RU2814186C1 - Способ получения металлургического кокса - Google Patents

Способ получения металлургического кокса Download PDF

Info

Publication number
RU2814186C1
RU2814186C1 RU2023117848A RU2023117848A RU2814186C1 RU 2814186 C1 RU2814186 C1 RU 2814186C1 RU 2023117848 A RU2023117848 A RU 2023117848A RU 2023117848 A RU2023117848 A RU 2023117848A RU 2814186 C1 RU2814186 C1 RU 2814186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coke
coking
charge
coal
additive
Prior art date
Application number
RU2023117848A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Александрович Калько
Елена Владимировна Карунова
Сергей Валерьевич Чикинов
Евгений Васильевич Малинин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Application granted granted Critical
Publication of RU2814186C1 publication Critical patent/RU2814186C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива и может быть использовано в коксохимической промышленности для получения кокса для доменного производства с использованием технологии трамбования угольной шихты. Способ получения металлургического кокса включает стадию трамбования шихты, состоящей из 50,0-99,0% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, имеющих показатель отражения витринита менее 1,0%, 0-49,0% коксующихся углей и 1,0-6,0% мелкодисперсной коксовой добавки, при этом плотность трамбованной шихты составляет 1,1-1,3 т/м3. Изобретение обеспечивает получение кокса для доменного производства с использованием неугольных добавок с высокими прочностными показателями. 4 з.п. ф-лы, 9 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива и может быть использовано в коксохимической промышленности для получения кокса для доменного производства с использованием технологии трамбования угольной шихты.
Экономически целесообразное использование образующихся твердых отходов производства кокса является одним из приоритетных научно-технических направлений развития коксохимии. Коксовая пыль - один из техногенных отходов коксохимических предприятий образующийся в процессе работы аспирационных установок при выполнении различных технологических операций, связанных с производством кокса (рассортировки валового кокса, сухого тушения кокса, перегрузках кокса и т.д.). Особенность данного продукта заключается в том, что из-за своего мелкодисперсного состояния его хранение затруднено (высокое пыление, унос, есть риск экологических нарушений).
Перед коксохимическими предприятиями стоят разнонаправленные задачи: снижение себестоимости угольной шихты для коксования за счет максимального использования малоценных, условно пригодных для коксования угольных концентратов, вторая задача получение кокса с высокими качественными характеристиками и использование отходов производства с максимально возможным технологическим и экономическим эффектом. Технология трамбования угольной шихты позволяет максимально использовать в шихте для коксования слабоспекающиеся и неспекающиеся компоненты, к которым несомненно относиться коксовая пыль.
Сущность технологии трамбования заключается в том, что увлажненная угольная загрузка предварительно трамбуется в трамбовочно-загрузочно-выталкивающей машине (ТЗВМ) до плотности от 1,100 т/м3 до 1,300 т/м3, и сформированный таким образом угольный пирог на поддоне загружается в камеру коксования.
Известны способы формирования шихты для получения качественного кокса с пониженной зольностью, повышенной прочностью, увеличенным выходом кокса (патент РФ № 2637699, кл. С1, C10B 57/04 опубл. 06.12.2017, патент РФ № 2333236, кл. С1, C10B 57/04 опубл. 10.09.2008). Изобретения позволяют получить повышение механической прочности кокса, снижение себестоимости кокса за счет оптимального сочетания спекающих и коксующих высокотехнологичных угольных концентратов и различных добавок.
Существенным недостатком данных способов является:
- необходимость использования добавок для повышения качества кокса;
- фиксированное и ограниченное соотношение марок углей, используемых в шихте для коксования;
- увеличение себестоимости коксового передела за счет превалирования в составе шихты для коксования технологически ценных и дорогостоящих угольных концентратов.
