Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
Коксование углей является вторым основным направлением промышленного использования углей.
В результате термического разложения углей, производимого при высокой температуре (более 800° С) без доступа воздуха, получается ценное металлургическое топливо — кокс, химические продукты, ассортимент которых достигает нескольких десятков, и высококалорийный коксовый газ. Из 1 т сухой шихты получается 75—85% кокса, до 3—4% смолы, до 1,0—1,2% сырого бензола, до 0,3—0,4% аммиака и 300—320 м3 коксового газа.
Основная масса кокса используется в черной металлургии для выплавки чугуна (доменный кокс), некоторая часть — в вагранках для выплавки металла (литейный кокс), в цветной металлургии, в химической и других отраслях промышленности. В зависимости от направления использования к коксу предъявляются определенные требования по химическому составу и физико-механическим свойствам.
Основными показателями химического состава кокса являются содержание влаги, серы, фосфора, зольность и выход летучих веществ, иногда состав золы и ее плавкость. По действующим стандартам содержание золы в доменном коксе не должно превышать 10% (в литейном коксе 9%), содержание влаги также лимитируется. Литейный кокс должен содержать не более 1,2—1,3% серы,, а при ответственном литье 0,5—0,8%. В доменном коксе содержание серы не должно превышать 2,5—3,5%. В коксе для цветной металлургии допускается высокое содержание серы. Содержание фосфора в коксе имеет большое значение для выплавки специальных сортов чугуна, где оно не должно превышать 0,1% (а для
специальных сортов не более 0,01%). При плавке высокофосфористых руд содержание фосфора в коксе не лимитируется.
Кокс, используемый для газификации в газогенераторах, должен обладать высокой реакционной способностью; во избежание ошлакований решеток зола должна быть тугоплавкой.
Физико-механические свойства кокса определяются его ситовым составом, механической прочностью, термической стойкостью, формой, цветом, размером кусков, степенью и характером трещиноватости. Основными из этих показателей являются ситовый состав и прочность кокса. Кокс, выданный из печей, проходит сортировку на три класса: мелочь крупностью 0—15 мм, орешек (15—25 мм) и металлургический кокс (выше 25 мм). Содержание мелочи в доменном коксе лимитируется ГОСТ; предел этого содержания 4%. Механическая прочность кокса оценивается по противодействию дроблению и истиранию. Дробимость кокса определяется методом повторного сбрасывания по индексу сбрасывания — остатку на сите в процентах к первоначально взятому для испытания количеству. Истираемость кокса определяется по величине остатка от пробы массой 410 кг после вращения ее в барабане Сундгрена. Для каждого коксохимического завода устанавливаются средние и предельные браковочные нормы по величине механической прочности. Величина остатка на барабане для доменного кокса должна быть не менее 280 кг, для мощных доменных печей 310 кг и выше. Литейный кокс должен быть возможно более крупным, но механическая прочность его может быть не такой высокой, как доменного кокса.
Кокс, не пригодный для использования в металлургии и литейном деле из-за пониженной механической прочности или повышенного содержания золы и серы, используется как высокосортное энергетическое топливо.
Требования промышленности к качеству угля, идущего на коксование, определяются в основном необходимостью обеспечить определенные химический состав и механические свойства кокса.
Для получения металлургического кокса пригодны неокисленные каменные угли, обладающие способностью спекаться и образовывать при заданных условиях подготовки и нагревания самостоятельно или в смеси с другими углями прочный пористый кокс определенной твердости, кусковатости и химического состава.
Наиболее высокая механическая прочность и равномерная кусковатость кокса получаются при коксовании углей марки К. Однако лишь немногие угли даже марки К пригодны для коксования без добавок других углей. Угли этой марки не дают достаточной усадки коксового «пирога», выход химических продуктов из них ниже, чем из газовых и жирных углей. Обычно для коксования составляется угольная шихта из «жирных» — сильно размягчающихся и «отощенных» — слабоспекающихся углей.
Угли марки Ж, обладающие наиболее высокой плавкостью (с у > 35 и RI 65—80) обеспечивают хорошую спекаемость кокса, дают высокий выход химических продуктов, но способствуют проявлению в нем поперечной трещиноватости. Угли марки ОС при коксовании в смеси с жирными углями способствуют укрупнению кусков кокса и уменьшению его трещиноватости. Но выход химических продуктов из них очень низкий. Применение этих углей в избыточном количестве может вызвать плохую оплавленность, замусоренность и глыбообразную структуру кокса. При рациональном подборе шихты угли марок Ж, К, ОС дают кокс высокого качества и являются основными компонентами коксовых шихт. Так, в коксовых шихтах из донецких углей содержание углей
марки К колеблется в пределах 15—25%, марки Ж — 30—50%, марки OG — 15-20%.
