Способ определения спекаемости и спекающей способности углей

 

Изобретение относится к коксохимической промышленности, может быть использовано для контроля качества углей перед коксованием и способствует повышению достоверности определения одновременно спекаемости и спекающей способности углей. Из угля и наполнителя готовят пробы одинаковой массы при массовом соотношении угля и наполнителя, равном 1:(0,1-0,5)-1:(0,5-3), до получения при последующих операциях термообработки и определении прочности двух значений прочности полукоксов, близких по величине. После испытаний полученных образцов устанавливают зависимость их прочности от массового соотношения наполнителя и угля и определяют спекаемость и спекающую способность угля по линейному неспадающему участку зависимости, соответствующему уравнению прямой в отрезках вида (K/A)+(Σ/Σ<SB POS="POST">0</SB>)=1, где K - массовое отношение наполнитель: уголь, мас.ч: σ - прочность образца, МПа

σ<SB POS="POST">0</SB>- спекаемость угля, МПа

A - спекающая способность угля, мас.ч. Чем выше показатели σ<SB POS="POST">0</SB> и A, тем выше качество угля. Изобретение позволяет повышать достоверность определения спекаемости и спекающей способности углей разных стадий метаморфизма, шихт, углей в пределах одной марки углей. 4 табл. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 15200

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4165673/23-26 (22) 23.12,86 ! (46) .07.11 ° 89 ° Бюл. М 41 (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт (72) М. Г.Скляр, В.И.ймалько, П.Л.Санжаревский, С.А. Слободской, В.П.Икономопуло, Н.Н.Флоринская и С.Л.Буняева (53} 662.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1013456, кл. С 10 В 57/00, G 01 N 33/22, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКАЕИОСТИ

И СПЕКАИЦЕЙ СПОСОБНОСТИ УГЛЕЙ (57) Изобретение относится к коксохимической промышленности, может быть использовано для контроля качества углей перед коксованием и способствует повышению достоверности определения одновременно спекаемости и спекающей способности углей. Из угля и наполнителя готовят пробы одинаковой массы при массовом соотношении угля

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для контроля качества углей перед коксованием.

Цель изобретения - повышение достоверности определения одновременно спекаемости и спекающей способности углей.

П р и м. е р 1. Донецкий газовый уголь Октябрьской ЦОФ со следующей характеристикой качества, 3: W 1,8;

A 7,3; S 1,6; V 32,9, измельча(504 С 10 В 00 G 01 N 3 /22

2 и наполнителя, равном 1:(0,1 — 0 5)1:(0,5 - 3), до получения при последующих операциях термообработки и определении прочности двух значений прочности полукоксов, близких по величине. После испытаний постоянных образцов устанавливают зависимость их прочности от массового соотношения наполнителя и угля и определяют спекаемость и спекающую способность угля по линейному неспадающему участку зависимости, соответствующему уравнению прямой в отрезках вида (К/а) +

+ (6/G,) = 1, где К - массовое отношение наполнитель:уголь, мас.ч.; б .прочность образца, ИПа, G - спекаемость угля, МПа; а - спекающая способность угля, мас.ч. Чем выше показатели G и а, тем выше качество угля. Изобретение позволяет повышать достоверность определения спекаемости и спекающей способности углей разных стадий метаморФизма, шихт, углей в пределах одной марки углей. 4 табл., 2 ил. ют так, что 1001 зерен угля. проходит через сито с диаметром отверстий

0,5 мм. В качестве наполнителя используют прокаленный до удаления влаги и летучих веществ антрацит с размером зерен 0,3-0,4 мм. Из подготовленного газового угля и наполнителя готовят смеси с последовательный монотонным увеличением содержания наполнителя в каждой последующей пробе в пределах (0,1 - 1) - (1,25 " 1).

Пробы нагревают до 620 С без доступа

1520090 воздуха со скоростью 15 град/мин и выдерживают 20 мин при 620 С для получения образцов полукокса с площадью сечения 1 см . Образцы полукоксов охлаждают до комнатной температуры и проводят испытания их прочности на сдвиг. /1ля каждой точки при К = const необходимо проводить минимум три испытания, при этом погрешность в параллельных опытах не должна превышать

153. В противном случае испытание необходимо повторить.

По результатам испытаний устанавливают зависимость прочности образцов полукоксов угля и смесей с антрацитом от массового отношения антрацит:

:уголь. Методом наименьших квадратов для ниспадающих линейных участков рассчитывают параметры уравнения

К 6 — + — = 1, а б где К вЂ” массовое отношение наполнитель:уголь, прочность образца, МПа, (з, — спекаемость угля, МПа; а - спекающая способность угля.

