СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА ДЛЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЕВОГО ЧУГУНА Российский патент 2016 года по МПК C10B57/04 C10B55/00 C21B5/02 

Описание патента на изобретение RU2592598C2

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к способу составления угольных шихт с использованием добавки коксующей марки ДК [1] (Добавка коксующая. Технические условия ТУ 0258-229-0019037-2008), получаемой в процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти, с учетом технологических свойств остальных компонентов угольной шихты.

Сущность изобретения заключается в ведении в классическую смесь угольных концентратов различных технологических типов добавки коксующей марки ДК, получаемой в процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти, не меняя существующей технологии и способа подготовки угольной шихты, при этом обеспечивая получение металлургического кокса с заданными качественными параметрами.

В коксохимической промышленности коксуются многокомпонентные угольные шихты, в состав которых входят угольные концентраты с определенным соотношением углей разных технологических марок, обеспечивающих конкретные требования к качеству шихт [2] (ГОСТ 25543-88 «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам»), [3] (Киселев Б.П., Леушин В.А. Сырьевая база коксования России. 1. Ретроспектива // Кокс и Химия. 1999, №11. С. 2-9), табл. 1. В настоящее время наметился дефицит углей с высокой ценностью, обеспечивающих основу спекаемости и коксуемости шихты.

Известно, что для улучшения технологических характеристик шихт, повышения качества кокса, экономии дефицитных марок углей предлагается использовать различные органические добавки, такие как твердые и маслянистые продукты химических цехов коксохимических производств, нефтяная коксовая мелочь, неспекающиеся угли, другие добавки, обеспечивая при этом прочностные характеристики кокса и снижая затраты на производство.

Известен способ [4] (Патент РФ №1814809, C10B 57/04, C10L 9/02, «Способ введения органической добавки в угольную шихту перед коксованием», опубл. 10.01.1996) введения органической добавки в угольную шихту перед коксованием, заключающийся в распылении органической добавки на поверхность угольных частиц под давлением в месте загрузки шихты из угольной башни в углезагрузочный вагон.

В изобретении [5] (Патент РФ №2124548, C10B 57/04, «Шихта специального состава для получения доменного кокса», опубл. 10.01.1999) в качестве специальной добавки используется нефтекоксовая мелочь, позволяющая, по мнению авторов, расширить сырьевую базу коксования.

Согласно патенту [6] (Патент РФ №2039787, C10B 57/06, «Способ подготовки угольной шихты к коксованию», опубл. 20.07.1995) предлагается способ подготовки угольной шихты к коксованию с использованием обмасленных неспекающихся углей, смешанных с твердыми спекающимися органическими добавками, полученная смесь используется в качестве наполнителя угольной шихты.

Существенным и общим недостатком использования представленных изобретений является их специальная подготовка, усложнение существующей технологии подготовки шихты - требуется строительство или переустройство технологического оборудования в углеподготовительном или коксовом цехах.

Известен классический способ получения металлургического кокса, основанный на разработках Черметкокса МЧМ СССР, отраслевых углехимических институтах Восточным (ВУХИН) и Украинским (УХИН), его описание содержится в многочисленных статьях журнала «Кокс и Химия» и в сборниках научных трудов [3], [7] (Степанов Ю.В., Попова Н.К., Махортова Л.А. Теория и практика шихтовки в современных условиях // Кокс и химия. 2005. №7. С. 6-11), [8] (Станкевич А.С. и др. Модель оптимизации показателей прочности кокса на основе химико-петрографических параметров углей и нелинейного программирования. Кокс и химия. 2000. №5, С. 21-29), [9] (Золотухин Ю.А. и др. Особенности формирования угольной сырьевой базы коксования ОАО НТМК и разработка дополнительных критериев оценки ее качества. 1. Ящичные коксования. Кокс и химия. 2005. №12, с. 2-10), [10] (Кисилев Б.П. О перспективной базе коксования. Кокс и химия. 2005. №4, с. 2-6.) Основным его недостатком, в настоящее время, являются:

