Марки выпускаемых брикетов
Наше предприятие имеет современное брикетировочное оборудование и может осуществлять изготовление брикетов на валковых прессах с использованием связующего. Предлагаемые брикеты имеют подушкаобразную форму размером 70х70х40 мм, 50х35х25 мм и 120х100 мм, ромб с механической прочность ≤90%.
Марки производимого угля
Компания располагает современным дробильно-сортировочным оборудованием с возможностью разделения до 7 фракций
Каменноугольные брикеты из антрацита
Обладают высокой плотностью органической массы (1500-1700 кг/м³) и высокой электропроводностью. Твёрдость по минералогической шкале 2,0-2,5.
Антрацитовый брикет применяется в качестве заменителя Кокса в доменном производстве.
Применение антрацита в качестве заменителя кокса в доменном производстве
Введенние
Основной статьей стоимости выплавляемого чугуна является стоимость кокса. В связи с этим доменщиками непрерывно ищутся пути снижения расхода дорогого и дефицитного кокса. На текущий момент экономию кокса обеспечивают обычно такие его заменители:- природный газ: в современных условиях, при его высокой стоимости и дефицитности, использование является экономически нецелесообразным, так как коэффициент замены кокса природным газом в реальных условия обычно не превышает значения 0,7;
- коксовый газ: применение его в доменной плавке осложняется тем, что для вдувания в печь необходимо повышать давление в газодувках, работа которых затруднена из-за содержания в нем смолистых веществ, от которых необходимо предварительно его очистить. Кроме того, имеющиеся объёмы коксового газа целесообразнее применять как топливо в прокатном производстве и т.д.;
- пылеугольное топливо: для вдувания ПУТа необходима закупка большого количества дополнительного дорогостоящего оборудования, а также последующее обслуживание его, что является серьезным недостатком.
Основная часть
Все вышеперечисленные методы предполагают подачу заменителей кокса непосредственно через фурмы в зону горения. В силу этого невозможно обеспечить расход кокса ниже 250-300 кг/т чугуна. Это объясняется тем, что кокс должен выполнять еще и роль «разрыхлителя» столба шихтовых материалов.Эффективным направлением коксозаменяющей технологии является использование антрацита. Использование антрацита не приводит к существенному изменению основных технологических параметров процесса: производительность, выход колошникового газа, образование шлака и его основность колеблются в пределах, характерных для работы печей. Чугун по химическому составу соответствует стандарту. Кроме того, преимущество замены кокса каменным углем также в том, что он подается через колошник.
В 1985-1991 гг. ДонНИИчерметом совместно с Краматорским металлургическим заводом выполнена серия научных исследований по отработке технологии доменной плавки с частичной заменой металлургического кокса каменным углем различных марок: донецким антрацитом марки АС, донецким углем марки Т (тощий), углем марки ТПК (тощий, пластовый, калиброванный) Краснобродского угольного разреза (г. Белово Кемеровской обл.) [1].
Полученные результаты плавок показали целесообразность и необходимость частичной замены кокса углем без ограничения полезного объема доменных печей. Экономическая эффективность использования каменного угля в доменной плавке определяется соотношением стоимости кокса и угля, количеством замененного кокса углем и коэффициентом замены.
Применение антрацита в доменной плавке осложняется его сравнительно низкими прочностными свойствами. Для сохранения газопроницаемости слоя шихтовых материалов существует ряд систем загрузок его на колошник доменной печи.
Существует способ доменной плавки с загрузкой в доменную печь послойно руды и кокса, с добавлением в слой руды добавлять до 20 % угля [2].
В способе доменной плавки [3], для исключения загромождения горна, предполагается вести загрузку через колошник подач, состоящих из кокса, рудной части шихты и каменного угля, вводимого в печь с периодом, равным времени пребывания шихты в печи, при заданном массовом соотношении угля к коксу. При этом загрузку подач с каменным углем следует производить с периодом от времени пребывания шихты в печи, до величины произведения времени пребывания шихты в печи на соотношение насыпных весов кокса и угля.
По этой причине максимальная продолжительность периода загрузки подач, топливная часть которых состоит из 100 % угля, должна быть во столько же раз меньше периода загрузки подач со 100 % кокса, с тем, чтобы не допускать заполнения горна только углем и обеспечить его полное удаление.
Помимо этого были проведены исследования распределения угля по сечению колошника в зависимости от типа загрузки, на модели колошника печи объёмом 1719 м3, выполненном в масштабе 1:10 [4].
В промышленных объемах антрацит так же применялся в ОАО «АМК». При этом показатели качества антрацита соответствовали следующим требованиям: зола, не более 7,0%; сера, не более 0,7%; влага, не более 5,0%.
