угольная шихта что это такое

Угольная шихта что это такое

Повышение требований к качеству кокса, вызванное увеличением объема доменных печей и интенсификацией доменной плавки, а также ухудшением сырьевой базы коксования, вызывают необходимость дальнейшего совершенствования технологии приготовления угольных шихт для коксования. В связи с указанным большой интерес представляет термическая подготовка углей перед загрузкой в камеры коксования. Внимание, которое уделяется этому методу, объясняется тем, что при его реализации создается возможность: значительно интенсифицировать процесс слоевого коксования — повысить производительность коксовых печей; использовать в шихте для коксования значительно больше слабоспекающихся углей; улучшить технико-экономические показатели производства кокса при некотором повышении его качества.

Кроме указанных основных преимуществ нового метода можно еще назвать снижение расхода теплоты на коксование, уменьшение термических ударов на огнеупорную кладку камер коксования, снижение нагрузок на конденсационную аппаратуру химических цехов в связи с уменьшением количества водяных паров в коксовом газе, а также значительное сокращение количества сточных вод.

Метод термической подготовки углей перед коксованием является одним из наиболее эффективных среди других новых методов интенсификации производства кокса. В настоящее время термической подготовке подвергаются угольные шихты, хотя такая подготовка перед коксованием отдельных компонентов шихты (например, газовых углей) при определенных условиях может оказаться также эффективной даже при самостоятельном их коксовании.

Под термической подготовкой шихты перед коксованием подразумевают два процесса: глубокая сушка шихты с доведением ее влажности до 0,5—2 %, предварительный нагрев шихты вне камеры коксования примерно до 423 К. Как глубокая сушка, так и термическая подготовка осуществляются путем теплообмена при непосредственном контакте угольных частичек с газообразным или твердым теплоносителем. Продолжительность нагревания в теплообменных аппаратах с твердым теплоносителем составляет 4—10 мин, в псевдокипя-щем слое — 0,5—2 мин и в потоке газа-теплоносителя — 0,3— 1,5 с.

Глубокая сушка (373—383 К), сопровождающаяся полным удалением гигроскопической влаги, позволяет лишь незначительно увеличить в шихтах количество слабоспекающихся углей. В этом процессе все изменения в качестве кокса и производительности коксовых печей определяются только увеличением насыпной плотности и скорости коксования сухих углей.

Как показали исследования, проведенные в УХИНе (Ю. Б. Тютинников и Л. Г. Синцерова), термическая подготовка при температуре 423—473 К приводит к новым качественным изменениям углей. В отличие от сушки процесс предварительного нагрева осуществляется при температурах, когда начинается и происходит деструкция органической массы углей. Характер ее во многом зависит от скорости подъема температуры, среды, конечной температуры нагрева и ряда других факторов. Поэтому получение кокса того или иного качества из термически подготовленных углей будет в значительной степени определяться условиями предварительного нагрева.

Угли неодинаковой степени метаморфизма в процессе термической подготовки ведут себя различно, что указывает на различные термохимические превращения, происходящие в их органической массе, и особенности их молекулярной структуры. При этом замечено, что предварительный нагрев углей сказывается на качестве кокса тем эффективнее, чем меньше степень метаморфизма подготавливаемых углей. Исследования, проведенные по определению элементного состава термически неустойчивой части макромолекул углей, свидетельствуют о том, что в процессе скоростного предварительного нагрева тепловая энергия расходуется в основном на усиление колебаний отдельных атомов и структурных единиц. Только у маломе-таморфизированных углей это приводит к диссоциации связей с гер-монеустойчивыми функциональными группами.

В процессе предварительного нагрева в первую очередь ослабляются связи с кислородом. Из всех кислородсодержащих функциональных групп в процессе термической подготовки углей происходит диссоциация связей только карбоксильных групп Количество карбонильных и гидроксильных групп с повышением температуры предварительного нагрева увеличивается. Это указывает на происходящий разрыв основного количества водородных связей и освобождение этих групп от сопряжения. Следовательно, в процессе скоростного предварительного нагрева изменяется энергетическое состояние макромолекул углей (в связи с усилением колебаний отдельных структурных единиц и функциональных групп). Наряду с этим в органической массе углей происходят заметные внутримолекулярные изменения, обусловленные диссоциацией связей с карбоксильными группами и разрывом основного количества водородных связей. Глубина этих изменений определяется как степенью метаморфизма углей, так и температурой предварительного нагрева.

