СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА УГЛЯ, СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ УГОЛЬНОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА Российский патент 2022 года по МПК C10B57/04 G01N11/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу оценки качества угля, используемого в качестве исходного материала для металлургического кокса, способу приготовления угольной смеси с использованием указанного способа оценки, и к способу получения кокса из угольной смеси, полученной указанным способом приготовления.

Уровень техники

Металлургический кокс, используемый в качестве загружаемого материала для доменной печи, чтобы вырабатывать расплавленный чугун в доменной печи, предпочтительно должен обладать высокой прочностью. Это связано с тем, что кокс с низкой прочностью разрушается в доменной печи, снижая газопроницаемость доменной печи, и поэтому невозможно стабильное производство расплавленного чугуна. Таким образом, требуется технология оценки качества угля в качестве исходного материала для металлургического кокса с точки зрения получения кокса с высокой прочностью или с точки зрения не снижения прочности кокса.

В патентной литературе 1 описано, что уголь в пластическом состоянии оказывает значительное влияние на качество кокса в течение процесса коксования в коксовой печи. Как описано выше, при оценке качества угля важно точно определить характеристики угля в пластическом состоянии. Как описано в патентной литературе 1, в качестве метода оценки текучести используется способ измерения текучести с использованием пластометра Гизелера, определённый в стандарте JIS-M8801.

Перечень цитирования

Патентная литература

Патентная литература 1: публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2000-304674.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Как описано в Патентной литературе 1, известно, что существует проблема в том, что неясно, моделирует ли текучесть, измеренная пластометром Гизелера, явление, протекающее в реальной коксовой печи. Существует проблема в том, что оценка качества кокса с использованием в качестве показателя текучести угля, измеренной с помощью пластометра Гизелера, является недостаточно точной. Требуется методология для оценки качества угля в качестве исходного материала для металлургического кокса с использованием показателя, отличающегося от текучести угля.

В настоящем изобретении предложено решение указанной выше проблемы, и поставлена цель разработать способ оценки того, существует ли вероятность, что уголь, предназначенный для оценки, снижает прочность кокса, с использованием устройства, такого как пластометр Гизелера, который широко известен до настоящего времени, содержащего контейнер для вмещения угля и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления. Кроме того, в настоящем изобретении поставлена цель разработать способ приготовления угольной смеси, содержащей уголь, который оценен указанным способом, и способ получения кокса путем карбонизации угольной смеси, полученной указанным способом приготовления.

Решение проблемы

В эксперименте, проведенном для измерения текучести по Гизелеру, авторы изобретения обнаружили явление, что форма нагретого угля (полукокса), остающегося в контейнере пластометра Гизелера после измерения, варьирует в зависимости от типа угля. Авторы изобретения исследовали возможность использования указанной формы для оценки угля, что привело к созданию настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение сформулировано ниже.

(1) Способ оценки качества угля включает использование устройства, содержащего контейнер, вмещающий уголь, и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления. В способе оценки качества угля, степень вовлечения (a - b)/a, представленная высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, причем указанный полукокс является образованным в указанном контейнере таким образом, что мешалка вращается в то время как вмещаемый в контейнере уголь нагревается, и высотой а полукокса на мешалке, используется в качестве показателя для оценки.

(2) В способе оценки качества угля, определённом в (1), устройство представляет собой пластометр Гизелера, и уголь, для которого степень вовлечения (a - b)/a составляет 0,20 или больше, как определено в условиях, при которых температура нагревания угля превышает или равна температуре повторного затвердевания угля, оценивается как плохой в качестве угля для получения металлургического кокса.

(3) Способ оценки качества угля включает использование устройства, содержащего контейнер, вмещающий уголь, и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления. В способе оценки качества угля высота а полукокса на мешалке, причем указанный полукокс является образованным в контейнере и увлеченным мешалкой таким образом, что мешалка вращается в то время как вмещаемый в контейнере уголь нагревается, используется в качестве показателя для оценки.

