Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Маслов Вадим Серафимович

Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования
<
Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Маслов Вадим Серафимович. Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования : ил РГБ ОД 61:85-5/1301

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Опыт интенсификации процесса слоевого коксова ния и выбор направления по повышению эффектив ности коксового производства. Литературный обзор 8

Выводы 29

Глава 2. Разработка мероприятий для повышения техничес кого уровня эксперимента 31

2.1, Моделирование промышленного процесса коксования в полузаводских условиях 32

2.2, Уточнение методов оценки качества кокса, полученного при различных условиях коксования ., 37

2.3, Выбор огнеупорных материалов для осуществления интенсификации слоевого процесса коксования 44

2.3.1. Характеристика динаса при службе в обогревательных простенках коксовых печей 44

2.3.2. Магннзитовые огнеупоры 50

2.3.3. Влияние различных добавок на изменение свойств динасовых огнеупороЬ 56

2.3.4. Новые виды динасовых огнеупоров, испытанные в полупромышленных условиях 57

Выводы 62

Глава 3. О закономерностях и рациональном уровне интенсификации слоевого коксования 63

3.1. Испытания, проведенные в связи с подготовкой АСУТП на Череповецком металлургическом ком- 63

бинате

3.2, Анализ условий коксования и качества кокса при существенном ускорении процесса в полу заводских коксовых печах 65

3.2.1. Условия коксования 65

3.2.2. Определение целесообразных пределов ускорения процесса коксования 74

3.2.3. Изменение качества кокса при ускорении коксования 78

Выводы м.

Глава 4, Теоретический анализ напряженного состояния кокса при изменении скорости коксования как основного фактора, воздействующего на прочность его кусковой массы . 85

Выводы Ю2

Глава 5. Пути повышения прочности кокса при ускорении коксования ., 104

5.1» Испытание угольных шихт различного состава.. Ю4

5.2. Изменение степени и способа измельчения угольных шихт 108

5.3. Увеличение плотности насыпной массы угольной загрузки -. ПО

5.4. Термическая подготовка угольной шихты .

5.5. Механическая обработка кокса 115

5.6. Сухое тушение кокса П8

Выводы . 120

Глава 6, Вопросы практического осуществления высокоско ростного процесса коксования и его экономической эффективности 122

6.1, О темпе выдачи кокса из печей 123

6.2. О ширине печных камер 126

6.3. Качество кокса из ширококамерной печи 132

6.4, Экономическая оценка ускоренного процесса коксования 143

Выводы 148

Заключение :. 150

Литература

Введение к работе

Решениями ХХУ1 съезда КПСС определена перспектива повышения эффективности народного хозяйства СССР.путем интенсификации производства /I/, Это принципиальное положение поставило перед коксовым производством актуальную задачу., решение которой требует осуществления комплекса мероприятий.

Впервые интенсификация процесса коксования была осуществлена более 60 лет при переходе от шамотных коксовых печей к динасовым, В дальнейшем попытки ускорения процесса коксования предпринимались лишь в исследовательских целях и осуществлялись в следующих направлениях:

повышением температуры обогрева коксовых печей;

применением более теплопроводных огнеупорных материалов, которые, однако, оказались мало перспективными;

путем сужения камер динасовых печей (до 300 и даже 200 мм) при существующих температурах обогрева,

Во всех случаях интенсификация приводила к противоречивым результатам - способствовала уменьшению истираемости кокса и одновременно увеличению его трещиноватости, дробимости и снижению кусковой прочности. Поэтому в практических условиях увеличение мощности печей и расширение производства достигалось исключительно при увеличении объема коксовых камер.

Увеличение объема печных камер могло осуществляться, главным образом, при наращивании высоты и отчасти длины, тогда как увеличение их ширины встречало серьезное препятствие вследствие недостаточной теплопроводности динасовых изделий. В настоящее время в СССР и за рубежом высота печных камер достигла 7 м и более при объеме, превышающем 40 м3. Это достижение оказалось возможным благодаря существенному улучшению конструкции печей, повыше-

^ 5

нию равномерности их обогрева и совершенствованию оборудования. Возможности дальнейшего увеличения высоты и длины печных камер практически исчерпаны, а их обслуживание встречает большие затруднения.

