Реферат на тему Влияние качественных показателей угольной шихты на спекаемость.

Содержание:

Введение 3
1. Спекаемость угольной руды 5
2. Оценка влияния качественных показателей шихты на показатель спекаемости угля 8
Заключение 16
Список использованной литературы 18

Введение:

Шихта — это комплекс минералов, загружаемых внутрь доменной печи или другого высокотемпературного оборудования, для получения конечных продуктов заданного химического состава и свойств. Иными словами, шихта представляет собой подготовленный к переплавке лом. А вот понятие состав шихты носит обобщенный характер и зависит от специфики продукта, выплавляемого из прекурсора. В частности, состав шихты в металлургии это:
• обогащенная руда;
• концентрат;
• флюс;
• оборотные материалы – шлаки, съемы, а также пыль.
Дополнительно, шихта, используемая в черной металлургии, содержит в своем составе топливо: кокс или уголь. Производство цветных металлов, наоборот, обходится без топливных компонентов.
Использование прекурсора конкретного состава сказывается на свойствах конечного продукта, как было указано ранее. Например, в сталеплавильном производстве, нередко используют метализированную шихту. Сталь, полученная на ее основе, превосходит метал из скрапа стабильностью состава и существенно пониженным содержанием примесей. В частности, удается снизить вдвое концентрацию таких вредных для стали элементов, как сера и фосфор, увеличивающих хрупкость металла. Получают металлизированную шихту восстановлением железной руды углеродом или газом при температуре меньшей точки плавления железа.
Шихта для коксования, в свою очередь, представляет собой смесь измельченного угля различных марок. Их соотношение определяется конечным продуктом, а именно коксом заданного качества. Оптимальный состав шихты для коксования подбирается по техническому анализу сырья и ряду его характеристик:
• спекаемость;
• коксуемость;
• конечная усадка;
• давление распирания и прочие.
Спекаемость углей (а. caking power, caking capacity, caking quality; н. Backfahigkeit; ф. pouvoir agglomerant; и. capacidad de aglomeracion, capacidad de aglutinacion) представляет собой способность каменных углей переходить при нагревании без доступа воздуха в пластическое состояние с образованием более или менее связанного нелетучего остатка. Угли размягчаются и находятся в пластическом состоянии при температуре 350-500°С (в зависимости от марки). Спекающиеся угли — это сырьё для производства кокса.
Спекаемость — следствие термической деструкции углей с образованием газообразных и жидких продуктов (основных носителей спекания). Жидкая часть пластической массы для хорошего спекания должна содержать большое количество термически устойчивых углеводородных соединений, способных плавиться, и минимальное — термически неустойчивых кислородсодержащих соединений.
Рассмотрим специфику влияния качественных показателей угольной шихты на спекаемость.

Заключение:

Исходя из рассмотренного в работе материала, можно говорить о том, что показатель спекаемости угля определяется петрографией, составом угля, стадией метаморфизма, степенью восстановленности, условиями подготовки и нагрева. Так, каменные угли низкой степени метаморфизма и бурые угли не спекаются, т. к. их боковые цепи содержат много кислорода, способствующего при нагревании образованию газообразных, термически неустойчивых кислородсодержащих соединений. Не спекаются и высокометаморфизованные угли марок Т и А. Угли средней степени метаморфизма (марок Ж, К) хорошо спекаются, поскольку образуют достаточное количество жидкой фазы пластической массы с преобладанием в ней устойчивых углеводородных соединений.
При увеличении степени дробления с 55,5 до 96,2% класса 0-3 мм содержание витринита в угольной шихте уменьшается на 7%, а сумма отощающих компонентов увеличивается на 6%, снижая, таким образом, спекае-мость и коксуемость угольной шихты. Чаще всего оптимальную степень дробления при изменении параметров угольной шихты определяют при помощи ящичных спеканий, подготовленных с определенным шагом ее измельчения.
С увеличением зольности угольной шихты ее насыпная масса растет за счет того, что масса минеральной части угля значительно выше его органической массы. Также необходимо учитывать, что минеральные включения являются центрами внутренних напряжений, т.е. ослабляют структуру кокса, снижая его прочность.
Учитывая, что влажность влияет на величину распирания и величину усадки коксового пирога, было изучено изменение насыпной массы при испарении влаги в коксовой камере. Установлено, что чем выше исходная влага, тем сильнее уменьшается насыпная масса угольной шихты при испарении влаги в коксовой камере, что отрицательно сказывается на качестве кокса.
Таким образом, в условиях ухудшения сырьевой базы коксования и неритмичности поставки угольных концентратов на коксохимические предприятия при решении проблемы качественной подготовки шихты, поступающей на коксование, должны быть учтены следующие ключевые моменты:
1. шихта должна поступать в углеподготовительные цеха с содержанием влаги не выше 6-7% или необходимо принимать меры к ее сушке на коксохимических предприятиях;
2. непременным условием является постоянное уточнение и использование в углеподготовительных цехах оптимальной степени дробления шихты, что способствует снижению суммы отощающих компонентов шихты и росту содержания витринита в ней, что улучшает спе-каемость и коксуемость шихты, а значит, и качество кокса;
3. необходимым является доведение степени смешивания угольной шихты по всем ее показателям до 98-99%, так как неравномерное их распределение в коксовой камере отрицательно сказывается на качестве кокса.

Фрагмент текста работы:

1. Спекаемость угольной руды
Спекаемость угля — это его способность переходить при нагревании без доступа воздуха в пластическое состояние. Впоследствии должен образовываться связанный нелетучий остаток. Если его свойства соответствуют требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу, то подобный уголь считается коксующимся. Другими словами, коксуемость — это спекаемость угля в узком смысле слова.
Спекаемость угля характерна лишь для марок Г, Ж, К, ОС, однако металлургический кокс получается только из угля марки К либо из близкой по свойствам к нему смеси углей.
Чтобы оценить спекаемость угля, существует множество методов, которые, в зависимости от принципов, на которых они основываются, делятся на 3 группы:
1) Методы, базирующиеся на анализе нелетучего остатка, полученного после термического разложения. Примером данной группы методов является определение кокса по Грей-Кингу. Спекаемость угля определяется путем коксования в стандартных условиях. Внешний вид полученного нелетучего остатка сравнивается с эталонами .
2) Методы, базирующиеся на способности угля спекать инертные примеси. Одним из вариантов для этой группы методов является определение индекса Рога.
Уголь, который необходимо протестировать, смешивают с антрацитом, который используется в качестве инертной добавки, и спекают в стандартных условиях. Потом получившееся твердое тело проверяют на прочность в барабане Рога. Индекс Рога — это отношение разрушенного угля к оставшейся целой части образца.
3) Методы, характеризующие пластичность размягчения угля. В качестве примера для этой группы разберем метод Сапожникова-Базилевича, который наиболее популярен в нашей стране. Считается, что спекаемость угля зависит от толщины пластического слоя: чем она больше, тем лучше. Помимо определения спекаемости угля, этот метод позволяет подобрать также шихту для коксования. Значение толщины слоя шихты определяется следующей формулой: