Металлургическая. Оценка торфов Васюганского месторождения

ИЗВЕСТИЯ

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

Том 196 1969

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ. ОЦЕНКА ТОРФОВ ВАСЮГАНСКОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, С. Г. МАСЛОВ, Г. Г. КРИНИЦЫН

С разных участков Васюганского торфяного массива экспедицией института Гипроторфразведка было отобрано 18 проб торфа. Географическое положение пунктов отбора, глубина взятия пробы, тип торфа, его ботанический состав и запасы торфа-сырца приведены в табл. 1.

По ГОСТу 3340-60 предельное значение зольности кокса составляет 11,5— 12,5%. Результаты технического и элементарного анализа исследованных проб торфа приведены в табл .2. С учетом выхода летучих требованиям, предъявляемым к торфяному коксу как компоненту коксовой шихты, удовлетворяют лишь две пробы — 4 и 16. Для прочих областей применения, приняв предельное значение зольности кокса равным 12%, могут удовлетворять данным требованиям 3, 4, 12, 14, 15, 16 и 17 пробы.

Учитывая состав золы торфа (табл. 3), к ним можно присоединить еще 5, 6, 7, 8 и 10 пробы торфа.

Содержание серы в металлургическом коксе не должно превышать 0,5—0,7% (ГОСТ 2014-53) и в литейном — 0,6—1,4% (ГОСТ 3340-60). В. И. Чистяков ограничивает содержание серы в торфяном коксе величиной не более 0,3% {!]• Принимая долю летучей серы 50%, можно полагать, что лишь проба № 6 превышает допустимый предел.

Современный доменный процесс возможен только на кусковом топливе определенного гранулометрического состава, физико-химиче-ских и физико-механических свойств. Поэтому решение/проблемы использования торфа в металлургии связано прежде всего с получением из него кускового материала. Нами проводилась оценка возможности использования различных проб торфа в двух направлениях. Первое — получение топливно-плавильных материалов на основе машиноформо-ванного торфа [2, 3, 4]. Второе — получение термобрикетов на основе фрезерного торфа [5, 6].

Из каждой партии торфа был получен кусковой материал обоими способами. Он подвергался испытаниям на сопротивление раздавливанию и истираемость. Данные испытаний приведены в табл. 4 и 5. Из табл. 4 видно, что наибольшую прочность имеют топливно-плавильные материалы из проб 6 и 18, достаточно прочны образцы проб 2, 5 и 14. Рассматривая результаты табл. 5, можно сделать вывод, что все термобрикеты превосходят по сопротивлению на раздавливание соответствующий показатель для металлургического кокса [4], а по истираемости хотя и уступают ему в некоторых случаях, но незначительно, за исклю-

Приложение Таблица 1

Основные характеристики пунктов отбора проб и торфа данных месторождений

№ пробы Глубина отбора пробы, м Месторождение, точка отбора-пробы Запасы торфа-сырца, MAH.MZ Тип залежи Ботанический состав *

1 2 3 4 5 6

1 0-1 Васюганское, Бакчар 85 км на Ю от райцентра 676,2 верховой Осока ' шершавоплодная и осока топя-ная — 35, Sph. obtusum 65%

2 1—2 Васюганское, Бакчар 85 км на Ю от райцентра 676,2 верховой Осока шершавоплодная и бутылочная—45% Sph. obtusum — 35%, хвощ. — 10% древ, березы — 10%

3 0—1 Васюганское, Бакчар 89 км на Ю от райцентра 201,0 смешанный Sph. balticum — 85%. Sph. papillosum— 15%

4 1-2 Васюганское, Бакчар 89 км на Ю от райцентра 201,0 смешанный Sph. balticum—90%, Sph. magellani-cum — 5%. Sph. Dusenii 5%, осока топ, — ед.

5 0-1 Васюганское, тра Бакчар 118 км на ЮЮЗ от райцен - 1161,1 низинный Осока шершавоплодная и др. — 70% Гипновые мхи — 30 %

6 1 — 1,8 Васюганское, тра Бакчар 118 км на ЮЮЗ от райцен ' 1161,1 низинныи Осока шершавоплодная и омская — 70% гипновые мхи — 30% хвощ. — ед.

7 0-1 Васюганское, тра Бакчар 99 км на ЮЮЗ от райцен- 1556,2 низинныи Осока шершавоплодная — 55% , Sph. magellanicum — 15% Sph. obtusum—15%, древесные остатки 15%,

8 1—2 Васюганское, тра Бакчар 99 км на ЮЮЗ от райцен- 1556,2 низинный Осоки: шершавоплодная, топяная, двуты-чинная — 85%, гипновые мхи— 15%, хвощ. — ед.

