Коксуемость углей Карагандинского угленосного бассейна

30.03.2020

Использование карагандинских углей для коксования начато в 1933 г. на уральских металлургических заводах. В настоящее время угли долинской и карагандинской свит поставляются на уральские и Карагандинский металлургические заводы.

Опытное коксование углей бассейна проводится в полупромышленных условиях в Восточном углехимическом институте. Этот институт также производит подбор шихт, которые составляются как из углей только Карагандинского бассейна, так и с привлечением углей Кузбасса. При этом в шихту включаются в основном два типа кузнецких углей: жирные (Vг = 29—33%, у = 28—36 мм, остаток в барабане 238— 258 кг) и отощенные (Vг = 15—18%, у = 9—10 мм, остаток в барабане 264 кг). Первые — из Осиновского района (шахты Капитальная, Абашевская), вторые — из Анжерского (шахты 9/15 и Физкультурник) и Прокопьевского (шахта им. Вахрушева) районов.

В табл. 90 приведены результаты опытного коксования карагандинских углей.










Коксуемость углей Карагандинского угленосного бассейна

Коксование ашлярикских углей показало высокую прочность получаемого кокса; остаток в барабане составил 312 кг (пласт а3) и 332 кг (пласт a5). Однако кокс отличается очень высокой зольностью (23—30%), что исключает возможность его использования для металлургического производства.

Угли карагандинской свиты обладают различной коксуемостью. Наиболее прочный кокс при самостоятельном коксовании дают угли пласта к4 на Промышленном участке (остаток в барабане 315—344 кг), пластов к18 и к18' в Шерубайнуринском районе (остаток в барабане 329—343 кг). На отдельных участках прочный кокс с остатком в барабане 320—330 кг получен из углей пластов к7 (шахта 104) и к10 (шахты 17 и 104). Остатком в барабане 250—300 кг характеризуются угли пластов к12, к13 и к14, а также угли пластов к7 и к10 на большей части площади бассейна, что связано с низким содержанием в них плавких компонентов. Поэтому угли этих пластов используются для коксования в шихте с жирными углями.

Хорошей коксуемостью отличаются угли долинской и низов тентекской свит. Угли пластов д1—д6 дают прочный кокс при самостоятельном коксовании (остаток в барабане 320—350 кг) и принимают отощающую добавку в размере 20—40%. Особенно прочный кокс (остаток в барабане 330—350 кг) дают угли пластов д4, д5 и д6.

Следует особо отметить пласты д9э, д10, д11 и т1, жирные угли которых, дающие при самостоятельном коксовании кокс с остатком в барабане 310—340 кг, способны принимать добавку углей марок К2 и К в размере 50—80%. Так, при коксовании шихты из 20% углей пласта д10 и 80% углей пласта к7 (марка К) остаток в барабане составил 345 кг. Угли пласта т1 при самостоятельном коксовании дают кокс с остатком в барабане 324 кг, а в шихте с 70% углей пласта к13 (марка К2) — 336 кг.

Из добытых в 1967 г. 19,06 млн. т углей, пригодных для коксования, 25% составили угли марок Ж и КЖ, 30% — К, 42% — К2 и 3% — ОС. По прямому назначению из-за нехватки мощностей обогатительных фабрик использовано только 13,2 млн. т. Из них 7,2 млн. т переработано на обогатительных фабриках бассейна, а 6,0 млн. т поставлено Карагандинскому и Магнитогорскому металлургическим заводам (табл. 91).

В табл. 92 приведены сведения о шихте для коксования, потребляемой в 1967 г. Карагандинским металлургическим заводом. Кроме карагандинских углей в шихте участвуют также газовые угли Кузнецкого бассейна (ПК = 90%, у = 12 мм). Шихта характеризовалась ПК = 80—85% и у = 16—17 мм. Кокс отличался высокой механической прочностью (остаток в барабане 328—333 кг, выход класса 10—0 мм 38—40 кг); зольность его 12—13%. Примерно такие же показатели имел кокс, полученный и в 1968 г.

В 1972 г. добыча коксующихся углей возросла до 29,7 млн. т, в том числе угли марок Ж и КЖ составили 30%, К — 35%, К2 — 30% и ОС — 5%.

