Способ обработки кокса

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 854972(28)Приоритет Опубликовано 15,08.81. Бюллетень30 аа делам изобретеиий и открытийДата опубликования онксания 15.08.81 В. Е. Власенко, Г. С. Андрюхин, В. И, Гусев, С, Г, Грищенко,Г. С. Гармаш, Ю. М, Богуцкий, Ю. П. Портной, В, Я. 16 едровнцкнйи Л. Н, Стебливец(72) Авторы изобретения Запорожский индустриальный институт и Украинский научно -исследовательский институт специальных сталей, сплавовн ферросплавов(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОКСА 6,1 Изобретение относится к способу обработкикокса и может быть использовано в руднотермических печах для производства марганцевыхи других ферросплавов, ряда продуктов цветнойметаллургии, химической технологии.%При выплавке целого ряда продуктов в руднотермических печах (ферросплавы, кремний,карбид кальция и т. н.) в качестве восстановителя наиболее широко применяется коксик-оре.шек, являющийся побочным продуктом припроизводстве доменного кокса. На долю коксида-орешка от всех восстановителей, используе.мых в руднотермических процессах, приходитсяоколо 90% 1,Однако применяемый коксид.орешек явля.ется одним из наилучших восстановителей какпо реакционной способности, так н по удельному электросопротивлению. Известны различныеспособы активации восстановителя: изменениесостава шихт для получения кокса, термообработка, ввод отощаюших добавок, обработкараствором гидроокисн кальция, водными растворами щелочных и щелочно-земельных метал.лов в различных химических соединениях (хлорнды, щелочи), обработка водой и т. п. Приизменении составов шихт для коксования вшихту вводят специальные угли; отощающимидобавками могут быть различные окислы, нанрнмер, двуокись кремния. Обработка, какправило, проводится водными растворами хлоридов, гидроокисей и т. п, в специальных емкостях илн на транспорте, Но при обработке водными растворами практически не меняется содержание углерода, хотя удельное электросопротивление (УЭС) и реакционная способность могут быть повышены,Иэвестен способ активации шихты вводомуглеродных масел в ванну восстановительнойпечи с погруженной дугой через вертикальныйканал, проходящий в электроде, сущность ко.торого заключается в том, что масло перемеши.вается с твердыми измельченными реактивами,которые используются в металлургическомпроцессе при работе печи, и в смеси поступаетчерез вертикальный канал (2),Однако этот способ не позволяет существенно повлиять на удельное электросопротивление всей массы восстановителя, используемого4972 4 деляется электропроводностью углеродистого 10 20 35 45 55 3 . 85в процессе, а также его реакционную способность. Поступление ограниченных количествуглеводородных масел только в зону под.электродной полости влияет,на посадку электрода, так как удельное электросопротивлениеменяется только под электродом. Подача углеводородных масел через полость в электродене влияет на удельное электросопротивлениеи реакционную способность всего восстановителя в шихте, в этом случае увеличиваетсядоля тепла, выделяемая в шихте в режимесопротивления, из - за увеличения электросопротнвления,в подэлектродной полости, что набольшинстве, ферросплавных процессов являетсянежелательным из-за более раннего перегревашихты и развития процессов шлакообразования,ЭВ результате этого понижается степень восстановления ведущих элементов. Наблюдается повышенное газовыделение в районах вокруг электродов,Известен способ обработки кокса путем пропиткн его водной дисперсией нефтяных смоли нефтяных асфальтов 131Однако в закрытых рудовосстановительныхпечах применять кокс, обработанньй воднымидисперсиями с водой, невозможно, так каквыделение пара приведет к появлению окислительной среды, к взаимодействию с основныМифлюсами (гидратация) и их разрушению допорошков в труботечках.Известен также способ обработки коксапутем пропитки его углеводородами, напримернеком 143.Недостаток известного способа состоит втом, что кокс, обработанньй пеком в необходимом диапазоне температур, не обеспечиваетповышения УЭС от 600 С и выше, а именнотакая температура имеет место на колошникахруднотермических печей и реакционная способность кокса недостаточно высокая,Цель изобретения - повышение удельногоэлектросопротивления и реакционной способности кокснка-орешка, используемого в качест.ве восстановителя в руднотермических печах.