Температура предварительного нагрева должна быть ниже температуры химической термостойкости углей. Термостойкость углей так же, как и других высокомолекулярных материалов, определяется уровнем температуры, при которой начинается разложение органической массы в результате разрыва ковалентных связей с образованием газовой фазы. При превышении температуры, характеризующей химическую термостойкость углей, наступают изменения их свойств и прерывание нагрева вызывает снижение спекаемости углей из-за термического разложения, активирования остаточного материала и его необратимой поликонденсации. Поэтому одним из основных принципов термической подготовки углей к слоевому коксованию является ограничение температуры их нагревания. Температура химической термостойкости углей возрастает с увеличением степени их метаморфизма, соответственно может возрастать и конечная температура их термической подготовки.

При термической подготовке шихты определенное значение имеет ее гранулометрический состав. При наличии крупных частичек угля создается опасность недостаточного прогрева их по всему объему. Для более равномерного нагрева всей массы угля следовало бы измельчать его более тонко. В то же время установлено, что тонкое измельчение углей нежелательно с точки зрения ухудшения их свойств спекаемости. Это обстоятельство имеет особое значение для малометаморфизированных углей. Для правильного решения вопроса о технологическом режиме предварительного нагрева необходимо выяснить влияние термической обработки на органическую массу углей разного гранулометрического состава и сущность происходящих при этом термохимических превращений. Конструкции устройств для термической обработки шихты должны обеспечивать равномерный нагрев разновеликих угольных частичек.

Насыпная плотность нагреваемых углей, как показали наблюдения, вначале повышается, а затем при нагревании выше 473 К несколько уменьшается. Это объясняют разрыхлением угольных частичек, началом выделения газов и первых жидких погонов, изменяющих поверхность частичек, что приводит к стеснению их взаимного перемещения и ухудшению упаковки. Максимальные значения насыпных плотностей имели угли, нагретые в пределах 423—473 К, и при дальнейшем повышении температуры наблюдалось уменьшение этого показателя. С этой точки зрения предварительный нагрев углей выше 473 К, очевидно, нецелесообразен.

Исследования УХИНа показали, что значительное повышение производительности коксовых печей наблюдалось при нагреве шихты до 400 К. Нагревание ее выше этой температуры не приводит к заметному росту производительности. Поэтому нагрев шихты до 473 К целесообразно производить только при наибольшем привлечении в ее состав слабоспекающихся углей низкой стадии метаморфизма. Работами ВУХИНа (в опытно-промышленных условиях) было установлено, что при глубокой сушке шихты (373—383 К) период коксования сокращается на 2—2,5 ч и производительность коксовых печей увеличивается на 36—40 %, а при нагреве шихты до 473 К соответственно 3—3,5 ч и 50 %. Из приведенных данных следует, что термическая подготовка предпочтительнее глубокой сушки шихты.

Несмотря на начало исследовательских работ по термической подготовке шихты в нашей стране еще в 50-е годы и высокую эффективность метода, практическое освоение этого процесса и широкое внедрение его в промышленность очень затянулось.

Собственно нагрев угольной шихты в процессе ее термической подготовки в настоящее время затруднений не вызывает. Имеются достаточно освоенные технические решения для нагрева шихты газообразным теплоносителем. К ним можно отнести нагрев в реакторах с псевдоожиженным («кипящим») слоем угля, в трубах-сушилках (пнев-мотрубах> с последующим отделением угля в аппаратах центробежного или гравитационного типа. Исследуется эффективность двухступенчатого нагрева шихты — вначале медленный нагрев до 373—383 К в реакторе с псевдоожиженным слоем, а затем быстрый нагрев сухого угля в пневмотрубе до 423—473 К.

