSR.

Для реализации предложенного способа формирования шихты в производственном процессе оценили отклонения ежесменных заданных показателей горячей прочности кокса от расчетных показателей по шихтовой карте (фиг. 1). Практическим путем установлено, что порядка 77% всех полученных данных находятся в диапазоне ±2%.

В соответствии с фиг. 2 установлена тесная корреляционная связь между заданными и расчетными показателями горячей прочности кокса.

Пример реализации способа.

В таблице 1 приведены данные по величине горячей прочности CSR, определенной для проб кокса, полученных в результате индивидуального лабораторного коксования проб угольных концентратов различных поставщиков, составляющих сырьевую базу, долю участия данных поставщиков в производственной шихте для коксования, расчетное и заданное значения показателя горячей прочности CSR для кокса, полученного промышленным способом из шихты, с долевым участием поставщиков в соответствии с шихтовыми картами №№1, 2.

Как видно из таблицы 1, расчетный показатель горячей прочности CSRp и заданный показатель горячей прочности CSRз для условий производства отличаются не более чем на 2%.

Например, требуется из имеющейся сырьевой базы подобрать варианты шихтовых карт получения кокса с заданным показателем горячей прочности CSRз>56,5%.

В таблице 2 приведены варианты шихтовых карт с данными по долевому участию поставщиков.

Пример расчета для варианта шихтовой карты №1 согласно математической формуле, приведенной в формуле изобретения:

η=56,5-[-0,01+1,2*(28,3*0,05+45,4*0,65+62,3*0,05+50,8*0+40,2*0,2+60,4*0,05)/100%]*100=56,5-53,12=3,38%, где

CSRз=56,5%,

k1=-0,01,

k2=1,2,

CSRi - горячие прочности проб кокса, полученных соответственно от поставщиков №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2),

ci - доля компонентов в шихте, полученных от поставщиков №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2),

n - количество компонентов шихты - №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2).

Как видно из таблицы 2 и из примера, η=3,38% >2%, это значит, что вариант шихтовой карты №1 не подходит заданному показателю, поэтому меняли долю участия концентратов. Концентрат поставщика №7 имеет низкую горячую прочность, и его выводили из шихты, при этом увеличивали долю концентрата от поставщика №9 и дополнительно вводили концентрат от поставщика №6, увеличивая при этом долю концентрата от поставщика №3, уменьшив долю концентрата от поставщика №2. Таким образом, для достижения заданного показателя горячей прочности производят корректировку соотношения компонентов шихты при величине разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR более 2,0% путем снижения доли участия углей с низкими показателями горячей прочности CSRi, полученными в результате индивидуального лабораторного коксования угольного концентрата, и повышения доли участия углей с высокими показателями горячей прочности CSRi, полученными в результате индивидуального лабораторного коксования угольного концентрата.

Для вариантов №2 и №3 повторяли расчет η аналогично приведенному выше до достижения условия, когда оба варианта соответствуют заданному показателю горячей прочности CSRз>56,5% и η<2%.

Для выбора одного из вариантов (2 или 3) производили экономическую оценку вариантов шихтовых карт и выбирали наиболее приемлемый с точки зрения закупочной стоимости шихты.

Заявленный способ составления шихты позволяет подобрать лучшее соотношение поступающих на коксование углей и оптимизировать шихту с получением заданного показателя горячей прочности CSRз металлургического кокса для доменного производства. Реализация данного способа позволила получать кокс с показателем горячей прочности CSR 48-60%, что близко к оптимальным значениям и в среднем соответствует требованиям к характеристикам кокса на заводах России.

Способ формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности CSR, включающий использование компонентов шихты из различных типов углей, составляющих шихто-группы и условно пригодное сырье, отличающийся тем, что при формировании шихты используют заданные показатели горячей прочности CSR металлургического кокса и показатели горячей прочности CSR каждого из компонентов шихты, полученные после индивидуального коксования каждого компонента, при этом долю компонентов в шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, определяемого по формуле:

, где

η - разность между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, %;

CSRз - заданный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

k1=-0,02÷0,02 - эмпирический коэффициент;

k2=0,9÷1,2 - коэффициент пропорциональности;

CSRi - горячая прочность кокса, полученного для i-го компонента шихты, %;

ci - доля i-го компонента в шихте для получения металлургического кокса;

n - количество компонентов шихты,

корректировку соотношения компонентов шихты осуществляют при величине разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR более 2,0%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для приготовления смеси углей для производства кокса. Угольная шихта для производства кокса содержит два или больше типов углей с различными поверхностными натяжениями, относительную долю каждого из углей регулируют, используя поверхностное натяжение смеси полукоксов, полученной из указанной смеси углей, в качестве показателя.

