Коксование углей Кузнецкого угольного бассейна

26.03.2020

Технологические свойства углей Кузбасса как сырья для коксования в настоящее время относительно хорошо изучены. При обычных условиях слоевого коксования в динасовых печах шириной 400—450 мм при температуре в обогревательных простенках 1400°С хорошо сплавленный малоистирающийся кокс с остатком после испытания в стандартном колосниковом барабане выше 310 кг практически дают лишь угли балахонской серии групп К13 и КЖН. Угли кольчугинской серии более высокой спекаемости (1Ж26, 2Ж26, Г17) при самостоятельном коксовании дают хотя и хорошо сплавленный, но относительно мелкий кокс. Так, из лучших по спекаемости жирных углей Осиновского месторождения нельзя получить кокс с барабанной пробой даже 300 кг. Производство доменного кокса из этого типа углей возможно при сочетании их с отощающими углями.

Газовые угли с толщиной пластического слоя от 13 до 16 мм, широко распространенные в Ленинском и Беловском районах, в смесях с отощенным углем образуют малопрочный и мелкий кокс и, как показал опыт их использования, при обычной технологии коксования могут применяться в относительно небольших количествах.

Малометаморфизованные газовые угли пониженной спекаемости (Г6) типа пластов Полысаевских Ленинского района при самостоятельном коксовании и при коксовании с отощенными углями не образуют прочного твердого остатка. Их использование на действующих коксовых батареях без ухудшения физико-механических свойств кокса практически исключено.

Отощающими углями в Кузнецком бассейне являются угли балахонской серии марок и групп K10, К2, КЖ6, ОС и CC. Вследствие низкого содержания витринита в одних случаях и высокой стадии метаморфизма — в других эти угли обладают недостаточной спекаемостью (пластический слой менее 13 мм), и поэтому или совсем не образуют при их коксовании кускового материала, или дают недостаточно сплавленный, легко истирающийся кокс. В зависимости от петрографического состава и глубины метаморфизма они ведут себя различно в смесях с жирными и газовыми углями.

Выявлена высокая коксующая способность углей групп K13 и КЖ14, которые при толщине пластического слоя более 17 мм принимают присадку до 20—25% отощающего угля. Угли группы K10 и марки K2 в сочетании с жирными также образуют кокс повышенной механической прочности. Уступает ему кокс из смеси, в которой в качестве отощающего компонента применялись угли группы 2СС и особенно 1СС. Неудовлетворительного качества кокс получен также при использовании газовых жирных (ГЖ) углей верхнебалахонской свиты.

Одновременно с ухудшением физических свойств кокса при применении худших по петрографическому составу отощающих углей выявлена закономерность снижения их доли участия в смесях. Таким образом, при использовании наименее спекающихся отощенных углей потребность в жирных углях для производства кокса в значительной степени возрастает.

При определенном сочетании в угольных шихтах хорошо спекающихся жирных и газовых углей с отощенными и особенно при включении собственно коксовых (К13) или коксовых жирных (КЖ14) углей в производственных условиях получают кокс с барабанной пробой 320—325 кг и содержанием класса 10—0 мм в провале из барабана 32—38 кг, обеспечивающий получение высоких технических показателей работы современных мощных доменных печей.

Следует указать, что за последние годы марочный состав поставляемых на коксование углей существенно изменился в сторону относительного снижения высших спекающихся марок в шихте и уменьшения доли собственно коксовых углей. В табл. 45 приводятся данные о марочном составе углей, поставленных в 1955, 1958 и 1962 гг. Доля лучших по спекаемости углей марок Ж, КЖ, и К снизилась в поставках с 62 до 42,3%; возросла поставка углей марок K2 и Г. Одновременно понизились кондиции спекамости углей внутри марок. Участие лучших по коксуемости углей пластов VI и IV Внутренних групп КЖ14 и К13 снизилось с 63 до 45%, а в целом этих дефицитных марок с 31% до 16% (почти в два раза). Доля осиновских углей (2Ж26) в поставках марки Ж уменьшилась на 20%. Средняя толщина пластического слоя угля марки K2 снизилась на 0,8 мм, а угля марки ОС — примерно на 1,5 мм.

Понижение кондиций спекаемости углей одних и тех же марок привело к необходимости дифференцировать шихты для производства кокса в зависимости от объема доменных печей (табл. 46). В этих условиях изыскиваются иные технологические приемы подготовки и коксования углей, которые сводятся к следующим основным техническим направлениям:

1) повышение эффективности обогащения углей, обеспечивающей получение более «чистых» концентратов;

2) применение избирательного дробления углей, позволяющего уменьшить трещиноватость кокса за счет лучшего измельчения крупных зерен породы и матовой части угля;

3) повышение насыпного веса шихты, приводящее к увеличению в процессе коксования давления в угольной загрузке;

4) развитие новой технологии коксования с получением формованного доменного топлива.

Охарактеризуем кратко сущность и эффективность этих направлений.

Как отмечалось, в настоящее время в Кузбассе около 50% углей, отгружаемых для коксования, перерабатывается на малоэффективных пневматических фабриках, а кроме того, около 16—20% углей присаживается к концентрату без обогащения. Это обусловливает повышенное количество породных и промпродуктовых фракций в коксовой шихте, отрицательно влияющих на структуру и прочность кокса. Перевод процессов обогащения на новую более совершенную технологию: применение методов мокрого обогащения, а для труднообогатимых углей — тяжелых сред, позволит резко уменьшить количество видимой породы в концентрате и повысить прочность металлургического кокса даже при условии дополнительного ввода в шихты слабоспекающихся углей.

Применение специальных методов подготовки шихт в коксохимическом производстве: избирательного дробления или предварительного уплотнения методом трамбования, весьма эффективно для расширения круга углей, привлекаемых для коксования. Как установлено в полузаводских условиях, разделение угольной шихты на грохотах с электрообогревом на классы и додрабливание крупных классов 6—3 или 4—2 мм, включающих значительное количество породы и зерен угля с пониженным содержанием витринита, до 1—0 мм расширяет возможность ввода в шихты недефицитных углей без снижения механической прочности кокса. В табл. 47 приведены результаты опытного коксования шихт с участием газовых и слабоспекающихся углей при обычных условиях подготовки шихты и с применением схемы избирательного дробления.

Метод коксования предварительно уплотненной (трамбованной) угольной загрузки хорошо известен в коксохимической промышленности стран Восточной Европы, располагающих крупными запасами слабоспекающихся углей. Проверка этого способа на кузнецких углях показала возможность значительного увеличения содержания в шихтах слабоспекающихся углей. В табл. 48 приводятся сравнительные результаты коксования шихт насыпью и с применением трамбования. Опытно-промышленные коксования на заводе в Дзешевице (Польша) шихты в составе марок Г6 шахты Полысаевская (1—30%), 1Ж26 шахты Абашевская (2—25%), К2 шахты Физкультурник (25%) и ОС шахты 9—15 (20%) дали кокс с барабанной пробой 319 кг.

В 1962 г. на металлургические и коксохимические заводы Урала и Сибири было поставлено 26,3 млн. т кузнецких коксующихся углей, из них около 70% — на Урал. На Нижне-Тагильском и Челябинском металлургических комбинатах в шихте для коксования используются только угли Кузбасса, а на других заводах участие их в шихте составляет 70—75%. Около 30% коксующихся углей в 1962 г. использовалось в Кемеровской области — на KMK и Кемеровском коксохимическом заводе.

В связи с большой потребностью для развивающейся промышленности Сибири, Казахстана и Урала добыча коксующихся углей Кузбасса в ближайшие годы будет непрерывно возрастать.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна