Влияние скорости нагрева на Прочность кокса из кускового торфа и торфяных топливо плавильных материалов

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 163 1970

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА НА ПРОЧНОСТЬ КОКСА ИЗ КУСКОВОГО ТОРФА И ТОРФЯНЫХ ТОПЛИВО ПЛАВИЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, Г. Г. КРИНИЦЫН

Шнековый формователь, применяемый в производстве кускового торфа, развивает давление 2—5 кГ¡см1. После сушки-формовки ее прочность не достигает высших значений вследствие нарушения структуры куска торфа большим количеством газовых включений и не является достаточной для использования в качестве доменного горючего.

Заметное влияние на прочность кокса из кускового торфа оказывает также режим коксования топлива и прежде всего скорость нагрева.

Если влияние давления формования и скорость нагрева для кускового торфа изучены более или менее полно, то для топливо-плавильных материалов на основе машиноформованного торфа необходимо проведение специальных исследований на влияние ранее указанных факторов.

Для приготовления топливо-плавильных материалов был взят торф Таганского месторождения Томской области (качественные показатели приведены в табл. 1) и Бакчарская железная руда с содержанием железа 41-%.

Композиция топливо-плавильных материалов рассчитана, исходя из соотношения между железом и нелетучим углеродом топлива, равным 1:1.

Торф с рабочей влажностью перерабатывался трижды на мясорубке и тщательно перемешивался с расчетным количеством железной руды. Из полученной массы приготовлялись образцы при различном давлении формования. Для сравнения в тех же самых условиях были приготовлены образцы из чистого торфа.

Все образцы сушились в естественных условиях. Вес образцов и геометрические размеры контролировались ежедневно. Отношение веса формовки до сушки к весу формовки после сушки у торфяных формовок и формовок ТПМ при давлениях формования 20, 15, 10, 5, 2, кГ/см2 соответственно равны 3,2; 2,9; 2,9; 3,3. А у ТПМ эти отношения равны 2,75; 2,5; 2,45; 2,4; 2,3.

Из этого следует, что формовки топливо-плавильного материала

91

Таблица 1 Характеристика торфа Таганского месторождения

Технический анализ Элементарный анализ

WP V Ас Сг нг Hr Sr

84 68,4 8,7 59,27 6,1 2,74 0,10

при формировании теряют влагу прямо пропорционально давлению формования, чего не замечено для формовок из чистого торфа.

После достижения образцами воздушно-сухого состояния они подвергались испытанию на сопротивление раздавливанию и истираемость. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таблица 2

Прочность воздушно-сухих формовок

Прочность

Давление фор- торф топливо-плавильный материал

мования, кГ\см2 сопротивление раздавливанию, к Г/см2 истираемость, % сопротивление раздавливанию, кГ\см% истираемость, %

2 272 2 190 4

5 183 7 137 2,8

10 200 1,41 183 1,74

15 1000 1,5 158 2,8

20 390 1,87 173 2

По данным табл. 2 максимальная прочность достигнута при максимальном давлении формования. ТПМ при их испытаниях не дали четкой зависимости.

При исследовании образцов, прогретых со скоростью нагрева 3—4° мин., получены данные, сведенные в табл. 2.

Данные табл. 3 показывают, что при скорости нагрева 3—4° мин, не просматривается четкой зависимости между давлением формования и прочностью полученного кокса.

Таблица 3

Прочность формовок после прогрева до 850°С со скоростью 3—4°/мин

Прочность

Давление формования, к Г ¡см2 сопротивление раздавливанию, к Г [см- истираемость, 96 сопротивление раздавливанию, кГ/см? истираемость, 96

2 37,8 29,8 16,5 33,3

5 77 14,9 19,6 25,3

10 17,2 7 19,6 25,3

15 45,2 11,2 23,5 25,3

20 42 13,7 18,5 20,34

При скорости нагрева, равной 6° мин., сопротивление раздавливанию и истираемость, за исключением образца с давлением формования, равным 10 кг/см2, примерно одинаковы, у ТПМ же сопротивление раздавливанию и истираемость достигают лучших значений при максимальном давлении формования. Причем при скорости нагрева 6°/мин. среднее значение прочности ниже, чем при скорости нагрева 3—4°!мин. (табл. 4).

Если же скорость нагрева равна 10%имн., то при отсутствии зависимости между давлением формования и прочностью кокса наблюдается уменьшение прочности последнего по сравнению с предыдущими опытами, т. е. при скоростях нагрева 3—4°/мин.

Таким образом, при разработке технологии ТПМ замена шнекового формователя стилочной машины на более мощный прессующий орган не является необходимой. При соответствующей степени переработки торфа торфо-рудная формовка будет достаточно прочной и при низких давлениях формования.

Таблица 4

Прочность формовок после нагрева до 850°С со скоростью 6°/мин

Прочность

Давление формования, кГ\см2 Сопротивление раздавливанию Истираемость, % Сопротивление раздавливанию Истираемость, %

2 44 15,5 24 3,5

5 26,7 13 8,85 10,9

10 27 13 8,85 10,9

15 41,2 17,8 31 14,7

20 44,3 21,8 32,6 14,5

Таблица 5

Прочность формовок после прогрева до 850°С

Прочность

Давление формования, кГ\см 2 Сопротивление раздавливанию Истираемость, % Сопротивление раздавливанию Истираемость, %

2 33,3 20,4 31 18,5

5 44 23,5 31 30,6

10 81 8,35 100,3 17

15 66 10,55 58,8 21,9

20,75 75 23,4 78,8 20,4