(4) В способе оценки качества угля, определённом в (3), устройство представляет собой пластометр Гизелера, и уголь, для которого высота a составляет 30 мм или больше, как определено в условиях, при которых температура нагревания угля превышает или равна температуре повторного затвердевания угля, оценивается как плохой в качестве угля для получения металлургического кокса.

(5) Способ приготовления угольной смеси включает смешивание угля, который был оценен как плохой способом оценки качества угля, определённым в (2) или (4), с углем, отличающимся от указанного угля. В указанном способе приготовления угольной смеси массовый процент указанного угля, оцененного как плохой, в угольной смеси составляет 10 масс.% или меньше.

(6) Способ приготовления угольной смеси включает смешивание угля, который был оценен как плохой способом оценки качества угля, определённым в (2) или (4), с углем, отличающимся от указанного угля. В указанном способе приготовления угольной смеси массовый процент указанного угля, оцененного как плохой, устанавливается по зависимости между прочностью кокса, полученного путем карбонизации множества угольных смесей, и массовым процентом указанного угля, оцененного как плохой, в указанном множестве угольных смесей, причем указанное множество угольных смесей отличается между собой по массовому проценту указанного угля, оцененного как плохой, и угля, отличающегося от указанного угля, оцененного как плохой, и указанный установленный массовый процент угля, оцененного как плохой, является таким, чтобы прочность кокса была больше или равной искомому значению.

(7) Способ получения кокса включает карбонизацию угольной смеси, приготовленной по способу приготовления угольной смеси, определённому в (5) или (6).

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению можно понять, существует ли вероятность, что уголь, предназначенный для оценки, снижает прочность кокса. Даже в случае использования угля, оцененного как плохой в настоящем изобретении, в угольной смеси, используемой в качестве источника кокса, то если понять, какой массовый процент указанного угля в угольной смеси способен подавить снижение прочности кокса, то можно провести производство кокса таким образом, что будет подавлено снижение прочности кокса и будет достигнуто оптимизированное использование указанного угля. Это обеспечивает использование угля, который ранее считался непригодным для использования. Кроме того, даже в случае использования угля, оцененного как плохой в настоящем изобретении, в угольной смеси, то могут быть установлены уголь, образующий угольную смесь, способную производить кокс с искомой прочностью, а также его массовый процент.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вертикальный вид в разрезе, который демонстрирует пример пластометра Гизелера.

Фиг. 2 включает в себя графики, показывающие корреляции между высотой a полукокса на мешалке пластометра Гизелера, высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, степенью вовлечения (a - b)/a, и максимальной текучестью по Гизелеру - log MF.

Фиг. 3 представляет собой график, показывающий зависимость между прочностью DI (150/15) кокса, полученного из угольной смеси в примере, и массовым процентом угля в угольной смеси.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение предоставляет способ оценки качества угля с использованием формы полукокса, образовавшегося из угля, нагретого с помощью устройства, содержащего контейнер для вмещения угля и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления, в качестве показателя. В частности, способ заключается в том, что в качестве показателя для оценки качества угля используется степень вовлечения (a - b)/a, представленная высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера и высотой a полукокса на мешалке, или только высота a.

Фиг. 1 представляет собой вертикальный вид в разрезе, где показан пример пластометра 10 Гизелера, который может быть использован в этом варианте осуществления. Пластометр 10 Гизелера содержит контейнер 11, вмещающий уголь, предназначенный для оценки, и мешалку 12, помещенную путем вставления в контейнер 11. Мешалка 12 снабжена приводом, который не показан, и может вращаться. Приводное устройство прикладывает заданный вращающий момент к мешалке 12, которая находится в таком состоянии, в котором мешалка 12 вставлена в уголь, содержащийся в контейнере 11. Затем при нагревании контейнера 11 нагретый уголь 13 переходит в пластическое состояние. Поскольку уголь 13 является вязкоупругим телом, уголь 13 деформируется и увлекается вращающейся мешалкой 12. При этом на уголь 13 действует сила, направленная на сохранение формы, а на мешалку 12 действует сила, препятствующая вращению.