Результаты применения антрацита на доменных печах №3 и №5 представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 – Изменение производительности и расхода антрацита по времени на ДП№3 (1386 м) ОАО «АМК»
Рисунок 2 – Изменение производительности и расхода антрацита по времени на ДП№5 (1719 м) ОАО «АМК»
Из графиков видно, что удельный расход антрацита в отдельные периоды массового поступления антрацита достигал 60 кг/т чугуна. При этом существенного ухудшения хода доменных печей не отмечалось, содержание углерода в колошниковой пыли не увеличилось, признаки загромождения горна отсутствовали. Выполненный пофакторный анализ расхода кокса на производство чугуна по итогам 2008 года показал, что коэффициент замены кокса антрацитом составил 0,95-1,0 т/т.
Результаты промышленного испытания показали хаотичные изменения производительности при замене кокса антрацитом. Это так же подтверждается анализом показателей работы печи при применения антрацита в ОАО «ЕМЗ» [5].
С целью обеспечения ровного хода печи, во время применения антрацита, необходимо поддерживать высокое качество шихтовых материалов, в частности антрацита. Этого можно достигнуть, зная его механические свойства.
В холодном состоянии антрацит и кокс похожи по прочности, однако при нагреве прочность антрацита становится значительно ниже прочности кокса. В связи с этим по предложенной методике [6], были выполнены исследования горячей прочности антрацита.
Для обеспечения наибольшей представительности результатов значение показателя прочности на сжатие, определять для заготовок в форме кубов 15 мм, так как это наиболее соответствует размеру кусков антрацита в доменной печи.
Для изготовления кубов были отобраны пробы, представленные в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав проб антрацита
Для каждой из пробы были получены по 4 показателя холодного сжатия (при комнатной температуре), прочности при тепловом ударе (пробы резко нагреваются до 350оC и горячего сжатия (нагрев до 900оС).
Для каждой пробы было выполнено испытание в четыре раза. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Показатели прочности антрацита сжатием, МПа
Сопоставление прочностных характеристик антрацитов, добытых из разных шахт, представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Усредненные показатели прочности антрацитов сжатием при разных температурах
Из рисунка видно, что связь между холодной и горячей прочностью отсутствует. Например, уголь от поставщиков ЦОФ Нагольчанская и Дарьевка имеет практически одинаковое значение холодной прочности, однако антрациты от ЦОФ Нагольчанская на 34,4% имеют выше показатель горячей прочности. Температура колошникового газа составляет примерно 350оС, из за этого весь материал, загружаемый в печь сразу подвергается тепловому удару. Это воздействие не ухудшает прочность железорудных материалов и кокса, но снижает прочность антрацита.
В антрацитах содержится примерно 5% влаги, при нагреве их до 350оС происходит активное испарение воды.В связи с этим повышается внутреннее напряжение в кусках антрацита и падает его прочность. В среднем прочность при тепловом ударе падает на 20%.
Наиболее высокими показателями холодной и горячей прочности обладают угли от следующих поставщиков: Ровеньки-Антрацит, Лобовские Копи, ЦОФ Нагольчанская. Соответственно данные угли рекомендуется использовать в качестве заменителя кокса.
Выводы
Список литературы
- Котельников И.В. Опыт доменной плавки с частичной заменой кокса каменным углем. / И.В. Котельников, Н.Н. Попов, Н.Д. Прядко. и др.// Сталь. – 1994. – №8. – С. 15-20.
- Способ ведения доменной плавки. Заявка №1-28802. Япония. - МКИ4 С 21 В 5/00. - Изобретения за рубежом. - М.: ВНИИГПЭ, 1982.
- Способ доменной плавки. В.Г. Воскобойников, Б.М. Герман, В.Т. Белолипецкий и др. А.с. СССР №1158591. - МКИ4 С 21В3/00. - М.: Бюллетень ВНИИГПЭ СССР.-1985.-№20.
- Бочка В. В. Распределение материалов на колошнике доменной печи при частичной замене кокса кусковым углем. Труды V Международного конгресса доменщиков. - Днепропетровск: Пороги, 1999. - с. 315-317.
- Новохатский А.М., Михайлюк Г.Д., Карпов А.В. Проблемы использования антрацита как заменителя кокса в доменном производстве / Сборник научн. трудов ДонГТУ, выпуск 28, 2009.
- Кокс. Метод визначення індексу реакційної здатності коксу (CRI) і міцності залишку коксу після реакції (CSR). ДСТУ 4703:2006 (ISO 18894:2006, MOD). - [Действует с 01.01.2008]. - К.: Держспоживстандарт України, 2008. - 23 с. 34.
