Усадка - кокс
Cтраница 3
 |
Эффективные кинетические параметры процесса. [31] |
В процессе обессеривания происходит увеличение пористости, снижение объемной плотности. Выделение летучих веществ при 500 - 1000 С сопровождается усадкой кокса, удаление серы при 1350 - 1500 С - расширением. В первом случае первичным является выделение летучих с последующим сжатием углеродной матрицы пропорционально удаленным летучим: удаление 9 % летучих веществ сопровождается 9 % - ной линейной усадкой кокса. Разбухание кокса при удалении серы свидетельствует об обратном процессе воздействия на уже сформированную углеродную матрицу. [32]
Максимальная, необходимая для этого нагрузка ( выраженная в килограммах на квадратный сантиметр), приложенная к поверхности угля, определяла давление расширения угля. Отношение первоначальной высоты загрузки к конечной, выраженное в процентах, давало усадку кокса. [33]
Нефтяные коксы, предназначенные для получения электродных изделий, необходимо подвергать предварительной прокалке. Одна из главных целей прокалки заключается в том, чтобы довести до определенного минимума усадку кокса. Только в этом случае при обжиге заготовок из пропитанного связующим веществом кокса можно получить монолитные, без трещин электроды. [34]
Так, поры радиусом более 1 мкм - макропоры, они обусловлены размером частиц наполнителя и их упаковкой. Микропоры - это поры ради-усом 0 5 мкм, они обусловлены, по-видимому, усадкой кокса из связующего ( или импрегната) в ходе карбонизации и графитации заготовок. Третий тип пористости составляют низкоплотные, высокопроницаемые участки вокруг высокоплотных агломератов, состоящих из большого числа мелких частиц наполнителя. Размер пор в них колеблется от 50 до 200 мкм. [35]
На следующей четверти радиуса пода разогрев кокса наиболее интенсивный, что связано с выделением и сгоранием летучих веществ в интервале температур 400 - 900 С. На этом участке скорость нагрева кокса максимальная - выше 100 С в минуту; одновременно происходит перестройка структуры и усадка кокса с образованием микротрещин, ухудшающих качество готового продукта. На второй половине радиуса пода абсолютные температуры кокса превышают 1000 С, и разогрев кокса протекает медленно из-за небольшого градиента температур под-сводового пространства и слоя кокса. [36]
Исследовательские и опытные работы в области объемной усадки при термической обработке коксов проводят с целью правильного использования этих коксов. В алюминиевой промышленности прокалка коксов ведется обычно во вращающихся печах при температуре 1200 - 1400 С. Недостаточная усадка коксов при прокалке может быть причиной появления усадочных трещин в анодах, коррозии металлических штырей проникающими через эти трещины газами и повышенного расхода электроэнергии и анодной массы. [37]
Динамика изменений тонкой структуры кокса в свою очередь является причиной, вызывающей сопутствующие явления, важнейшими из которых являются: усадка, образование и развитие трещин. Было показано, что конечная стадия сжатия, являющаяся результатом коллоидно-химических изменений вещества, совпадала с достижением минимального электросопротивления кокса. Если динамика сжатия характеризовала собой темпы усадки кокса и образования в нем трещин, то падение электросопротивления и достижение практического его постоянства связано с ростом жестких связей тонкой структуры кокса и, следовательно, с его упрочнением. [38]
Ламбрис считал, что при созданных им условиях опыта имеет место максимальное вспучивание, так как полное окружение нагреваемой массы оболочкой кокса не может произойти до тех пор, пока все составные части угля, обусловливающие вспучивание, не будут полностью карбонизованы. Считалось, что этот метод дает вполне воспроизводимые результаты и позволяет точно определить степень вспучивания угля. Следует указать, что на основании этого метода характеристики вспучивания нельзя делать никаких выводов относительно давления расширения, выхода кокса или об усадке кокса. В цитированной статье Ламбрис детально излагает свои взгляды на сущность свободного вспучивания. [39]
На рис. 1 показана динамика усадки исследованных коксов. Видно, что для обоих коксов на скоростных кривых имеются максимумы при температурах около 700 С и 950 С. Это соответствует наблюдавшимся максимумам скоростей газообразования. Следует отметить, что усадка коксов начинается при температуре выше 550 С и происходит более интенсивно в случае кокса Ново-Уфимского НПЗ. [40]
В очень близких условиях коксования было испытано 4 угля. Уголь, который показал наибольшее давление вспучивания, равное 0 63 кг / ом2, давал также наибольшую степень вспучивания и при испытании его лабораторным методом Копперса. Два других угля развили: максимальное давление 0 43 кг / см2 и 0 35 кг / см-к концу процесса коксования в большой установке, но при испытании этих углей лабораторными методами они вели себя как усадочные в течение всего опыта. Отсутствие расширения при коксовании этого угля в опытной печп объясняется усадкой кокса, образовавшегося у стен иечп. Из вышеизложенного можно заключить, что уголь, дающий при лабораторном испытании высокое давление вспучивания и лишь малую усадку, после процесса коксования в промышленных условиях вызовет большую и быстрее наступающую деформацию стенок камер печей, чем уголь, который дает при испытании в лабораторных условиях меньшее давление расширения и такую же величину усадки. [41]
В области температур ниже 500 С оба кокса претерпевают некоторое расширение, что, очевидно, имеет физическую основу, поскольку при этих температурах еще не происходит существенных химических превращений. С дальнейшим повышением температуры в коксе протекают глубокие процессы упорядочения стук-туры с интенсивным выделением летучих веществ, что проявляется в резком усилейии усадочных явлений. Интенсивная усадка кокса наблюдается в диапазоне температур 500 - 1000 С. После этого в довольно широких пределах температур 1100 - 1350 С усадка кокса практически не имеет места, что хорошо согласуется с резким уменьшением скорости выделения летучих веществ в этой области. [42]
 |
Схема процесса вспучивания однородной пластической массы. Цифры обозначают последовательность этапов.| Схема процесса вспучивания неоднородной пластической массы углей. [43] |
Рассмотренный механизм вспучивания относится только к некоторому элементарному участку пластической массы со свободным расширением ее объема. Вспучивание же пластической массы углей в камере коксовой печи, кроме преодоления поверхностного натяжения, встречает другие препятствия. Расширение пузырьков связано с перемещением пластической массы, так как ее объем едва ли может быть сжат в сколько-нибудь значительной степени. Перемещение может идти лишь за счет уплотнения находящегося по соседству слоя угля, еще но перешедшего в пластическое состояние, и в очень небольшой степени за счет увеличивающегося объема камеры печи при усадке кокса. [44]
Усадка антрацитов при прокаливании протекает иначе, чем у нефтяных коксов. Антрациты в плоскости наслоения претерпевают меньшую усадку, чем в направлении, перпендикулярном этой плоскости. Следует обратить внимание на следующий чрезвычайно важный факт. В плоскости наслоения уже при 1200 С усадка прекращается, а при дальнейшем нагревании в этом направлении, перпендикулярном плоскости наслоения, усадка продолжается вплоть до 1500 С. Усадка кокса не имеет каких-либо ориентированных направлений. [45]
Страницы: 1 2 3 4