Спосіб для спільного отримання доменного і ливарного коксу

Реферат: Спосіб спільного отримання доменного і ливарного коксу включає суміш збагаченого спікливого і неспікливого вугілля, коксування в горизонтальних коксових печах, сортування і контроль готовності отриманого коксу. Шихта характеризується наступними показниками якості: зольність не більше 9 %, вміст сірки не більше 1 %, вихід летких речовин на горючу масу не більше 29 %, спікливість, що обумовлена товщиною пластичного шару не менше 15 мм, індекс основності золи не більше 2. При цьому шихта коксується при кінцевій температурі не менше 1170 °C, яка контролюється шляхом визначення об'ємного виходу летких речовин і питомого електричного опору порошку коксу, а також отриманням коксу класів крупніше 25 мм, 60 мм та 80 мм. UA 94244 U (12) UA 94244 U UA 94244 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до коксохімічного виробництва, а саме, до способів отримання доменного і ливарного коксів, а також до пристроїв для їх здійснення і може бути використана в коксохімічній і металургійній промисловості. Відповідно до вимог споживачів металургійної промисловості до ливарного і доменного коксу показники зольності, сірчистості, міцності, крупності і реакційної здатності повинні відповідати певним величинам (ТУ У 19.1-00190443-107:2013 "КОКС ЛИВАРНИЙ кам'яновугільного", ТУ У 19.1-0019443-065:2012 "Кокс доменний МЕТІНВЕСТ ХОЛДИНГ"; Ю.В. Філатов, Є.Т. Ковальов, І.В. Шульга та ін. Теорія і практика виробництва і застосування доменного коксу поліпшеної якості. - Київ. Наукова думка, 2011. - С. 125). Забезпечення необхідних значень може бути здійснено шляхом використання для виробництва коксу суміші вугілля (шихти), що характеризується певним хімічним складом, спікливістю і виходом летких речовин. Крім того, ця шихта повинна коксуватися при певній кінцевій температурі, яка контролюється сучасними оперативними способами. При цьому крупність коксу регулюється спеціальною системою транспортуючих і сортуючих пристроїв. Відомі способи виробництва доменного і ливарного коксу в даний час засновані на коксуванні вугільної шихти певного марочного складу в камерах з різною шириною і виділенням класу коксу різної крупності на коксосортувалці. При цьому виробництво доменного і ливарного коксу організовано за різними технологічними потокам, що включає прийом, складування, дозування і дроблення вугілля у вуглепідготовчому цеху і коксування його суміші в коксовому цеху з сортуванням по крупності одержаного коксу. Недоліком такого способу виробництва є додаткові виробничі витрати (трудові, енергетичні, експлуатаційні та ін.), які погіршують техніко-економічні показники роздільного виробництва доменного і ливарного коксів. Тому вирішення проблеми зниження виробничих витрат за рахунок об'єднання технологічних операцій, що забезпечують спільне виробництво доменного і ливарного коксів, дозволить підвищити техніко-економічну ефективність їх отримання. Відома вугільна шихта для коксування, що включає газове, жирне, коксове, пісне спікливе вугілля і органічну добавку - кам'яновугільний пек у вказаному співвідношенні: газове жирне (ГР) 8,0-12,0; жирне + газове жирне (Ж + ГР) 9,0-19,0; газове (Г) 2,0-6,0; пісне спікливе + коксове пісне (ОС + КО) 5,0-10,0; коксове пісне (КО) 12,0-20,0; пісне спікливе (ОС) 10,0-14,0; коксове слабоспікливе (КС) 15,0-22,0; коксове + коксове пісне (К + КО) 4,0-8,0; коксове (К) 3,0-7,0; кам'яновугільний пек гранульований 3,0-12,0, при цьому використовують кам'яновугільний пек гранульований фракції 0,1-10 мм. (Патент РФ № 2444556 "Вугільна шихта для коксування", ВАТ "Алтай - кокс", опубл. 10.03.2012 р.). До недоліків отриманої шихти можна віднести низьку коксованість, високий рівень виходу летких речовин, низький вихід валового коксу. Відома вугільна шихта для отримання доменного коксу поліпшеної якості, яка характеризується наступними показниками якості: зольність 9,3 %, вміст сірки 1 %, вихід летких речовин на горючу масу 30 %, спікливість, що обумовлена товщиною пластичного шару 15 мм, індекс основності золи 2. При цьому дана шихта коксується при кінцевій температурі 1050±50 °C, яка контролюється за результатами виміру безконтактним термоелектричним пірометром з отриманням коксу, в якому вміст класу крупністю більше 80 мм не повинно перевищувати 10 % (С.Л. Ярошевський, А.В. Ємченко, І.