Спосіб термічної підготовки вугільної шихти до процесу коксування

Спосіб термічної підготовки вугільної шихти до процесу коксування, яка містить жирне, коксове, газове та пісноспікливе вугілля, який включає термічну обробку газового вугілля та подальше спікання шихти, який відрізняється тим, що термічну обробку газового вугілля проводять в середовищі інертного газу під дією мікрохвильового випромінювання потужністю 4-8 кВт протягом 300-500 с, при цьому крупність зерен газового вугілля складає 3-6 мм. Винахід належить до способу термічної підготовки вугільної шихти для коксування та може бути використаний в коксохімічній промисловості. Відомий спосіб термічної підготовки вугілля для коксування, якій включає подрібнення рядового вугілля та його нагрів газом-теплоносієм, причому рядове вугілля заздалегідь сушать сухим інертним газоподібним теплоносієм (Авт. св. СССР № 787448, МПК3 С10В 57/10, опубл. 18.12.80). Недоліком цього способу є те, що термічній обробці піддається заздалегідь подрібнене вугілля, тобто перед термічною підготовкою вугілля рядове вугілля проходить стадію подрібнення. Це призводить до того, що при подрібненні вугілля та подальшій його термообробці знов утворена поверхня вугільних зерен піддається окисленню, що негативно відображається на спікливості шихти та якості коксу. Найближчим до запропонованого технічного рішення, що взятий як найближчий аналог є спосіб підготовки шихти до коксування, який складається з жирних, коксівних, газових та пісноспікливого вугілля, включаючий термічну обробку при температурі 480-540 °С протягом 1-4 хвилини (Авт. св. СССР № 899631, МПК3 С10В 57/04, опубл. 23.01.82). Проте при цьому процесі обробки газове вугілля переходить в пластичний стан та утворює напівкокс, введення їх після цього у вугільну шихту не приводить до її хорошої спікливості, що обумовлює зниження виходу коксу та його механічних характеристик. В основу винаходу поставлена задача збільшення виходу металургійного коксу та підвищення його механічних характеристик. Технічний результат досягається за рахунок об'ємного нагріву, який супроводжується руйнуванням киснево-водневих зв'язків. Підсумком цього процесу є накопичення вільного водню та утворення гранично допустимого тиску необхідного для проходження часткової гідрогенізації, що у свою чергу обумовлює зміну властивостей газового вугілля на структурному рівні. Поставлена задача вирішується тим, що згідно способу підготовки вугільної шихти до коксування, що складається з жирних, коксівних, газових та пісноспікливого вугілля, що включає термічну обробку частини газового вугілля та подальше змішування вугілля, термічну обробку зерен газового вугілля крупністю 3-6 мм проводять в середовищі (19) UA (11) 94977 (13) C2 (21) a200906509 (22) 22.06.2009 (24) 25.06.2011 (46) 25.06.2011, Бюл.№ 12, 2011 р. (72) СТАРОВОЙТ АНАТОЛІЙ ГРИГОРОВИЧ, МАЛИЙ ЄВГЕНІЙ ІВАНОВИЧ, ЧЕМЕРИНСЬКИЙ МИХАЙЛО СЕРГІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ (56) SU, 865891, A, 23.09.1981 SU, 899631, A, 23.01.1982 RU, 2367681, C2, 20.09.2009 CA, 2153808, A1, 18.08.1994 CA, 1135652, A1, 16.11.1982 3 інертного газу під дією мікрохвильового випромінювання з потужністю 4-8 кВт протягом 300-500 секунд. Мікрохвильова дія на вугілля в межах 300500 секунд пояснюються тим, що при витримуванні вугілля менше 300 секунд, гідрогенізації не відбувається, вугілля залишається колишнім без змін. Якщо на вугілля впливати більше 500 секунд відбудеться процес піролізу настільки глибоко, що утворюється напівкокс. 94977 4 Потужність мікрохвильового випромінювання при обробці газового вугілля прийнята в межах 48 кВт у зв'язку з тим, що при витримуванні вугілля нижче 4 кВт його недостатня кількість піддається об'ємному нагріву, а при потужності вище 8 кВт йде бурхливий процес переходу вугілля в напівкокс. В таблиці 1 наведені дані, що показують вплив потужності мікрохвильового випромінювання та часу обробки газового вугілля на вихід коксу, класи крупності та механічні характеристики. Таблиця 1 Вплив потужності мікрохвильової обробки і часу на вихід та якість коксу Потужність Вихід коксу, % мікрохвильової Склад вугіль№ з/п обробки газоЧас обробки, с ної шихти, % вого вугілля, 300 400 500 кВт Ж-30; К-20; 1 4 83,4 84,1 84,1 ПС-15; Г-35 Ж-30; К-20; 2 6 85,0 85,8 85,0 ПС-15; Г-35 Ж-30; К-20; 3 8 84,0 84,1 84,0 ПС-15; Г-35 4 Аналог 84,0 Найближчий 5 82,7 аналог Для обробки пропонується використовувати крупність зерен газового вугілля 3-6 мм. Це обумовлено тим, що застосування зерен меншої крупності (менш 3 мм) сприятиме переходу вугілля в пластичний стан та, отже, знизиться їх розподіл в загальному об'ємі шихти, яка йде на коксування, у зв'язку з чим отриманий кокс буде мати меншу крупність. При використанні зерен газового вугілля більшої крупності (більш 6 мм) в процесі термічної Механічна міцність, % М25 М10 Час обробки, с Час обробки, с 300 400 500 300 400 500 85,0 86,5 86,0 10,0 10,1 10,0 86,8 87,9 88,0 10,1 10,6 10,5 87,0 86,3 86,5 10,0 9,9 99 86,8 10,1 80,5 9,9 обробки відбувається їх розтріскування на шматки різної форми, що приводить до часткового перегріву газового вугілля, яке йде в шихту на коксування, отриманий кокс характеризуватиметься низькою механічною міцністю. В таблиці 2 показаний вплив крупності зерен газового вугілля, яке входить до шихти для коксування на вихід коксу, класи крупності та механічні характеристики. 5 94977 6 Таблиця 2 Вплив крупності вугільних зерен газового вугілля на вихід коксу з шихти та його механічну міцність № з/п Крупність вугільСклад вугільних зерен газового Вихід коксу, % ної шихти, % вугілля, мм 1 Ж-30; К-20; ПС-15; Г-35 >3 2 3-6 85,8 3 Ж-30; К-20; ПС-15; Г-35 40-69,3 40-20-26,7 20-10-0 10-5-0,3 5-1-2,6 40-70,5 40-20-24,9 20-10-0,3 10-5-0,7 5-1-2,5 40-56,9 40-20-37,1 20-10-1,4 10-5-0,3 5-1-2,4