Интенсификации процесса коксования могут служить некоторые новые технологические разработки. В первую очередь к ним относятся термическая подготовка угольных шихт и получение формованного кокса. Термическая подготовка представляет собой процесс, для эффективности использования которого необходимы более широкие коксовые камеры, а реализуемые в настоящее время схемы требуют существенного улучшения организации технологии. Получение формованного кокса представляется наиболее эффективным для регулирования процесса коксования по стадиям и расширения сырьевой угольной базы. Однако, по сравнению с традиционным (периодическим) процессом здесь требуются более значительные капитальные вложения, причем разработка технологии в целом еще не завершена.

Сложившиеся условия выдвинули необходимость проведения теоретических и экспериментальных исследований с целью разработки предложений по наиболее рациональной интенсификации традиционного процесса коксования и его осуществления в ближайшей перспективе. Это направление было принято в работе автора, позволившей определить с научной точки зрения значение отдельных технологических средств и их комплекса при разработке варианта технологической схемы для решения задачи интенсификации производства кокса и повышения его эффективности. Для проведения работы оказалось необходимым: I) при содействии работников огнеупорной промышленности изыскать огнеупорные материалы повышенной теплопроводности, пригодные и доступные для сооружения коксовых печей; 2) на основании теоретического исследования процесса коксования установить

6 і

рациональные пределы его ускорения; 3) выявить способы, которые могут содействовать улучшению качества кокса и расширению сырьевой угольной базы при указанных условиях, научно обосновав механизм их воздействия; 4) разработать и испытать вариант общей технологической схемы для последующей промышленной проверки и осуществления в ближайшей перспективе; 5) выбрать или разработать экспериментальную базу для проведения настоящей работы, позволяющую в определенной мере моделировать реальный промышленный процесс ' коксования при возможных изменениях толщины отопительных стен, ширины камер, температуры обогрева и др.; осуществлять оценку прочности коксов, значительно различающихся по крупности.

Работа выполнена с учетом опыта исследований,проведенных ранее сотрудниками Восточного и Украинского углехимических институтов, кафедр вузов и работниками предприятий. При этом учитывалось, что в связи с неудовлетворительным состоянием существующего печного фонда, ограниченными возможностями коксовых машин и недостаточностью обслуживающего персонала усилия должны быть направлены на создание высокопроизводительных агрегатов, освоение и эксплуатация которых не потребуют повышения напряженности физического труда.

Выполнение исследований было обеспечено применением различных методов анализа, разработанных в коксовой лаборатории ВУЖН; определения вязкости углей в пластическом состоянии, газопроницаемости кокса, упругих и усадочных свойств полукокса и кокса в процессе нагревания до Ю00С, структурной прочности кокса, коэффициента прочности на'дробление, а также созданием коксовой печи, моделирующей промышленные условия коксования. Методы опубликованы в печати и выполнены на уровне изобретения или стандартизованы.

Тема настоящей работы входит в "Перечень актуальных научных^

^ 7 '

тем и основных направлений, имеющих теоретическое значение и практическуй ценность для металлургической промышленности и рекомендуемых в качестве диссертационных работ по Шинистерству черной металлургии СССР."Х>

Основные результаты работы заслушивались на Научном Совете Госкомитета по науке и технике СССР по проблеме "Новые процессы в коксохимической промышленности" (I98I, 1983 гг*), Всесоюзной конференции НТО Ш по подготовке материалов к доменной плавке (г.Череповец, 1976 г,), коксохимической подсекции областного правления НТО ЧМ (г.Свердловск, 1977 г.), углекоксовой секции НТС БУХЙН. По материалам диссертационной работы'опубликовано 12 статей и получено одно авторское свидетельство.

Возможность проведения работы в значительноймере была обеспечена содейатвием ряда сотрудников лаборатории подготовки и коксования шихты и опытного завода Восточного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского углехимического института. Важным фактором явилась творческая помощь со стороны научных руководителей - заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора технических наук, профессора Н.С.Грязнова и заведующего лабораторией подготовки и коксования шихты, кандидата технических наук, старшего научного сотрудника В.И.Сухорукова. Автор приносит всем глубокую благодарность.

х) МЧМ СССР. Техническое управление. Директивное письмо 16-138 от 9.12.82 г.

Уточнение методов оценки качества кокса, полученного при различных условиях коксования

Интенсификация процесса коксования способствует получению более мелкого кокса, в связи с чем у ряда исследователей возникли разногласия при определении прочности получаемого при этом кокса. Поэтому в ходе выполнения настоящей работы автор стремился найти такие параметры для оценки физико-мехадических свойств кокса, которые позволили бы дать объективную характеристику прочности кокса различного гранулометрического состава.