Изобретение относится к области коксохимии. В процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти получают добавку коксующую.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ производства кокса включает формирование смеси углей путем смешения двух или более типов угля и карбонизацию указанной смеси углей.

Изобретение может быть использовано в металлургической области. Шихта для получения металлургического кокса с повышенной дренажной способностью, в качестве которой применяют продукт замедленного коксования тяжелых нефтяных остатков с содержанием летучих от 12 до 25% в количестве 100%.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ оценки термопластичности углей или спекающих добавок включает набивку угля или спекающей добавки в емкость с получением образца, размещение слоя набивки из частиц на образце, нагрев образца с поддержанием при этом образца и слоя набивки при постоянном объеме или с приложением постоянной нагрузки на слой набивки, измерение расстояния проникновения, представляющее собой термопластичность угля, на которое расплавленный образец проникает в полости слоя набивки, и оценку термопластичности образца с использованием измеренного значения.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ подготовки угля для получения кокса включает набивание угля в емкость для получения образца, на который помещают материал, имеющий сквозные отверстия, проходящие сверху донизу, нагревают полученный образец и измеряют расстояние проникновения, на которое расплавленный образец проникает внутрь указанных сквозных отверстий.

Изобретение может быть использовано в металлургической и коксохимической промышленности. Способ составления и подготовки угольной шихты для получения металлургического кокса включает формирование угольной шихты из первого и второго компонентов путем их раздельного дозирования и смешения с последующим дроблением полученной угольной шихты.

Изобретение относится к области нефтепереработки. .

Изобретение относится к коксохимическому производству и касается способа формирования шихты для получения металлургического кокса. .

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано на коксохимических предприятиях при подготовке угольной шихты к коксованию. .

Изобретение относится к области получения металлургического кокса и может быть использовано в цветной металлургии. Способ получения кокса включает приготовление шихты из смеси углей различных технологических марок с нефтяным коксом фракции менее 25 мм. Нефтяные коксы, имеющие разный выход летучих веществ, смешивают в расчетно заданной пропорции, причем количество нефтяных коксов с выходом летучих веществ в интервале от 7% до 13,9% составляет не более 40% от общего объема шихты. Для приготовления шихты используют нефтяной кокс с содержанием серы от 1,1% до 6% и зольностью от 0,1% до 2%. Компоненты шихты дробят совместно и шихту подают на слоевое коксование. Техническим результатом является оптимизация процесса производства кокса за счет получения шихты для коксования, имеющей повышенную эффективность в производстве никелевого штейна. 2 табл.
Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к технологии получения металлургического кокса из шихты, включающей продукты переработки нефти. Шихта для получения металлургического кокса из углеродсодержащих материалов с содержанием тяжелых сернистых остатков нефтепереработки в количестве не менее 10% содержит горючий сланец в количестве от 0,1 до 30% от массы шихты. В качестве тяжелых сернистых остатков нефтепереработки использован нефтяной полукокс с выходом летучих веществ в количестве 14-25%. Технический результат заключается в упрощении производства кокса, снижении расхода кокса, полученного при коксовании материала, имеющего повышенное содержание серы, при одновременном обеспечении требуемого качества кокса и максимальной нейтрализации влияния серы при коксовании. 3 пр.
Изобретение относится к способу производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти. В способе нефтяной кокс анализируют на содержание летучих веществ и золы. Сортировкой получают порцию нефтяного кокса, имеющего содержание летучих веществ15-19 масс. % и содержание золы до 2 масс. %. Эту фракцию нефтяного кокса уплотняют и помещают в коксовую печь для циклического коксования. Коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса или пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или обоих. Нефтяной кокс нагревается до температуры 1000-1550°C в течение менее 120 часов. Образующийся доменный кокс имеет показатель прочности CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%. Изобретение обеспечивает получение кокса, обладающего повышенной прочностью и низкой реакционной способностью и подходящего для использования в качестве доменного кокса. 2 н. и 14 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению высококачественного нефтяного игольчатого кокса. Способ включает смешивание в промежуточной емкости тяжелого газойля каталитического крекинга с рециркулятом с образованием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья, подачу его в камеру коксования при температуре коксования и коксование с получением кокса и дистиллята коксования, который подают в нижнюю часть ректификационной колонны на фракционирование. При этом предварительно с тяжелым газойлем каталитического крекинга смешивают экстракт фурфурольной очистки масляного производства в количестве 20-30% от смеси, в качестве рециркулята используют легкий или тяжелый газойль коксования, при этом коэффициент рециркуляции составляет 1,5-2,0. После прекращения подачи вторичного сырья в камеру коксования подают теплоноситель в количестве 10-20 т/час при температуре 500-530°С в течение 6-8 часов, в качестве которого могут быть использованы легкий или тяжелый газойль коксования. Изобретение направлено на расширение ресурсов сырья для получения игольчатого кокса с высокой оценкой микроструктуры и высокой механической прочностью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Предложена шихта для получения металлургического кокса. Шихта содержит, мас.%: нефтяной кокс 30,0-1,0; нефтяные остатки 30,0-1,0; смесь каменных углей 40,0-98,0; Используемые нефтяные остатки характеризуются зольностью Ad не более 2,5%, выходом летучих веществ Vdaf не более 90%, содержанием серы Sd не более 5%, индексом Рога (IR) не менее 10. Нефтяной кокс характеризуется зольностью Ad не более 2,5%, выходом летучих веществ Vdaf не более 25%, содержанием серы Sd не более 5%. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей шихты для коксования за счёт снятия ограничений по выбору типа каменных углей, используемых в шихте. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к коксу и способу его получения и может найти применение в металлургической промышленности. Способ получения кокса включает осуществление сухой перегонки смеси, содержащей беззольный уголь; окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей. Способ позволяет получить высокочистый кокс с меньшими затратами. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составу угольной шихты для получения кокса. Угольная шихта для получения металлургического кокса содержит следующие компоненты в соотношении, масс. %:- спекающие угли, в том числе: - газовый жирный (ГЖ) 13,0-18,0,- жирный (Ж) 3,0-16,0,- смесь жирный + газовый жирный (Ж+ГЖ) 2,0-6,0,при общем количестве спекающих углей 18,0-40,0;- коксовые угли, в том числе:- коксовый (К) 19,0-22,0, - коксовый жирный (КЖ) 1,0-8,0,при общем количестве коксовых углей 20,0-30,0;- отощенные угли, в том числе:- коксовый отощенный (КО) 5,0-10,0,- коксовый слабоспекающийся (КС) 14,9-18,0,- отощенный спекающийся (ОС) 10,0-22,0,при общем количестве отощенных углей 29,9-44,0;- каменноугольный пек, гранулированный 0,1-5,0- кокс нефтяной 0,1-6,0.Технический результат – создание шихты с оптимальной спекаемостью и коксуемостью для получения качественного кокса с пониженной зольностью, повышенной прочностью, увеличенным выходом кокса. 3 пр.