Ввиду относительно невысоких температур предварительного нагрева шихты выделение продуктов ее пиролиза минимально и очистка выбрасываемого в атмосферу избыточного газообразного теплоносителя требуется в основном от пыли и может быть осуществлена также с помощью освоенных технических решений. Однако осуществление этой технологии в промышленных условиях вызывает серьезные трудности при хранении, транспортировании и загрузке предварительно нагретой шихты в коксовые печи. Было установлено, что хранить термически подготовленную шихту можно только 0,5—2 ч (в зависимости от марочного состава и температуры нагрева). Тепловое выдерживание нагретой шихты более 2 ч (в среде инертного газа) приводит к снижению качества получаемого из нее кокса.

Транспортирование и загрузка в коксовые печи термически подготовленной шихты являются сложной технической задачей. Здесь необходимо обеспечивать доставку ее к печам, а также бездымную и беспыльную загрузку, решать проблемы, связанные со значительным уносом угольной пыли газами во время загрузки в газосборники, защитой окружающей среды.

В нашей стране работы по загрузке сухой и термически подготовленной шихты ведутся в двух направлениях: загрузка с помощью углезагрузочного вагона, трубопроводная загрузка. При вагонной загрузке нагретой шихты значительное пыление ее вызывает необходимость разрабатывать и изготовлять специальные герметизированные углезагрузочные вагоны, вносить изменения в их конструкцию. Последние образцы вагонов оснащаются автономными устройствами для отсоса и очистки газов загрузки. Свойственная сухой шихте подвижность и аэрируемость позволяют загружать ее в коксовую печь без планирования через два или один загрузочный люк. Загрузочные вагоны для термически подготовленной шихты испы-тывались на Харьковском опытном коксохимическом заводе и Западно-Сибирском металлургическом комбинате.

Сущность трубопроводной загрузки термически подготовленной шихты состоит в транспортировании ее перегретым паром по трубам.Такой способ загрузки исследуется на Донецком коксохимическом заводе.

В США, ФРГ, Японии и других странах применяют три способа загрузки нагретой шихты: Коултек — трубопроводная загрузка; Прекарбон — загрузка специальным цепным конвейером; Батнер, а также Симкар — загрузка герметизированным загрузочным вагоном.

Наибольшее распространение в США получил способ трубопроводной загрузки (Коултэк), разработка которого велась фирмой «Эллайд Кэмикэл корпорейшен» в течение 17 лет. Однако, как показала эксплуатация этой системы, ей присущи серьезные недостатки (низкая насыпная плотность шихты, зафусовывание стояков и клапанных коробок газосборников, забуривание кокса при выдаче его из печей, увеличение численности обслуживающего персонала и др.).

Все указанные способы загрузки нагретой шихты, применяемые в зарубежной практике, требуют дальнейшего совершенствования и повышения надежности в эксплуатации, вследствие чего промышленное распространение предварительного нагрева шихты осуществляется медленно.

Сравнительные испытания в промышленных условиях наших коксохимических заводов вагонной и трубопроводной загрузки печей нагретой шихтой позволят рекомендовать один из этих способов для широкого внедрения.

Источник

Шихта

Шихтами обычно называют исходные смеси, использующиеся в пирометаллургических или иных высокотемпературных процессах (производство стекла, цемента, некоторых керамических материалов и изделий, коксование углей). Шихта рассчитана на получение конечных продуктов с заданными физическими и химическими свойствами. Шихта загружается в агрегат либо в виде однородной смеси (порошковой, кусковой, брикетированной), приготовленной вне агрегата, либо порциями, состоящими из отдельных компонентов шихты. Шихтовые материалы перед загрузкой в агрегат обычно хранятся на шихтовых дворах или усреднительных складах.

В состав металлургических шихт обычно входят исходное или обогащённое рудное сырьё (руды, рудные концентраты и окускованное сырьё), сырьё с флюсами и оборотными материалами (так называемый возврат), пыль из улавливающих устройств, металлы (главным образом в виде лома). Шихты в чёрной металлургии (например, в доменном процессе) зачастую содержат и топливо (как правило, кокс), в то время как в цветной металлургии шихты, как правило, топлива не содержат.