В качестве прототипа (патент РФ № 2733610, кл. С1 С10В 57/04; 57/06 опубл. 05.10.2020) выбран способ получения инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС). Инновационный продукт углеродсодержащий получают при проведении процесса слоевого коксования в коксовых батареях с гравитационной загрузкой, в качестве исходного сырья используют от 60% до 100% углей одной или нескольких марок условно пригодных для коксования и 0-40% коксующихся углей.
Заявленный способ обеспечивает: снятие ограничений по выбору типа углей, используемых в шихте, но при этом полученный продукт не имеет высоких качественных характеристик по показателю прочности после реакции с диоксидом углерода.
Поэтому существенным недостатком данного способа получения углеродсодержащего продукта для доменного производства являются:
- получение продукта, имеющего высокий удельный расход в доменном производстве за счет сниженного качества;
- применение технологии гравитационной загрузки коксовой батареи не позволяет максимально реализовать потенциал угольной шихты.
- технологией производства не предусмотрено введение не угольных добавок.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является получение кокса для доменного производства с использованием не угольных добавок и имеющим высокие прочностные показатели.
Поставленная задача достигается за счет способа получения металлургического кокса, включающего стадию трамбования шихты, состоящей из 50,0-99,0% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования с показателем отражения витринита менее 1,0%, и 0-49,0% коксующихся углей и 1,0-6,0% мелкодисперсной коксовой добавки, при этом плотность трамбованной шихты составляет 1,1-1,3 т/м3.
Мелкодисперсная коксовая добавка представляет собой продукт с фракционным составом не более 1,0 мм, при этом содержание мелкодисперсной коксовой добавки класса крупности (фракции) от 0 до 0,5 мм должно быть не менее 40% от общего количества мелкодисперсной коксовой добавки.
Мелкодисперсная коксовая добавка состоит из коксовой пыли и/или дробленой коксовой мелочи и характеризуется выходом летучих веществ не более 2,0% и зольностью 10,0-25,0%.
Скорость коксования угольной загрузки составляет 5,6-9,8 мм/час.
Сформированная шихта трамбуется в пирог в трамбовочно-загрузочно-выталкивающей машине (ТЗВМ) до плотности 1,1-1,3 т/м3 и на поддоне задвигается в камеру коксования.
Полученный кокс характеризуется выходом летучих веществ не более 1,0% и прочностью после реакции с диоксидом углерода не менее 45%.
Использование в шихте 50,0-99,0% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, позволяет получить качество кокса на заданном уровне и максимально удешевить шихту. При использовании углей одной или нескольких марок условно пригодных для коксования в количестве менее 50,0%, возрастает себестоимость производства кокса.
Введение в шихту не более 49,0% коксующихся углей обеспечит требуемую прочность кокса после реакции с диоксидом углерода (показатель CSR не менее 45%).
Содержание в шихте мелкодисперсной коксовой добавки в количестве менее 1,0% не позволяет в должной мере утилизировать мелкодисперсные коксовые отходы и как следствие, не решает экологические и экономические задачи при производстве кокса.
Содержание в составе шихты мелкодисперсной коксовой добавки более 6% приводит к значительному снижению показателя прочности кокса после реакции с диоксидом углерода (CSR, %).
Содержание в мелкодисперсной коксовой добавке фракции от 0 до 0,5 мм в количестве не менее 40% обусловлено тем, что процесс коксования углей является гетерогенным, увеличение крупности неспекающихся частиц приводит к снижению площади соприкосновения частиц, снижает адгезию, что в свою очередь ухудшает спекающие свойства шихты для коксования.
Скорость коксования угольной загрузки в диапазоне 5,6 - 9,8 мм/час обусловлена техническими характеристиками коксовой батареи. Скорость коксования меньше 5,6 мм/час характеризуется длительным нахождением кокса в печах, и снижает срок эксплуатации коксовой батареи. При скорости больше 9,8 мм/час процесс коксования не завершён, кокс не соответствует требованиям доменного производства.
Пример 1.
