Тезисы
апрель 2017

Опытные коксования угольной шихты с объемно-модифицирующими присадками на ЧАО «Запорожкокс»


Зеленский О. И.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Для достижения необходимых показателей качества доменного кокса, коксохимические заводы должны использовать высоко-качественный коксующийся уголь с определенным петрографическим, минеральным составом и очень низким содержанием серы. Большая часть коксующихся углей, добываемых в Украине, имеет большое содержание серы и в среднем позволяет получать кокс с показателями CRI и CSR в пределах 40%.

Отсюда возникает интерес к проблеме целенаправленного воздействия на процессы, протекающие на стадии пластического состояния углей при коксовании, обусловленный поисками путей регулирования качества кокса и расширением сырьевой базы коксования в условиях дефицита хорошо спекающихся углей. Одним из решений этой проблемы может послужить воздействие на свойства угольных шихт путем введения в них различных добавок.

Известна эффективность использования наноматериалов в качестве объемно-модифицирующих присадок. В результате их применения повышаются износостойкость, прочность, трещиностойкость и др.

Целью данной работы являлось исследование возможности повышения качественных показателей кокса с помощью объемно-модифицирующих присадок (кристаллические α-модификации оксида алюминия и карбида кремния), путем модифицирования его изотропных участков в анизотропные на стадии пластического состояния.

Исследования проводили в промышленных условиях ЧАО «ЗАПОРОЖКОКС» методом ящичных коксований на бат. № 5-6. В качестве экспериментальной шихты, т.е. шихты для внесения присадок, была отобрана производственная шихта углеподготовительного цеха.

В качестве присадок в шихту для улучшения качества кокса использовали кристаллические (α-модификация) порошки оксида алюминия (корунд) и карбида кремния с разным уровнем измельчения (микронностью). Присадки вносили в шихту в количестве 0,25-0,5% (по массе) путем механического перемешивания присадки с навеской шихты для ящичного коксования (8 кг).

Полученные коксы в ходе ящичных коксований исследовали по основным физико-химическим свойствам для определения оптимального уровня и вида присадки.

Добавление присадки влияет на улучшение показателя горячей прочности (CSR) и незначительно влияет на показатель реакционной способности (CRI). При добавлении карбида кремния с различным измельчением наблюдается увеличение эффективности (улучшение показателя CSR) с уменьшением дисперсности присадки.

Улучшение показателей CRI/CSR кокса с присадками подтверждается также некоторыми другими анализами физико-химических свойств кокса (структурная прочность по Грязнову, горючесть и пористость).

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Введение неспекающихся добавок в определенной концентрации (0,25 % масс.) позволяет воздействовать на процессы, протекающие на стадии пластического состояния для улучшения прочностных свойств кокса.

2. Установлено, что внесение определенных видов объемно-модифицирующих присадок в шихту для коксования в количестве не более 0,25% по массе, главным образом, влияет на улучшение показателей CRI/CSR кокса.

Наиболее оптимальные результаты по улучшению качественных показателей кокса из шихты ЧАО «ЗАПОРОЖКОКС» получены на следующих присадках:

– (α-Al2O3, < 45 мкм, 0,25%): снижение CRI на 2,1% и повышение CSR на 5,5%;

– (α-SiC, < 80 мкм, 0,25%): снижение CRI на 2,6% и повышение CSR на 4,4%;

– (α-SiC, < 45 мкм, 0,25%): снижение CRI на 2,8% и повышение CSR на 5,7%;

– (α-SiC в/м, < 12 мкм, 0,25%): снижение CRI на 3,0 % и повышение CSR на 7,6%;

3. Влияние определенного типа присадки на качество кокса, существенно зависит от марочного состава шихты. Применение данных присадок особенно актуально для шихт с пониженной спекаемостью.

4. Внесение присадок в шихту можно осуществлять с помощью питателя (по типу шнекового или др.), подающего дозированное количество присадки (0,25%) на ленточный конвейер с шихтой. Питатель должен быть установлен на участке перед дробилкой окончательного дробления шихты (< 3 мм). В таком случае эта дробилка будет исполнять роль смесителя, т.к. одним из условий получения высококачественного кокса с помощью присадок, является их равномерная степень смешения во всем объеме угольной шихты.