EA022518B1

EA022518B1 - Способ получения кокса для выплавки цветных металлов

Info

Publication number: EA022518B1
Application number: EA201201348A
Authority: EA
Inventors: Дмитрий Юрьевич Дунцев; Виктор Михайлович Тристан
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Губахинский Кокс"
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2016-01-29
Also published as: EA201201348A1

Abstract

Изобретение используется в получении кокса для плавки в шахтных печах при производстве цветных металлов, в частности при производстве никеля. Повышение физико-химических свойств кокса при обеспечении возможности использования его в производстве цветных металлов достигается за счет коксующей добавки из отходов крекинга нефти. Коксующую добавку с содержанием серы 3,5-4,5 мас.% добавки смешивают с угольными концентратами газовых жирных углей, газовых жирных отощённых углей, газовых углей, коксовых слабоспекающихся углей при соотношении компонентов в смеси, мас.%: коксующая добавка 50-70; угольная шихта 30-50.

Description

Изобретение относится к коксохимическому производству, может быть применимо при получении кокса для плавки в шахтных печах при производстве цветных металлов, в частности при производстве никеля.

Известен способ подготовки к коксованию угольной шихты по авторскому свидетельству СССР № 1778137, С10В 57/04, 1992. Шихта состоит из жирных, коксовых, газовых и отощенно-спекающихся углей. Для повышения механической прочности кокса шихту разделяют на классы по крупности и к выделенным классам добавляют в качестве органической добавки нефтяные продукты с определенным выходом летучих веществ. Недостатком является сложность технологии, невысокое качество кокса.

Известен способ получения кокса по патенту СССР № 1151215, С10В 57/04, 1983. В способе получения кокса, заключающемся в смешении угольной шихты с добавкой и коксовании полученной смеси в качестве добавки используют алюминий. Недостатком является то, что высокая степень выделения водорода вследствие присутствия алюминия способствует удалению серы. Содержание серы в коксе недостаточно для получения с его помощью цветных металлов.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран способ получения кускового кокса из неспекающегося или слабоспекающегося каменного угля по авторскому свидетельству СССР № 920066, С10Ь 5/10, 1976. Способ включает измельчение каменного угля, перемешивание его со связующим веществом, брикетирование смеси. В качестве связующих веществ используют высококипящие и асфальтосодержащие продукты дегтя и нефти и каменноугольный деготь. Недостатком являются невысокие физические и физико-химические свойства получаемого кокса, состав кокса, не позволяющий обеспечить необходимые условия при производстве никеля, ферросплавов, меди.

Технической задачей является повышение эксплуатационных характеристик получаемого кокса.

Техническим результатом является повышение физико-химических свойств кокса при обеспечении возможности использования его в производстве цветных металлов.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе получения кокса для выплавки цветных металлов, включающем смешение угольной шихты с коксующей добавкой и коксование полученной смеси, согласно изобретению в качестве коксующей добавки используют отходы крекинга нефти с содержанием серы 3,5-4,5 мас.% добавки, в состав угольной шихты входят угольные концентраты газовых жирных углей, газовых жирных отощённых углей, газовых углей, коксовых слабоспекающихся углей при соотношении компонентов в смеси, мас.%: коксующая добавка 50-70, угольная шихта 30-50.

Технический результат достигается за счет того, что коксующая добавка имеет нефтяное происхождение, добавка состоит из отходов крекинга нефти, в частности из гудронов - остатков бикрекинга, и занимает основную массовую часть в смеси для получения кокса 50-70 мас.%. Тяжелые отходы крекинга нефти используют в качестве добавки после их дополнительной обработки.

Содержание серы в такой добавке составляет 3,5-4,5%. Содержание серы в получаемом коксе составляет 2,5% против 0,6 в металлургическом коксе, что делает его пригодным для производства цветных металлов.

Низкое содержание золы в коксующей добавке менее 1% снижает зольность кокса на 5-6%, за счет чего увеличивается содержание углерода в коксе и повышается его теплотворная способность. Зольность получаемого кокса 6,5-8% по сравнению с доменным коксом 11-13%. За счет этого содержание углерода в получаемом коксе выше, чем в металлургическом на 4-5% и более. Повышенная теплотворная способность кокса улучшает технические показатели плавки никеля в шахтных печах.

Содержание коксующей добавки 50-70 мас.% обеспечивает максимальное качество кокса по прочностным показателям при обеспечении не затрудненного выхода коксового пирога из печи для коксования. При данном процентном содержании коксующей добавки летучие вещества в горючей массе кокса составляют 25-26%, толщина пластического слоя шихты (Υ) составляет 14-15 мм, что обеспечивает нормальный выход кокса из печи для коксования. Летучие вещества в нефтяной коксующей добавке представляют собой нескоксовавшиеся углеводороды, характеризующиеся высокой ароматичностью, термостойкостью и способностью образовывать жидкую фазу при нагревании. Чем больше содержание летучих веществ в коксующей добавке, тем больше содержание в ней таких углеводородов, повышающих её термопластические свойства, такие как спекаемость и температурный интервал пластического состояния.

