Способ определения коксуемости углей и угольной шихты

 

Союз Советских

Социалистических

Республин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ рл857223

4r

4 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 2311.78 (21) 2688359/23-26 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет— (Я)М. Кл.з

С 10 В 57/14

G 01 N 11/00

Государственный комнтет

СССР по делам изобретений н открытн й

Опубликовано 23.0881. Бюллетень H= 31

Ю

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК662. 741 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. В. Бирюков (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политех им В.И. Ленина (54) СПОСОБ- ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОКСУЕИОСТИ УГЛЯ

И УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ

Изобретение относится к коксохимии и может быть использовано при систематическом контроле коксуемости углей и угольных шихт.

Известен способ определения коксуемости угля и угольной шихты, вклю чающий их нагрев со скоростью 6575 град/мин до 600 С с образованием угольной пластической массы и выделение жидких нелетучих составляющих (ЖНС) пластической массы в центробежном поле (1 ).

Однако в этом способе не удается охарактеризовать свойства жидких нелетучих составляющих в момент их 15 образования и выделения. Это снижает точность определения коксуемости углей и угольных шихт и в отдельных случаях не позволяет объективно оценить качество углей и шихт для кок- 20 сования.

Цель изобретения — повышение точности способа определения коксуемости углей и угольных шихт эа счет определения содержания фракций различ- 5 ной текучести жидких нелетучих составляющих угольной пластической мас. сы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем нагрев для 30 угля или угольной шихты со скорос- тью 65-75 град/мин, до 600ОС с образованием угольной пластической массы и выделение .жидких нелетучих состав.ляющих угольной пластической массы в центрбежном поле, подачу нелетучих составляющих угольной пластической массы в спиралевидный канал, наг рев которого ведут со скоростью 65

75 град/мин до температуры 600 С од новременно с углем или угольной шихтой, охлаждение их, разделение кана ла на различные по длине зоны, отбор и взвешивание жидких нелетучих составляющих угольной пластической массы из этих зон.

Отличие способа заключаются в том, что выделенные жидкие нелетучие составляющие угольной пластической массы подают в спиралевидный канал, нагрев которого ведут со ско ростью 65»75 град/мин и до температуры 600 С одновременно с углем или угольной шихтой, охлаждают их, разделяют канал на различные по длине зоны и производят отбор и взвешивание жидких нелетучих составляющих из этих эон.

Нагревание жидких нелетучих сос тавляющих в процессе выделения необ..

85 7223 ходимо для предупреждения преждевременного резкого повышения их вязкости при прохождения в спиралевидном канале. Жидкие нелетучие составляющие затекают на различную глубину спирале видного канала в соответствии со своей текучестью в момент выделения.

Отбор и взвешивание порций жидких нелетучих составляющих после их охлаждения иэ различных по длине зон спиралевидного канала позволяет определить содержание фракций разной текучести.

На чертеже схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из электропечи 1, в которую установлен загрузочный патрон 2 с приемником 3, уложена фильтрующая сетка 4 и установлен загрузочный цилиндр 5. В загрузочный патрон 2 установлена термопара 0

6, а в нижней части патрона 2 пробка 7. B приемнике 3 установлен спиралевидный канал 8, выполненный в .виде спиралевидного вкладыша по всей высоте приемника 3. 25

Способ осуществляется следующим образом.

В загрузочный патрон 2 помещают угольную загрузку на фильтрующую сетку 4 и устанавливают их на приемник 3О

3 со спиралевидным каналом 8. Загрузочный патрон 2 закрывают снизу пробкой 7, устанавливают в трубчатую электропечь 1 и завинчивают съемное дно стакана электропечи 1. Затем в загрузочный патрон 2 закрепляют термопару б и включают центрифугу.

При достижении 1500 об/мин производят включение нагрева трубчатой электропечи 1 поддерживая скорость нагрева 65-75 град/мин, При температуре 550 С .выключают трубчатую о электропечь 1. Температура повышается до 600 С за счет тепловой инеро ции. Образующиеся при термической деструкции жидкие нелетучие состав- у ляющие пластической угольной массы вытекают под воздействием центробежной силы в канал 8, который обогревает (при скорости нагрева 65

75 град/мин до конечной температуры д

600 С). Жидкие нелетучие составляющие распределяются в соответствии с текучестью в разных зонах по длине спиралевидного канала. При достижении температуры 600ОС выключают ® центрифугу и после охлаждения патрона суэлектропечью извлекают из трубчатой .электропечи 1 загрузочный патрон 2, приемник 3 и спиралевидный канал 8, на котором застыли жидкие нелетучие составляющие. Канал 8 делят 40 по длине на необходимое число зон (в соответствии с числом витков), Затем производят соскабливание и взвешивание жидких нелетучих составляющих по фракциям из каждой зоны. б5

После этого рассчитывают процентное содержание каждой фракции.