Поставленная цель достигается тем, чтококс пропитывают мазутом в количестве 10 -20 вес.% кокса,Высокое электросопротивление является одним из важнейших факторов, определяющих качество восстановителей для электротермических процессов. Углеродистые материалы, имеющие малую электропроводность, способствуют низкому положению (глубокой посадке) электродов, и это позволяет получить высокую удельную полезную мощность, необходимую дпя быстрого протекания реакций восстановления в нижней части печи, Влияние электропроводности шихты, которая в основном онре. 15 30 40 50 восстановителя, сказывается на работе электропечи, начиная с верхних горизонтов колошника. Величина электропроводности шихтынепосредственно связана с напряжением, накотором работает печь, Увеличение мощностипоследней требует увеличения напряжения, Надействующих электротермических печах работана более высоком напряжении позволяет повысить ее полезную мощность без увеличенияэлектрических потерь и увеличения расходаэлектроэнергии,Обычно реакционная способность и электропроводность углеродистых материалов взаимосвя.заны. Восстановители, характеризующиеся повышенной реакционной способностью, имеют ибольшее электросопротивление,Изложенное выше дозволяет получитьповышение производительности печей, в частнос.ти закрытых рудовосстановительных нечей,работающих на активированном путем обработки мазутом коксике.Обработка подробленного коксика передплавкой (например фракций 8 - 15 или 10 -22 мм) обеспечивает изменение удельногоэлектросопротивления коксчка во всей массекоксика (шихты) и повышения его реакцион.ной способности, так как нанесение на поверх.ность коксика мазута и пропнткд его мазутом,материалом с низкой электропроводностью,позволит увеличить переходное сопротивлениекак между отдельными частицами кокса, таки во всей массе, а раннее коксование, принизких температурах колошника печи позволяетвлиять и на реакционную способность.Обработка коксика для активации включаетраздельное дозирование коксика и мазута, смешивание и усреднение; Для активации мазутберу с температурон 10 80 С так как притемпературах ниже 10 С резко снижается жид.окстекучесть мазута, а температура выше 80 Сне рекомендуется, так как температура вспышоки мазутов находится в пределах 85 - 125 С,что не позволит обеспечить безопасные условиятруда.Дозирование может быть весовым илиобъемным, На коксик в бункере мазут в заданных количествах заливается, а перемешива.ние, усреднение проводится при помощи грейфера, Не исключается подача мазута на коксикпри подаче его по транспортерной ленте. П р и и е р. Проводят обработку коксикаорешка Запорожского коксохимического завода фракций 1 - 3 мм мазутом 10, 20 и 30%. Коксик.орешек имел следующие характеристики: рабочая влага - 8%; пористость - 51,7%; зола - 11,5%; Р - 0,015%, летучие - 1,74% при содержании в золе 37,8% О, 26,4% АрОз,5 854919,2 У Ее 20 з, 4,2 Я СаО, 2,4% МпО. Мазут применяют марки 40 с Л - 0,27%, Сф - 85%,Н 10%,Кокс как с обработкой, так и контрольный,взвешивают в количестве 2,5 кг. Готовят трипартии активированного кокса соответственнос 10, 20 и ЗК. мазута и одну партию - контрольную - без мазута. Это необходимо в связис тем, что УЭС и реакционная способность коксов в значительной мере зависят от заводов -изготовителей, исходного состава шихть) и технологических режимов получения кокса. Мазутдозируют весовым методом, т. е. на 2,5 кгкоксика присаживают 0,25, 0,50 и 0,75 кг ма.зута. Мазут в кокс сливают при одновременном 1 эперемешнвании коксика, Перемешиваиие нроводят в течение 10 мин, Температура мазутао24 С, так как мазут имеет достаточную теку.честь. Коксик.с 10% мазута обрабатывают(учитывая различные климатические условия 20расположения ферросплавных заводов) такжепри 0 С, 10 С, а также и при подогреве при50, 80 и 100 С, При температурах ниже 10 Смазут резко теряет текучесть, а при 100 Своснламеняется,25Сравнительные исследования удельногозлектросопротивления проведены на обычномкоксике и на коксике, обработанном 20% ма.зута. Сравнение реакционной способности коксов также проводят в сопоставимых условиях з 0(одни и те же исходные шихтовые материалыпри одинаковом гранулометрическом составе)как для обычного коксика, так и для кокса,обработанного 10, 20 и 30% мазута, На каждомварианте проводят до две плавки. Реакционную ЗЮспособность оценивают по выходу металла(в граммах) путем проведения плавок при1500 С в течение 10 мин на шихте, г;Марганцевый агломерат 37,1Марганцевый концентрат 74,9 49Кварцит 19,2Коксик Лзт. е. на шихте, рассчитанной на получениестандартного силвкомарганца марки СМн 17,Сравнение удельных злектросопротивлений иобычного и активированного кокса при разныхтемпературах нагрева приведено в табл. 1, авыхода металла (реакционная способность) втабл, 2. ЗОКак видно из данных табл, 1 и 2 активация коксика мазутом обеспечивает увеличение УЭС во всем диапазоне исследованных температур, а также повышение реакционной способности, т, е, выход металла, Так УЭС при у комнатной температуре на активированном кок. сике выше в 1,6 раза, при 600 С (средняя температура иа колошнике печи) - в 1,64 раза, а при 1400 С - в 1,84 раза при выходе 72 4металла болыиим иа 25 - 30% по сравнениюс обычным кокснком.Количество летучих не превышает количест.ва летучих при работе на других активирован.ных восстановителях, нпример е газовым углем,и не сказывается отрицательно на работе закрытых печей. Учитывая увеличение УЭС, возможнаработа закрьгтых руднотермических печей, на, пример при вьптлавке товарного силикомаргаица, со 100% восстановителя. Из-за невозмож.ности ввода необходимого количества восстановителя производительность печи ниже на 57%, Оптимальное количество мазута от весакоксика находится в пределах 10 - 5%, что эквивалентно оптимальным параметрам выплавкаферросп. авов с применением газовых углей.При увеличении количества мазута больше 20%прирост веса металла незначительный, При проведении опытных ппавок установлено, что активированный мазутом кокс способствует авжению пылевыноса эа счет агломерации пылевидных частиц на покрытых мазутом поверхностяхкоксика,При подогреве коксика и увеличении жидкотекучести мазута происходит пропитка коксикапрактически и в обьеме коксовых частиц, Использование предлагаемого активированиогококсика повышает производительность печейна выплавке ферросплавов при работе на активированном коксике-орешке как за счет повышения УЭС, так и за счет повышения реакционной способности (по ориентировочным подсчетам на 5 - 7%); понижает потери мелкодисперсной шихты эа счет агломерации ее на поверхностях коксика, обработанных мазутом,Проводят опытные плавки силикомарганцана шихтах, содержащих восстановители, обработанные различными веществами. Реакционнуюспособность восстановителей оценивают по вы. ходу металла после 10 мин выдержки шахтыпри 1500 С.В табл. 3 показано влияние различных ве.ществ на удельное электросопротивление коксака,Шихта содержит, г: марганцевый агломерат37,1; марганцевый концентрат 74,9; кварцит19,2.; восстановитель 27,3. С каждым видомвосстановителя проводят по две опытныеплавки. Средний выход металла при этом сос.являет, г: на шихте с неактивированиым коксиком 36,0; на шихте с коксиком, обработанным мазутом 47,0; иа шихте с коксиком,обработанным смесью мазута и воды 39,5; иашахте с коксиком, обработанным пеком 38,0,Таким образом, по результатам сравнительных исследований УЭС и реакционная способность восстановителей вьппе при обработкекокса мазутом по сравнению с обработкойводной диспер(аей мазута или пеком.854972 Таблица 1 Характеристикаплавок на коксике 48 О,4,0 Неактивированн 38,0,50 ,28 33 20 Обработанноммазута 1200 47,0 50,0 48,5 0 1400 блица Удел лектросопротивление кокс м см обработанногомазутом(15 вес,%) обработанногосмесью мазутаи воды854972 10 1, Рысс Г, Производство ферросплавов. М., Металлургия", 1975, с, 14 - 15. Способ обработки кокса путем пропиткиего углеводородами, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения удельного злектросопротивления и реакционной способности,пропитывают мазутом в количестве 10 - 20% отвеса кокса,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Составитель Р, ГоряиноваТеиред С. в 1 лтова Корректор С. Щомак Редактор М, Келемеш Заказ 6829/35 краж 548 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по девам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж, Рауцкзсаи иаб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ун. Проектная, 4 Формула изобретения 2. Патент Франции Ме 2015817,кл, С 10 В, опублик. 1970, 3. Патент Франции У 2123451,кл. С 10 В 57/00, опублик, 1972. Авторское свидетельство СССР Яф 182276,кл, С 10 В 53/00, 1963 (прототип).