а) ограниченность современной сырьевой базы коксования с наметившимся дефицитом ценных угольных компонентов шихты;

б) необходимость привлечения новых малоосвоенных угольных месторождений, что усложняет, удорожает технологию подготовки шихты и повышает затраты на производство металлургического кокса;

в) нет реальных возможностей улучшения технологических свойств коксующихся углей в части повышения показателя послереакционной способности (CSR) кокса.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ [11] (Патент РФ №2411283, C10B 57/04, «Добавка к угольным шихтам», опубл. 10.02.2011, бюл. 4) составления угольных шихт с использованием коксующей добавки, представляющей собой продукт замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков с содержанием летучих веществ от 12 до 25%.

Основным недостатком которого является использование иного продукта в качестве коксующей добавки, а именно продукта замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков с содержанием летучих веществ от 12 до 25%. Кроме того, способ, предложенный в патенте [11], не определяет границ или (%) использования добавки коксующей в составах шихт, поэтому можно предположить, что добавку коксующую используют в количестве от 0 до 100%, но тогда в процессе коксования таких шихт будут получаться (производиться) кусковые остатки термической деструкции шихты, по своим технологическим свойствам (содержание серы, реакционная способность, механическая прочность, гранулометрический состав) не соответствующие требованиям к металлургическому коксу, для ведения высокоинтенсивной выплавки ванадиевого чугуна.

Задачей изобретения является способ получения модифицированного металлургического кокса с послереакционной (горячей) прочностью, превосходящий возможности классического использования естественных угольных ресурсов без применения специальных технологий подготовки угольных шихт: обмасливание, трамбование, термоподготовка, брикетирование и т.д., а также без изменения существующего способа подготовки угольной шихты.

Поставленная задача решается тем, что добавка коксующая марка ДК [1], получаемая в процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти, подается в угольную шихту любого состава и качества в строго определенных количествах 1-18 мас. % и угольные концентраты остальное с учетом технологических свойств шихты, в качестве компонента, снижающего зольность и повышающего послереакционную прочность (CSR) кокса, за счет повышения доли углерода и расширения интервала пластичности вспененного пластического слоя. Количество добавки коксующей в интервале 1-18% в составе шихты ограничено на основе определенных допустимых качественных показателей угольных шихт и требований к качеству модифицированного металлургического кокса для ведения высокоинтенсивной выплавки ванадиевого чугуна.

Предлагаемый нами способ включает следующий процесс осуществления действий с угольными концентратами, угольной шихтой и добавкой коксующей марки ДК:

1. Оценка на технологическое соответствие качества угольных концентратов, угольной шихты и добавки коксующей.

2. Определение заданного долевого (от 1 до 18 масс. %) участия добавки коксующей в составе шихты. Составление шихты.

3. Оценка качества произведенного модифицированного металлургического кокса.

На КХП ОАО «ЕВРАЗ НТМК» коксуются многокомпонентные угольные шихты, состоящие из угольных концентратов, включающих угли разных технологических марок: газовый (Г), газовый жирный (ГЖ), газовый жирный отощенный (ГЖО), жирный (Ж), коксовый (К), коксовый отощенный (КО), коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный (КСН), коксовый слабоспекающийся (КС), отощенный спекающийся (ОС). Классификация по маркам производится по ГОСТ 25543-88. Угольные концентраты в зависимости от их марочного состава подразделяются на компоненты шихты: спекающие содержащие марки углей (Г+ГЖО+ГЖ+Ж) и отощающие - содержащие марки углей (К+КО+КС+ОС+КСН).

В обобщенном виде классическая (базовая) шихта имеет формулу:

Заявленный нами способ преобразует классическую (базовую) формулу шихты и придает ей следующий вид:

Где: Спек. масс. % - это процент участия в шихте спекающих компонентов;

Отощ. масс. % - это процент участия в шихте отощающих компонентов;

X масс. % ДК - это процент участия в шихте коксующей добавки марки ДК;

1 2 X масс. % - это половина процентного участия добавки коксующей марки ДК.

