УГОЛЬНАЯ ШИХТА ДЛЯ КОКСОВАНИЯ
COAL CHARGE FOR COKING

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составу угольной шихты для получения кокса.
Известна шихта для получения металлургического кокса (см. а.с. SU 1703674 А1, кл. С10В 57/04), включающая газовые, жирные, коксовые и отощенно-спекающиеся угли, содержащая спекающую добавку - остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:
- спекающаяся добавка (СД)
- 2,0-4,0;
- газовые угли (Г)
- 45,0-55,0;
- жирные угли (Ж)
- 17,0-25,0;
- коксовые угли (К)
- 10,0-15,0;
- отощенно-спекающиеся угли (ОС)
- остальное.
К недостаткам известного состава можно отнести низкую коксуемость, высокий выход летучих веществ, низкий выход валового кокса, высокое содержание серы, что в свою очередь приводит к увеличению содержания в валовом коксе мелкой фракции кокса 0-25 мм, а также к снижению холодной и горячей прочности кокса и к увеличению содержания серы в коксе.
Известна шихта для получения кокса, в которую для повышения спекаемости вводят органические добавки, которые активно участвуют в химических реакциях, улучшают их пластические свойства, генерируя образование необходимых соединений. См. кн. Перспективные направления развития коксохимического производства. Браун Н.В., Глущенко И.М. М.: Металлургия, 1989 г., стр.196-197. Шихта с добавкой каменноугольного пека в зависимости от соотношений других компонентов при проведении опытного коксования имеет следующий состав по массе:
- газовый уголь (Г) от 66,7 в базовой шихте до 33,3;
- отощенный спекающийся уголь (ОС) от 33,3 до 16,7;
- коксовый уголь (К) отсутствовал в базовой шихте и вводился при опытном коксовании от 20,0 до 50,0 масс. ед.;
- каменноугольный пек (КП) отсутствовал в базовой шихте и вводился при опытном коксовании от 5 до 7,5 масс. ед.
При этом свойства шихты изменялись следующим образом:
Daf
- выход летучих V, % от 30,0 в базовой шихте до 31,0 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек;
d
- зольность A, % от 5,4 в базовой шихте до 4,9-6,5 с участием каменноугольного
пека;
- индекс вспучивания от 1,5 в базовой шихте до 1,5-4,0 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек;
3
- плотность, кг/м - не учитывалась в базовой шихте, а в шихте, в составе которой был использован каменноугольный пек составляла от 699-725.
Свойства кокса, полученного по известной технологии, характеризуются:
- показателем механической прочности М 40 в базовой шихте 48,0, и 70,5-74,6 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек;
- показателем истираемости М 10 в базовой шихте 26,0 и 6,0-8,7 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек.
К недостаткам полученной угольной шихты можно отнести низкую коксуемость, сравнительно высокий выход летучих веществ, пониженный выход валового кокса, что соответственно приводит к снижению холодной и горячей прочности кокса, а также к увеличению реакционной способности кокса.
Известна шихта более совершенного состава, в которой для повышения спекаемости используют органическую добавку - каменноугольный пек, который в шихту вводят до 8%. См. Кокс и химия. 1982 год, №7, авторы: П.Ф.Гуртовник, Ю.А.Ларионов и др. - наиболее близкий аналог. При этом шихта имеет следующий состав, в мас.%:
- (Г) газовый уголь 37,7-41,0;
- (Ж) жирный уголь 26,7-29,0;
- (К) коксовый уголь 11,0-12,0;
- (ОС) отощенно-спекающийся уголь 12,0-13,0;
- (Т) тощий уголь 4,6-5,0.
Качество кокса выражалось следующими показателями:
Добавка пека, %
Качество кокса, %
Структурная прочность, %
М 25
М 10
0,0
83,7
10,8
79,1
2,0
84,7
10,6
79,8
4,0
85,9
9,2
81,9
6,0
84,9
10,0
81,6
8,0
83,5
10,7
91,1
Из приведенных данных, полученных экспериментальным путем, видно, что максимальное увеличение показателя механической прочности (М 25) и снижение показателя истираемости (М 10) получено при участии в шихте 4% каменноугольного пека: М 25 увеличился на 2,2% и М 10 уменьшился на 1,6%. При увеличении долевого участия каменноугольного пека увеличилась структурная прочность кокса с 79,1% до 91,1%.
К недостаткам шихты данного состава, несмотря на незначительное положительное влияние каменноугольного пека на холодную прочность, следует отнести низкую коксуемость, сравнительно высокий уровень выхода летучих веществ, низкий выход валового кокса, что в свою очередь приводит к высокой истираемости кокса, низкой холодной и горячей прочности.
Задачей настоящего изобретения является создание шихты, оптимальной по спекаемости и коксуемости, для получения высококачественного кокса с высокой холодной и горячей прочностью, пониженной зольностью, низким содержанием серы и увеличенным выходом фракции 40-60 мм.
