Cтраница 4
Иногда понятие об усадке кокса смешивали с изменением объема кокса по отношению к объему первоначальной загрузки угля, которое происходит в результате усадки угля к концу его пластического состояния и усадки собственно кокса с начала образования его структуры. Таким образом, усадка, регистрируемая при пластометрических испытаниях, захватывает только некоторую часть усадки собственно кокса. Кривая изменения объема загрузки в этих опытах отражает ряд явлений, так как помимо усадки здесь происходит уплотнение угольной загрузки, проявляются размягчение угля и вспучивание пластического слоя. [46]
Жирный уголь по коллоидному состоянию мы отождествляем с затвердевшим золем. Полное его размягчение и образование жидкой массы при нагревании угля являются переходом твердого золя в жидкий. Достаточно-далеко зашедший процесс диспергирования продуктов превращения растительных остатков, подтверждаемый высокой ( до 90 %) растворимостью жирного угля в антраценовом масле, способствует быстрому и равномерному размягчению угля при образовании пластической массы. Более высокая вязкость пирозоля жирного угля по сравнению с газовым углем обусловливает более сильное его вспучивание. [47]
Сначала происходит слияние размягченных слоев поверхностей зерен и образование в местах слияния твердой гелевой структуры, прочно соединяющей отдельные зерна. В хорошо спекающемся компоненте смеси в температурном интервале пластичности мицеллы ( или другие структурные агрегаты) диспергированы и беспорядочно ( и прерывно) распределены в дисперсионной среде; во втором компоненте они не диспергированы и расположены в том или ином порядке. Перед нагреванием смеси частицы ( зерна) углей соприкасаются друг с другом только в отдельных точках, не образуя плотно прилегающих поверхностей. При нагревании смеси происходит размягчение углей и первый компонент, расплываясь, обволакивает частицу второго компонента. При повышении температуры и под действием ожиженного слоя первого компонента происходит размягчение и диспергирование поверхностного слоя второго компонента и слияние обоих компонентов. При дальнейшем нагревании начинается образование из них геля во всей массе размягченного первого компонента и в местах слияния его со вторым компонентом, поверхность раздела обоих компонентов исчезает. Частицы углей, на поверхности которых не образуется размягченного слоя, не могут хорошо спекаться с другими плавкими частицами. [48]
Юптнер также еще в 1890 г. провел даже аналогию между процессом, происходящим в пластической угольной массе, и вспучиванием хлебного теста - Уголь, подвергнутый нагреванию, почти всегда, если этому не препятствует внешнее давление, вспучивается под влиянием газов, образующихся при пиролизе угольной массы. Более того, Юптнер утверждал, что при размягчении угля вязкая масса для образования хорошего кокса должна иметь подходящую консистенцию, опять-таки по аналогии с тестом. Из теста не получится Хороший хлеб, если оно слишком жидкое, так как в этом случае газы брожения легко прорываются через него, не образуя хорошо поднятой пористой массы. [49]
Большое влияние на качество получаемого кокса имеет температурный режим процесса коксования. Чтобы избежать преждевременного улетучивания маслянистого битума, нагревание угля должно производиться достаточно быстро. Если выделение летучих продуктов достигает максимума в период пластического состояния при температурах, близких к образованию полукокса, то получается хороший кокс. Плохой кокс получается, если газовыделение в основном проходит до стадии размягчения угля или после образования полукокса. В последнем случае кокс получается с чрезмерной усадкой, трещиноватый, легкоразрушаемый при механическом воздействии. Степень графитизации кокса зависит от конечной температуры, и она растет с повышением температуры. [50]
В своих последних работах [75] Питере и сотрудники приводят результаты испытания 13 витренов с содержанием летучих веществ 16 8 - 34 8 % ( на сухой, беззольный уголь), которые нагревались со скоростью 2 в минуту. Наиболее низкая температура, при которой могла быть измерена текучесть, при данном методе испытаний оказалась выше, чем начало размягчения, определенное дилатометрическим методом при той же скорости нагревания. Кроме того, в момент окончания расширения при дилатометрическом испытании уголь продолжал оставаться пластичным, что указывает, что так называемая температура затвердевания, фиксируемая дилатометрическим методом, в действительности характеризует лишь состояние равновесия между внутренним давлением в угольной загрузке и внешним давлением поршня. Температуры, при которых эти 13 углей обладают одной и той же текучестью ( при испытании торзионным методом), были объединены в диаграмме, изображающей зависимость между этими температурами и точками размягчения углей. Участки диаграммы, соответствовавшие текучести 0; 2 5; 10 и 25 ( в делениях шкалы), были названы участками текучести; они показывали, что только ограниченное количество углей при определенной скорости нагревания обладало достаточной текучестью, чтобы их можно было рассматривать как коксующиеся угли. [51]
Пластиметрическая игла разградуирована в миллиметрах; показывает нуль, когда ее нижний конец упирается в дно стакана. При подъеме иглы кверху по имеющейся на ней шкале легко отсчитать расстояние между концом иглы п дном стакана. До начала размягчения угля нижняя часть бумажной гильзы обугливается, благодаря чему пластическая масса угля может затечь в промежуток, ранее занятый нижней частью гильзы. При извлечении иглы можно определить, прилипает ли ее конец к дну стакана, и если прилипает, то это обозначает, что уголь становится пластичным, Термопара в атот момент указывает на температуру размягчения угля. С повышением: температуры и прогревом вышележащих слоев угля увеличивается толщина пластического слоя, которая доходит до максимума, а затем несколько снижается. [52]
Большие трудности при определении вязкости вызывает вспучивание пластической массы. Они нашли, что если измельченный уголь смешать с избытком инертного материала - кварцевого песка - и нагревать с известной скоростью под определенной нагрузкой, то влияние вспучивания будет устранено, а сокращение объема смеси будет пропорционально степени размягчения угля при его нагревании. [53]
Нслм выход смолы и легкого масла составил 50 %, а выход газа-150 % от количества, полученного в лабораторных условиях, это значит, что при данном режиме произошло значительное разложение смолы с образованием газа. Многие угли, и особенно угли, пригодные для коксования с получением хорошего металлургического кокса, переходят при нагревании в пластическое состояние. Размягчение начинается при 350, достигает максимума при 420, при последующем нагревании наступает быстрое затвердевание. Способность угля переходить в пластическое состояние определяет его способность спекаться. С этим связано н вспучивание угля при нагревании без доступа воздуха. Вспучивание наблюдается уже при нагревании в тигле и вызывается размягчением угля и выделением газов. В коксовых печах шихта не может расширяться при нагревании, поэтому она оказывает [ давление на стенки печи и спрессовывается, что благоприятно сказывается на качестве кокса. [54]