Шихта для производства агломерата, как правило, состоит из руды, концентрата, твёрдого топлива, флюсов и добавок.

Типичные требования к качеству шихты определяются обеспечением стабильности и воспроизводимости результатов процесса, в котором она используется:

* постоянство химического состава;

* однородность по химическому, минералогическому и гранулометрическому составу;

* оптимальная крупность компонентов шихты;

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

5 %), кремний (до 8 %), сера (до 0,05 %), фосфор (до 0,05 %). Получают при восстановлении достаточно богатых (с высоким содержанием оксида хрома и высоким отношением оксид хрома/оксид железа) хромитовых руд (или концентратов) углеродистым восстановителем (обычно кокс). Большая часть феррохрома в мире производится в Южной Африке, Казахстане (корпорация «Казхром» группы ENRC.

Источник

Угольная шихта что это такое

[burden; charge] — смесь материалов, загруж. в металлургии, печь и др. агрегаты для получ. конечных продуктов (напр., металла, штейна) с зад. химич. составом, и уровнем св-в. В состав металлургич. ш. входят руда, концентрат, флюс, кокс или уголь и оборотные материалы: пыль, шлак, съемы и др. Шихт, материалы ж.-д. транспортом подают в закрытый склад и разгружают в железобетонные отсеки, бункеры, на шихт, дворе. Ш. загруж. в агрегат либо в виде однородной смеси (порошк., куск., брикетиров.), приго-товл. вне агрегата, либо порциями, сост. из отд. компонентов ш., хранящ. на шихт, дворах:

доменная шихта [burden] — ш. для получ. чугуна или ферросплавов в дом. печи; содержит в основном железорудное сырье, кокс и флюсы;

мартеновская шихта [open-hearth charge] — ш., для перераб. в мартен, печи; содержит, в основном, перед, чугун, лом, железную руду и флюсы;

металлизованная шихта [metallized charge] — ш. (преимущ. в виде окатышей), получ. вос-становл. жел. руды (концентрата, окатышей) газом или углеродом при t 66-68 %, толщина пластич. слоя у. ш. 16—20 мм, выход летучих вещ-в 25-28 %, зольн. Все разделы словаря

ГОСТы
Буквенные и цифровые
обозначения стали

Стержневая арматура
Сталь листовая
Уголки
Швеллеры
Балки двутавровые
Применение сталей
Переводные таблицы весов
Профнастил
Аналоги сталей
Словарь

Телефон в Москве:
(495) 727-07-82

Источник

Шихта

Шихта [burden; charge] — смесь материалов, загруженных в металлургическую печь и другие агрегаты для получения конечных продуктов (например, металла, штейна) с заданным химическим составом, и уровнем свойств. В состав металлургической шихты входят руда, концентрат, флюс, кокс или уголь и оборотные материалы: пыль, шлак, съемы и др. Шихтовые материалы железнодорожным транспортом подают в закрытый склад и разгружают в железобетонные отсеки, бункеры, на шихтовом дворе. Шихту загружают в агрегат либо в виде однородной смеси (порошковой, кусковой, брикетирования), приготовленной вне агрегата, либо порциями, состоящими из отдельных компонентов шихты, хранящимися на шихтовых дворах:

Полезное

Смотреть что такое «Шихта» в других словарях:

ШИХТА — (нем. Schicht). 1) смена рабочих на горных заводах. 2) рудная смесь, готовая для сплава. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ШИХТА нем. Schicht. а) Смена рабочих на горных заводах. b) Смесь руд с… … Словарь иностранных слов русского языка

шихта — (не рекомендуется шихта) … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

ШИХТА — (немецкое Schicht), смесь исходных материалов, а в некоторых случаях (например, при выплавке чугуна в доменной печи) и топлива в определенной пропорции, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах … Современная энциклопедия

ШИХТА — (нем. Schicht) смесь в определенной пропорции сырых материалов, а в некоторых случаях (напр., при выплавке чугуна в доменной печи) и топлива, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах … Большой Энциклопедический словарь