Существует ряд методов определения прочности кускового кокса, сущность которых заключается в том, что кокс разрушают наложением дробящих и истирающих усилий, причем, условия испытания выбирают такие, чтобы приближенно моделировать разрушение металлургического кокса до уровня скипового подъемника, колошника или фурменной зоны доменных -печей. При этом для оценки прочт-ности кокса как в С.ССР, так и за рубежом служат индексы, характеризующие остаток его насыпной массы после воздействия механических усилий по какому-либо нижнему пределу крупности, мм: 50, 40, 25, 15 и другие. Эти индексы дают лишь приблизительную оценку прочности, так как ограниченно характеризуют изменение крупности кокса на некотором этапе его разрушения. Каждый из индексов указывает на содержание в обработанном коксе "полезной" части (крупнее некоторого размера) или "вредной" части (мельче другого заданного размера). Такой показатель полезен и необходим, так как указывает на степень сохранения его товарной и технологической ценности как кускового топлива - разрыхлителя массы шихтовых материалов. Но при этом вопрос об уровне прочности разных по размерам кусков кокса, различающихся также по структуре и свойствам, остается нерешенным и, следовательно, неразре-шимой- остается задача оценки прочности насыпной массы кокса, являющейся совокупностью разнородных классов кускового материала. Этот недостаток может быть преодолен, если учитывать изменение количества каждого класса и его доли в общей массе испытуемой пробы. Для этого в СССР разработано несколько методов: - метод ЕШН; - метод ИГИ, основанный на изменении поверхности кусков кокса, разработанный К.И.Сысковым /86, 87; - метод ДМетИ и Днепродзержинского индустриального института, опубликованный в 1970 г. /88/ и развитый далее Д.А.Мучни- ком /89-91/.

Метод БШШ для определения прочности с учетом общей степени дробления кусковой массы кокса согласно .теории дробления Кика-Кирпичева впервые был предложен в 1939 г» Н,С.Грязновым/92/ и вновь опробован и обоснован в I970-I973 годах /93, 94/. Дальнейшая апробация метода с доведением до его стандартизации проведена с участием автора настоящей работы при использовании коксов различной крупности /95, 96/.

Все указанные методы основаны на учете изменения гранулометрического состава кокса в процессе разрушения, с использованием для этого объема (массы) или поверхности кусков. При этом получают различные по форме или величине параметры - дробимости, истираемости, прочности, газопроницаемости, но они полностью коррелируются между собой /95, 97/. Поэтому не имеет практического значения каким из этих показателей пользоваться, но, очевидно, тем, который окажется более простым и надежным по воспроизводимости. Таким показателем является коэффициент прочности на дробление по ВЛИН-НТЖ, и _ &Раър:Ю0 "П duct. % где &мс . и flLa5P. " средний диаметр (размер) кокса до и после обработки в малом сталдартном барабане, рассчитанный по формуле н %&№ —1бб » мм где &i и Wi - соответственно диаметр и содержание отдельных классов крупности кокса

Указанный коэффициент отражает остаточную долю кокса пос- . ле разрушения и практически отражает прочность, т.е. сопротивление кокса дроблению.

Для испытания кокса с повышенным содержанием мелких клас SD.l в колосниковом и ма сов обычные методы оценки его прочности лом барабанах по показателям остатка и М25 оказываются непригодными, так как при этом значительная часть мелкого кокса без существенного разрушения проваливается под колосниковой барабан и отчасти под сито с отверстиями 25x25 мм после испытания в малом закрытом барабане при определении индекса М25. Соответственно неоправданно занижаются показатели остатка в барабане и индекс М25. Сказанное подтверждается данными

Анализ условий коксования и качества кокса при существенном ускорении процесса в полу заводских коксовых печах

С продолжительность коксования соответственно составила 15,00; ,12,26 и 10,25 ч. Таким образом, при повышении температуры обогрева от 1190 до 1250С на каждые 10 снижение периода коксования составило 27 мин., а при возрастании с 1250 до 1350С, только 12 мин., т.е. разница в периоде коксования тем меньше, чем выше температура в отопительных каналах. Указанная закономерность наблюдалась при коксовании и в других полузаводских коксовых печах.

Так же непропорционально увеличивается продолжительность коксования с увеличением конечной температуры коксового пирога. Например, если в интервале 900-Ю00С для повышения температуры на каждые Ю0С период коксования должен быть увеличен на 15 мин., то в интервале от 1000 до П00С необходимо увеличить время коксования на 25 мин. (печь i 6, температура обогрева 1350С). Указанные закономерности объясняются тем, что с повышением температуры коксования увеличиваются потери тепла, кроме того, при повышении конечной температуры коксового пирога уменьшается разность температур между отопительным простенком и коксуемой загрузкой.

Из сказанного следует, что конечная температура кокса при ускорении коксования имеет немаловажное значение. Известно, что при высокоскоростном процессе требуется дополнительное время для завершения образования конденсированной структуры коксового остатка /16, 35/. Поэтому некоторые исследователи рекомендуют заканчивать коксование при повышенных температурах в тот момент, когда температура в осевой плоскости коксового пирога перестает возрастать более чем на 5 за 30 мин. /131/. Существуют также мнения, что даже при высоких температурах обогрева в условиях коксохимического завода нецелесообразно иметь конечную темпера- . туру кокса выше Ю00С, хотя это приводит к некоторой неоднородности свойств кокса в центральной и пристеночных зонах пирога /132/.

При изучении, данного вопроса автор исходил не только из стремления получить кондиционный кокс из конкретных угольных шихт, но и пытался учесть изменение условий эксплуатации коксовых печей, связанное с различной конечной температурой коксуемого массива. С целью определения оптимальной конечной температуры в осевой плоскости коксового пирога проведено коксование производственной шихты ШМК в печи )i 2 (табл.3.6).

С увеличением температуры обогрева от 1100 до 1300С при одинаковой конечной температуре 900 ухудшаются прочностные характеристики кокса (варианты 2 и I). Повышение температуры в осевой плоскости коксового пирога до Ю00С способствует улучшению всех показателей прочности кокса ускоренного режима (варианты 3 и 2). Однако при этом индекс М25, а также индексы прочности, газопроницаемости и дфобимости оказались хуже аналогичных показателей, полученных при низкой температуре обогрева (вариант I - эталонный режим).

С возрастанием готовности кокса ускоренного процесаа ДО ПОСЯC происходит дальнейшее уплотнение его углеродистой структуры, в результате чего снижаются электросопротивление и реакционная способность, повышаются плотность и структурная прочность. Последняя увеличивается также вследствие повышения твердости/16/. Однако несколько ухудшаются его прочностные свойства, хотя они и остаются выше, чем у кокса ускоренного режима низкой готовности (варианты 4 и 2).

Однако и высокая конечная температура, не повышая существенно прочности кокса, в практических условиях приводит к серьезным затруднениям при эксплуатации коксовых печей: ухудшаются условия труда, увеличивается "графитооб-разование" и др. Достижение высокой готовности кокса СП0OC и более) связано также с опасностью повреждения кладки стен печных камер, особенно во время длительных простоев /112/. Поэтому большинство опытов было проведено автором при конечной температуре кокса

Достижение одинаковой температуры в осевой плоскости коксового пирога при различной продолжительности коксования, обусловленной, в основном, изменением температур обогрева, позволяет выразить среднюю скорость коксования как отношение ширины печной камеры к периоду коксования (мм/ч), Строго говоря, период коксования в какой-то мере будет также зависеть от свойств угольных шихт, например, от их спекаемости /133/. Однако ввиду специфичности вопроса о воздействии спекаемости угольных шихт на продолжительность коксования и сравнительно малого изменения их спекаемости автор, для упрощения, ограничился рассмотрением интенсификации процесса в связи с повышением температуры стен печных камер. Это достигается увеличением температуры обогрева и теплопроводности стенового огнеупора, либо уменьшением его толщины. В полузаводских печах измеряли температуру стен камер в широком диапазоне изменения скорости коксования путем повышения температур в простенках.

Показано, что взаимосвязь температуры стены непосредственно перед загрузкой и скорости коксования выражается линейной зависимостью (рис.3.1, график I). Видно, что при коксовании с обычной скоростью ( 27 мм/ч) требуется нагреть стену камеры до J I060C, что согласуется с данными замеров, выполненных в промышленных условиях /134/.