© А.М. Новохатский, Г.Д. Михайлюк, А.В. Карпов
Перепечатывание и использование материалов в электронном формате разрешается только при наличии гиперссылки на uas.su.
Использование материалов в печатных изданиях допускается только с письменного разрешения.
Каменноугольные брикеты из тощих углей
Каменноугольные брикеты из газовых углей
Применяются также в коксохимической промышленности.
Брикетирование угольных шихт перед коксованием и перспективы его совершенствования
А.Г. Дюканов, Ю.С. Васильев, Ю.И. Гречко, Т.Е. Никитина, И.Г. Крыщень, Б.Я. Василенко - Кокс и химия, 1990, №6, с. 12-13
Одним из эффективных способов подготовки к коксованию шихт с большим (до 55- 65%) содержанием слабоспекающихся углей является их частичное брикетирование со связующим или всей шихты без связующего. В промышленных условиях метод частичного брикетировании шихт со связующим коксохимического происхождения применяется в Японии [1].Эффективность всех новых методов подготовки угольных шихт к коксованию, а том числе и метода брикетирования, в значительной мере обусловлена повышением плотности угольной загрузки в печных камерах, которая, не меняя природы органической массы углей, существенно улучшает физико-химические условия протекания процессов спекания и коксообразовании. Известно, что при достаточном сближении зерен слабоспекающихся углей из них (в частности, из шихты, содержащей 70% Г6 и 30% СС) при нагревании можно получить высококачественный формованный металлургический кокс. Поэтому необходимый уровень спекаемости шихт для коксования — весьма условное понятие, зависящее от порозности угольной загрузки.
В коксующейся загрузке 40—50% составляют воздушные поры, препятствующие спеканию продуктов деструкции угольных зерен и получению кускового кокса. Поэтому важным технологическим фактором следует считать величину отношения образующегося количества термостойких жидкоподвижных продуктов деструкции органической массы углей к объему пустот. Чем меньше порозность угольной загрузки, тем менее потребуется жидкоподвижных продуктов и тем больше дешевых слабоспекающихся углей может быть в шихте.
Ранее было показано, что максимальную насыпную массу шихты — до 0,9 т/м³ влажностью 10% можно получить при следующем сочетания классов крупности углей, %: 60-30 мм 30—40; 12-6 мм 20—30: < 3 мм 40. Из этого соотношения вытекает необходимость содержания в шихте до 30% целых брикетов [2].
Вторым важным фактором, компенсирующим потерю спекаемости при вводе в шихты слабоспекаюшихея углей, является количество связующего при брикетировании. Применяемые и настоящее связующие вещества (брикетин, КВАГУ) обладают выраженными спекающими свойствами, и уменьшение их доли и шихте < 7% снижает, но только прочность брикетов (и, как следствие — плотность загрузки), но и механическую прочность кокса. Подвижность макромолекул органической массы углей увеличивается в результате пластификации углей в парах связующего. Известно, что уголь марки Т, обработанный парами антраценовой фракции смолы и сбрикетированный, после прокаливания дает прочный коксобрикет. Кроме того, смачиваемость зерен слабоспекающихся углей жидкоподвижными продуктами пластической массы, образующейся при деструкции хорошо спекающихся углей заметно возрастает. Ширина зоны пластического состояний также увеличивается.
Для шихт различной структуры и состава необходима применять и разные методы брикетирования. Угли марок Т и ОС с добавкой углей марок Ж и Г следует брикетировать отдельно от всей шихты со связующими. Шихты с большим содержанием углей марки Г предпочтительно брикетировать без связующих веществ [2, 3].
Насыпная платность шихты, содержащей 25-36% брикетов, увеличивается. По известной кривой, подтвержденной многими авторами [4], максимальный ее прирост равен 10-12% при доле брикетов и шихте 40—50%. При этом форма брикетов и их масса (в пределах 39 — 120 г) не влияют на насыпную плотность шихты при одинаковом количестве в ней брикетов. Имеется тенденция к увеличению насыпной плотности шихты при очень большой массе брикетов (до 500 г).
При выборе массы и формы брикетов следует исходить из условий рациональной конструкции прессующих валков и хорошего смешения брикетов с вмещающей их шихтой. Брикеты, полученные на современных высокопроизводительных валковых прессах, имеют подушкообразную форму и массу 60—95 г. При доле целых брикетов в шихте, равной 30%, прирост насыпной плотности шихты составит 8%, а увеличение производительности печей в зависимости от возможностей корректировки теплотехнического режима 4-5%. При содержании брикетов 15% прирост насыпной плотности шихты составит всего 2—3%; при этом показатели прочности кокса не изменятся [5]. Как показывают расчеты, реального экономического эффекта можно ожидать при коксовании частично брикетированной шихты с содержанием >20% брикетов.