ШИХТА — ШИХТА, шихты, жен. (нем. Schicht) (метал.). Смесь материалов (руда, металл, уголь, флюс и др.) в определенных пропорциях, идущая в плавку в металлургических печах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ШИХТА — ШИХТА, ы, жен. (спец.). Смесь сырых материалов (а иногда, напр. при выплавке чугуна, также и топлива), предназначенная для переработки в специальных агрегатах. Заложить шихту в плавильную печь. | прил. шихтовый, ая, ое и шихтовой, ая, ое.… … Толковый словарь Ожегова

ШИХТА — жен., нем. горное: смесь руд с плавнями, слой засыпки. | Одна смена рабочих, при работе сменами. Шихтплац и шахтарнак, место, где смешивают руду с плавнями. Шихтмейстер, звание горн. чиновника 13 или 14 класса. Толковый словарь Даля. В.И. Даль.… … Толковый словарь Даля

шихта — сущ., кол во синонимов: 8 • аглошихта (1) • германизм (176) • девушка (126) • … Словарь синонимов

шихта — Подготовленные в соответствии с шихтовкой плавки составляющие ее материалы. [ГОСТ 18169 86] Тематики оборудование для литья … Справочник технического переводчика

Шихта — – смесь различных компонентов, предназначенная для приготовления формовочной огнеупорной массы, шликера или расплава. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Огнеупоры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Шихта — (немецкое Schicht), смесь исходных материалов, а в некоторых случаях (например, при выплавке чугуна в доменной печи) и топлива в определенной пропорции, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Источник

угольная шихта для коксования

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составу угольной шихты для получения кокса. Угольная шихта для коксования содержит угли следующих марок в указанном соотношении, мас.%: газовый жирный (ГЖ) 8,0-12,0; жирный + газовый жирный (Ж+ГЖ) 9,0-19,0; газовый (Г) 2,0-6,0; отощенный спекающийся + коксовый отощенный (ОС+КО) 5,0-10,0; коксовый отощенный (КО) 12,0-20,0; отощенный спекающийся (ОС) 10,0-14,0; коксовый слабоспекающийся (КС) 15,0-22,0; коксовый + коксовый отощенный (К+КО) 4,0-8,0; коксовый (К) 3,0-7,0; каменноугольный пек гранулированный 3,0-12,0, при этом используют каменноугольный пек гранулированный фракции 0,1-10 мм. Техническим результатом изобретения является создание шихты для получения кокса предлагаемого состава с повышенными качественными показателями и повышенными механическими свойствами. 1 табл.

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составу угольной шихты для получения кокса.

К недостаткам известного состава можно отнести низкую коксуемость, высокий выход летучих веществ, низкий выход валового кокса, высокое содержание серы, что в свою очередь приводит к увеличению содержания в валовом коксе мелкой фракции кокса 0-25 мм, а также к снижению холодной и горячей прочности кокса и к увеличению содержания серы в коксе.

Известна шихта для получения кокса, в которую для повышения спекаемости вводят органические добавки, которые активно участвуют в химических реакциях, улучшают их пластические свойства, генерируя образование необходимых соединений. См. кн. Перспективные направления развития коксохимического производства. Браун Н.В., Глущенко И.М. М.: Металлургия, 1989 г., стр.196-197. Шихта с добавкой каменноугольного пека в зависимости от соотношений других компонентов при проведении опытного коксования имеет следующий состав по массе:

— газовый уголь (Г) от 66,7 в базовой шихте до 33,3;

— отощенный спекающийся уголь (ОС) от 33,3 до 16,7;

— коксовый уголь (К) отсутствовал в базовой шихте и вводился при опытном коксовании от 20,0 до 50,0 масс. ед.;

— каменноугольный пек (КП) отсутствовал в базовой шихте и вводился при опытном коксовании от 5 до 7,5 масс. ед.

При этом свойства шихты изменялись следующим образом:

— индекс вспучивания от 1,5 в базовой шихте до 1,5-4,0 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек;

Свойства кокса, полученного по известной технологии, характеризуются:

— показателем механической прочности М 40 в базовой шихте 48,0, и 70,5-74,6 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек;

— показателем истираемости М 10 в базовой шихте 26,0 и 6,0-8,7 с шихтой, в составе которой был использован каменноугольный пек.

