Лабораторный способ определения истираемости кокса

 

О П И С А Н И Е (щ865893

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советск кк

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 090676 (21) 2370552/23-26 (5l)M. Кл

С 1О В 57/12 с прнсоелинением заявки J4

Государственный квинтет

СССР (23) Приоритет

° Опубликовано 230981. Бюллетень,п1ь 35

Дата опубликования описани 250981 пв делом изобретений и открытий (6Ç) УДК 662, .74(088.8) Ю.В. Бирюков, Л.Л. Нестеренко, Л.В. инй, .., и Б.Г. Бурцев .1 ч

О

;1

;I

Харьковский ордена Ленина политехнйчеекий,институт им. В.И. Ленина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЛАБОРАТСРНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИРАЕИОСТИ

КОКСА

Изобретение относится к производству металлургического кокса и может. быть использовано для определения истираемости кокса, получаемого из угольных шихт на коксохимических заводах.

Известны лабораторные способы получения и испытания кокса из угольных шихт, по результатам которых производится оценка истираемости промышленr0 ного кокса, получаемого из этих же шихт, включающие нагрев без доступа воздуха малых навесок угольных шихт до 600-850 С и измерение той или иной характеристики проявляющейся в npot

1S цессе термической деструкции веществ углей (вспучнваемость, пластичность, спекающая способность, прочность полученных коксовых корольков и т,д.)11), Известен также способ получения лабораторного кокса путем нагревания без доступа воздуха до 800-850 С о угольных шихт с добавками различных веществ, таких как: кварцит, хромовая руда, известняк, металлы, смола и т.д. 1 21.

Эти способы позволяют приблизительно оценить свойства угольной шихты как сырья для получения кокса, но для оценки истираемости кокса, получаемого в промышленных условиях из этих же шихт, ни один из этих методов не является достаточным, так как отсутствует достаточное соответствие между определяемыми лабораторными и промышпенными показателями истираемости в силу различия условий термической деструкции углей в лабораторных и промышленных условиях.

Наиболее близким к предложенному по достигаемому результату является лабораторный способ, включающий нагрев угольных шихт с добавками: железная руда, смола, пек без доступа. воздуха до 800 С с последующтпт дроблением и истиранием коксовых корольков (3j.

865893

Щелочь натрия 40 (+ 2X)

Бихромат калия 44 (+2X)

Хризен 4 (+1X)

Дибензпиренхинон 4 (+Ц,)

Диоксибензантрон 4 (+1 )

Инда нтрен 4 (+1X)

Тщательно перемешанную смесь поме,щают в бумажный патрон, где навески отделяют друг от друга прокладками из

10 фильтровальной бумаги. Патрон устанавливают в цилиндрическую Реторту и помещают. в трубчатую электропечь, нагретую предварительно до, 800ОС. Коксование в присутствии перечисленных

15 добавок, обеспечивающих необходимые условия деструкции, производят со следующими скоростями нагрева в разных температурных интервалах. При 20400 C скорость нагрева составляет 25о що 30 С/мин, при 400-500 С вЂ” 10-15 С/мин, при 500-800 С вЂ” 25-30 С/мин.

После разгрузки реторты и охлажде,ния корольков раздельно проводят их предварительное дробление копровым

2S методом двадцатикратным сбрасыванием на корольки ударника весом 1 кг с высоты 50 мм, затем отсеивают фракцию крупностью больше 1 мм. После отсеивания проводят измельчение фракции крупностью больше l мм на электромельнице типа МРТУ 27 04-21-66 в течение 5 с. Из измельченного на электромельнице материала отсеивают фракцию крупностью больше 0,5 мм и определяют ее выход в X. по отношению к весу фракций больше I мм, получен ной на копре. По полученным данным судят об истираемости промышленного кокса, получаемого из исследованной

1угольнои шихты.

Среднее арифметическое из двух наиболее близких значений выхода в Ж фракций крупностью больше 0,5 мм, 45:, по отношению к весу фракции крупностью больше 1 мм, полученной при испытаниях на копре, обозначают(Ь .