Первые брикетные установки построены на Криворожском коксохимическом заводе (первая и вторая очереди); на Авдеевском заводе и коксохимическом производстве Череповецкого металлургического комбината строительство установок продолжается. У фирмы «Ниппон Стил» куплено 13 брикетных установок, из которых 5 работают на Криворожском коксохимическом заводе.
На этих установках используется связующее нефтехимического происхождения (битум БН 50/50, Брикетин-1), а начиная с 1990 г.— новое связующее КВАГУ-Б, поставляемое Кременчугским нефтеперерабатывающим заводом. На основе полупродуктов и промышленных отходов завода при участии УХИНа разработано новое асфальтогудроновое связующее с температурой размягчения 42-48ºС. Связующее прошло лабораторные, полупромышленные и промышленные испытаний, результаты которых позволили рекомендовать его взамен брикетина. Брикетная установка коксохимического производства Череповецкого комбината будет работать на мягком пеке собственного производства по схеме, аналогичной применяемой на японских установках.
Брикетная установка Криворожского завода работала вначале на частично брикетированной шихте пониженной спекаемости %: Г+ГЖ 37, Ж 30, К 10, ОС 18, Т 5. В дальнейшем доля углей марки Т была повышена до 10% за счет снижения содержания в шихте углей марки ОС и частично марок Ж и К.
Исследования показали, что при любом составе шихты качество брикетов не полностью соответствует требованиям регламента. Были проведены работы по подбору расхода пара и количества связующего (от 6 до 10%). Изменение этих параметров при зазоре между палками 5 мм существенно не сказалось на качестве получаемых брикетов. Содержание целых брикетов (класса >25 мм) в бункерах углезагрузочного вагона составило 7- 11%. Недостаточный выход целых брикетов и их низкая плотность (1.09.-1,11 г/см³) позволили увеличить плотность шихты и печных камерах только на 3-4% вместо 8-9% по ТЗЛ.
При зазоре между палками 3,5-4 мм качество брикетов повышается: выход целых брикетов после пресса составил 70-74,3% (класс >25 мм), кажущаяся плотность 1,153 г/см³.
На Авдеевском коксохимическом заводе заканчивается сооружение первой очереди брикетной установки, состоящей из трех японских прессов производительностью 50 т/ч брикетов каждый. Введение в эксплуатацию второй очереди брикетной установки (два пресса) задерживается из-за отсутствия брикетных прессов отечественного производства.
Существующая в мировой практике и внедряемая в СССР (на Криворожском и Авдеевском заводах) технология частичного брикетирования шихты со связующим требует больших капиталовложений, сложна в эксплуатации. Применение метода брикетирования всей или большей части шихты без связующего позволит значительно упростить и удешевить процесс. При этом отпадает необходимость в строительстве ряда объектов: прирельсового и основного склада связующих веществ, отделения дробления для небрикетируемой части шихты, дополнительного закрытого склада угля для ее брикетируемой части, парокотелен, насосных (связующего, конденсата и т. д.), а также части транспортных галерей и перегрузочных станций. Следует также учесть то обстоятельство, что брикетирование шихты без связующего — экологически чистый процесс.
Для брикетной установки Авдеевского завода предполагается установить три импортных (первая очередь) и два отечественных пресса (вторая очередь). При работе двух импортных прессов (один резервный) доля брикетов в шихте для коксовых батарей № 7—9 составит всего 13%. При работе четырех прессов (один резервный) доля брикетов в шихте будет 22—25% при необходимой доле 30—35%. Это приведет к снижению эффективности брикетирования по всем основным показателям: экономии хорошо спекающихся углей и снижению себестоимости шихты, прочности кокса, увеличению производительности печей.
В условиях Авдеевского завода целесообразно применить совмещенный процесс брикетирования части шихты со связующим и части шихты без связующего с установкой двух специальных прессов производительностью 80-100 т/ч вместо двух отечественных прессов для брикетировании шихты со связующим (производительностью 50 т/ч). При этом существенно возрастет доля брикетов и шихте и ее насыпная плотность. Потребность в связующем снизится со 125 до 79 тыс. т в год, необходимое количество цистерн со 140 до 89.
И настоящее время внедрение этого метода в промышленность сдерживается отсутствием высокопроизводительных отечественных брикетных прессов с повышенным давлением прессования (45—50 Н/мм² вместо 20; производительность 100 т/ч). Так как ввод установки в эксплуатацию задерживается, есть возможность переработать проект с учетом указанных параметров.