К недостаткам полученной угольной шихты можно отнести низкую коксуемость, сравнительно высокий выход летучих веществ, пониженный выход валового кокса, что соответственно приводит к снижению холодной и горячей прочности кокса, а также к увеличению реакционной способности кокса.

— (Г) газовый уголь 37,7-41,0;

— (Ж) жирный уголь 26,7-29,0;

— (К) коксовый уголь 11,0-12,0;

— (ОС) отощенно-спекающийся уголь 12,0-13,0;

— (Т) тощий уголь 4,6-5,0.

Качество кокса выражалось следующими показателями:

Из приведенных данных, полученных экспериментальным путем, видно, что максимальное увеличение показателя механической прочности (М 25) и снижение показателя истираемости (М 10) получено при участии в шихте 4% каменноугольного пека: М 25 увеличился на 2,2% и М 10 уменьшился на 1,6%. При увеличении долевого участия каменноугольного пека увеличилась структурная прочность кокса с 79,1% до 91,1%.

К недостаткам шихты данного состава, несмотря на незначительное положительное влияние каменноугольного пека на холодную прочность, следует отнести низкую коксуемость, сравнительно высокий уровень выхода летучих веществ, низкий выход валового кокса, что в свою очередь приводит к высокой истираемости кокса, низкой холодной и горячей прочности.

Задачей настоящего изобретения является создание шихты, оптимальной по спекаемости и коксуемости, для получения высококачественного кокса с высокой холодной и горячей прочностью, пониженной зольностью, низким содержанием серы и увеличенным выходом фракции 40-60 мм.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание шихты для получения кокса предлагаемого состава с повышенными качественными показателями и повышенными механическими свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что шихта содержит угли следующих марок в указанном соотношении, мас.%:

при этом используют каменноугольный пек фракции 0,1-10 мм.

Так, введение в шихту каменноугольного пека в количестве 3,0-12,0 мас.% в сочетании с введением в угольную шихту предложенных марок коксовых углей позволяет в процессе спекания углей существенно увеличить пластические свойства шихты, получить оптимальную спекаемость, коксуемость, что в свою очередь приводит к повышению холодной и горячей прочности кокса, снижению зольности кокса, а также к снижению содержания в нем серы. В конечном итоге это приводит к снижению расхода кокса на тонну выплавляемого чугуна в доменном процессе.

Предлагаемую угольную шихту для коксования получают следующим образом.

Шихту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Подача каменноугольного пека в подготовленную шихту осуществляют из бункера через дозировочное устройство, которое обеспечивает равномерное распределение гранулированного каменноугольного пека по поверхности ленточного конвейера. Смешивание готовой шихты с каменноугольным пеком осуществляют после отделения пневмосепарации в процессе нескольких перегрузок шихты на перегрузочных станциях.

Во время прохождения шихты через несколько перегрузочных станций осуществляют равномерное распределение гранулированного каменноугольного пека по объему поступающей в угольную башню шихты. Далее подготовленную шихту загружают в коксовые печи при помощи углезагрузочной машины и осуществляют ее коксование. В дальнейшем операции по получению готового кокса проводятся по известной технологии: нагрев и спекание без доступа воздуха до температуры 950-1050°С, выдача кокса, тушение, сортировка и погрузка в вагоны.

В настоящее время на предприятии на шихту предлагаемого состава разработана конструкторско-технологическая документация, проведены опытные и опытно-промышленные работы по получению кокса и получены положительные результаты (см. таблицу 1).

Как видно из характеристик полученного кокса, показатели механической прочности возросли до 87,5%, горячей прочности до 66,9%, при этом истираемость снизилась до 6,6%, реакционная способность до 24,5%, также произошло уменьшение содержания золы до 9,9% и серы до 0,38%. Кокс по гранулометрическому составу очень равномерный, практически отсутствуют классы более 80 мм, что очень важно для доменного процесса.

Источник