Пример:

При введении, с учетом технологических свойств компонентов и заданного качества кокса, в состав шихты 6% ДК формула шихты принимает вид:

Построена модель базовой шихты для получения модифицированного металлургического кокса, определены его качественные характеристики, в том числе послереакционная (горячая) прочность, зафиксированы технические параметры режима работы доменной печи при высокоэффективной выплавке ванадиевого чугуна, зафиксирован расход кокса на выплавку 1 тонны чугуна.

После этого, в условиях действующего углеподготовительного цеха, используя один из силосов дозировочного отделения, не меняя технологическую схему УПЦ, в шихту введена добавка коксующая и получен модифицированный металлургический кокс с измененными техническими свойствами. Затем 1% угольной шихты на добавку коксующую марки ДК приводит к снижению зольности модифицированного металлургического кокса на 0,05-0,1%, увеличению на 0,7% его послереакционной прочности (CSR), снижению расходного коэффициента шихта/кокс 0,3%.

На основе экспериментальных и производственных данных составлена табл. 2, подтверждающая изменения свойств кокса по показателю послереакционной прочности (CSR) кокса, расходного коэффициента на производство 1 тонны чугуна в условиях интенсивного доменного процесса выплавки ванадиевого чугуна.

Литература

1. Добавка коксующая. Технические условия ТУ 0258-229-0019037-2008.

2. ГОСТ 25543-88 «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам».

3. Киселев Б.П., Леушин В.А. Сырьевая база коксования России. 1. Ретроспектива // Кокс и Химия. 1999, №11. С. 2-9.

4. Патент РФ №1814809, C10B 57/04, C10L 9/02, «Способ введения органической добавки в угольную шихту перед коксованием», опубл. 10.01.1996.

5. Патент РФ №2124548, C10B 57/04, «Шихта специального состава для получения доменного кокса», опубл. 10.01.1999.

6. Патент РФ №2039787, C10B 57/06, «Способ подготовки угольной шихты к коксованию», опубл. 20.07.1995.

7. Степанов Ю.В., Попова Н.К., Махортова Л.А. Теория и практика шихтовки в современных условиях // Кокс и химия. 2005. №7. С. 6-11.

8. Станкевич А.С. и др. Модель оптимизации показателей прочности кокса на основе химико-петрографических параметров углей и нелинейного программирования. Кокс и химия. 2000. №5, С. 21-29.

9. Золотухин Ю.А. и др. Особенности формирования угольной сырьевой базы коксования ОАО НТМК и разработка дополнительных критериев оценки ее качества. 1. Ящичные коксования. Кокс и химия. 2005. №12, с. 2-10.

10. Кисилев Б.П. О перспективной базе коксования. Кокс и химия. 2005. №4, с. 2-6.

11. Патент РФ №2411283, C10B 57/04, «Добавка к угольным шихтам», опубл. 10.02.2011, бюл. 4.