В сложившейся ситуации целесообразно ограничить применение процесса частичного брикетирования со связующим двумя установками (на Криворожском и Авдеевском заводах) с импортным оборудованием. Метод брикетирования в промышленных условиях необходимо развивать с применением отечественных прессов повышенного давления предстоит выполнить большой объем исследований по определению оптимальных параметров брикетирования, расчеты и техническую документацию по конструкции прессов, изготовить оборудование, смонтировать его и сдать в эксплуатацию.
Таким образом, результаты исследований, опыт внедрения метода брикетирования на Криворожском заводе свидетельствуют, что эта технология позволяет решить важные отраслевые и народнохозяйственные задачи:
- Улучшить спекаемость и коксуемость слабо-спекающихся шихт, содержащих угли марок Г до 50—55% и Т до 10%, с получением из них кондиционного доменного кокса;
- Повысить механическую прочность кокса М25 на 0,8—1%, М10 на 0,8—1,2%) из шихт с содержанием угля марки Г 35—37%, Т - до 5%; повысить производительность батарей на 4%;
- Увеличить выход металлургического кокса от валового на 1%;
- Сэкономить до 350 тыс. т хорошо спекающихся углей марок Ж, К, ОС при производстве 1 млн. т кокса и снизить себестоимость шихты;
- Уменьшить поставки углей из восточных и северных месторождений на заводы УССР.
Библиографический список.
- Ида С.// Нэире кекайси. 1977. Т. 56 №600. С. 217-234.
- Дюканов А.Г. и др. Брикетирование как метод повышения производительности печей...// Нетермические методы подготовки углей и шихт к коксованию: Темат. сб. научн. тр. / УХИН. - М.: Металлургия, 1984. С. 11-18
- Дюканов А.Г. Состояние и перспективы развития нетермических способов подготовки углей и шихт к коксованию:Темат. сб. научн. тр. / УХИН. - М.: Металлургия, 1984.
- Дыбала П. и др. Насыпная плотность шихты, содержащей раскольные брикеты // Кокс. Смола. Газ 1987. Т.32, №11-12 С. 251-255.
- Сухоруков В.И. и др. Коксование частично брикетированной угольной шихты в промышленных условиях // Кокс и химия. 1982. №5. С. 19-24
Использование материалов в печатных изданиях допускается только с письменного разрешения.
Каменноугольные брикеты из жирных углей
Применяются также в коксохимической промышленности.
Каменноугольные брикеты (Газовые + Жирные)
Применяются также в коксохимической промышленности.
Каменноугольные брикеты из длиннопламенных углей
Брикеты из длиннопламенных углей имеет крупную и правильную форму (70х70х40 мм), поэтому его горение происходит интенсивнее и при этом длится дольше в два раза по сравнению с кусковым углем. В основном используется в бытовых целях. Благодаря высокому содержанию углерода (60-80%) он горит без дополнительной подачи воздуха.
Каменноугольные брикеты из коксовых углей
Характеристики коксующегося угля:
- Возможность приобретать пластическое состояние и при определённой температуре спекаться.
- Более высокие температуры сгорания.
-
Меньшее содержание примесей.
Применяются также в коксохимической промышленности.
Брикет металлургический
Технологический брикет рекомендуется к применению в следующих металлургических переделах
Доменное производство:
- железотопливный брикет, как заменитель железосодержащего сырья( агломераты, окатышей, металлодобавок) и доменного кокса;
-
железооксидный брикет для промывки горна доменных печей (FeO 40-60%);
-
железотопливный брикет с марганцем и кремнием для выплавки специальных марок чугуна;
-
специальный брикет для наращивания гарнисажа металлоприемника доменных печей.
Сталеплавильное производство:
- железотопливный брикет, как заменитель чугуна, углеродистого скрапа, углеродосодержащих и флюсов;
-
железотопливный брикет с раскисляющими легирующими добавками (Mn, Si,Al и т.п.);
- рудноизвестковый брикет для шлакообразования и регулирования температуры металлической ванны.
Ферросплавное производство:
- композиционный брикет для выплавки ферросплавов (с FeSi, FeCr, FeS, Cr, SiMn, FeMn, Al и углеродом в виде коксовой и графитовой пыли и мелочи, порошкового древесного угля).
Электросталеплавильное производство:
- композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя.
Литейное производство на машиностроительных заводах:
- композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя.
Каменноугольные брикеты из Бурого угля
Применяется коммунально-бытовых нуждах.