В. Шульга та ін.. Ресурсозберігаючі технології металургійного виробництва на основі використання українського вугілля. - Харків, 2012. - С. 94-99). Однак в описаній шихті показники якості підходять тільки для роздільного виробництва доменного і ливарного коксів в вуглепідготовчих і коксових цехах і при вищевказаній температурі немає можливості отримати необхідний вихід коксу і необхідні показники якості: крупність (більше 80 мм) і механічна міцність. Також, за допомогою пірометра готовність коксу визначається тільки посередньо. Відомий спосіб виділення доменного коксу, що включає первинне сортування валового коксу по крупності з відділенням товарного металургійного коксу (+25), який по футерованому жолобу надходить в один з бункерів-накопичувачів, вдаряючись при цьому об металеву стінку. Відсів (25) після первинної класифікації надходить на триситовий грохот, де відбувається його поділ на три класи: +25, 25-10 і 10-0 мм. Перший з цих класів додається до товарного продукту, два інших також є товарними продуктами. Металургійний кокс накопичується в бункері-накопичувачі, а звідти відвантажується споживачеві (Даньшин В.В. та ін.. Довідник робочого доменного цеху. Челябінськ, 1989 р. - С. 84-95). Недоліком вказаного способу є великий вміст дрібних класів (шматків крупністю менше 25 мм) відвантажуваного товарного продукту. Найбільш близьким технічним рішенням до пропонованого є спосіб виділення доменного коксу та установка для його здійснення (Патент України № 10953, опубл. 25.12.1996 р., Бюл. № 4). Спосіб виділення доменного коксу включає первинне сортування валового коксу по крупності 1 UA 94244 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з відділенням товарного продукту, подальшу класифікацію за крупності отриманого відсіву з виділенням додаткової кількості товарного продукту тієї ж крупності, накопичення його в бункері-накопичувачі, вивантаження з бункера-накопичувача і відвантаження споживачеві. Доменний кокс після вивантаження з бункера-накопичувача додатково класифікують за крупністю на вібраційному грохоті при частоті вібрації просіюючої поверхні 700-900 хв. і 2 питомому навантаженні 52-60 т/м . Недоліком описаного винаходу є те, що неможливо отримувати ливарний кокс крупністю більше 80 мм, що в свою чергу знижує показники продуктивності. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити технологію спільного отримання максимального виходу двох видів коксу поліпшеної якості, що відповідає вимогам споживачів доменного і ливарного виробництва. Поставлена задача вирішується за рахунок розробки раціонального марочного складу вугільної шихти, технологічних параметрів її підготовки, коксування та сортування. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і досягнутими технічними результатами полягає в наступному: - основна вимога до показників якості шихти, що використовується для виробництва ливарного коксу на відміну від шихти, що використовується для виробництва доменного коксу, полягає в зниженій сірчистості і підвищеній спікливості. Тому шихта для спільного виробництва доменного і ливарного коксу повинна містити сірчистих сполук не більше 1 %. Перевищення цієї величини призведе до отримання некондиційного ливарного коксу (норма вмісту сірки 0,85 %). Менший вміст сірки в шихті допустимо, однак, величина її повинна визначатися економічною доцільністю, оскільки ціна малосірчистого вугілля більш висока. Підвищена спікливість шихти необхідна для того, щоб забезпечити високу міцність, а головне крупність шматків коксу розміром більше 80 мм. Тому показник товщини пластичного шару (У), що характеризує рівень спікливості шихти, не повинен бути нижче 15-16 мм. Перевищення цього рівня (У) не бажано, тому що надлишкова спікливість шихти може привести до збільшення показника стирання (М 10) доменного коксу. - коксування вугільної шихти для спільного отримання доменного і ливарного коксів повинно проводитися в горизонтальних коксових печах при кінцевій температурі нагріву не нижче 1170 °C. Відхилення цієї температури в бік зменшення призведе до погіршення якості доменного коксу за рахунок зниження його механічної міцності. Збільшення цієї температури може викликати руйнування стін опалювальних простінків камери коксування за рахунок їх перегріву. - контроль кінцевої температури коксування повинен здійснюватися способом визначення об'ємного виходу летких речовин коксу (Патент України № 83671 "Спосіб визначення об'ємного виходу летких речовин", опубл. 