Способ определения оптимального уровня измельчения угольных шихт для коксования

 

Изобретение относится к способам определения оптимального уровня измельчения угольных шихт для коксования , может быть использовано в коксохимической промьшшенности и позволяет повысить точность определения,снизить затраты на измельчение угля и повысить прочность кокса. Шихту предварительно размельчают до содержания 60-95% класса 0-3 мм просеиванием на сите 1x1 мм, вьщеляют класс крупнее 1 мм. Затем фракционным анализом путем расслаивания в водном растворе хлористого цинка определяют фракцию плотностью более 1,4 г/ спекаемости шихты по толщине пластического слоя, содержанию частиц плотностью 1,4 г/см в классе 1 мм, коэффициенту распределения минеральной составляющей угля по классам крупности шихты определяют содержание в шихте класса 0-3 мм. 2 табл.| 1 ил. 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3445451/23-26 (22) 28.05.82 (46) 15.08.86.Бюл. У 30 (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт (72) А.П.Фомин, В.И.Сухоруков, Е.В.Беляев, Н.С.Грязнов, В.Т.Кривошеин и Л.M ° Серьга (53) 662.74 (088.8) (56) Фомин А.П. и др. Метод прогноза оптимальной степени измельчения угольных шихт для коксования. — Кокс и химия, 1968, У 4, с.l-б. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 01ПИМАЛЬНОГО

УРОВНЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШИХТ ДЛЯ

КОКСОВАНИЯ (57) Изобретение относится к способам определения оптимального уровня измельчения угольных шихт для коксоваÄÄSUÄÄ 1250944 А 1

1304 001 N 33/22 С 10 В 37/00 ния, может быть использовано в коксо- . химической промьлпленности и позволяет повысить точность определения,снизить затраты на измельчение угля и повысить прочность кокса. Шихту предварительно размельчают до содержания 60-957 класса 0-3 мм просеиванием на сите lхl мм, выделяют класс крупнее 1 мм. Затем фракционным анализом путем расслаивания в водном растворе хлористого цинка определяют фракцию плотностью более 1,4 г/

/cM . По спекаемости шихты по толщине пластического слоя, содержанию частиц плотностью >1,4 г/см в классе

)! мм, коэффициенту распределения минеральной составляющей угля по классам крупности шихты определяют содержание в шихте класса 0-3 мм. 2 табл., 1 ил.

1250944

55 вкл Ка + а

° Изобретение относится к способу определения оптимального уровня измельчения угольных шихт для слоеного коксования и может быть использовано в коксохимической промышленности. 5

Целью изобретения является повьш ение точности определения, снижение затрат на измельчение угля и повышение прочности кокса.

На чертеже представлен график зависимости расчетного коэффициента распределения минеральной составляющей угля от помола пробы испытуемой шихты»

Пример. Требуется установить оптимальный уровень измельчения уголь,ной шихты для Нижне-Тагильского меткомбинате, имеющей следующие показатели (состав),X: Г6 15; )К 27; К 43;

К 15. 20

Величина содержания в классе мм шихты частиц плотностью >1,4 г/см (И) определяется следующим образом.

Из представительной воздушно-су25

1 хой пробы весом не менее 1 кг шихты (угля) производственного уровня измельчения (обычно в пределах 60-90Х содержания класса 0-3 мм) просеиванием на сите с квадратными отверстия- З0 ми lхl мм выделяется класс крупнее

1 мм (надрешетный продукт), в котором фракционным анализом путем расслаивания в водном растворе хлористого цинка по известной методике 35 определяется содержание фракции плотностью более 1,4 г/см . Результаты з анализа выражаются в процентах к массе исходной пробы класса крупнее

1 мм, т.е. к массе надрешетного про- 40 дукта.

Плотность разделения угольного материала, равная 1,4 г/см, выбраз на в силу того, что она является демаркационной, разграничивающей собст- 45 венно угольное вещество от минерализованного, а также от сростков угля с породой и собственно породных частиц е

Как показали исследования, мак- 50 симально допустимый размер угольных зерен (d) плотностью более 1,4 г/см, не вызывающий растрескивания кокса, определяется следующей функциональной зависимостью где Ф вЂ” коэффициент формы частиц, 6 — предельное напряжение а кокса на разрыв;

9 — объем кокса, вмещающий одно зерно угля плотностью более 1,4 г/см ; — модуль упругости кокса;

Š— относительная деформация зерна плотностью более

1,4 г/см при коксовании; з — коэффициент релаксации напряжений в коксе

Для частиц реальной формы ct составляет 0,93-1,18 мм, т.е. в среднем 1 мм. Поэтому содержание фракции плотностью более 1,4 г/см и определяется в классе более 1 мм шихты.

Для данной шихты M = 9,77..Спекаемость шихты С (толщина пластического слоя) равна !6 мм (определяется в пластометрическом аппарате Сапожникова известным методом ). В расчетах применяется величина толщины пластического слоя, выраженная в мм.

Помол шихты, принятый на заводе, 79+23 содержания класса 0-3 мм, а проба, отобранная для исследований, имела помол 77Ха Эту пробу шихты рассевают на классы, мм: >6; 3-6:2-3;

1-2;05-1; (0,5, и определяют зольность каждого из классов.

При анализе пробы шихты получены следующие значения зольности отдельных классов:

Класс, мм: ) 6 6-3

А,X: 12,2 9,0

3-3

8,7

2-1, 1-0 5 0 5

84 - 83 95 д Определяют величину коэффициента

К, для чего составляют табл.! (число классов = 6), А

В связи с тем, что величина Кр коэффициента распределения минеральной составляющей угля по классам крупности шихты изменяется при изменении уровня измельчения шихты (угля), ее необходимо пересчитать на эталонный уровень, в качестве которо. го Йа оснований исследований принято

80Х содержания класса 0-3 мм в шихте. Формула пересчета следующая:

4 Л

К, = К, + д (80-и,.) (2) А где К вЂ” расчетный коэффициент расп ределения минеральной сос1250944 из отношения

Крр +О 05

«РР = й, 10 п х -(+X (25

0,17

0,34

0,42

d = --0 005.

f68,66 + 8,96 С +

М зо втором случае

55

75,45% тавляюшей угля по классам крупности в исследуемой пробе шихты фактического производственного уровня измельчения (И, );

5 коэффициент, определяемый

Знак при величине 0,05 зависит от

А знака К вЂ” они должны быть одинакоР Р. вы.

А 15

Коэффициент распределения К, вы числяется в зависимости от зольности (A и среднего арифметического диаI метра (X ) каждого из классов крупI ности шихты (угля) по соотношению

n A.Õ. — А. Х; рф

h 1 ((м где н — количество классов, для которых определялась зольность, А.

К = 0,336, Так как помол пробы 177%) отличается от эталонного, рассчитывают стандартное значение коэффициента

d, определяют из формулы 3

Рассчитывают стандартное значение

А коэффициента К по формуле (2)

К = 0,351.

Определяют оптимальное содержание

45 уровня измельчения в шихте класса

0-3 мм по формуле

+ 3,06 (- — ) ) (1,0 + 0,02 К вЂ” 0,03 (К, ))= 75,5Х.

Таким образом, помол шихты может быть уменьшен против принятого на заводе с 79 до 75,5% класса 3 — 0 мм.

Промышленные испытания шихты также показывают, что этот уровень измельчения является оптимальным, так как в пределах 73,5-77,5Х содержания класса 0-3 мм в шихте, прочность полученного из нее кокса самая высокая и составляет по индексу

М25 86,4%, а по M10 — 6,7%. Повышение уровня измельчения выше 77,5Х нецелесообразно, так как при несущественном повышении прочности Кокса происходит значительное снижение его производства и увеличение энергозатрат и вредных выбросов в атмосферу.

Пример 1. Требуется установить оптимальный уровень измельчения (И,) для угольной шихты НТМК, имеющей состав,%: t 6 15, Ж 27, К 43»

К2 15, и показатели качества: N 9 7% и С 16 мм.

