Przedmiotem wynalazku jest mieszanka weglowa do produkcji wysokogatunkowego koksu dla celów metalurgicznych.W praktyce koksowniczej jednym z elementów technologii przygotowania wsadu jest schudzanie wsadowych mieszanek weglowych poprzez dodatek substancji schudzajacych. Jako dodatki schudzajace stosuje sie slabospiekajace lub niespiekajace wegle kamienne o niskiej zawartosci czesci lotnych (ydif <22%, RI<25) jak wegle seimikoksowe, wegle chude i antracyty (naturalne dodatki schu¬ dzajace) oraz pólkoksy i koksy otrzymane droga odgazowania wegla (sztuczne dodatki schudzajace).Dodatki te stosuje sie w ilosciach od kilku do kil¬ kunastu procent wagowych (w zasadzie do 15%), w zaleznosci od rodzaju dodatku i wlasnosci schu- dzanego wegla lub mieszanki weglowej.Istota dzialania dodatków schudzajacych polega na podwyzszeniu termicznej stabilnosci wegli o du¬ zej plastycznosci i wysokiej zawartosci czesci lot¬ nych poprzez sorpcje nadmiaru fazy plastycznej i zwiekszenie jej lepkosci, przez co zmniejsza sie dynamika skurczu w czasie maksymalnego wydzie¬ lania substancji lotnych i w okresie formowania sie struktury koksu oraz maleja naprezenia wew¬ netrzne w koksiie. Skutkiem takiego dzialania jest otrzymanie koksu mniej spekanego, o wiekszej wy¬ trzymalosci mechanicznej kawalkowej, aczkolwiek, scieralnosc tego koksu w pewnych przypadkach moze sie pogorszyc. Schudzanie mieszanek weglo- 10 10 25 30 wych do produkcji koksu wysokiej jakosci, opar?? tych na weglach o duzej plastycznosci, uwaza sie za konieczne.W literaturze i praktyce znane sa przypadki ot?- rzymania koksu gorszej jakosci w wyniku rezy¬ gnacji ze stosowania dodatków schudzajacych. Jed¬ nym z dwu podstawowych warunków korzystnego wplywu schudzania mieszanek weglowych na ja¬ kosc koksu jest silne rozdrobnienie dodatków schu¬ dzajacych, które nie przechodza w stan plastyczny w procesie koksowania, warunkujace ich wchlonie¬ cie do plastycznej masy wegla i wbudowanie do scian komórek tworzywa koksowego. Dodatki po¬ winny byc rozdrobnione w calosci do ziarn ponizej 1 mm, a korzystnie ponizej 0,2 mm, na przeszko^ dzie czemu stoi naturalna duza twardosc substan?: cji schudzajacych, szczególnie sztucznych dodatków schudzajacych.Brak wysokowydajinych urzadzen do tak glebo¬ kiego rozdrabniania powoduje, ze sztuczne dodatki schudzajace stosuje sie niezmiernie rzadko i w stosunkowo malej skali, natomiast w duzej skali stosuje sie dodatki wegla semiikoksowego o zawar¬ tosci czesci lotnych V^af = 16—20°/o i spiekalnosci RK25 rozdrobnione najwyzej do ok. 90—96% ziarn ponizej 3 mm, tj. do glebokosci rozdrobnienia, jaka mozna uzyskac za pomoca stosowanych powszech¬ nie w koksownictwie urzadzen rozdrabniajacych.W zwiazku z tym uzyskuje sie jedynie poprawe wytrzymalosci kawalkowej koksu, natomiast jego 140 458140 458 scieralnosc najczesciej pogarsza sie. Glebokie roz¬ drobnienie dodatku schudzajacego powoduje jed¬ nak niekorzystne dla procesu koksowania obnizenie gestosci