Для определения показателя истираемости (М,10) кокса отбирают 3 навески исследуемой угольной шихты по

20 г каждая, измельчение производят под сито 0 25 мм. В каждую навеску вводят добавку смеси порошкообразных бихромата калия, хриэена, дибензпиренхинона, диоксибензантрона и индантрена. Щелочь натрия добавляют в виде

40Х-ного раствора. Общее (оптимальное)1 количество добавляемых веществ составляет 22 вес.X (+3X) к общему коли- 55 честву угольной шихты, причем компоненты добавки взяты между собой в следующих соотношениях, вЕс. :

Показатель истираемости (И„) определяют по формуле

Однако данный способ не позволяет с достаточной точностью определить| .какой истнраемости кокс получится при коксовании угольных шихт в промьппленных условиях, поскольку не пре дусматривает требуемые физико-химические условия термической деструкции угольных шихт.

Цель изобретения — повышение точности определения истираемости кокса.

Поставленная цель достигается в предложенном лабораторном способе, включающем нагрев угольной шихты в присутствии добавки, содержащей щелочь натрия, бихромат калия, хризен, дибензпиренхинон, диоксибензантрон, индантреи при следующем .соотношении компонентов, вес.7:

Щелочь натрия 38,0-42,0

Бихромат калия 42,0-46,0

Хризен 3,0-5,0

Дибензпиренхинон 3,0-5,0

Диоксибензантрон 3,0-5,0

Индантрен 3,0-5,0 и добавку вводят в шихту в количестве 19,0-25,0 вес.X.

Теоретическим обоснованием для выбора именно этих добавляемых к угольным шихтам веществ служило сочетание в них следующих свойств: высокая термическая устойчивость, высокая химическая активность, способность создать нужные физико-химические условия проведения реакции термической деструкции: окислительно- восстановительный потенциал (К Cr 0> и NaOH) присутствие веществ с функцией, подобной образующимся при термической деструкции углей продуктам — ароматических (хризен), хинон-производных (дибензпиренхинон), кислых фенольных производных (диоксибензантрон), органических оснований (индантрен).

10 0,65

В табл. 1 приведены результаты 13 примеров осуществления способов для различных вариантов угольных шихт на основе шихтокомпонентов Харьковского коксохимического завода в сопоставлении с истираемостью (И,) кокса, полученного в полупромышленной 200-ки5 8658 т лограммовой печи Харьковского коксохимического завода.

Из данных табл. i видно,,что в большинстве случаев соответствие величины показателей истираемости шихт 5 без добавок в 200-килограммовой печи и испытанного предложенным способом находится в основном в пределах .— .2Х сравнимых с чувствительностью определения.этих показателей. !О

Данные, подтверждающие принятые интервалы количества вводимых в ка.честве добавок к угольным шихтам разных веществ, приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что при !з выходе за укаэанные в заявке пределы общего количества и компонентного со става добавляемых веществ (опыты 1, 2, 3,.4) не наблюдается соответствие направленности изменения лабораторно- що га показателя истираемости кокса с показателем истираемости кокса, полученного в полупромышленных условиях (оныт 6). В то же время при применении оптимального количества добавки р разных веществ и ее компонентного состава (опыт 5) наблюдается такое соСостав шикты, Ж по маркам углей

Пример, Выход летучих ве-. ществ

v"",,ж

Толщина пластическоРазность1

Фактическая, полученная при испытании шихт в

200-килограм моной печи

Определенная газо- жир вый ный коксовый ото-, щенноспек аю щийся

ro слоя, мм но предложенному способу

1 55 15 !5

2 15 55 15

3 15 15 55

4 15 15 15

5 35 30 20

6 25 25 25!

2,6

+2;5

6,9 +1,9

8 8

9 1

-0,5

16,9

17,8

+0,9

+0,5

7,7

8,2

+0 3

12,}

}2,4

14,7

12,8

+1,0

7,9

-1,1

-0,7

-0,6

8,8

10 30 35 20

8,1

10,6

35 20

35 15

35 15

11 35

12 40

13 ЭО!

0,0! б

+0,5 .

l0,O

9,4

9,5

-1,6!

2,1.ъ

7 50 25 125

8 25 50 12 5

9 35 30 15

l5 30,3 !

5 28,0

15 25,0

55 22,5

l5 27,0

25 26,0

12,5 28,7

12,5 26,8

20 27,6

15 27,1

10 27,0

10 28,7

20 24,0

93 б ответствие - закономерное уменьшение а показателя истираемости лабораторного кокса с уменьшением величины показателя истираемости (И, ) кокса, полученного в полупромышленных условиях.