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к получению металлургического кокса из шихты. Нефтяная коксующая добавка состоит из продукта замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, полученного путем выдержки в течение 14-24 часов при температуре 450-500°C при коэффициенте рециркуляции в камере коксования от 1,05 до 1,2, характеризуется содержанием летучих веществ от 14 до 28% и коксуемостью по Грей-Кингу не ниже индекса G. Технический результат - повышение стабильности свойств и коксуемости коксующей добавки, повышение качества кокса за счет повышения коксуемости компонента шихты для коксования (коксующей добавки) и за счет обеспечения стабильности свойств компонента шихты для коксования (коксующей добавки) при ее содержании до 99% относительно общего объема шихты для коксования. 4 табл.

Группа изобретений относится к контролю степени выветривания угля. Способ контроля степени выветривания угля включает предварительное определение поверхностного натяжения каждой марки полукокса, который получен осуществлением термообработки каждой из нескольких марок угля, находящихся на угольном складе, и предварительную оценку доли каждой из нескольких марок угля на угольном складе; и смешивание нескольких марок полукокса в соответствующих долях для получения смеси полукокса, при этом степень выветривания каждой из нескольких марок угля контролируют так, что значение поверхностного натяжения на границе раздела фаз γinter смеси полукокса, которое получено из поверхностных напряжений и долей каждой из нескольких марок полукокса, составляет 0,03 мН/м или ниже. Также представлены другие варианты осуществления вышеуказанного способа и способ получения кокса с использованием любого из вариантов способа контроля степени выветривания угля. Достигается повышение точности и надежности контроля. 4 н.п. ф-лы, 2 пр., 5 табл., 4 ил.

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для подбора угольных шихт для коксования. Для угольных концентратов проводят индивидуальные коксования в лабораторных условиях. Основным показателем, определяемым в полученных пробах кокса, является «горячая» прочность CSR. Формирование шихты происходит на основе полученных данных о «горячей» прочности кокса, полученного из отдельных угольных концентратов. При формировании шихты учитывается потребность доменного передела в заданном диапазоне прочностных характеристик металлургического кокса. Значения теоретических и производственных показателей рассчитывают через коэффициенты приведения по линейным зависимостям. Соотношение компонентов шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR. Изобретение позволяет подобрать лучшее соотношение поступающих на коксование углей и оптимизировать шихту с получением заданного показателя горячей прочности CSR кокса для доменного производства. 2 ил., 2 табл.

Наверх