Проводят испытание донецких углей и шихт.

В приемнике 3 помещают металлический спиралевидный канал 8 следующих размеров: высота — 400 мм, диаметр - 18 мм, количество витков спирали " 5.

Загрузочный патрон 2 подготавлйвают к опыту в следующем порядке. В нижнюю его часть помещают приемник

3, со спиралевидным каналом 8. На приемник 3 устанавливают загрузочный цилиндр 5, снабженный фильтрующей сеткой 4 (размер отверстий сетки

0,7 мм). На сетку 4 загружают часть навески угля крупностью 1-3 вяжи, а сверху нее насыпают часть навески угля крупностью 0-1 мм. Общая масса пробы составляет б г, а содержание в ней классов крупности 1-3 мм и

0-1 мм соответствует их содержанию в исходной пробе. Затем нижнее отверстие патрона 2 закрывают пробкой 7 из пеношамота. После этого на уголь укладывают Кружок фильтровальной бумаги, который накрывают затем листовым асбестом. Подготовленный патрон

2 помещают в трубчатую электрическую печь 1 (обмотка электропечи осуществлена по всей высоте загрузочного патрона) через ее донное отверстие.

После этого завинчивают съемное дно электропечи, устанавливают термопару б и закрывают дверцу кожуха центрифуги.

Затем включают центрифугу и плавно увеличивают число оборотов до

1500 об/мин, включают нагрев и регулируют скорость повыаения температуры (в пределах 65-75 град/мин). При достижении температуры 550 С выключа о ют электропечь, при этом температура повышается до 690 С за счет тепловой инерции. Затем включают центрифугу и, после ее сстановки и охлаждения электропечи извлекают приемник 3.

Отвердевшие жидкие нелетучие составляющие соскабливают иэ канала 8 по зонам (I, It, Itl, IV зона, считая сверху сйиралевидного канала, равномерно разделенного по его высоте) и раздельно взвешивают. Общая длина канала — 190 мм. Длина 1 эоны — от

0 до 47 мм, II зона — 47-94 мм, l!I эона — 94-151 мм, IV зона от 151 до

190 мм.

В I зоне находятся преимущественно наиболее вязкие малотекучие фракции ЖНС, в IV - наиболее текучие фракции. Рассчитывают общий вес ЖНС и определяют процентное содержание каждой фракции. Сходимость параллельных опытов составляет 10% относительно уровня получаемого показателя.

Результаты испытаний сведены в таблицу.

857223

Коксуемость по известному способу (содержание фаз, а) Содержание фракций разной текучести в жидких нелетучих.составляющих (в m"), Ф

Проба, уголь, состав шихты

ТГ

lV

4о уо

Газ овый, ш.

Куйбышевская, пл. К8

Жирный, ш. Артема, пЛ. М4

Жирный, ш. Поченкова, пл. М3

Коксовый, пл. К5

Отощеноспекакщийся, ш. 3-10

Колодная балка, пл. К42Н

Отощеноспекающийся, ш.

Колосииковская, 21 5 60 ° 2

Газовый, ш. 2/7, Лидиевка, пл.е 7 ш. 13-бнс, пл. С7

Коксовый, ш. 3-10, К4

Шихта 9 1, состав:

Г-ЗОФ, Ж-35%, К-20%, ОС-15%

Шихта Р 2, состав Г-40%, g-ЗОВ. X-15%.