В данном примере сравниваем две технологии коксования, технологию гравитационной загрузки и технологию трамбования угольной шихты. В условиях ПАО «Северсталь» проводился ряд экспериментов на аналогичных шихтах, заданных в коксовом цехе №1 на батареях с гравитационной загрузкой и в коксовом цехе №3 на батареях с загрузкой трамбованной шихты. В шихтах в качестве сырья для производства металлургического кокса выбран угольный концентрат, условно пригодный к коксованию и имеющий показатель отражения витринита менее 1,0% - концентрат №1, в качестве мелкодисперсной добавки использовали коксовую пыль с аспирационных установок коксохимического производства. Данные по качеству исходного сырья и соотношения компонентов в шихте для производства металлургического кокса приведены в таблице 1.
Таблица 1
Качественные характеристики сырья для коксования
Наименование показателя Концентрат №1 Коксовая добавка Обозначения методики выполнения измерения
Массовая доля общей влаги, Wr % 7,6 2,5 ГОСТ 11014
Зольность, Ad % 8,0 11,5 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf, % 35,8 1,2 ГОСТ 55660
Показатель отражения витринита, Ro, % 0,800 ГОСТ 55659
Класс крупности «0-0,5 мм», % 56 ГОСТ 2093
Участие в шихте для коксования, % 95 5
В таблице 2 приведены параметры работы коксовых батарей за время действия экспериментальных шихтовок. Скорость коксования в КЦ-3 составила 7,2 мм/час.
Таблица 2
Параметры работы коксовых цехов (батарей)
Номер коксового цеха Плотность загрузки угольного пирога, т/м3 Период, ч Температура, °С
КЦ-1 технология гравитационной загрузки 0,800 14,1 1358
КЦ-3 технология трамбования 1,200 31,3 1284
Качественные характеристики полученного кокса приведены в таблице 3.
Таблица 3
Качественные характеристики кокса
Наименование показателя Результат коксования Обозначения методики выполнения измерения
КЦ-1 КЦ-3
Зольность, Ad % 11,1 11,1 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf % 0,8 0,8 ГОСТ 55660
Прочность кокса М40, % 68,8 76,7 ГОСТ 8929
М10, % 6,8 4,4 ГОСТ 8929
Показатель прочности после реакции с диоксидом углерода, CSR, % 39,5 58,7 ГОСТ Р 54250
Приведенные данные подтверждают улучшение качества кокса при использовании аналогичных шихт и изменении технологии загрузки шихты
Пример 2
В условиях ПАО «Северсталь» коксовом цехе №3 на батареях с загрузкой трамбованной шихты. В шихтах в качестве сырья для производства металлургического кокса выбран угольный концентрат, условно пригодный к коксованию и имеющий показатель отражения витринита менее 1,0% - концентрат №1, концентрат №2, относящийся к группе коксующихся углей, в качестве мелкодисперсной добавки использовали коксовую мелочь, измельченную до фракционного состава менее 1,00 мм, и содержащую фракцию 0 - 0,5 мм в количестве 52%. Данные по качеству исходного сырья и соотношения компонентов в шихте для производства металлургического кокса приведены в таблице 4.
Таблица 4
Качественные характеристики сырья для коксования
Наименование показателя Концентрат №1 Концентрат №2 Коксовая добавка Обозначения методики выполнения измерения
Массовая доля общей влаги, Wr % 7,6 8,6 2,2 ГОСТ 11014
Зольность, Ad % 8,2 7,9 11,3 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf, % 35,8 21,5 1,1 ГОСТ 55660
Показатель отражения витринита, Ro, % 0,800 1,24 ГОСТ 55659
Класс крупности «0-0,5 мм», % 52 ГОСТ 2093
Участие в шихте для коксования, % 75 20 5
В таблице 5 приведены параметры работы коксовых батарей за время действия экспериментальных шихтовок. Скорость коксования составила 9,1 мм/час.