Похожие патенты RU2592598C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ 2017
  • Бидило Игорь Викторович
  • Лысенко Алексей Владимирович
  • Симагутин Александр Васильевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Журавлев Александр Андреевич
RU2663145C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ 2009
  • Завалишин Дмитрий Александрович
  • Наймарк Марина Михайловна
  • Соколова Татьяна Ивановна
RU2432384C2
СПОСОБ СОСТАВЛЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА 2013
  • Степанов Евгений Николаевич
  • Мельников Игорь Иванович
  • Мезин Дмитрий Анатольевич
  • Буланович Олег Александрович
RU2540554C2
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА 2011
  • Буланов Евгений Александрович
  • Крутенков Валерий Георгиевич
  • Вьюков Дмитрий Сергеевич
  • Шиляков Алексей Владимирович
  • Кучма Александр Александрович
  • Каковкин Константин Михайлович
RU2459856C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ 2007
  • Кушнарев Алексей Владиславович
  • Беркутов Никита Александрович
  • Степанов Юрий Ванифадьевич
  • Штарк Павел Викторович
  • Попова Наталья Кузьминична
  • Ворсаина Дина Вадимовна
RU2355730C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОТЫ ИСТЕЧЕНИЯ РАСПЛАВА ПРИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ 2014
  • Чернавин Александр Юрьевич
  • Стуков Михаил Иванович
  • Кобелев Владимир Андреевич
  • Нечкин Георгий Александрович
  • Чернавин Даниил Александрович
  • Косогоров Сергей Александрович
  • Зорин Максим Викторович
  • Ивашиненко Константин Павлович
RU2558840C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОГО ШТЕЙНА 2010
  • Шашмурин Павел Иванович
  • Посохов Юрий Михайлович
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Косогоров Сергей Александрович
  • Мамаев Михаил Владимирович
RU2441080C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА С ПОВЫШЕННОЙ ДРЕНАЖНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ 2014
  • Чернавин Александр Юрьевич
  • Стуков Михаил Иванович
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Лысенко Алексей Владимирович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Косогоров Сергей Александрович
  • Зорин Максим Викторович
RU2563493C1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2010
  • Шашмурин Павел Иванович
  • Посохов Юрий Михайлович
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Косогоров Сергей Александрович
  • Мамаев Михаил Владимирович
RU2441081C1
Способ получения металлургического кокса 2023
  • Калько Андрей Александрович
  • Карунова Елена Владимировна
  • Чикинов Сергей Валерьевич
  • Малинин Евгений Васильевич
RU2814186C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА ДЛЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЕВОГО ЧУГУНА

Изобретение относится к области коксохимии. В процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти получают добавку коксующую. Полученную добавку вводят в угольную шихту в количестве 1-18 мас.%. Проводят коксование полученной шихты. Изобретение позволяет получить модифицированный металлургический кокс с заданными качественными параметрами. 2 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 592 598 C2

Способ получения модифицированного кокса для высокоинтенсивной выплавки ванадиевого чугуна, включающий составление шихт из смеси угольных концентратов и добавки коксующей, отличающийся тем, что в качестве добавки коксующей используют добавку коксующую, получаемую в процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти, соотношение компонентов шихт следующее, мас.%:
добавка коксующая 1-18 угольные концентраты остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2592598C2

ДОБАВКА К УГОЛЬНЫМ ШИХТАМ 2009
  • Стуков Михаил Иванович
  • Посохов Михаил Юрьевич
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Литвин Евгений Михайлович
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
RU2411283C1
Шихта для получения металлургического кокса 1989
  • Карножицкий Павел Владимирович
  • Селянко Игорь Трофимович
  • Филипенко Людмила Яковлевна
  • Америк Юрий Борисович
  • Батурин Александр Александрович
  • Платэ Николай Альфредович
  • Васильев Юрий Семенович
  • Юрина Лидия Васильевна
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Кадиев Хусаин Магометович
SU1703674A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ КОКСУЮЩЕЙ ЗАМЕДЛЕННЫМ КОКСОВАНИЕМ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Валявин Константин Геннадьевич
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Габбасов Ришат Гаянович
RU2495078C2
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА 2002
  • Зоткина Н.А.
  • Базегский А.Е.
  • Школлер М.Б.
  • Пьяных Е.В.
RU2224782C1
Способ определения нуклеотидных последовательностей экзонов генов BRCA1 и BRCA2 2015
  • Кечин Андрей Андреевич
  • Боярских Ульяна Александровна
  • Ермоленко Наталья Александровна
  • Храпов Евгений Александрович
  • Филипенко Максим Леонидович
RU2612894C1

RU 2 592 598 C2

Авторы

Беркутов Никита Александрович

Ворсина Дина Вадимовна

Кошкаров Денис Анатольевич

Круглов Владимир Николаевич

Кушнарев Алексей Владиславович

Миронов Константин Владимирович

Михалёв Владислав Анатольевич

Рожнев Андрей Владимирович

Филатов Сергей Васильевич

Филиппов Валентин Васильевич

Фомичев Максим Станиславович

Даты

2016-07-27Публикация

2014-10-23Подача