По методике, изложенной в /135/, выполнен ориентировочный расчет средней температуры отопительных каналов при различных скоростях коксования для печных камер шириной 450 мм коксовых батарей при использовании обычного динаса толщиной 105 мм (рис. 3.1, график 2) и более теплопроводного динасового огнеупора толщиной 90 мм (рис.3.I, график 3),

Как показали полузаводские испытания, теишература стен в пределах 1125-П50C, т.е. несколько ниже предельно допустимого значения 1200С, может быть достигнута при повышении скорости коксования до 37-40 мм/ч. Но в промышленных условиях (при толщине стенового кирпича 105 мм) достижение указанных скоростей потребовало бы увеличения температуры в отопительных каналах до 1440-1480С, что значительно превышает допустимые.температуры обогрева /136/. Поэтому в настоящее время, когда в обогревательных простенках коксовых печей используют стандартные динасовые изделия толщиной 105 мм, существенное ускорение коксования практически не может быть осуществлено,

Проведенными исследованиями установлено, что повышение скорости коксования до 37-40 мм/ч возможно при использовании модифицированных динасовых огнеупоров при толщине кирпича 90 мм. Это позволит поддерживать температуру в отопительных каналах на уровне 1400С (рис.ЗЛ, график 3) при достижении периода коксования в камере шириной 450 мм го 12 ч.

Изменение степени и способа измельчения угольных шихт

Увеличение степени измельчения шихты производили с целью обеспечения максимальной гомогенизации ее насыпной массы и отоще-ния шихты без изменения состава с тем, чтобы за этот счет уменьшить напряженность и трещиноватость кокса.

Производственную шихту ШЖ дробили обычным способом (схема ДШ) от 70 до 100 % содержания класса 3 мм. Коксования производили в печи с шириной камеры 450 мм со скоростью 28,2 (эталонный режим) и 37,8 мм/ч (ускоренный режим). Увеличение уровня измельчения шихты способствовало уменьшению дробимости кокса, но при этом понижается также и его структурная прочность (рис.5.1). Следовательно, при высокоскоростном коксовании нежелателен грубый помол шихты. Однако очень тонкое ее измельчение приводит к ухудшению условий труда в углеподготовительных и коксовых цехах,сни жению производительности коксовых батарей и повышению истираемости кокса. По-видимому, при высокоскоростном режиме коксования радиональным следует считать измельчение шихты в пределах 80-85$ содержания класса 3 мм.

Существенное улучшение качества кокса ускоренного процесса достигнуто при подготовке шихты способом избирательного измельчения с пневмосепарацией. В печи из магнезита с шириной камеры 450 мм коксовали производственную шихту Череповецкого металлургического комбината следующего состава, %: 7Я9 - 16, М0 - 52, К - 19, К2 - 13 и свойств, %: \А/\ -7, Ґ - 8, ]/ - 32, У - 15 мм. Условия коксования и качество кокса представлены в табл.5.3. Повышение скорости коксования шихты, подготовленной способом ДШ, привело, как обычно, к снижению крупности и увеличению дробимости кокса. Избирательное измельчение с пневматической сепарацией способствовало улучшению качества кокса по всем показателям в сравнении с коксом эталонного режима. Особенно существенно повысилась структурная прочность и снизился выход мелочи МІO.

Проведены коксования с различной скоростью производственной шихты ШМК при обычном способе загрузки полузаводской печи с шириной камеры 450 мЛ уплотнением шихты (табл.5.4). При обычном (эталонном) режиме коксования увеличение плотности насыпной массы угольной загрузки способствует некоторому укрупнению кокса и повышению его прочности, достигающей прочности промышленного кокса. С повышением скорости коксования при обычной для полузаводских условий плотности загрузки уменьшается крупность и увеличивается дробимость кокса. В этом случае повышение плотности насыпной массы хотя и улучшает показатели прочности кокса, но не в такой степени, как при эталонном режиме. Поэтому увеличение плотности угольной загрузки с ускорением коксования может быть применено с большей эффективностью при сочетании с другими мероприятиями, например, с термоподготовкой шихты.

На шихте НШК проверялось воздействие предварительного нагрева при дроблении по обычной схеме (ДШ) и избирательном измельчении с пневматической сепарадией. Коксования с повышенной скоростью проведены в печи с шириной камеры 450 мм при одинаковых температурах в обогревательных простенках и готовности кокса во и всех опытах. Полученные при этом периоды скорости коксования объясняются разной температурой шихты перед загрузкой, а также различными способами и степенью измельчения шихты (табл.5.5).