При сопоставлении результатов лабораторных коксований по предложеннсиу способу с лабораторным коксованием, где используются добавки руды, смолы и пека, получены данные,приведенные в табл. 3.

Учитывая, что результаты коксований шихт в 200-килограммовой печи позволяют оценивать нстираемость (И ) кокса, полученного в промышленных условиях иэ тех же шихт без добавок, можно заключить, что. предложенный лабораторжй способ может быть использован для оценки угольных шихт как сырья для коксования.

Предлагаемый способ прост, надежен, не требует длительного времени для испытания и дает возможность осуществлять систематический предупреди- тельный контроль шихт, поступающих на коксование. .Таблица !

Истираемость кокса, М, Ж

}о

865893

Таблица 2

Опыт, Количество и состав добавляемых

1 веществ, Й

1 Общее количество добавок разных веществ к шихте 22

4,4

5,7

5,9

Состав добавки разных

Щелочь натрия

Бихромат калия

Хризен

Дибензпиренхинон

Диоксибензантрон

Индантрен

2 Общее количество добавок разных веществ к шихте 22

12,0

15 3

14,7

Состав добавки разных веществ

38

48

3 5

3,5

3,5

3,5

3 Общее количество добавок разных веществ к шихта

10,8

9,9

Состав добавки разных веществ

4 Общее количество добавок разных веществ к шихте 27

14,4

14,5 13,5

Состав добавки разных веществ

5 Оптимальное количество и состав добавки разных веществ предлошенное заявкой

10,1

Общее количество добавки разных веществ

Щелочь натрия 40

Бихромат калия 44

Щелочь натрия

Внхромат калия

Хризен

Дибензпиренхинон

Диоксибензантрон

Индантрен

Щелочь натрия

Вихромат калия

Хризен

Дибензпиренхинон

Диоксибензантрон

Индантрен

Щелочь натрия

Бихромат калия

Хризен

Днбензпиренхинон

Диоксибензантрон

Индантрен веществ"

42

4,5

4,5

4,5

4,5

44

4

44

4

Истираемость кокса, М Ж

Номер варианта шихт (примеры) (г з

1О Продолжение табл. 2

865893

Истираемость "окса, М Ж

Количество и состав добавляемых веществ, 7

Опыт, ф

Номер варианта шихт примеры

I ) 2 3

4

Хризен

Дибензпиренхинон

Диоксибензантрон

Индантрен б Полупромышленные коксования в 200 килограммовой печи

8,6.

12,6

Таблица 3

Истираемость кокса, М, Е

Условия получения кокса из угольных шихт

Номер вариантов шихт ю (г з

Лабораторным способом по известному способу.

Добавка руды смолы п ка

65,4

70,1 к весу шихты

Лабораторным способом при оптимальном общем количестве и собтношении добавляемых компонентов, .предложенных заявкой.

10,!

9,1

9,9

Полупромышленные коксования в 200 килограммовой печи

12,6

8,8

8,6

Формула изобретения Диоксибензантрон 3 0-5 0

Индантрен 3,0-5 0

Лабораторный способ определения ис- и добавку вводят в шихту в количест тираемости кокса, включающий нагрев ве 19,0-25 вес.X. угольной шихты без доступа воздуха 4 Источники информации, в присутствии добавки и последующее принятые во внимание при экспертизе измельчение кокса, о т л и ч а ю— l. Агроскин А.А. Химия и технблошийся тем, что, с целью повыше- гия угля. Госгориздат, Москва, !96!. ния точности определения, добавка 2. Сухоруков В.И. и др. Особеннос" включает. щелочь натрия, бнхромат ка- ти процесса коксования угольных шихт лия, хризен, дибензпиренхинои, диок50 с минеральными добавками. — ПодгоII сибензантрон и индантрен. при следую- товка и коксование углей" Свердловск, щем соотношении компонентов, вес.X: 1966, вып. 6 с. 267-284.

Щелочь натрия 38,0-42,0 3. Металлургия и коксохимия МежБихромат калия 42,0-46,0 ведомственный республиканский научноХризен 3,0-5 0 технический сборник, Киев, "Техн1ка", Дибензпиренхинон 3,0-5,0 вып. 5, 1966, с. 46-49.

ВНИИПИ Заказ 7990/38 Тираж 551 Подписное

Филиал ППП Патент,r.Óàãoðîä,óë.ÏðoåêòíàÿI4