В методике измерения текучести с использованием пластометра Гизелера, скорость вращения мешалки 12 измеряется в таком состоянии, в котором заданный вращающий момент приложен к мешалке 12, с последующим определением максимальной скорости вращения во время нагревания как максимальной текучести MF (ddpm) по Гизелеру. В некоторых случаях величина измерения представлена как log MF, то есть, десятичным логарифмом максимальной текучести MF по Гизелеру. Условия измерения, такие как температура нагревания угля и размер контейнера 11, определены в стандарте JIS M 8801 и описаны ниже.

Мешалку 12, которая снабжена валом, диаметром 4,0 мм, и четырьмя поперечинами (диаметром 1,6 мм и длиной 6,4 мм), перпендикулярными валу, вставляют в контейнер 11, который имеет глубину 35,0 мм и внутренний диаметр 21,4 мм, с последующим заполнением контейнера 5 г угля. Затем контейнер 11 погружают в расплавленный металл, предварительно нагретый до 300°C или 350°C, и нагревание со скоростью 3°C в минуту продолжают, пока не прекратится вращение мешалки 12. Здесь, расстояние между самой нижней поперечиной мешалки 12 и дном контейнера составляет 1,6 мм и расстояние между поперечинами в аксиальном направлении равно 3,2 мм. Две центральные поперечины расположены в положениях, отличающихся на 180 градусов друг от друга, причем самая верхняя и самая нижняя поперечины также расположены в положениях, отличающихся на 180 градусов друг от друга, и две центральные поперечины и две самые верхние и самые нижние поперечины расположены в положениях, отличающихся на 90 градусов друг от друга. Условия, определённые в стандарте ASTM D2639, аналогичны условиям, определённым в стандарте JIS M 8801, и поэтому может быть использована методика стандарта ASTM. В случае, когда не используется пластометр Гизелера, предпочтительно использовать мешалку с диаметром, который составляет от 5% до 60% от внутреннего диаметра контейнера, вмещающего уголь. Предпочтительно мешалка оборудована поперечинами. Даже если мешалка не оборудована поперечинами, происходит увлечение размягченного или расплавленного угля мешалкой.

Уголь размягчается и плавится при нагревании, демонстрируя текучесть, причем расплавленный уголь повторно затвердевает при дальнейшем нагревании. Поэтому после измерения при указанных выше условиях, уголь, нагретый в условиях, при которых температура нагревания превышает или равняется температуре повторного затвердевания угля, превращается в полукокс 13, который содержится в контейнере 11. Уголь и полукокс являются вязкоупругими телами. Поэтому, после измерения текучести по Гизелеру, уголь (полукокс) 13 при нагревании и перемешивании находится в контакте с внутренней стенкой контейнера 11, вытягивается мешалкой 12, и удерживается в такой форме, что уголь (полукокс) 13 является увлеченным мешалкой 12. Таким образом, для большинства марок угля, как показано на фиг. 1, высота а полукокса 13, контактирующего с мешалкой 12, от дна контейнера 11 является наибольшей, а высота b полукокса 13, контактирующего с внутренней стенкой контейнера 11, от дна является наименьшей. Такое поведение размягченного или расплавленного угля известно как эффект Вайсенберга.

Высоты a и b могут быть измерены путем разбора контейнера после измерения. Изображение формы полукокса может быть получено путем сканирования контейнера 11 с помощью микрофокусной рентгеновской системы компьютерной томографии (CT) после измерения текучести. Высоты a и b могут быть измерены на изображении. Микрофокусной рентгеновской системой CT является, например, прибор XTH320LC, производство фирмы Nikon Corporation, Phoenix v | tome | x m300, производство фирмы GE Sensing & Inspection Technologies Co., Ltd., или подобные приборы. Поскольку существует лишь небольшое различие высоты a и высоты b, в зависимости от местоположения в направлении вдоль окружности контейнера, обычно достаточно измерить форму поперечного сечения. Если все же существует различие в зависимости от местоположения между ними, высота измеряется в множестве положений поперечного сечения, и среднее измеренное значение может быть использовано в качестве высоты a или b.