Согласно ГОСТ 2014—53 кокс из углей карагандинской свиты относится главным образом к маркам КД-IV и КД-V, из углей долинской свиты — к маркам КД-I и КД-II. Кокс из долинских углей, как правило, удовлетворяет требованиям ГОСТ 2014—53. Лишь содержание серы, которое не является браковочным показателем, обычно превышает норму. Кокс из углей карагандинской свиты часто имеет зольность выше предельной, низкий остаток в барабане и более высокое, чем предусмотрено, содержание мелочи в подбарабанном продукте. Поэтому эти угли применяются для коксования только в шихте с долинскими или кузнецкими углями. ГОСТ 2014—53 не предусматривает предельного содержания в коксе фосфора. Учитывая резкое увеличение добычи многофосфористых и многосернистых углей долинской свиты, в этот ГОСТ необходимо внести соответствующее дополнение.

В 1959 г. М.В. Голицыным и И.В. Орловым на примере углей бассейна была подтверждена установленная И.В. Ереминым зависимость коксуемости углей от их петрографического состава. На график (рис. 51) были вынесены результаты коксования углей всех основных пластов Карагандинского бассейна и месторождений Принуринской группы. Большинство этих углей находится на жирной стадии метаморфизма, небольшая часть относится к коксовым слабометаморфизованным. Зависимость между суммой плавких компонентов (ПК) и остатком кокса в барабане для углей различных стадий метаморфизма выразилась в виде кривых с максимумом, который соответствует ПК = 75—80%. При дальнейшем увеличении количества плавких компонентов прочность кокса снижается. Вправо от максимума располагается область жирных углей, способных при коксовании принимать отощающую добавку в шихте. На левой ветви кривой (особенно в нижней ее части) располагаются угли, применяемые в качестве отощающей добавки. Лучший по качеству кокс дают коксовые (подстадии IV1) и жирные (подстадии III3) угли. Угли газовые и отощенно-спекающиеся дают менее прочный кокс.

С помощью этого графика можно ориентировочно производить расчет шихт для коксования. Результаты нескольких таких расчетов вынесены на график. Например, шихта, состоящая из 30% углей пласта т1 (ПК = 85%) и 70% углей пласта к12 (ПК=58%), имеет ПК = 66% и должна (по графику) дать кокс с остатком в барабане 315—320 кг, фактический результат — 316 кг. При увеличении количества углей пласта т1 до 40% расчетная сумма плавких компонентов повысилась до 69%, предполагаемый остаток в барабане должен составить около 330 кг, фактический результат 330 кг. Петрографический метод подбора коксовой шихты, разработанный И.В. Ереминым, успешно применяется на Карагандинском металлургическом заводе.

В табл. 93 дана характеристика прочности кокса, полученного из углей разных марок Естественно-технологической классификации. Лучший по прочности кокс дают угли марки К19 (остаток в барабане 325—345 кг). Прочный кокс получен из углей марок К25 и Ж19, а также К12 и Ж12 (при у = 15—18 мм). Наибольший размер отощающей добавки принимают угли марки Ж25 (50—70%); далее идут угли марок Ж19 (20—50%) и К.25 (до 30%). По-видимому, хорошей жирной основой в шихте будут угли марок Г25 и Г19, поскольку угли марки Г12 (долинская свита Самарского месторождения) принимают до 30% отощающей добавки. Что касается углей марок К6, Ж6 и основной массы углей марок К12 и Ж12, то они применяются в качестве отощающей добавки к жирным углям.

Влияние степени метаморфизма и петрографического состава угля на его коксующуюся способность рассмотрено также в работе И.М. Глущенко и др. Основываясь на результатах промышленного коксования углей всех основных пластов бассейна, они приходят к выводу, что для углей с высоким содержанием плавких компонентов (75—85%) при повышении степени метаморфизма от стадии III1 до стадии IV2 отмечается быстрый рост крупности кусков кокса (остаток в барабане увеличивается от 314 до 341 кг), а для углей с низким содержанием плавких компонентов (60—65%) рост, более медленный (остаток в барабане 301—320 кг). Другими словами, снижение содержания плавких компонентов сглаживает влияние других факторов, в том числе и метаморфизма.

Характеристика химических продуктов коксования и газов, полученных при коксовании (по данным ВУХИН), приведена в табл. 94 и 95.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна