Способ определения спекаемости углей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к коксохимии и позволяет повысить точность определения спекаемости угля за счет проведения прочностных испытаний нелетучего остатка после окончания перехода пластической массы угля в нелетучий осадок и до начала процесса трещинообразования в нелетучем остатке, а также сократить время, необходимое для определения спекаемости угля. Матрица выполнена в форме двух усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с плоскостью раздела матрицы на части 3 и 4, а большее основание одного из конусов нижней части матрицы 4 совпадает с дном 7 матрицы. При этом часть матрицы, имеющая дно, снабжена средствами 11 крепления в корпусе прибора, а часть матрицы, не имеющая дна, установлена с возможностью перемещения в продольном направлении и соединена с силоизмерителем. Соотношения диаметров оснований усеченных конусов и уклон внутренней стенки матрицы обеспечивают одновременность прохождения всей загрузкой различных стадий термохимических превращений. 2 с.п.ф-лы, 3 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 В 57/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4394750/26 (22) 21.03.88 (46) 15.07.91. Бюл. N 26 (71) Донецкий политехнический институт и

Восточный научно-исследовательский углехимический институт (72) А.С.Парфенюк, И.Г.Дедовец, С.П.Веретельник, А.Ф.Гребенюк, В.Б.Глейбман, Е.М.Литвин, Л:Ю.Гальперин, М.Я,Клисс, И.В.Кутняшенко и А.А.Булатов (53) 662,74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 992299669900, кл. С f0 В 57/00, 1982, ГОСТ 14056-77. Устройство для ускоренного определения дилатометрических показателей. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКАЕМОСТИ УГЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к коксохимии, и позволяет повысить точность определения спекаемости угля за счет проведения проч. Ы 1663013 А1 ностных испытаний нелетучего остатка после окончания перехода пластической массы угля в нелетучий осадок и до начала процесса трещинообразования в нелетучем остатке, а также сократить время, необходимое для определения спекаемости угля.

Матрица выполнена в форме двух усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с плоскостью раздела матрицы на части 3 и 4, а большее основание одного из конусов нижней части матрицы 4 совпадает с дном матрицы, При этом часть матрицы, имеющая дно, снабжена с едствами 11 крепления в корпусе прибора, а часть матрицы, не имеющая дна, установлена с возможностью перемещения в продольном направлении и соединена с силоизмерителем. Соотношения диаметров оснований усеченных конусов и уклон внутренней стенки матрицы обеспечивают одновременность прохождения всей загрузки различных стадий термохимических превращений. 2 с.п.ф-лы, 3 табл., 3 ил, а

1663013

30

Изобретение относится к области коксохимии, в частности, к способам испытания углей для коксования.

Цель изобретения — повышение точности определения спекаемости углей.

На фиг. 1 представлено устройство для определения спекаемости углей, общий вид; на фиг. 2 — разрез устройства по матрице; на фиг. 3 — зависимость прочности нелетучего остатка от времени для углей разных марок.

Устройство для осуществления способа определения спекаемости углей (фиг, 1 и 2) включает печь 1 с гнездами 2 для помещения матриц с углем, разъемную матрицу в виде стакана с продольной осью, расположенной вертикально, с разьемом, перпендикулярным продольной оси и делящим матрицу на две части — верхнюю 3 и нижнюю 4, держатель матрицы 5, фиксатор 6.

Нижняя часть матрицы 4 имеет дно 7 с отверстием, закрытым пробкой 8 и выступ 9, а в верхней части матрицы 3 жестко закреплены штыри 10. Внутренняя полость матрицы выполнена в виде двух усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с плоскостью раздела матрицы на части 3 и 4, большее основание конуса нижней части матрицы 4 совпадает с дном матрицы, отношение большего диаметра конуса к диаметру меньшего основания составляет 1:10, уклон внутренней стенки матрицы 1:20. С держателем матрицы жестко связано средство 11 для крепления нижней части матрицы 4 в корпусе прибора. Кроме того, устройство содержит уравновешенные с помощью противовесов 12 штемпели 13, связанные с датчиками 14, преобразующими положение штемпелей в пропорциональный электрический сигнал, вилку 15, закрепленную на шарнире 16 с жестко прикрепленной к ней гайкой 17, винт 18 с маховиком 19, тензодатчик 20, посредством стойки 21 соединенный с опорной плитой

22, Пример, Части 3 и 4 матрицы помещают в держатель матрицы 5 и нижнюю часть 4 фиксируют средством 11 для крепления путем заведения за него выступ 9. Отверстие в дне 7 нижней части матрицы 4 закрывают йробкой 8. Навеску испытуемого угла марки

Г6 массой 2,0 0,1 г засыпают в матрицу при помощи воронки и уплотняют под прессом при давлении 218 МПа. Нагревают печь

1 прибора до 470 С. По достижении заданной температуры испытания в гнезде печи 2 опускают матрицу с испытуемыми пробами вместе с держателем 5 таким образом, чтобы штыри 10 приходили в зацепление с вилкой 15 и закрепляют держатель матрицы фиксатором 6, После опускания матриц на поверхность угольных брикетов устанавливают штемпели 13, уравновешенные с помощью противовесов 12, и соединенные с датчиками 14 для записи вспучивания.

В процессе испытаний вследствие вспучивания угля обьем его увеличивается, штемпель 13 поднимается, и приборы для записи вспучивания записывают кривую динамики вспучивания угля в пластическом состоянии, Когда вспучивание заканчивается, прибор вычеркивает прямую линию, После этого момента через 1 — 3 мин для того чтобы дать возможность всему пластическому слою перейти в твердое состояние, проводят прочностное испытание королька.