Для этого были отобраны три пробы шихты с разным уровнем измельчения 60; 77 и 85% содержания класса

0-3 мм. Используя зависимость, приведенную на чертеже, определяем для д них К,р

Для помола 60Х

77%

85%

Стандартные величины составят:

Для помола 60Х прн ) = 0,0037 0,244

77% при d = 0,005 О, 355

85% при д =- 0,0055 0,393

Подставляя соответствующие значения в формулу для.определения И,„, получаем

И „, = (68,66 + 8,96 (4-) +

9 7

+ 3,06 (- --) ) х (1,0 + 0,02 х х 0,244 — 0,03 х (0,244) ) = 75,43%, И = (68,66 + 8,96 (††) +

9 7

+ 3,06 (— — ) ) х (1,0 + 0,02 х г х 0,355 — 0,03 х (0,355) ) 1250944 и.в третьем случае и в третьем случае!

60Х

757.

82,37

0,32

0,43

0,55

А

К составят:

0,067

Для помола 60Х при .d- =0 0061

0,44 во втором случае

Иопт (68э66 + 8ь96 (16 ) +

9 7

+ 3,06(— -) )x(1,0 + 0,02 х

2 х 0,393 — 0,03 х (0,393} j =

75,44Х.

Таким образом, используя показатели качества пробы шихты любой крупности в пределах 60-95Х содержания класса 0-3 мм, получаем практически однозначный оптимальный помол шихты

HTNK И„, = 75,5Х.

Пример 2, Требуется установить оптимальный уровень измельчения (И „ ) для угольной шихты и блока

МИК, имеющей следующий состав, .:

Ж + Г17 21,3; К+К2+ОС 34,0;

Г17 8,7; К 7,5; КЖ 28,5Х, и показатели качества: M 16,9, С 18 мм.

Для этого были отобраны три пробы шихты с разным уровнем измельчения 60, 75 и 82,37 содержания класса 0-.3 мм. Используя зависимость,приведенную .на чертеже, определяем для 31

4 них К е

Для помола

Стандартные величины

75Х при d= 0,0064 0,46

827. при 4= 0,0073 0,53

Подставляя соответствующие значения в формулу для определения И „ получаем:

Иопт (68,66 + 8,96 (— - --) +

+ 3,06 (— ) 7 х(1,0 + 0,02 х

16 9 х 0,44, - 0,03 (0,44) ) = 80,01Х, 16,9

Ио„ò,(68,66 + 8,96 (18 ) +

+ 3 06 (— - -) 1х (1 0 + 0 02 х

16 91i э

Ь х 0,46 — 0,03 (0,46) ) = 79,99Х

И = (68,66 + 8,96 (†-L-) +

16 9

+ 3,06 (— 8 ) )х (1,0 + 0,02 х х 0,53 — 0,03 х (0,53) ) = 79,д4у.

Таким образом, используя показатели качества пробы шихты MNK любой крупности, получаем практически один и тот же оптимальный помол шихты

И, = 80,07 содержания класса 0"3 мм, Пример 3. Требуется установить оптимальный уровень измельчения (И,„,) для угольной шихты Криворожского КХ3, имеющей следующий состав, : Г + ГЖ 54; Ж+К 20; ОС+К2 26, и показатели качества: N 10,9

С 18 мм. Было отобрано три пробы шихты с разным уровнем измельчения 60, 72,8 и 85Х содержания класса 0-3 мм.