9 0-2,5 Васюганское, Бакчар 110 км на Ю от райцентра 511,8 переходный Sph. balticum — 80%, Sph. magellanicum— 15%, Sph. fuscum —5%

1 2 3

10 2,5—4 Васюганское, Бакчар г 110 км на Ю от райцентра

11 0—1 - Васюганское, Бакчар 106 км на Ю от райцентра

12 1-2 Васюганское, Бакчар 106 км на Ю от райцентра

13 О^Г Васюганское. Бакчар 34 км на СВ от райцентра

14 1-2 Васюганское, Бакчар 34 км на СВ от райцентра

15 0—1 Васюганское, Бакчар 34 км на СВ от райцентра

16 1-2 Васюганское, Бакчар 34 км на СВ от райцентра

17 0-2 Васюганское, чар 67 км В от райцентра Бак-

18 2-3,2 Васюганское, чар 67 км В от райцентра Бак-

Продолжение таблицы 1

переходный

верховой

верховой верховой верховой верховой верховой

верховой верховой

Осока шершавоплодная— 10%, пушица —

5% * Sph.( magellanicum — 65%, Sph. fus cum— 10%, Sph. obtuscum— 10%.

Sph. magellanicum—20%, Sph. balticum — 65%, Sph. fuscum—15%, Drepario-cla-dus — ед.

Sph. fuscum — 30%, Sph. balticum — 35%, Sph. magellanicum — 35%.

Sph. balticum—100%.

Sph. balticum — 65%, Sph. magellanicum— 25%, пушица —10%, Sph. Dusenii, ед.

Sph. papillosum — 90%.

Sph. balticum—10%.

Sph. magelanicum— 25%. 4

Sph. balticum — 55%.

Sph. fuscum—20%.

Sph. fuscum—100%.

Пушица 15%, осока щершавоплодная.— 25%, Sph. obtusum —40%.

Sph. magellanicum — 10%.

Sph. fuscum—10%.

/ Таблица 2

Элементарный и технический анализ, %

№ пробы Степень разложения, % Ас уг Сг Нг Nr Ог Sa

1 25 5,3 74,5 56,35 6,37 2,27 35,11 0,12

2 45 11,8 66,8 57,36 6,16 1,90 34,68 0,14

3 5 3,3 76,7 52,15 5,97 1,68 40,10 0,08

4 10 2,7 76,1 50,82 6,08 1,57 41,53 0,07

5 35 7,6 72,2 53,53 5,89 2,99 37,59 0,18

6 35 8,1 73,1 55,73 5,00 4,02 35,25 0,20

7 25 5,7 71,7 . 55,38 6,24 3,36 35,02 0,13

8 40 5,7 71,0 55,34 3,63 3,72 37,31 0,17

9 10 3,9 75,1 52,14 5,21 1,81 40,74 0,10

10 25 4,6 71,6 54,90 5,94 2,80 36,36 0,06

11 10 4,0 ' 76,8 52,37 5,70 2,42 39,61 0,14

12 - 15 3,8 76,1 51,95 6,04 2,03 39,99 •0,08

13 5 4,6 80,3 49,05 4,87 1,56 44,52 0,06

14 10 3,3 74,9 53,16 5,72 2,37 38,75 0,10

15 5 3,5 76,0 51,77 5,85 1,56 40,82 0,09

16 10 2,3 74,6 52,44 5,89 1,58 40,09 0,07

5 3,4 76,7 50,39 5,61 1,65 42,35 0,07

18 45 5,7 70,2 58,12 6,05 2,52 33,31 0,15

Таблица 3

Химический анализ золы

№ пробы Потеря при прокаливании Si02 Fe203 Ti02 ai2o3 CaO MgO S03 Основность

1 3,28 37,40 17,16 0,47 9,22 25,59 3,73 2,20 1 ,'003

2 2,44 43,52 21,23 0,72 4,90 22,12 1,59 3,36 1,070

3 2,44 44,80 2.39 0,28 22,63 17,16 6,04 4,12 2,630

4 3,18 37,76 3,19 0,33 19,48 26,32 6,81 2,69 1,570

5 13,90 18,48 11,18 0,48 9,00 36,82 6,48 2,74 0,504

6 4,80 22,44 12,05 0,47 10,68 39,97 7,82 2,30 0,550

7 15,89 21,04 3,91 0,47 8,27 39,86 7,78 1,90 0,560

8 12,94- 24,34 6,07 0,55 10,85 35,77 6,01 1,98 0,730

9 3,08 58,60 4,39 0,49 6,87 18,43 3,73 2,47 2,460

10 7,08 29,60 6,94 0,55 11,46 34,10 5,73 3,29 0,870

11 1,68 56,60 5,51 . 0,55 13,09 14,19 6,77 2,26 2,650

12 2,44 51,80 4,15 0,55 13,45 20,83 5,10 2,40 2,160

13 1,46 70,20 2,79 0,55. 12,01 7,74 1,85 1,85 6,640

14 1,40 59,80 7,80 0,64 14,01 12,07 2,46 2,67 3,300

15 1,76 52,40 7,98 , 0,64 10,81 17,79 3,10 3,43 2,120

16 1,96 '47,20 6,31 0,77 20,83 16,98 3,22 2,26 2,560

17 3,52 28,00 7,58 0,49 30,78 20,33 4,28 5,20 1,820

18 1,92 41,80 9,18 0,85 *5 ,72 25,59 2,26 1,58 1,550

*>

Таблица 4

Механическая прочность топливно-плавильных материалов в воздушно-сухом состоянии и после прогрева до 673 и 1173°К *

№ Истираемость, 96 Сопротивление раздавливанию, кг ¡см2

пробы воздушно-сухой прогрет до 673° К прогрет до 1173°К воздушно-сухой прогрет до 673° К прогрет до 1173°К

1 5,4 53,1 46,1 57,0 22,8 59,2

2. 6,3 21,4 13,2 220,0 45,2 73,0

3 7,5 26,1 7,4 .33,0 7,9 5,4

4 2,4 40,9 37,6 59,0 29,4 20,4

5 ,3,1 19,8 15,4 123,0 94,2 54,0

6 1,0 14,6 12,4 243,0 300,0 79

7 3,9 91,0 67,0 i 67,0 8,0 37,6

8 3,1 46,2 37,5 180,0 108 ,38,8

9 9,3 15,4 10,9 50,0 8,9 5,5

10 3,1 96,0 27,0 67,2 17,3 28,2

11 4,0 100 93,5 17,3 22,0 7,2

12 3,2 47,9 89,6 73,0 29,2 13,6

13 8,9 23,5 ( 12,3- 35,0 4,8 7,5

14 2.7 21,4 36,8 230,0 41,3 67,0

15 4,7 '92,5 49,3 63,0 9,5 30,0

16 2,0 68,0 34,0 £0,0 14,3 15,2

17 6,2 59,5 47,2 32,0 4,7 15,0

18 1,9 17,2 11,3 390,0 48,0 132,0 '

Таблица 5

Прочность торфяных термобрикетов

№ пробы Коэффици-' ент истираемости, 96 Сопротивление раздавливанию, кг\см2 № пробы Коэффициент истираемости, % Сопротивление раздавливанию, кг\см3

Í 1 5,0 490 10 3,0 350

2 5,0 380 11 16,0 400

3 4,0 455 12 4,5 510

4 4,0 , 405 13 10,0 500

5 4,0 240 14 4,5 ' 390

6 13,0. 375 15 2,0 560

7 3,0 600 16 4,5 405

8 3,0 360 17 2,0 410

9 7,0 340 18 3.0 410

чением проб 6, 9, 11 и 13, прочность которых, однако, превышает прочность древесного угля.

Сопоставляя данные табл. 2, 4 и 5, можно порекомендовать, учитывая как прочность материала, так и зольность и сернистость исходного материала, для производства топливно-плавильных материалов пробы 4, 5, 8 и 16, а термобрикетов 3, 4, 12, 14, 15, 16 и 17.

Выводы

1. Изучены 18 проб Васюганского торфяного массива с целью определения пригодности их как топлива для металлургии.

2. Металлургические свойства определены по зольности и сернисто-сти, а также прочности термобрикетов и топливно-плавильных материалов на основе машиноформованного торфа. *

3. Выбраны участки с наиболее благоприятными, по всем исследованным факторам, показателям^.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. И. Чистяков. Пути развития научно-исследовательских и опытных работ по термической переработке торфа. Бюллетень научно-технической информации ВНИИТП, выпуск XII, 20, 1961.

2. И. В. Геб л ер и др. Влияние. давления и влажности на свойства торфа как металлургического топлива. Торфяная промышленность, 8, 14—17, 1959.

3. И. В. Геблер. Влияние добавок железной руды и флюсов на свойства торфа как металлургического топлива. Изв. ТПИ, 111, 64—68, 1961.

4. И. В. Геблер, С. И. С м о л ь я н и н о в, А. Г. Незнанов. Влияние степени измельчения руды и флюсов на качество топливно-плавильных материалов на основе торфа. Изв. ТПИ, 112, 102—^106, 1963.

5. С. И. Смолья нинов, А. М. Денисов. Влияние температуры и давления брикетирования на механические свойства торфяных термобрикетов. Изв. ТПИ, 112, 82—86, 1963.

6. С. И. С м о л ь я н и н о в, Б. Е. Воронин. Получение торфяных термобрикетов в условиях высокоскоростного нагрева. Торфяная промышленность, 4, 26—30, 1962.