Вращая маховик 19 винта 18, к гайке 17 и жестко соединенному с ней концу вилки

15 прикладывается усилие, направленное вниз. Так как вилка закреплена на шарнире

16, то другой конец вилки 15 стремится переместить штыри 10, а вместе с ними и верхнюю часть матрицы 3 вверх. Нижняя часть матрицы не имеет возможности перемещаться в вертикальном направлении, так как она упирается выступом 9 в средство 11 для крепления. На образовавшийся нелетучий осадок накладывается растягивэющее усилие, Так как нелетучий остаток является единственным препятствием для перемещения верхней части матрицы относительно нижней, он воспринимает всю растягивающую нагрузку. Форма внутренней поверхности матрицы препятствует проскальзыванию нелетучего остатка. На винт 18 действует сила, пропорциональная силе, действующей на нелетучий остаток, Она измеряется тензодатчиком 20 посредством стойки 21, соединенным с опорной плитой 22, Максимальная сила, зарегистрированная тензодатчиком 20, соответствует разрушению нелетучего остатка. По величине небольших усилий, приложенных к частям нелетучего остатка и площади сечения матрицы, судят о прочности исследуемого нелетучего остатка, Прочность нелетучего остатка является характеристикой спекаемости угля. Отверстие в дне 7, закрытое пробкой 8, используется для удаления нелетучего остатка из матрицы после окончания испытаний, Наибольшее зарегистрированное тензодатчиком усилие равняется F> = 54.

Отношение плеч вилки, закрепленной на шарнире, 1:25.

Сила, приложенная к верхней части матрицы, Г2 = Г1 1,25 = 54,0 1,25 = 67 Н, Вес верхней части матрицы Рз = 20 Н.

Сила, приложенная к нелетучему остатку в момент разрушения, 1663013

F4= Г2 — Рз=-67 — 20=47 Н, Площадь сечения, по которой разорвался нелетучий остаток лб 314 109 9 — 79 мм

4 4 5

Прочность нелетучего остатка о = — = =5,9 Н/мм

F4 47 0

S 79

После испытаний данной пробы кассету извлекают, производят ее разборку и удаление разрушенного твердого остатка из верхней и нижней части матрицы и подготавливают матрицу к следующему

on ыту.

В зависимости от технологической группы углей испытания проводят при следующих температурах: угли марок Г, Ж, К и шихты — при 470 С, марки ОС вЂ” при 650 С, марки Т вЂ” при 800 С.

В табл. 1 представлены данные по прочности нелетучего твердого остатка в зависимости от времени после окончания вспучивания.

Данные табл, 1, а также зависимости, представленные на фиг. 3, показывают что момент максимальной прочности нелетучего остатка достигается вскоре после завершения процесса вспучивания (через 1 — 3 мин). 3а зто время вся пластическая масса угля переходит в нелетучий остаток, а процесс трещинообразования еще не успевает начаться, Для всех испытуемых углей и шихт этот промежуток времени является наиболее характерным и показательным с точки зрения максимальной прочности и однородности структуры испытуемой пробы.

В табл. 2 представлены данные сравнения показателей прочности кокса по М25 и

М10 и показания спекаемости шихты по предлагаемому способу, Как видно из табл. 2, прочность нелетучего остатка измеренная согласно предлагаемому способу, лучше коррелирует с показателем М10, характеризующим истираемость кокса, чем с показателем М25, характеризующим прочность кускового кокса, хотя и с последним показателем имеется несомненная связь. Это обуславливается большой зависимостью показателя М25 от условий коксования.

В табл, 3 приведены данные по определению спекаемости угля по предлагаемому и известному способам.

Большие по величине значения прочности нелетучего остатка и соответственно меньшие величины среднеквадратического отклонения согласно предлагаемому спссобу свидетельствуют о лучшем приближении измеренной величины к максимальной достигнутой прочности образца, т,е. о большей точности предлагаемого метода по сравнению с известным, Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими способами определения спекаемости возможность составлять более качественные шихты для коксования, и тем самым повысить качество получаемого кокса.

Кроме того, тэк кэк испытание проводится без охлаждения нелетучего остатка, существенно снижается время определения спекаемости угля (до 20 — 30 мин). что приводит к повышению производительности труда персонала лаборатории.

Формула изобретения

1, Способ определения спекаемости углей, включающий загрузку угля в матрицу, уплотнение угля, нагревание до температуры спекания и испытания образовавшегося нелетучего остатка путем приложения нагрузок к образцу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определяют момент завершения вспучивания и испытание механической прочности проводят через 1 — 3 мин после завершения процесса вспучивэния, 2, Устройство для определения спекаемости углей, включающее термастат с гнездами для матриц в виде стакана с внутренней полостью для испытуемых образцов угля, держатели матриц, уравновешенные с помощью грузов штемпели, связанные со средствами для фиксации показателей перемещения штампелей при вспучивании угольной загрузки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено силоизмерителем, матрица выполнена с разъемом, перпенди куля рн ым и родол ьной оси, полость матрицы выполнена в виде двух усеченных конусов, примыкающих друг к другу в месте разьема меньшими основаниями, большее основание одного из конусов совпадает с дном матрицы, часть матрицы, имеющая дно, снабжена средствами крепления в корпусе прибора, а часть матрицы, не имеющая дна, установлена с возможностью перемещения в продольном направлении и соединена с силоизмерителем.

1663013

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

1663913

1663013

Составитель Т.Бородкина

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

Заказ 2237 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

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