На фиг.1 изображены зависимости прочности образцов полукоксов от массового отношения антрацит:уголь.

На всех кривых выделяют ниспадающий прямолинейный участок, по которому методом наименьших квадратов рассчитывают параметры уравнения для следующих углей: жирный (1), коксовый (2), газовый (3), отощенно-спекающийся (ч).

Характеристика углей представлена в табл. 1..

В табл. 2 приведены результаты определения спекаемости (б ) и спекающей способности (а) исследованных углей и шихт с их участием в сопоставлении с данными, полученными известными используемыми на практике методами: по толщине пластического слоя (оценка спекаемости) и по методу Рога (оценка спекающей способнос.ти), а также показатели прочности по

М, М и структурная прочность.

1о

Состав исследованных шихт по маркам углей следующий, мас, :

Г Ж К ОС Т шихта 1 32 35 15 18 шихта 2 50 10 10 20 10

В шихте 2 используют уголь марки Т

Чумаковской ЦОФ.

Анализ данных, приведенных в табл. 2, свидетельствует, что прочность материала полукоксов (показатель спекаемости бр по предлагаемому методу) ухудшается в ряду (no маркам углей): К - Ж - Г - OC (9,9, 8,5, 5,0 и 1,5 МПа соответственно), а спекающая способность ухудшается в ряду:

Ж - К - Г - OC (3,86, 2,48, 0,91 и

0,36, мас.ч. соответственно).

Из данных, приведенных в табл., 2, следует, что показатель У обладает меньшей, по сравнению с предлагаемыми, степенью достоверности определе- . ния качества углей по спекаемости.

Так, угли с практически одинаковой толщиной пластического слоя (У - 11 и 1О мм) относятся к различным маркам и имеют различные показатели прочности кокса по И„р и И .

По индексу Рога, который на практике используют для определения спекающей способности, оценка качества углей имеет тот же смысл, что и оценка по величине а в предлагаемом способе. Однако предлагаемый способ дает более достоверную информацию о качестве угля, так как включает и величину прочности материала, формирующегося из угля и запекающего неспекающийся наполнитель. Кроме того, индекс Рога является точечной оценкой, а показатель а - динамической оценкой спекающей способности, учитывающей специфику спекания угля в массе засыпи и в разрозненных зернах при больших разбавлениях антрацитом.

Учет динамики поведения угля в различных соотношениях наполнитель:уголь также повышает достоверность определения спекающей способности по предлагаемому способу.

Достоверность определения качества углей по предлагаемому способу подтверждается и оценкой качества кокса по показателю Ию (табл. 2) . Чем выше показатель G по предлагаемому способу, тем меньше истираемость кокса. Следовательно, для получения кокса с высокими механическими свойст вами необходимо соста влят ь шихты таким образом, чтобы показатель G имел наибольшую величину. Естественно, чем больше показатель а, тем более высокая спекающая способность угля или смеси углей. В табл. 2 в качестве примера приведены данные по качеству шихт разного состава. Видно, 10 ном способе г предла аемых ус ловиях

en(êаемость и спекающая способность отличаются от устанавливаемой предлагаемым способом зависимости.

Таким образом, применение предлагаемого метода повышает достоверность определения спекаемости и спекающей способности углей за счет их одновременного определения, так как прочность спекания углей обусловлена как прочностью остатка связующего — спекающей части угля (спекаемость), так и прочность на границе спека с отощаюц ей добавкой (спекающая способность). Чем выше показатели Г и а, тем выше качество угля, следовательно в пределах одной марки углей наиболее качественным является уголь с наибольшими величинам !з„ и а.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения спекаемости и спекающей способности углей и угольных смесей по механической прочности спеков, включающий подготовку проб угля, смешение их с неспекающимся наполнителем в разном соотношении, последуюцую термообработку проб, определение механической прочности полученных проб образцов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, наполнитель вводят, начиная со второй пробы при монотонном увеличении ere массы в диапазоне соотношений уголь:

:наполнитель, равном 1:(0,1 - 0,5)

1:(0,5 — 3), до получения при последующей термообработке и определении прочности двух значений прочности, близких по величине, при этом термообработке подвергают пробы одинаковой массы, а их нагрев ведут до 600650 С со скоростью 10-15 С/мин при одностороннем нижнем подводе тепла, а после испытаний полученных сбразцов устанавливают зависимость их прочности от массового отношения наполнитель:уголь и определяют спекаемость и спекающую способность угля по линейному ниспадающему участку зависимости, соответствую!!„ему уравнению прямой в отрезках вида

К 8

+ а G где К вЂ” массовое отношение наполнитель: уголь, мас. ч., ! 5?00 что для шихты хорошего кабан.ства (1) с высокими показателями G, и а показатели прочности кокса по Г!, и

Г1 выше, чем для шихты низкого качества (2) с участием тощих углей.

Пример 2. Донецкие угли марки Ж, характеристика которых приведена в табл. 3, подвергают испытаниям по определению спекаемости и спекающей способности предлагаемым способом.

8 табл. 4 представлены данные по качеству образцов полукоксов исследованных углей различными способами.

Анализ данных, приведенных в табл. 4, показывает, что использоваI ние любого из указанных известных способов оценки углей (по толщине пластического слоя и индексу Рога) 20 в отдельности не позволяет достоверно оценивать качество углей. Так угли и 2 имеют одинаковую толщину пластического слоя и индекс Рога, отличающийся в пределах погрешности 25 метода (табл. 4). Не повышает достоверность определения и совместное использование этих методов с привлечением показателя выхода летучих, приведенного в табл. 3. 30

Таким образом, предлагаемый способ позволяет лучше различить угли в пределах марки Ж, чем известные способы. Так наилучшей спекающей способностью обладает уголь 2 (а = 5,94).

Этот же уголь дает и наибольшую проч.ность материала полукокса, т.е. самую высокую спекаемость (6 = 10,7 МПа).

По предлагаемому способу все угли, представленные в табл. 3, различного 40 качества, поэтому при одинаковом долевом участии их в шихтах, должен быть перерасход угля 2, так как он более высокого качества, чем угли

1и3.

На фиг.2 представлены сопоставительные зависимости 5 = f(K) для углей различной степени метаморфизма: отощенно-спекающегося (1); газового (2,2 ); коксового (3,3 ); жирного (4,4 ). Пунктирные прямые 2, 3 и

4 построены по данным, полученным известным способом, но в условиях предлагаемого способа. Пробы из угля марки ОС в соотношениях 1:2 (0, ) и

2:! (2), а также угля марки Г в соотношении 1:2 не спекаются в предлагаемых условиях. Из представленного графика (фиг.2) видно, что в извест1 20(90 в - спекающая способность угля мас.ч.

5 - прочность образца, МПа; б - спекаемость угля, МПа;

Таблица 1

Технический анализ, з„

Ма р ка угля

1"

V (А да1

Г, Октябрьская

ЦОо

Ж, Дуванская ЦОФ

К, Криворожская

ЦО

ОС, Колосниковская ЦОФ

1,8 7,3

1, /,4

1,6 32,9

2,5 28,7

1,0 6,9 1,4 22,3

08 76 12 164

Табли ца 2

Показатели спекающей способности

Объект испытаний

Показатели спекаемости

По ГОСТУ

1186-69

У, мм

По ГОСТУ

9521-84

По ГОСТУ

9318-79

RIl б

По ГОСТУ

5953-81 а, мас.ч.

59,0 75,8 12,0 71,3

0,91

5,0

84 0 89 4 8 3 80,7

78,0 90,1 7,7 84,8

3,86

2,48

8,5

9,9

235 66 0 326 646

0,36

1,5

64,0 79,9

33,0 72,4

2,19

0,94

10, 0 79,4

18,1 74,7

17

7,0

5,1

Та бли ца

Уголь, пласт, шахта

Теханализ, W а Ад SJ 7да1

1,28 15,27 2,0 31,1

Жирный, пл. 1 „и ш. им. Чеснокова (1)

Жирный, пл. 1. ш. им. Чеснокова (2}

Жирный, Дуванской

ЦОФ (3) 1,34 17,14 2,8

33,8

1,30 7,4 2,5

28,7

Угли газовый жирный коксовый отощенноспекаюбийся

Шихта

Ио предлагаемому способу

G Mna

По предлагаемому способу

Показатели прочности

1520090

Т а б л и ц а 4

Данные углей, исследованных по способу

Уголь

ГОСТ 1186-69

ГОСТ 9318-79

Предлагаемый

5,, МПа а, мас ч.

IR, У, мм

7,4

10,7

8,5

3,36

5,94

3,86

22,0

22,0

30,0

75,0

73,0

85,4

15200/0

Ч:) Ъ . - ") г т ауИ доэяонйав дойсобро ошааньобу

Редактор И.щербак

Заказ 6721/28 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Т.Бородкина

Техред A.Êðàâ÷Óê Корректор А. Пбручар сф Я

Ь

Ь, ь р