Мастер коксохимического производства

Кауфман А.А. и др.

Металлургия, 1994 г.

УГОЛЬ КАК СЫРЬЕ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ

1. ОСНОВЫ КЛАССИФИКАЦИИ УГЛЕЙ

Угли, из которых можно получать металлургический кокс, должны обладать уникальными свойствами, совокупность которых позволяет относить их к коксующимся углям — спекаемостью и коксуемостью.

Спекаемость — это свойство углей при нагревании без доступа воздуха до температуры выше 450 - 500 °С переходить в стадию пластического состояния с выделением жидкой фазы и образовывать при дальнейшем повышении температуры спекшийся остаток кокса.

Коксуемость — это свойство спекающихся углей давать при коксовании кокс определенной прочности и гранулометрического состава.

Уголь может обладать спекающими свойствами, но при самостоятельном коксовании давать непрочный кокс. Смесь спекающихся углей может давать прочный металлургический кокс. Пригодность углей для коксования определяется по показателям технического анализа и специальных анализов (таких, как показатель отражения витринита, индекс Рога, пластометрические показатели).

Технический анализ углей заключается в определении содержания в них влаги, минеральных составляющих, серы, а также выхода летучих веществ при нагреве образца угля без доступа воздуха при температуре 850 °С в течение 7 мин.

Наиболее распространенный способ определения спекаемости углей — это пластометрический метод ЛМ.Сапожникова, в аппарате которого определяется толщина пластического слоя, образующегося при медленном послойном нагревании пробы угля. Большая или меньшая ценность угля для коксования определяется большей или меньшей измеренной толщиной пластического слоя.

Технологические свойства углей зависят от их геологического возраста, условий формирования угольного пласта, степени окисленности, условий накопления растительного материала, сформировавшего пласт, условий добычи и подготовки к коксованию.

Для определения путей технологического использования углей их необходимо классифицировать по определенном параметрам.

Сырьевая база предприятий коксохимической промышленности базируется на использовании в основном, углей Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печорского и Кизеловского угольных бассейнов. Небольшое количество коксующихся углей добывается в Львовско-Волынском угольном бассейне Украины, Грузии и Республики САХА.

До 1989 года по каждому угольному бассейну имелась своя классификация, закрепленная соответствующим ГОСТом. Основами этих классификаций для разделения углей на марки и внутри каждой марки на группы были: выход летучих веществ, толщина пластического слоя и характеристика нелетучего остатка при определении выхода летучих веществ. С 1990 г.введена общесоюзная Единая классификация каменных углей. По стандарту, который предусматривает новые классификационные параметры, угли делятся по видам, в зависимости от величины показателя отражения витринита, теплоты сгорания и выхода летучих веществ на бурые, каменные и антрациты. Эти виды в зависимости от генетических (происхождение) особенностей делятся на классы по среднему показателю отражения витринита; категории, по содержанию фюзенизированных компонентов на чистый уголь и типы.

Для каменных углей разделение на типы производится по выходу летучих веществ на сухое беззольное вещество. Далее на подтипы по толщине пластического слоя и индексу Рога (международный показатель коксуемости, определяется по прочности коксового остатка, полученного при нагреве без доступа воздуха до 900 °С в специальном сосуде).

В результате угли обозначаются семизначным кодом, в котором для каменных углей первые две цифры обозначают класс (минимальное значение показателя отражения), третья цифра категорию (минимальное значение суммы фюзенизированных компонентов), четвертая и пятая указывают тип, то есть минимальный выход летучих веществ, шестая и седьмая цифры подтип (минимальная толщина пластического слоя). В зависимости от технологических свойств угли объединяют в технологические марки, группы и подгруппы, которые устанавливают для каждого угольного пласта.

В соответствии со стандартом введена единая маркировка . углей по их технологическому назначению по всем угольным бассейнам, приведенная в табл.1.

По сравнению с ранее действовавшими классификациями в новой к коксующимся углям отнесены длиннопламенные (марки Д) и тощие (марки Т), введены новые обозначения марок (ГЖО, КО, КСН, КС), изменены обозначения групп.

Новая классификация отражает наиболее характерные общие признаки, генетические особенности и основные технологические характеристики. Это позволяет оперативнее, на научной основе, решать вопросы взаимозаменяемости углей (вопросы перешихтовки), разрабатывать и внедрять автоматизированные системы прогноза качества кокса и оптимального распределения углей между коксохимическими предприятиями. Важным является также определение коэффициентов технологической ценности углей различных марок и групп.