Cтраница 2
Это стало особенно необходимым в СССР, в связи с расширением гаммы коксующихся углей, а также в связи с необходимостью применять на наших крупных заводах сложные шихты, составленные из углей многих шахт, так как одна-две не могут поставить заводу необходимого количества угля. В настоящее время все стремления исследователей и инженерно-технических работников сводятся к определению необходимого количества параметров для оценки коксующей способности угля, которые отображали бы поведение угля в коксовой печи и качество получаемого кокса. [16]
Пек, получающийся в данном процессе, является подходящим по качеству, и его достаточно в количественном отношении, чтобы использовать в качестве связующего. Вместе с тем для процесса Baumeo требуется определенное количество ( 10 - 15 %) угля с хорошей коксующей способностью. [17]
Зипман [185] применил три из этих растворителей и заметил, что, по его мнению, растворимые составные части углей не обусловливают коксующую способность углей, но оказывают на нее влияние. [18]
Прежде чем перейти к последовательному освещению понятий спекающей и коксующей способности углей при коксовании в обычных коксовых печах, необходимо сделать предварительное замечание, чгго необязательно один уголь должен обладать всеми свойствами, совокупность которых даст в результате его коксования металлургический кокс. Отдельные угли могут не обладать всеми свойствами, необходимыми для коксования, но при добавлении к ним другого угля и даже нескольких углей общая коксующая способность такой смеси или шихты улучшается. [19]
В рассматриваемом процессе окисление применяется для приведения коксующих свойств угля к оптимальному и постоянному значению. Угли должны обладать низкой спекаемостью и не вспучиваться при коксовании. Однако при чрезмерном окислении угля значительно теряется его коксующая способность, не происходит спекания угольных зерен внутри брикета, и он получается непрочным. [20]
Величина этого влияния зависит от температуры и времени обработки. На основании некоторых сообщений об экспериментальных работах в этом направлении возможно допустить, что предосторожности, которые применялись с целью исключения окисления угля в процессе его нагревания, являются чрезмерными. Нагревание при 105 само по себе не оказывает вредного влияния на процесс [43], хотя Шепфер [44] сообщал о заметном уменьшении коксующей способности в результате нагревания угля до 150 в течение 20 мин. [21]
Фишер с сотрудниками [148] сообщили, что когда маслянистый и твердый битумы, упомянутые ранее, коксовались индивидуально с остатком, то было найдено, что только маслянистые битумы вызывали спекание королька, а твердые-вспучивание. Ван-дер - Верден [264], с другой стороны, не нашел связи между битумами и коксующей способностью битуминозных углей Восточной Индии. [22]
С другой стороны, кривые для западновиргинских углей с низким выходом летучих давали резкий наклон к точке минимума давления около 450 - 475 и очень малый наклон при удалении от минимума по мере повышения температуры коксования. Последние части этих кривых вблизи 475 - 575 были почти горизонтальны в случае лучших коксующихся углей с низким выходом летучих; увеличение наклона кривой рассматривалось как показатель пониженной коксующей способности. [23]
Битуминозная часть этого класса углей начинает плавиться при температуре ниже 200, в то же время битумы не подвергаются разложению и могут растворять более тугоплавкие соединения. При 400 начинается разложение и некоторое понижение растворимости; но в сапроиелптовой части остаточного угля усиливаются процессы деполимеризации, которые приводят к образованию относительно плавких продуктов. Эти продукты являются промежуточными между легкоплавкими битумами и неплавкими составными частями остаточного угля. Они способствуют растворению неплавких частей остаточного угля п сами разлагаются до известной степени в этом процессе. Поэтому коксующая способность определяется степенью растворимости остаточного угля в расплавленных битумах и пропорциональна времени пребывания угля в расплавленном состоянии до разложения с обугливанием. Согласно Девису н Уплеру [70], образование коксовой структуры может происходить даже после того, как плавкая масса начинает разлагаться, н до конца ее затвердевания. [24]
Пластом-етрический метод не ограничивается изучением пластического состояния в процессе нагрева, а стремится осветить по возможности все явления, сопровождающие процесс спекания и коксования угля. Основные два параметра, характеризующие коксующую способность угля: толщина пластического слоя у и усадки х, выраженные в миллиметрах. Толщина пластического слоя характеризует в известной мере спекаемость угля, а усадка и форма пластометрической кривой дают дополнительное представление о поведении угля при коксовании: давлении распираний угля в определенные периоды коксования, конечной усадке коксового пирога и характере вязкости пластической массы. Таким образом, пластометриче-ский аппарат дает комплекс сведений по коксующей способности углей, что и является его явным преимуществом. [25]
Когда уголь дробится в шахте и при подготовке к сбыту, эти различия в прочности и хрупкости обусловливают разделение подготовленного угля по петрографическим компонентам. Часто клареы и дюрен концентрируются в крупных классах угля, а витреп и фтозен. Ворман [32] отмечал, однако, что если дюрен присутствует в угольном пласте только в виде тонкой прослойки, то, несмотря па свою большую прочность и сопротивляемость дроблению, он будет концентрироваться в мелких классах. Этот исследователь соглашается с тем, что благодаря различиям химического состава и свойств петрографических компонентов, их разделение по хрупкости придает различным торговым сортам углей различные свойства. Содержание золы, температура ее плавления, выход летучих и коксующая способность различных петрографических компонентов различны. Следовательно, если их разделение выражено резко, то свойства углей различных классов крупности из одного и того же угля будут различны, обусловливая различное поведение их при сжигании и коксовании. Шихтование и смешение различных классов одного п того же угля может стать важным моментом в подготовке с целью получения желаемого петрографического состава угля. [26]
Величина этого влияния зависит от температуры и времени обработки. На основании некоторых сообщений об экспериментальных работах в этом направлении возможно допустить, что предосторожности, которые применялись с целью исключения окисления угля в процессе его нагревания, являются чрезмерными. Нагревание при 105 само по себе не оказывает вредного влияния на процесс [43], хотя Шепфер [44] сообщал о заметном уменьшении коксующей способности в результате нагревания угля до 150 в течение 20 мин. С другой стороны, имеются сообщения о том, что 4 1 / 2 часа при 350 являются достаточным сроком для подавления способности угля к вспучиванию [45] и что при низких температурах влияние нагревания на коксующую способность очень незначительно. Имеются также сообщения о том, что саарский уголь с выходом летучих веществ в 34 5 %, нагретый в азоте в течение двух часов при 250 или более, имел более высокий индекс коксуемости, чем исходный, но что нагревание этого угля в течение 20 час. [27]
Одной из характеристик прочности угля является его способность к сопротивлению крошению нри транспорте. Крошимость угля при транспорте зависит от его вязкости, упругости и дроби-мости так же, как от прочности. Несмотря на это, для характеристики прочности угля наиболее часто пользуются измерением его хрупкости. Это свойство угля представляет интерес прежде всего в том отношении, что хрупкие угли дают наименьший процент выхода углей крупных классов, которые, несмотря на рост спроса на мелкий уголь, на рынке ценятся выше, чем угли мелких классов. Другое важное экономическое значение хрупкости угля заключается в том что благодаря наличию этого свойства при транспорте увеличивается поверхность угля, а увеличение поверхности способствует более быстрому его окислению, что создает благоприятные условия для самовозгорания угля, приводит к потере коксующимися углями их коксующей способности и к прочим изменениям, сопутствующим окислению угля. [28]
На поверхности брикета устанавливался стеклянный штемпель, верхний конец которого был выведен наружу и изогнут под прямым углом в виде указателя шкалы. Вслед за тем образец показывал увеличение объема, иногда очень большое, благодаря образованию пузырьков газа внутри расплавленной массы; и наконец, после этого увеличения объема следовало вторичное сжатие с образованием кокса. Было испытано 8 французских углей и найдено, что температура плавления не зависит от величины выхода летучих веществ или иных данных технического анализа и что она является характерной для каждого угля. Наблюдалось, что плавкость, так же как и коксующая способность, находится в непосредственной связи со степенью окисления. Угли, окисленные при 120, более не плавились. [29]
Сравнительная оценка способности к самовозгоранию углей Подмосковного бассейна, Топливное дело, 1922, 10; Гладштейн А. Изменение коксующей способности углей в связи с процессами окисления и выветривания, Уголь и железо, 1928, 38; Караваев и Чуд-новский А. [30]