Таблица 5
Параметры работы коксовых цехов (батарей)
Номер коксового цеха Плотность загрузки угольного пирога, т/м3 Период, ч Температура, °С
КЦ-3 технология трамбования 1,256 24,7 1324
Качественные характеристики полученного кокса приведены в таблице 6.
Таблица 6
Качественные характеристики кокса
Наименование показателя КЦ-3 Обозначения методики выполнения измерения
Зольность, Ad % 11,2 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf % 0,8 ГОСТ 55660
Прочность кокса М40, % 86,0 ГОСТ 8929
М10, % 5,5 ГОСТ 8929
Показатель прочности после реакции с диоксидом углерода, CSR, % 51,0 ГОСТ Р 54250
Пример 3
В условиях ПАО «Северсталь» коксовом цехе №3 на батареях с загрузкой трамбованной шихты. В шихтах в качестве сырья для производства металлургического кокса выбран угольный концентрат, условно пригодный к коксованию и имеющий показатель отражения витринита менее 1,0% - концентрат №1, концентрат №2, относящийся к группе коксующихся углей, в качестве мелкодисперсной добавки использовали коксовую мелочь, измельченную до фракционного состава менее 1,00 мм, содержащую фракцию 0 - 0,5 мм в количестве 48%. Данные по качеству исходного сырья и соотношения компонентов в шихте для производства металлургического кокса приведены в таблице 7.
Таблица 7
Качественные характеристики сырья для коксования
Наименование показателя Концентрат №1 Концентрат №2 Коксовая добавка Обозначения методики выполнения измерения
Массовая доля общей влаги, Wr % 8,2 8,0 1,8 ГОСТ 11014
Зольность, Ad % 8,7 8,7 11,1 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf, % 34,0 16,3 1,1 ГОСТ 55660
Показатель отражения витринита, Ro, % 0,812 ГОСТ 55659
Класс крупности «0-0,5 мм», % 48 ГОСТ 2093
Участие в шихте для коксования, % 73 25 2
В таблице 8 приведены параметры работы коксовых батарей за время действия экспериментальных шихтовок. Скорость коксования составила 8,6 мм/час.
Таблица 8
Параметры работы коксовых цехов (батарей)
Номер коксового цеха Плотность загрузки угольного пирога, т/м3 Период, ч Температура, °С
КЦ-3 технология трамбования 1,185 26,1 1301
Качественные характеристики полученного кокса приведены в таблице 9.
Таблица 9
Качественные характеристики кокса
Наименование показателя КЦ-3 Обозначения методики выполнения измерения
Зольность, Ad % 11,5 ГОСТ 55661
Выход летучих веществ на сухое беззольное состояние, Vdaf % 0,9 ГОСТ 55660
Прочность кокса М40, % 83,3 ГОСТ 8929
М10, % 6,1 ГОСТ 8929
Показатель прочности после реакции с диоксидом углерода, CSR, % 50,7 ГОСТ Р 54250
Технико-экономическое преимущество предложенного способа состоит в том, что используются угли условно пригодные к коксованию, а также мелкодисперсная коксовая добавка и при этом получаемый кокс имеет высокое качество, что в свою очередь положительно сказывается на снижении себестоимости чугуна и готового металлопроката, и позволяет решить проблему утилизации кокосовой пыли и коксовой мелочи.

Claims (5)

1. Способ получения металлургического кокса, включающий стадию трамбования шихты, состоящей из 50,0-99,0% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, имеющих показатель отражения витринита менее 1,00%, 0-49,0% коксующихся углей и 1,0-6,0% мелкодисперсной коксовой добавки, при этом плотность трамбованной шихты составляет 1,1-1,3 т/м3.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что фракционный состав мелкодисперсной коксовой добавки составляет не более 1,0 мм.
3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что содержание мелкодисперсной коксовой добавки класса крупности (фракции) от 0 до 0,5 мм содержится в количестве не менее 40% от общего количества мелкодисперсной коксовой добавки.
