Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
в основу построения которой положена систематизация методов испытания физико-механических свойств (автор А. С. Брук).
Наиболее прост в конструктивном исполнении метод испытания кокса вращением в барабане. Именно поэтому в мировой практике разработано и используется более 25 разновидностей испытательных барабанов. Различие их заключается в преобладании дробящих либо истирающих усилий и глубине разрушения на конечной стадии испытания.
Дробимость и истираемость проявляются в изменении ситового состава кокса после наложения разрушающих усилий: дробимость — в снижении крупности кусков, истираемость — в образовании мелочи. Обычно для оценки истираемости кокса пользуются количеством образующегося при испытании класса менее 10 мм. Доказано, что ь этом классе распределение частичек по крупности неравномерно. Преобладает и больше всего отражает изменение истираемости кокса класс менее 1 мм, ко ввиду относительной сложности его отделения в условиях испытания кокса фактической влажности, пользуются показателем выхода класса менее 10 мм.
При обычных методах испытания прочности кокса одновременно действуют кан дробящие, так и истирающие усилия. Результат испытания зависит от удельного давления, массы кусков, их формы и других факторов, причем относительное влияние их различно в зависимости от метода испытания. Поэтому жестко разграничить результат воздействия дробящих усилий от результата воздействия истирающих усилий трудно. К этому следует добавить, что мелкие классы частично образуются и при раскалывании кусков. Однако прямые методы определения истираемости кокса путем воздействия на него абразивными материалами не нашли распространения в промышленной практике.
Распределение крупности кусков кокса более 15 мм во всех случаях, будь это товарный, скиповый, фурменный кокс или кокс после разрушения в барабане, подчиняется одной и той же закономерности. Если в основу оценки дробимости кокса положить закономерные явления при разрушении, то показатели дробимости, определенные в любом из барабанов либо при испытании другим методом, хорошо согласуются между собой. Относительный ряд, составленный для различных коксов по результатам испытания в одном аппарате, сохранялся бы неизменным при испытании в другом аппарате.
Но на практике показатели, получаемые в различных барабанах или других аппаратах, зачастую не согласуются между собой. Объясняется это тем, что критерием оценки степени разрушения берется произвольный показатель, легко фиксируемый, но не связанный с законами разрушения. Поэтому, рассматривая далее различные методы испытания, следует учитывать, что оценка результатов разрушения во всех методах выбрана без должного научного обоснования.
При разрушении кокса во вращающемся барабане куски его трутся о стенки и друг о друга, одновременно они подвергаются ударным (дробящим) усилиям. Соотношение истирающих и дробящих усилий. при обработке кокса в барабане, как и степень разрушения кусков в процессе испытания, определяется конструкцией барабана, степенью его заполнения коксом и режимом испытания, т. е. скоростью вращения барабана и продолжительностью испытания.
Впервые в мировой практике испытание кокса в колосниковом барабане («Барабанная проба») было проведено Сундгреном более 70 лет тому назад на заводе в Запорожье-Каменском (ныне Днепровский металлургический завод им. Дзержинского в Днепродзержинске).
Родоначальниками метода испытания кокса в закрытом барабане являются Ло-сьен Белл (1904 ..) и Кохрэн (1909 г.) в Англии, О- Зиммерсбах (1913 г.) в Германии.
Методом Зиммерсбаха, получившем название «микум-испытания», почти без изменений пользовались после первой мировой войны для контроля качества кокса.
В заключение следует отметить, что испытания кокса при обычных температурах не моделируют процесс его разрушения в доменной печи, так как в ней кокс разрушается при высоких и изменяющихся температурах. Результаты многих исследований показывают, что прочность раскаленного кокса снижается (как правило, если испытания проводят при температурах более высоких, чем конечная температура коксования). Однако на основании теоретического анализа экспериментальных данных о гранулометрическом составе кокса из нижних зон доменной печи можно считать, что процесс разрушения кокса в доменной печи подчиняется тем же закономерностям, что и при испытании кокса в холодном состоянии в изотермических условиях. Поэтому оценка разрушения кокса «нахолоду» вполне удовлетворительна для сравнения прочностных характеристик различных коксов.
§ 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ КОКСА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СССР
Испытание в колосниковом барабане (называемом иначе барабаном Сундгрена) применялось в СССР в качестве основного стандарта (ГОСТ 5353—51) до 1963 г. Им пользуются на некоторых заводах и сейчас для оценки качества кокса при текущем контроле и при исследованиях.
Испытания в барабане Сундгрена проводят так: среднюю пробу кокса, отсеянную на плетеных ситах с отверстиями 25 X 25 мм, массой 410 кг загружают в барабан диаметром 2 м и шириной 0,8 м. Образующая поверхность барабана составлена из бичей толщиной 25 мм с зазорами между ними в 25 мм. Барабан с пробой кокса вращают в течение 15 мин со скоростью 10 об/мин. Показателем качества кокса считается масса остатка кокса в барабане (кг) после окончания испытания. Дополнительную характеристику кокса можно получить по рассеву провала на ситах с квадратными отверстиями 10 X 10 и 25 X 25 мм. При этом выход мелочи класса меньше 10 мм характеризует истираемость кокса, а масса класса более 25 мм характеризует Дробимость его. Остаток в барабане является комплексным показателем, связанным с ситовым составом и прочностью кокса. Увеличение в исходной пробе кокса крупностью 25—40 мм ведет к увеличению его количества в провале и уменьшению остатка. Увеличение в пробе кусков кокса крупностью более 80 мм приводит к увеличению в провале мелочи менее 10 мм и уменьшению остатка в барабане. Так как