nasypowej wilgotnej mieszanki weglowej, w zasypowym systemie obsadzania komór, co wpjywa na niepelne wykorzystanie wlasnosci ko¬ ksowniczych wegli i obnizenie zdolnosci produk¬ cyjnej koksowni.Drugim warunkiem efektywnego dzj,a'c.r.iia do¬ datków schudzajacych jest duza plaistycznosc i spie- kalnosc schudzanego wegla lub mieszanki weglo¬ wej. Warunkowi temu odpowiadaja wegle ortokok- sowe' (RI70 do 85) praz ich mieszanki z weglami gazówd-koksowymi (IR55 do 80) bedace podsta¬ wowymi sk-adniikami mieszanek weglowych do pro¬ dukcji wysokogatunkowych koiksów metalurgicz¬ nych. Wyjatek stanowia wegle ortokoksowe o pod¬ wyzszonej zawartosci inertynitu (I30%). Na pod¬ stawie wieloletnich badan uwaza sie, ze wegle te, mimo stosunkowo duzej spiekalnosci (RI55 do 80), nie nadaja sie do produkcji najwyzszych gatunków koksu metalurgicznego, w zwiazku z czym stosuje sie je wylacznie do produkcji nizszych gatunków koksu wielkopiecowego oraz koksu przemyslowo- -opalowego. Do produkcji koksu metalurgicznego najwyzszych gatunków stosuje sie wylacznie nisko- inertymitowe (I<30%) wegle gazówo-koksowe, orto¬ koksowe i semikoksowe- Wystepujacy coraz powszechniej deficyt wegli schudzajacych i niskoinertynitowych wegli ortoko- ksowych oraz wzrost udzialu wegli wysokoinerty- nitowych w strukturze wydobycia wegli koksowych jest wiec w swietle powyzszych faktów zjawiskiem wyjatkowo niekorzystnym, istotnie pogarszajacym warunki i zakres produkcji koksu o jakosci wy¬ maganej dla nowoczesnych agregatów metalurgicz¬ nych. Dotychczas uwazano, ze do produkcji naj¬ wyzszych gatunków koksu mozna stosowac wylacz¬ nie wegle niskoinertynitowe, o zawartosci inerty¬ nitu do 30%, co przyjmowano jako jeden z pod¬ stawowych warunków przy ustalaniu skladu mie¬ szanek weglowych. Jako czynnik schudzajacy sto¬ sowany byl w tych mieszankach semikoksowy we¬ giel o zawartosci inertynitu I<30% i zawartosci czesci lotnych Vda* 16 do 22°/o.Celem niniejszego wynalazku jest ustalenie weg¬ lowej mieszanki wsadowej o zmniejszonym udzia¬ le deficytowych, niskoinertynitowych wegli kokso¬ wych, a jednoczesnie zabezpieczajacej uzyskanie koksu o parametrach jakosciowych wymaganych dla wysokogatunkowego koksu metalurgicznego.Cel ten osiagnieto przez wprowadzenie do miesza¬ nki weglowej zawierajacej 70—85% wagowych or- tokoksowych lub ortokoksowych i gazewonkokso- wych wegli o zawartosci inertyinijtu I<30% wegla ortokoksowego o zawartosci inertynitu I30—50% w ilosci 30—15% wagowych.Jak wykazaly badania, nieoczekiwanie korzystny efekt schudzenia plastycznych mieszanek weglo¬ wych uzyskuje sie zastepujac przedstawione wczes¬ niej typowe substancje seliudzajace dodatkiem weg¬ li órtokofcsowych o podwyzszonej zawartosci mace- ralów petrograficznych z grupy inertynitu (I30 do 50%) i sredniej zawartosci czesci lotnych 22 do 26%) w ilosci 15—30% wagowych. Role czyn¬ nika schudzajacego spelnia w tym przypadku roz- 10 25 30 40 45 55 60 proszony w substancji weglowej inertynit. Stwier¬ dzono równiez, ze w przypadku stosowania dodat¬ ku schudzajacego w postaci wysokoinert^nitowego wegla ortokoksowego warunek silnego rozdrobnie¬ nia nie jest konieczny. Ustalono, ze dla uzyskania korzystnego efektu schudzania wystarczy w tym przypadku juz rozdrobnienie 8Q% ziarn ponizej 3 mm, które bez zadnych problemów mozna uzys¬ kac w warunkach przecietnego wyposazenia tech¬ nicznego koksowni. Tlumaczyc to nalezy natural¬ nym rozproszeniem inertynitu w substancji weglo¬ wej, co powoduje, ze jego rozdrobnienie jest w efekcie wieksze niz rozdrobnienie wegla bedacego jego nosnikiern.Przyklad I. W zasypowym systemie obsadza¬ nia komór koksowniczych koks wielkopiecowy o wytrzymalosci kawalkowej M30=85—87 i scieral¬ nosci Ml0= 6—7 produkuje sie z mieszanki weglo¬ wej o skladzie: Tabela 1 Udzial % wag. 35 | 35 | 20 10 Typ wegla ortoko- ksowy ortoko- ksowy ortoko- ksowy semiko¬ ksowy 1 W.-asnosci wegla (srednio) Zawar¬ tosc czesci lotnych V daf ,% 28,5 30,8 23,6 i 21,3 Spie- kal- nosc RI 82 79 74 14 Zawar¬ tosc inerty¬ nitu % 26 21 27 20 Roz- dr og¬ nie¬ nie °/0 ziarn do 3 mm 70 [ 70 f 85 | 90 1 Koks o identycznych wskaznikach wytrzymalosci i scieralnosci wyprodukowano z mieszanki wedlug wymalaiziku, w której dodatek wegla setmikoksowego zastapiono dodatkiem wysokoinertynitowego weg¬ la ortokoksowego, o skladzie: Tabela 2 Udzial % wag. 30 30 15 25 Typ wegla ortoko- ksowy ortoko- ksowy ortoko- ksowy ortoko- i ksowy Wiasnosci wegla (srednio) Zawar¬ tosc czesci lotnych V da* ,°/o 28,5 30,8 23,6 24,1 Spie- kal- nosc RI 82 79 74 68 Zawar¬ tosc inerty¬ nitu % 26 21 27 39 Roz- drob- nie- nie % ziarn do 3 mm 70 70 | 85. 80 15 140 458 6 Przyklad II. W ubijanym systemie obsadza¬ nia komór koksowniczych koks wielkopiecowy o wytrzymalosci kawalkowej M25=86,5—88 i scieral¬ nosci Mio=5,5—6,5 produkuje sie z mieszanki weg¬ lowej o skladzie: Tabela 3 Udzial % wag. 60 12 1 18 10 Typ wegla gazowo- kokscwy ortoko- ksowy ortoko- ksowy semiko- ksowy Wlasnosci wegla (srednio) Zawar¬ tosc czesci lotnych V daf o/0 34,4 29,8 22,6 16,7 Spie- kal- nosc RI 70 74 78 14 Zawar¬ tosc inerty- nitu % 21 22 14 19 Roz- drob- nie- nie °/o ziam do 3 mm 91 1 94 | 95 | 96 | Koks o identycznych wskaznikach wytrzymalosci i scieralnosci wyprodukowano z mieszanka wedlug wynalazku, w której dodatek wegla semikokso- wego zastapiono dodatkiem wysokoinertynitowego wegla ortokoksowego, o skladzie: Tabela 4 10 Udzial % wag. 60 18 22 Typ wegla gazowo- koksowy ortoko- ksowy ortoko- ksowy Wlasnosci wegla (srednio) Zawar¬ tosc czesci lotnych V daf o/0 34,4 22,6 24,1 Spie- kal- nosc RI 70 78 68 Zawar¬ tosc inerty- nitu •/o 21 14 39 Roz- drob- nie- nie Vo ziarn do 3 mm 91 1 94 1 94 | Zastrzezenie patentowe Mieszanka weglowa wysokogatunkowego koksu metalurgicznego zawierajaca 70—85% ortokokso- wych lub ortokoksowychi gazowo-koksowych wegli o zawartosci inertyinitu I<30%, znamienne tym, ze zawiera 30—15°/o wegli ortokoksowych o zawartosci inertynitu I30 do 50%. PL