Из шихты, подготовленной по схеме ДШ без нагрева, получен кокс низкой прочности и повышенной дробимости. Предварительный ее нагрев до 150С (в трубе-сушилке) и повышение помола от 76 до 84 % содержания класса ; 3 мм позволили существенно увеличить прочность кокса. Повысился индекс М25 на 3 , на такую же величину снизился индекс МІO, возросли структурная прочность и прочность на дробление ( Rf, ), улучшились также показатели по Сыскову и Мучнику.

Качество кокса из ширококамерной печи

Значительно отличается неоднородностью показателей качества ю длине куска кокс, полученный при низких температурах обогрева (режим I). С ускорением коксования эта неоднородность уменьшается. Наиболее равномерный по ширине камеры кокс получен при коксовании пихты, подготовленной способами избирательного измельчения и подогрева до 150С в вентилируемом дробильном контуре (режим 4), хотя и в этом случае приосевая часть коксового пирога по качеству несколько хуже остальных.

Таким образом, при осуществлении комплексной технологии интенсификации процесса коксования, заключающейся в использовании коксовой батареи с печными камерами шириной 600 мм и стенкавдтолщиной 90 мм из огнеупорного материала повышенной теплопроводности в сочетании с избирательным измельчением и термоподготовкой шихты, возможно не только существенно увеличить производство кокса, но и улучшить его качество. Ранее, в главе 4, был дан теоретический анализ ускоренного процесса коксования с помощью изучения температурных полей в угольной загрузке. Основываясь на установленных закономерностях, с учетом данных табл.6.4, представим теоретическое обоснование комплексной технологии интенсификации процесса.

Увеличение скорости коксования снижает вязкость угольной шихты в пластическом состоянии и улучшает ее спекаемость, что позволяет пойти на отощение шихты и вместе с тем получить менее истирающийся кокс. Но при ускорении нагревания в коксуемой загрузке возрастает градиент температуры и соответственно градиент скорости усадки. С возрастанием спекаемости усиливается жесткость кокса, его модуль упругости, уменьшается релаксация напряжений. И то и другое усиливает напряженность коксового материала, делает кокс более трещиноватым, сильно дробящимся и мелким.

Преодолеть этот недостаток можно путем термической подготовки шихты, так как при этом повышается плотность ее насыпной массы и плотность кокса, увеличивается его структурная прочность и сопротивление разрывающим усилиям. Вместе с тем снижается (вследствие повышения теплосодержания шихты) градиент температуры и усадки, а благодаря этому и напряженность кокса. Все это уравновешивает отрицательные воздействия ускорения коксования и способствует упрочнению кокса.

Увеличение же ширины камеры способствует укрупнению кокса, так как при удлинении пути движущегося пластического слоя последний становится толще, толще становится и слой полукокса. Поэтому в слоях постепенно снижается градиент усадки и увеличивается сопротивление продольным трещинам, формирующим куски кокса и его отдельности. Часть формирующих трещин угасает, и куски кокса становятся толще. Длина же их определяется полушириной камеры. Кроме того,при уширении камеры,как указывалось,полнее реализуются преимущества коксования термически подготовленной угольной шихты.

По сравнению с использованием трубчатых подогревателей термоподготовка угольной шихты более эффективно может быть осуществлена в вентилируемом дробильном контуре (ВДКТ), агрегате, в котором совмещены процессы ее нагрева, пневмосепарации и избирательного измельчения. Пневматическая сепарация, осуществляемая в данном случае с помощью газового теплоносителя, позволяет при измельчении шихты выделять в готовый продукт наиболее легкую, менее плотную, обогащенную витринитом и малозольную часть угля,а тяжелые,крупные и петрографически неоднородные зерна возвращать из потока в цикл на повторное, более тонкое измельчение. Благодаря этому эффект термоподготовки повышается, поскольку сепарация, как до полнительный фактор, способствует улучшению опекаемости шихты и уменьшению внутренних (локальных) напряжений в коксе, что существенно повышает его прочность.!

Сказанное подтверждается данными таблицы 6.6, в которой представлены результаты определения механической прочности кокса крупнее 40 мм, полученного при ускоренном коксовании одной и той же шихты, но подготовленной различными способами: обычнгл дроблением шихты (ДЩ), нагревом в трубе-сушилке до 150С (Ш 150С) и совмещением Б одном агрегате процессов избирательного измельчения и терм оподготовки до 150С (ВДКТ 150С).

Похожие диссертации на Теоретическое обоснование и разработка средств для рационального повышения скорости коксования