Форма полукокса после измерения текучести по Гизелеру варьирует в зависимости от угля. Авторы изобретения поняли, что высота полукокса в контейнере служит показателем, оказывающим влияние на прочность кокса, и исследовали зависимость между степенью вовлечения (a - b)/a, представленной высотой полукокса в контейнере, и прочностью кокса, и обнаружили, что прочность кокса, полученного из указанного угля, может быть оценена по указанной степени вовлечения. Авторы изобретения обнаружили, что даже если высота a полукокса на мешалке используется вместо степени вовлечения, прочность кокса может быть оценена, как и в случае использования степени вовлечения.

В пластическом состоянии, уголь с высокой степенью вовлечения и уголь, для которого высота a полукокса на мешалке является большой, обладает чрезмерно высоким объемным расширением, что, вероятно приводит к дефектной структуре нагретого кокса, и предположительно будет оказывать отрицательное влияние на прочность кокса. Таким образом, в этом варианте осуществления, когда степень вовлечения или высота a угля превышает или равна предварительно заданной величине, уголь оценивается как плохой. Например, в условиях измерения с пластометром Гизелера, определённых в JIS или аналогичном стандарте, уголь со степенью вовлечения 0,20 или больше или уголь с высотой a равной 30 мм или больше считается плохим в качестве угля для металлургического кокса. Когда степень вовлечения и высота a являются бóльшими, объемное расширение является бóльшим, что, как можно судить, оказывает отрицательное влияние на прочность кокса. Поэтому для степени вовлечения и высоты a не требуется устанавливать какой-либо верхний предел для оценки угля. Кроме того, для степени вовлечения, а также высоты a, измеренные величины ограничены размером контейнера для вмещения образца угля. Таким образом, предпочтительно измерения проводят с использованием контейнера, в котором может быть измерена степень вовлечения, равная 0,20 или больше, или высота a, равная 30 мм или больше.

В некоторых случаях, в зависимости от марки угля, полукокс 13 вовсе не контактирует с внутренней стенкой (боковой стенкой) контейнера 11, поскольку весь полукокс 13 увлекается мешалкой 12. Даже в этом случае, предполагается, что уголь обладает чрезмерно высоким объемным расширением; поэтому нет ничего плохого при оценке угля путем расчета степени вовлечения, причем степень вовлечения можно считать равной 1, принимая, что b равно нулю.

В процессе приготовления угольной смеси путем смешения угля, который оценен как плохой, с углем, отличающимся от указанного угля, снижение прочности кокса, полученного путем карбонизации указанной угольной смеси, может быть подавлено путем ограничения массового процента угля, который был оценен как плохой, в угольной смеси. В указанном варианте осуществления угольную смесь составляют таким образом, чтобы массовый процент угля, который был оценен как плохой, в угольной смеси был, например, 10 масс.% или меньше. Это обеспечивает подавление снижения прочности кокса в большинстве операций.

При проведении процесса заранее составляют множество угольных смесей, которые отличаются друг от друга массовыми процентами угля, который был оценен как плохой, и угля, отличающегося от указанного угля, и получают зависимость между прочностью кокса, полученного путем карбонизации каждой угольной смеси, и массовым процентом угля, который был оценен как плохой. Это позволяет в процессе работы установить из указанной зависимости между ними такой массовый процент угля, который был оценен как плохой, при котором прочность кокса была бы больше или равной искомому значению, и позволяет приготовить угольную смесь таким образом, чтобы массовый процент угля, который был оценен как плохой, в угольной смеси был меньше или равен указанному установленному массовому проценту. В результате угольная смесь с использованием угля, который был оценен как плохой, может быть приготовлена таким образом, чтобы прочность кокса была больше или равна искомому значению.

Угольная смесь может быть приготовлена таким образом, что зависимость между прочностью кокса и массовым процентом угля, который был оценен как плохой, определяется заранее, и массовый процент указанного угля, который был оценен как плохой, устанавливают из указанной зависимости, полученной заранее, таким образом, чтобы прочность кокса была больше или равна искомому значению. Другими словами, субъект, который готовит угольную смесь, может отличаться от субъекта, который получает указанную зависимость. Здесь, термин "субъект" относится к человеку или организации, которые осуществляют это действие. Кокс, с прочностью больше или равной искомому значению, может быть получен таким образом, чтобы кокс получался путем карбонизации угольной смеси, приготовленной как описано выше, в коксовой печи или тому подобном.