4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что мелкодисперсная коксовая добавка состоит из коксовой пыли и/или дробленой коксовой мелочи и характеризуется выходом летучих веществ не более 2,0% и зольностью 10,0-25,0%.
5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что скорость коксования угольной загрузки составляет 5,6-9,8 мм/ч.
RU2023117848A 2023-07-06 Способ получения металлургического кокса RU2814186C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2814186C1 true RU2814186C1 (ru) 2024-02-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54117501A (en) * 1978-03-03 1979-09-12 Nippon Steel Corp Production of metallurgical coke from blend of many grades of coal
JPH06104832B2 (ja) * 1986-03-26 1994-12-21 日本鋼管株式会社 コ−クスの連続的製造方法およびその装置
RU2305122C1 (ru) * 2006-08-30 2007-08-27 Борис Анатольевич Мусохранов Шихта для получения металлургического кокса (варианты)
RU2627425C1 (ru) * 2016-07-27 2017-08-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") Шихта для получения металлургического кокса
RU2733610C1 (ru) * 2019-10-28 2020-10-05 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения
RU2021131931A (ru) * 2021-11-01 2023-05-02 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "УглеПромИнвест" Способ получения кускового углеродистого восстановителя бездымного энергетического или бытового топлива

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54117501A (en) * 1978-03-03 1979-09-12 Nippon Steel Corp Production of metallurgical coke from blend of many grades of coal
JPH06104832B2 (ja) * 1986-03-26 1994-12-21 日本鋼管株式会社 コ−クスの連続的製造方法およびその装置
RU2305122C1 (ru) * 2006-08-30 2007-08-27 Борис Анатольевич Мусохранов Шихта для получения металлургического кокса (варианты)
RU2627425C1 (ru) * 2016-07-27 2017-08-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") Шихта для получения металлургического кокса
RU2733610C1 (ru) * 2019-10-28 2020-10-05 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения
RU2021131931A (ru) * 2021-11-01 2023-05-02 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "УглеПромИнвест" Способ получения кускового углеродистого восстановителя бездымного энергетического или бытового топлива

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220056342A1 (en) Multi-modal beds of coking material
JP4892929B2 (ja) フェロコークスの製造方法
CN101775301A (zh) 一种生物质焦炭及其制备方法
RU2814186C1 (ru) Способ получения металлургического кокса
Madias et al. A review on stamped charging of coals
GB1563072A (en) Process for preparing blast furnace coke
CN107964411B (zh) 干熄焦粉焦回配炼焦煤方法
Sh et al. Application of binder in stamp charge coke making
Kumar et al. Maximisation of non-coking coals in coke production from non-recovery coke ovens
CN101531908B (zh) 大比例无烟煤配煤炼焦新工艺
US2473987A (en) Process of coking high volatile coal involving incorporation therein of a limited amount of blast furnace flue dust
RU2550874C2 (ru) Способ подготовки угольной шихты для коксования
RU2814184C1 (ru) Способ получения металлургического кокса
CN112680240B (zh) 炼焦配煤及其应用、焦炭及其制备方法
CN114656988A (zh) 一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法
RU2814328C1 (ru) Способ получения продукта углеродсодержащего
CN102295944A (zh) 铸造焦炭砖及其生产方法
Prachethan Kumar et al. Optimisation of coal blend and bulk density for coke ovens by vibrocompacting technique non-recovery ovens
Rejdak et al. The study of influence of fine coal fraction addition to coking blend and its partial briquetting on coke quality parameters
RU2733610C1 (ru) Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения
JPH0259196B2 (ru)
RU2790416C1 (ru) Способ получения кокса для доменного производства
CN117801861A (zh) 一种焦炭提质增块剂
CN115612760B (zh) 一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法
WO2024202185A1 (ja) コークスの製造方法