Устройство для определения параметров пластического состояния углей

Союз Советских Соцнмнстическнх Республик(22) Заявлено 1301,78 (21) 2569820/18-25с присоединением заявки Нов(я)м. кл, о 01 И 11/14 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УГЛЕЙ Изобретение относится к устройству для определения параметров пластического состояния углей - реологических свойств углей, толщины пластического слоя и усадки, и может быть использовано в коксохимической и других отраслях промышленности для исследования углей.Известно устройство для определения реологических свойств углей в 10 пластическом состоянии 1). Основной частью этого прибора являются два стальных рифленых диска, расположенных соосно друг над другом с небольшим зазором (1-2 мм). Нижний диск 15 нагревается электропечью, Верхний диск соединен с электродвигателем чеРез динамометр. Проба угля эасыпаетсы в зазор между дисками; реологические свойства ее оцениваются по Ю усилию, необходимому для вращения верхнего диска относительно нижнего,Прибор имеет следующие недостатки.1, В нем не обеспечивается слоевой процесс коксования, и, в частности, не создаются условия для пластификации угля парами продуктов его пиролиза.2. Степень измельчения пробы значительно выше, чем степень измель чения углей (угольных шихт) при промышленном коксовании.3. Дополните.:ьное давление на нагрузку не накладывается и вспучивание загрузки при коксовании проявляется в полной мере. Отмеченные недостатки приводят к искажению реологических свойств пластической массы загрузки вискозиметра по сравнению со свойствами этой массы при коксовании в промышленных условиях. Кроме того, прибор нельзя использовать для определения такой важной характеристики пластического состояния углей, как толщина пластического слоя.Для определения таких характеристик пластического состояния углей, как толщина пластического слоя и усадка, используются пластометрические аппараты, иэ которых наиболее совершенным является автоматизированный пластометрический аппарат 2, Этот прибор включает в себя стальной стакан для пробы исследуемого материала, помещенный в электропечь, которая обеспечивает его нагрев снизу. На верхнюю горизонтальную поверхность пробы помещен штемпель, на который опирается рычаг с грузом и пером, Перо касается вращакщегося бара50 бО Формула изобретения бана с бумажной лентой. В приборе имеется также автоматизированный ме-. ханизм для прокалывания пластического слоя и для записи усилия при прокалывании; игла этого механизма проходит через отверстие в штемпеле.Слой угля в стакане имеет достаточно большую толщину, чтобы в нем мог развиваться слоевой процесс коксованИя. Давление на пробу, передаваемое рычагом через штемпель, приводит к практически полному подавлению вспучивания пластического слоя. Это позволяет свести до минимума ошибки при определении толщины последнего. Однако в приборе данной конструкции невозможно получить научно обоснованные характеристики реологических свойств пластического состояния исследуемого материала, т. е, качественную характеристику пластического слояЦелью изобретения является обеснечение возможности определения, наряду с усадкой и толщиной пластического слоя углей и угольных шихт, .реологических свойств этих материалов в пластическом состоянии, Для этого предлагается ввести в пластический слой насадку, толщина которой мала по сравнению с толщиной пластического слоя, а остальные размеры вели ки. Насадка закреплена на конце вала, ось которого совпадает с осью насадки. Вал пропущен через отверстие в штемпеле, посредством которого передается давление на пробу угля. На другом конце вала насажен шкив, соединенный через динамометр с электродвигателем. Последний приводит насадку во вращение с заданной скоростью. Насадка должна быть перфорирована для предотвращения накопления под ней парогазовых продуктов пиролиза угля.Устройство аппарата для определения реологических свойств углей в пластическом состоянии, толщины пластического слоя и усадки схематически показаны на фиг. 1.В стальном стакане 1 (внутренний диаметр 110 мм) с перфорированным стальным, днищем помещен стальной диск" 2 с отверстиями для прохода газов, сидящий на одном .валу 3 со шкивом 4. Диаметр диска 40 мм. Оси диска, шкива и стакана совпадают. Вал 3 предохраняется от соприкосновения с шихтой, засыпаемой в стакан, при помощи втулки 5. Шихта в стакане подвергается сжатию посредством перфорированного штемпеля 6, усилие на который передается рычагом, который используется также для записи положения верхнего уровня загрузки (на фиг. 1 не показан). Шкив 4 приводится во вращение асинхронным электродвигателем через пружинный динамо- метр (на рис. 1 не показаны). Сверху стакан закрывается крышкой 7 с цент" 5 (О 15 20 25 ЗО 35 45 55 рирунщим разаемным вкладышем 8, Вштемпеле 6 и крьацке 7 имеются отвер.стия для термопар, измерякших температуру у дна стакана, на уровне диска, и отверстия для измерения толщины пластического слоя (на фиг. 1 непоказаны), Стакан нагревается по заданному режиму электропечью (не показана), обеспечивающей прогревзагрузки преимущественно снизу.Прибор работает следуяцим образом,В стакан 1 загружают пробу исследуемого материала так, что диск 2оказывается внутри загрузки на заданном расстоянии от дна стакана.После этого стакан начинают нагревать. При нагреве угля последний переходит в пластическое состояние, которое существует в некотором интервале температур. Поэтому в стакане 1образуется пластический слой, перемещающийся снизу вверх. Положениеверхней и нижней границ этого слояопределяют регулярно по обычной методике (при помощи пластометрическойиглы). Когда пластический слой доходит до уровня диска (о чем можносудить по температуре на уровне последнего), включают электродвигатель,приводящий диск во вращение, и снимают зависимость усилия, необходимого для вращения диска, от времени(или гемпературы), Это усилие наибольшее, когда диск находится у верхней или нижней границы пластическогослоя, и уменьшается с удалением егоот ближайшей границы. Поэтому на полученной зависимости имеется минимум,который и может служить характеристикой реологических свойств исследуемого угля в пластическом состоянии,В качестве примера на фиг. 2 приведена зависимость, полученная для концентрата угля технологической группыК 13 (ЦОФ Березовская) при слецукицихусловиях: скорость нагрева на уровнедиска 2,2 град/мин, диаметр шкива60 мм, скорость вращения диска1,6 об/час. Минимальное усилие, необходимое для вращения диска в этихусловиях, составляет935 г,При обработке результатов опытовнеобходимо вводить поправку на отклонение средней скорости нагрева загрузки от среднего значения. Тогда коэффициент вариации результатов составляет 6-7.Описанное устройство позволяет,в отличие от прототипа, опрЕделить,наряду с толщиной пластического слояи усадкой, реологические свойствауглей и шихт в широком диапазоне степени измельчения. Устройство для определечия параметров пл асти че с ко го состоя ния угле й, содержащее стакан, помещенный в элек 74276510 тропечь, штемпель, установленныйвнутри стакана, соосно с ним, регистрирующее устройство, пластометрическую иглу, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширениядиапазона определяемых параметров,оно дополнительно снабжено насадкойв виде диска, закрепленного на валу,приводом и измерителем момента, причем насадка установлена в стаканепод штемпелем, а вал насадки пропущен через выполненное в штемпеле отверстие соосно с ним и через привод соединен с,измерителем момента.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник коксохимика Металлургия. М., т. 1, 1964, с. 286,2, Авторское свидетельство СССР 9 215589, кл. С 01 И 33/22, 1965 1 прототип).Составитель Е. МаллерТехред Н,Бабурка КорРектоР Катамани едакто екм Заказ 3453/3 аж 1019 Патент Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал Тир ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/