Эксперименты

Далее описаны следующие эксперименты: опыты, в которых были подготовлены различные угли с отличающимися свойствами, и в которых исследуются корреляции между высотой a полукокса на мешалке, высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, степенью вовлечения (a - b)/a, и максимальной текучестью по Гизелеру log MF. На фиг. 2 приведены графики, демонстрирующие корреляции между высотой a полукокса на мешалке пластометра Гизелера, высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, степенью вовлечения (a - b)/a, и максимальной текучестью по Гизелеру log MF. На фиг. 2(a) приведен график, демонстрирующий зависимость между высотой a на мешалке и log MF. На фиг. 2(b) приведен график, демонстрирующий зависимость между высотой b на внутренней стенке контейнера и log MF. Фиг. 2(c) представляет собой график, демонстрирующий зависимость между степенью вовлечения (a - b)/a и log MF.

Согласно графика на фиг. 2(a) высота a возрастает с увеличением log MF и это можно интерпретировать как наличие прямой зависимости между log MF и высотой a. Однако, как показано обведением эллипсом на графике, подтверждаются точки, которые отличаются по величине a, хотя значение log MF является практически одинаковым, около 3. Таким образом, трудно сказать, что существует прямая зависимость между log MF и высотой a.

Согласно графика на фиг. 2(b), данные варьируют и нельзя сказать, что существует зависимость между log MF и высотой b. Как в случае фиг. 2(a), подтверждается множество точек с почти одинаковыми значениями log MF, но отличающиеся по величине b. Таким образом, нельзя сказать, что существует зависимость между log MF и высотой b.

Как показано обведением прямоугольником на графике фиг. 2(c), подтверждаются две точки, которые отличаются по величине log MF и имеют одинаковую степень вовлечения, равную 0. Как показано обведением эллипсом на графике, степень вовлечения также отличается, хотя величина log MF является практически одинаковой. Из этих результатов нельзя сказать, что существует зависимость между log MF и степенью вовлечения.

Учитывая приведенные выше результаты нельзя сказать, что степень вовлечения, которая является показателем оценки, используемым в этом варианте осуществления, коррелирует с максимальной текучестью по Гизелеру, и можно сказать, что степень вовлечения является показателем оценки, отличающимся от максимальной текучести по Гизелеру.

Черные квадратные точки на фиг. 2(c) представляют два типа углей, для которых степень вовлечения (a - b)/a составляет 0,2 или больше. Можно признать, что для этих двух типов углей, имеющих высоту a 30 мм или больше, и углей с высокой степенью вовлечения имеется тенденция к большой высоте a.

Примеры

С целью исследования влияния степени вовлечения (a - b)/a и высоты a на прочность кокса было проведено испытание на карбонизацию с использованием углей от A до F. Характеристики использованных углей показаны в таблице 1. Испытание на карбонизацию проводили таким образом, чтобы при получении кокса была использована электрическая печь, способная моделировать условия карбонизации коксовой печи, причем угольная смесь, загруженная в печь с насыпной плотностью загрузки 750 кг/сухого угля, подвергалась карбонизации при 1050°C в течение 6 часов.

Характеристики и степень вовлечения (a - b)/a выбранных углей приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элемент Зола Летучие вещества Ro TI log MF Высота a Высота b Степень вовлечения Единицы % % % % log ddpm мм мм - Уголь A 7,8 35,7 0,87 14,6 4,19 33,4 17,3 0,48 Уголь B 6,2 30,6 1,07 11,5 3,12 30,8 19,0 0,38 Уголь C 6,8 42,1 0,62 20,2 4,35 29,4 26,0 0,12 Уголь D 8,6 32,0 1,03 35,5 3,05 25,9 24,4 0,06 Уголь E 8,1 34,1 0,95 29,0 2,70 27,0 25,1 0,07 Уголь F 7,3 33,8 0,93 33,9 2,49 26,0 21,6 0,17