Техническим результатом заявленного изобретения является создание шихты для получения кокса предлагаемого состава с повышенными качественными показателями и повышенными механическими свойствами.
Поставленная задача достигается тем, что шихта содержит угли следующих марок в указанном соотношении, мас.%:
- газовый жирный (ГЖ)
8,0-12,0
- жирный + газовый жирный (Ж+ГЖ)
9,0-19,0
- газовый (Г)
2,0-6,0
- отощенный спекающийся + коксовый отощенный (ОС+КО)
5,0-10,0
- коксовый отощенный (КО)
12,0-20,0
- отощенный спекающийся (ОС)
10,0-14,0
- коксовый слабоспекающийся (КС)
15,0-22,0
- коксовый + коксовый отощенный (К+КО)
4,0-8,0
- коксовый (К)
3,0-7,0
- каменноугольный пек гранулированный
3,0-12,0,
при этом используют каменноугольный пек фракции 0,1-10 мм.
Новизной предложенной угольной шихты для коксования является ее выполнение в перечисленном выше процентном соотношении, заключающемся в снижении в составе угольной шихты на 8,0-15,0 мас.% газовых углей, снижении дорогостоящих, дефицитных жирных углей на 16-26 мас.%, исключении из шихты тощих углей, введении коксового слабоспекающегося, коксового отощенного, коксового + коксового отощенного угля, с общим их содержанием в шихте 30,0 - 55,0 мас.%, при этом органическую добавку - каменноугольный пек гранулированный вводят в шихту в количестве 3,0-12,0 мас.%.
Так, введение в шихту каменноугольного пека в количестве 3,0-12,0 мас.% в сочетании с введением в угольную шихту предложенных марок коксовых углей позволяет в процессе спекания углей существенно увеличить пластические свойства шихты, получить оптимальную спекаемость, коксуемость, что в свою очередь приводит к повышению холодной и горячей прочности кокса, снижению зольности кокса, а также к снижению содержания в нем серы. В конечном итоге это приводит к снижению расхода кокса на тонну выплавляемого чугуна в доменном процессе.
Предлагаемую угольную шихту для коксования получают следующим образом.
Шихту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- газовый жирный (ГЖ)
8,0-12,0
- жирный + газовый жирный (Ж+ГЖ)
9,0-19,0
- газовый (Г)
2,0-6,0
- отощенный спекающийся + коксовый отощенный (ОС+КО)
5,0-10,0
- коксовый отощенный (КО)
12,0-20,0
- отощенный спекающийся (ОС)
10,0-14,0
- коксовый слабоспекающийся (КС)
15,0-22,0
- коксовый + коксовый отощенный (К+КО)
4,0-8,0
- коксовый (К)
3,0-7,0
- каменноугольный пек гранулированный
3,0-12,0,
со сниженным содержанием на 8,0-15,0 мас.% газовых углей, снижением дорогостоящих, дефицитных жирных углей на 16-26 мас.%, исключением тощих углей, введением коксового слабоспекающегося, коксового отощенного, коксового + коксового отощенного углей, с общим их содержанием в шихте 30,0-55,0 мас.%, и введением добавки - каменноугольного пека гранулированного в шихту в количестве 3-12,0 мас.% готовят на участке шихтоподачи, где угли, входящие в состав шихты, дробят до заданного помола (содержания классов от 0 до 3,0 мм) при помощи молотковых дробилок и подвергают последующей сепарации в кипящем слое с отделением от измельченной смеси углей фракции более 3 мм и возврату их на повторное дробление.
Подача каменноугольного пека в подготовленную шихту осуществляют из бункера через дозировочное устройство, которое обеспечивает равномерное распределение гранулированного каменноугольного пека по поверхности ленточного конвейера. Смешивание готовой шихты с каменноугольным пеком осуществляют после отделения пневмосепарации в процессе нескольких перегрузок шихты на перегрузочных станциях.
Во время прохождения шихты через несколько перегрузочных станций осуществляют равномерное распределение гранулированного каменноугольного пека по объему поступающей в угольную башню шихты. Далее подготовленную шихту загружают в коксовые печи при помощи углезагрузочной машины и осуществляют ее коксование. В дальнейшем операции по получению готового кокса проводятся по известной технологии: нагрев и спекание без доступа воздуха до температуры 950-1050°С, выдача кокса, тушение, сортировка и погрузка в вагоны.
В настоящее время на предприятии на шихту предлагаемого состава разработана конструкторско-технологическая документация, проведены опытные и опытно-промышленные работы по получению кокса и получены положительные результаты (см. таблицу 1).
Как видно из характеристик полученного кокса, показатели механической прочности возросли до 87,5%, горячей прочности до 66,9%, при этом истираемость снизилась до 6,6%, реакционная способность до 24,5%, также произошло уменьшение содержания золы до 9,9% и серы до 0,38%. Кокс по гранулометрическому составу очень равномерный, практически отсутствуют классы более 80 мм, что очень важно для доменного процесса.