25.09.2013, бюл. № 18) або вимірюванням питомого електричного опору коксу. Вимірювання температури коксу оптичним пірометром або термопарами не тільки більш трудомістке, але і менш вірогідне. Отже, кожна з ознак сприяє, а вся сукупність забезпечує досягнення технічного результату і таким чином вирішується поставлена задача. Спосіб був випробуваний в коксовому цеху ПАТ"ЗАПОРІЖКОКС" на батареї № 2 біс і на коксосортувальні № 1. Коксова батарея (КБ) № 2 конструкції ПВР з нижнім підведенням газу має 65 камер 3 коксування об'ємом 41,6 м . Основні розміри печей, батарея № 2: довжина камери коксування, загальна - 16000 мм, корисна - 15160 мм; висота камери коксування, загальна - 7000 мм, корисна - 6700 мм; ширина камери середня - 410 мм; конусність камери - 50 мм; 3 корисний об'єм камери коксування - 41,6 м Коксувалась шихта наступного марочного складу: Г ЦЗФ Шолоховська - 9 %, ЦЗФ Щедрухинська - 14 %, Ж ЦЗФ Дуванська - 10 %, ЦЗФ Київська - 12 %, Картер - Роу - 7 %, ЦЗФ Калинінська - 5 %, К ЦЗФ Колосніковська - 5 %, Донецьксталь - 5 %, Березовська - 7 %, Пікдаун 18 %, Нерюнгрі - 8 %. Шихта характеризується наступними показниками якості: вологість 10 %, зольність 8,4 %, сірчаність 0,86 %, вихід летких речовин на горючу масу 29,5 %, товщина пластичного шару 15 мм, індекс основності 2,7. Режим коксування батареї № 2 біс при періоді коксування 23 години був наступний: температури в контрольних вертикалах з машинного боку склали 1235 °C, з коксового - 1273 °C. Готовність отриманого коксу контролювалася наступними методами. Температура коксу перед 2 UA 94244 U 5 10 видачею його з камери коксування заміряна термопарами склала 1175 °C. При цьому об'ємний 3 вихід летких речовин отриманого коксу склав 12 см /г, а питомий електричний опір склав 0,10 ом/см. Отриманий в камері валовий кокс, що являє собою суміш доменного і ливарного коксів після мокрого гасіння системою конвеєрів подається на 14-валковий грохот "грізлі", на якому виділяється доменний кокс, що надходить по похилому жолобу в бункер-накопичувач. З бункера-накопичувача через секторний затвор доменний кокс надходить на колосниковий грохот, в корпус якого вмонтована колосникова решітка з розміром отворів між колосниками 95 мм. В таблиці представлені порівняльні дані відомого і пропонованого способу виробництва доменного і ливарного коксів. Таблиця Показники якості коксу Ситовий склад, % Міцність, % Тех. аналіз, % Реакційна здатність% Міцність після реакції, %. Ціна 15 20 25 25 мм М40 М25 М10 А S Vd Voб Ливарний кокс Відомий Пропонований спосіб спосіб Домений кокс Відомий Пропонований спосіб спосіб 10 2,0 5,0 3,5 100 100 77 78 10 11 0,9 0,5 0,18 9 10,5 0,84 0,5 0,12 88 7,5 11,3 0,88 0,8 0,20 90 7,0 11,2 0,85 0,5 0,15 CRI 35 31 CSR 45 49 долар 260 290 208 230 Аналіз даних таблиці показує, що реалізація запропонованого способу дозволяє не тільки одночасно отримувати доменний і ливарний кокс, а й забезпечити поліпшення показників їх якості. Так, доменний кокс, отриманий за відомою технологією, характеризується показниками, що зумовлюють відпускну ціну коксу на рівні 200 дол. за тонну. Використання запропонованого способу дозволяє: - отримувати спільно і одночасно два види коксу - доменний і ливарний; - отримувати додатковий прибуток за рахунок більшої вартості ливарного коксу в порівнянні з доменним коксом, а також за рахунок поліпшення показників якості доменного коксу; - поліпшити показники якості доменного коксу, такі як: ситовий склад, механічну і післяреакційну міцність, реакційну здатність, що зумовлює підвищення його відпускної ціни до 230 дол. за тонну і покращує техніко-економічні показники виробництва в цілому. Таким чином, підтверджується ефективність способу спільного отримання доменного і ливарного коксу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб спільного отримання доменного і ливарного коксу, що включає суміш збагаченого спікливого і неспікливого вугілля, коксування в горизонтальних коксових печах, сортування і контроль готовності отриманого коксу, який відрізняється тим, що шихта характеризується наступними показниками якості: зольність не більше 9 %, вміст сірки не більше 1 %, вихід летких речовин на горючу масу не більше 29 %, спікливість, що обумовлена товщиною пластичного шару не менше 15 мм, індекс основності золи не більше 2, при цьому шихта коксується при кінцевій температурі не менше 1170 °C, яка контролюється шляхом визначення об'ємного виходу летких речовин і питомого електричного опору порошку коксу, а також отриманням коксу класів крупніше 25 мм, 60 мм та 80 мм. 3 UA 94244 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4