Используя зависимость, приведенную на чертеже, определяем для них К рОР

Для помола 607 0,04

72,8Х 0,056

85Х 0,175

Стандартные величины Кр составят:

Для помола 607. при d = -0,0015 0,07

?2,8Х при

С1 = 0,0015

85Х при

С1 = 0,0026 0,162

Подставляя соответствующие значения в формулу для определения И „,, получаем

И, = (68,66 + 8,96 (- — >-) +

+ 3906 (2-) х L1,0 + 0,02

109т (-0,07) — 0,03 x (-О, 07)

75,08Х, во втором случае

Hîïò = (68 66 + 8,96 (- — >-) +

10 9

10 9

+ 3,06 (- — -4 — 1х (1,0 + 0,02

0,03 х (0,067) ) =

= 75,297

1250944

7 и в третьем случае

25 ле

0,03 (К ) Таблица 1

10,5 12,2 128,1 110,25

4,5 9,0 40,5 20,25

2,5 8,7. 21,75 6,25

«6

6-3

3-2 и = (68 66 + 8 96 (— - — )

1О 9

0 0T

9 18

+ 3 06 (— ->-) )х ) I 0 + О 02 х

10 9 х 0,162 — 0,03 х (0,162) )=

75,38Х.

Таким образом, и для Криворожского КХЗ, используя показатели качества пробы шихты любой крупности, получаем практически однозначный оптимальный помол шихты И,„ = 75,3 . клас- 15 са 0-3 мм.

Из представленных данных очевидно, что если для широкого диапазона крупности проб шихты одного состава получается один и тот же И „,, то 20 для более узкого диапазона 79+2X, т.е. для помолов шихты 77 и 81Х при расчете И,„,, также получаются одинаковые величины:

75,5Х для шихты НТИК

80, O PJIH IIIHxTb(MNK

75,3 для шихты КрКХЗ

В табл,2 приведены результаты проверки извеотного и предложенного способов и данные по уровню измельчения шихты: содержание углей марок Г+К—

30%,Ж вЂ” 15 ., К вЂ” 28, ОС вЂ” 27Х, зольC ность А, — 8,4 ., выход летучих веществ < — 25,7Х, спекаемость У—

18 мм, содержание класса « 1 мм, час-З5 тиц плотностью 1,4 г/см — 13,9, рассчитанные по известному и предложенному способам и соответствунпцие прочности кокса (для сравнения уровень измельчения шихт, принятый на 4О заводе, составляет 77;8, а прочность кокса (остаток 333 класса

10-0 мм) — 32 кг.

Как следует из анализа данных, приведенных в табл,2, прочность кок- 45 са, полученного при выборе уровня измельчения по предлагаемому способу, выше.

Формула изобретений

Способ определения оптимального уровня измельчения угольных шихт для коксования, включающий предварительное измельчение шихты до содержания 60-95Х класса 0-3 мм и определение содержания частиц плотностью более 1,4 г/см, о т л и ч а ю щ и йз с я тем, что, с целью повышения точности определения, снижения затрат на измельчение угля и повышения прочности кокса, определяют спекаемость шихты по толщине пластического слоя, содержание частиц плотностью 1,4 r/

/см в классе 1 мм, коэффициь ент распределения минеральной составляющей угля по классам крупности шихты, находят оптимальное содержание в шихте класса 0-3 мм по формуИ,„ = (68,66 + 8,96 +

А

+ 3,06 (С ) 3 t48 + 0 02 KÐ где И,„, — содержание класса О—

М вЂ” содержание в классе «1 мм

% частиц плотностью

«1,4 г/см,Х;

С вЂ” толщина пластического слоя,мм;

III

К вЂ” коэффициент распределения р минеральной составляющей угля по классам крупности шихты (компонента), рассчитываемой в зависимости от зольности каждого класса крупности,Х/мм.

1250944

1,5 8,4 12,60 2,25

2-1

8,3 6,22 0 56

0,75

0,25 9,5 2,37 0,06

20,0 56,1 211,54 139,62

Всего

Показатели

Уровень измельчения (содержание класса

0 - 3 мм, Х) 87,1

77,5

Прочность кокса по ГОСТ 5953-58 (остаток кокса в барабане), кг

333

333

Класс 0-10 мм в лровале, кг

1-0, 5

0,5-0

Продолжение табл.1

Таблица 2

Содержание по способу известному предлагаемому

)250944 ломал(кРасе <зт УД

Составитель Н.Стрижова

Техред И.гайдош . Корректор Л. Пилипенко

Редактор М.Келемеш

Заказ 4403/39 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4