ОС-15%

Прочность кокса из

200 кг печи (ГОСТ

8929-75), Ъ

31,9 30,0 38,1 10,9 20,5 38,1 30,5 60,1 15,8

30t9 32i0 37i1 20i1 20i3 37i4 22i2 67r2 11 2

38;6 34,1 27,3 19,8 21,8 37,5 20,9 78,1 7,8

37,0 39 5 . 23,5 16 5 5,9 2,3 75,5 70 3 9,4

19,8 64,7 16,5 50,3 11,1 22,2 16,4 82,4 5,5

20,2 64,8 15,0 52,4 10,2 20,3 17,1 82,1 5,7

8 6 78,0 13 4 76,8 2 3 9 3 11 6 51,2 18,2

9,1 78,1 12,8 61,0 10,5 15,0 13,5 65,4 13,4

18 3 44,2 12,4 26,9 16,5 . 79,1 6,8

20,4 62,2 17,4 35,1 16,7 20,0 28.,2t 75,4 7,6

Из данных таблицы видно, что угли одних(и тех же марок, обладающие,: практически одинаковыми свойствами (коксуемости по известному способу, различаются содержанием фракций различной текучести жидких нелетучих составляющих. Причем это различие ! согласуется с изменением прочности прлупромышленного кокса, полученного в 200 ко печи, чем ближе в разных углях и шихтах распределение фракций разной текучести к распределению фракций для коксовых углей (I фр.=

50Ъ, It фр. = 11Ъ, III фр. = 22Ъ, 1Ч фр. = 11Ъ), образующих наилучший кокс {М4о=82,4, М, =5,5), тем прочнее кокс получается из исследованных углей и шихт. Так, например,,газовые угли, характеризуясь примерно одинаковым выходом жидких нелетучих составляющих по известному способу (Ж =31,9 и 30,9Ъ) различаются содержанием фракций разной текучести, причем лучший кокс (М„ =67,2 и

М =11,2) получен иэ угля ш. 2/7 Лидиевка, так как в его ЖНС содержание фракций I (наименее текучей) на 10Ъ больше, и фракции IV на ВЪ меньше, чем у угля ш. Куйбышевские пл. КВ, т.е. ближе (примерно на 1ВЪ) к распределению фракций для коксового угля (ш. 13-бис, пл. б 7) . Аналогичные зависимости наблюдаются и для жирных, отощенноспекающихся углей и двух вариантов угольных шихт. Таким образом, предлагаемый способ определения коксуемости углей и угольных шихт повышает точность способа за счет определения содержания фракций различной текучести в ЖНС. На основании полученных данных рекомендуется конкретно подбирать угли и шихты для коксования таким образом, чтобы при равных условиях содержание в их .ЖНС фракций различной текучести было наиболее близким к содержанию этих фракций для ЖНС коксового угля (I фр. = 50Ъ, I I фр. = 11Ъ, I t!фр.=

22Ъ, IV фр. = 16Ъ).

Практический эффект предлагаемого способа для коксохимического производства заключается в том, что путем более точной оценки коксуемости углей

8 и шихт, во-пеРвых, удается увеличить содержание в угольной шихты таких углей, которые дают оптимальное (близкое к коксовому) содержание фракций разной текучести. Это приведет к получению более прочного до% менного кокса. Во-вторых, иммется возможность регулировать состав шихты добавкой увеличенного количества малодефицитных углей, которые обладают малой коксуемостью, определяемой по известному способу (,например, уголь ш. 2/7 Лидиевка, пл. б 6), но оптимальным содержанием в ЖНС фракций разной текучести. Это позволяет расширить сырьевую базу коксования

15 вовлечением в шихту большего количества малодефицитных углей при сохранении прочности доменного кокса и обеспечит получение экономического эффекта за счет снижения стоимости

Щ сырья для коксования.

7223

Формула изобретения

Способ определения коксуемости угля и угольной шихты, включающей их нагрев со скоростью 65-75 град/мин о до 600 С с образованием угольной пластической массы и выделение жидких нелетучих составляющих пластичесЗ0 кой массы в центробежном поле, о т л и ч а ю шийся тем,что, с целью повышения точности способа эа счет определения содержания фракций различной текучести жидких нелетучих

35 составляющих угольной пластической массы, выделенные жидкие нелетучие составляющие угольной пластической массы подают в спиралевидный канал, нагрев которого ведут со скоростью

gg 65-75 град/мин и до температуры

600 С одновременно с углем или угольной шихтой, охлаждают их, разделяют канал на различные по длине зоны и производят отбор и взвешивание жид ких нелетучих составляющих из этих зон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 169283, K . G 01 N 9/00, 1964.

857223

Составитель A. Парфенюк

Редактор Г. Волкова Техред М. Коштура корректор IO. Макаренко

Заказ 7145/41 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4