Коксующая добавка в процессе коксования за счет высокого температурного интервала пластичности улучшает прочностные качества кокса по показателям М25, М40, М10. Получаемый кокс имеет механическую прочность М25 82-86%, что является оптимальным для плавильных печей производства цветных металлов, имеющих малый объем.

Послереакционная способность (горячая прочность) кокса С8К - 60-63% обеспечивается за счет высокого значения показателя отражения витринита в коксующей добавке. Показатель отражения витринита Ко равен 1,8-2,4%, тогда как уголь марки К, аналогичный применяемой добавке по показателям технического анализа, имеет показатель отражения витринита К₀ = 1,15-1,18%.

Все компоненты угольной шихты - концентраты газовых жирных углей, газовых жирных отощённых углей, газовых углей, коксовых слабоспекающихся углей имеют низкую технологическую ценность. Однако за счет смешения с коксующей добавкой получают кокс с содержанием данных угольных концентратов, имеющий высокие прочностные свойства. При высокой послереакционной способности О8К,

- 1 022518 так называемой горячей прочности, реакционная способность ОК1 получаемого кокса такая же низкая, как и у обычного металлургического кокса, что важно для плавильных агрегатов производств никеля, ферромарганца, меди и ее сплавов.

Способ получения кокса для выплавки цветных металлов осуществляют следующим образом.

Коксующую добавку и угольные концентраты выгружают через вагоноопрокидыватель с боковой выгрузкой, системой ленточных конвейеров подают на укладчик-заборщик роторный для выгрузки и усреднения на открытом складе угля. Усреднение коксующей добавки на укладчике-заборщике роторном производят в автоматическом режиме по схеме шеврон-трапеция или фронтальный надвиг. Проводят контроль сыпучей массы для обеспечения однородной спекаемости и стабильного содержания летучих веществ путем отбора проб и проведением соответствующих анализов. Усредненную коксующую добавку с открытого склада угля при помощи укладчика-заборщика роторного системой ленточных конвейеров загружают в бункеры по 1000 т. Из бункеров производят дозировку компонентов шихты. Заданное процентное содержание коксующей добавки 50 мас.% и 50 мас.% угольных концентратов обеспечивают весовыми дозаторами. Далее дробят смесь до требуемого помола кл. 0-3 мм и системой ленточных транспортеров подают в угольную башню коксового цеха. Шихту из угольной башни посредством загрузочного вагона загружают в коксовые печи с объемом камер 30,9 м³. Период коксования печей задают в интервале 24-28 ч. Температурный и гидравлический режимы коксования подбирают и регулируют под шихту получаемого кокса для выплавки цветных металлов. Температуру в простенках печей устанавливают и поддерживают регулированием на 15-20°С ниже, чем для доменного кокса при таком же периоде коксования печей. После выдачи и тушения кокса производят его сортировку по обычной схеме: системой ленточных транспортеров направляют на грохочение, а затем в бункеры кокса. Перед погрузкой спецкокса из бункеров в ж/д вагоны производят дополнительное грохочение на специально установленных под бункерами кокса грохотах на ситах с размером ячеек 30 мм.

Дренажная способность полученного кокса для шлаков при плавке выше, чем металлургического кокса, произведенного только из углей. Поэтому распределение продуктов плавки в плавильном агрегате при фильтрации эффективнее на данном коксе, чем на металлургическом коксе. Общее время плавления и фильтрации в 2-3 раза ниже на полученном коксе по сравнению с металлургическим коксом. Это имеет большое значение при процессах плавки в шахтных печах и печах малого объема, т.к. позволяет увеличить производительность таких печей и снизить расход кокса на тонну продукта плавки. Снижение расхода кокса обусловлено именно улучшением физико-химических свойств кокса: более высокой теплотворной способностью, повышенной плотностью, повышенным средним размером кусков кокса и, следовательно, меньшей поверхностью горения и реакционной способностью. Низкая реакционная способность кокса благоприятна для шахтной плавки агломерата из окисленных руд.

Получаемый для выплавки цветных металлов кокс имеет следующие технические показатели и характеристики:

Показатели качества	Кокс доменный	Кокс, получаемый заявляемым способом
Влага, XV. %	6,0	5,2
Зольность, А, %	12,5	6,8
Сера, 8, %	0,6	2,8
Прочность, М25,%	82,0	85,6
Горячая прочность, С5К., %	55,0	62,3
Реакционная способность, СК1, %	30,7	30,4

При заявляемом способе получения кокса для выплавки цветных металлов значительно снижаются затраты на его производство за счет применения определенных марок углей и нефтяной коксующей добавки, вследствие чего улучшаются технико-экономические показатели при производстве никеля, ферросплавов, меди.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения кокса для выплавки цветных металлов, включающий смешение угольной шихты с коксующей добавкой и коксование полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве коксующей добавки используют отходы крекинга нефти с содержанием серы 3,5-4,5 от массы добавки, в состав угольной шихты входят угольные концентраты газовых жирных углей, газовых жирных отощённых углей, газовых углей, коксовых слабоспекающихся углей при соотношении компонентов в смеси, мас.%: коксующая добавка 50-70, угольная шихта 30-50.