В таблице 1, "Зола" и "Летучие вещества" являются величинами (массовый процент на сухое вещество), которые измерены методом технического анализа по стандарту JIS M 8812. "Ro" означает среднюю максимальную отражательную способность витринита угля по JIS M 8816, и "TI" означает общее содержание инертных компонентов (объемный процент) по анализу мацералов угля, рассчитанное на основе формулы Парра, описанной в методе измерения мацералов угля в JIS M 8816 и пояснением стандарта. Величина "log MF" представляет собой десятичный логарифм максимальной текучести MF, измеренной методом определения текучести с использованием пластометра Гизелера, который определён в стандарте JIS M 8801. Как показано в таблице 1, угли A - F обладают различными свойствами.

В таблице 1 "Степень вовлечения" представляет собой величину степени вовлечения (a - b)/a, рассчитанную с использованием высот a и b, измеренных с помощью способа оценки угля согласно указанному варианту осуществления с использованием пластометра Гизелера, показанного на фиг. 1. Высоты a и b фактически были измерены на изображении формы поперечного сечения полукокса, которое было получено путем сканирования контейнера 11 с помощью рентгеновской системы компьютерной томографии XTH320LC, произведенной на фирме Nikon Corporation.

В таблице 1 примечательно, что угли A и B имеют величину высоты a 30 мм или больше и степень вовлечения 0,20 или больше. Уголь F можно считать стандартным углем в области техники производства металлургического кокса из угля с учетом таких характеристик, как Ro и log MF, приведенных в таблице 1.

Кроме того, в этом примере кокс производится путем карбонизации угольной смеси, составленной из двух типов угля, полученной путем смешения каждого из углей A - E с углем F в соотношении 2:8. Величины прочности полученного кокса приведены в таблице 2.

Таблица 2

Элемент Прочность кокса Единицы DI 150/15 Угольная смесь AF 84,0 Угольная смесь BF 83,6 Угольная смесь CF 84,6 Угольная смесь DF 84,3 Угольная смесь EF 84,7

В качестве прочности кокса определяется прочность DI 150/15 по испытанию в барабане, которая представляет собой массовую долю × 100, причем указанная массовая доля означает массовую долю кокса с размером частиц 15 мм или больше после вращения к массе кокса до вращения, таким образом, чтобы массовый процент кокса с размером частиц 15 мм или больше был измерен после загрузки заданным количеством кокса испытательного барабана, который вращается 150 раз со скоростью 15 об/мин на основе метода испытания прочности по испытанию в барабане по стандарту JIS K 2151. В таблице 2 приведена прочность кокса, полученного из угольной смеси, составленной из двух типов угля.

Как видно из таблицы 2, кокс, полученный из угольной смеси угля A или B и угля F, обладает меньшей прочностью чем смеси углей C, D и E с углем F. Оба угля A и B имеют степень вовлечения (a - b)/a 0,20 или больше или высоту a равную 30 мм или больше. Это позволяет считать угли со степенью вовлечения (a - b)/a, равной 0,20 или больше плохими углями для производства кокса. Аналогично, угли с высотой а 30 мм или больше могут считаться плохими в качестве углей для производства кокса.

Затем был исследован предел соотношения смешения угля, который был оценен как плохой в качестве угля для производства кокса.

Составляли угольную смесь из углей A и C и множества марок угля, причем пять типов угольной смеси составляли путем варьирования соотношения смешения углей A и C таким образом, чтобы соотношение смешения в угольной смеси было равно 80 масс.% и сумма соотношений смешения углей A и C равно 20 масс.%. Кокс получали таким образом, чтобы была использована электрическая печь, способная моделировать условия карбонизации коксовой печи, причем угольная смесь, загруженная в печь с насыпной плотностью загрузки 750 кг/сухого угля, подвергалась карбонизации при 1050°C в течение 6 часов. Характеристики выбранных углей и составленной угольной смеси приведены в таблице 3. Здесь для золы, летучих веществ, показателей Ro, TI и log MF угольной смеси приведены усредненные характеристики, и для их высоты a и степени вовлечения показаны значения, фактически измеренные с использованием пластометра Гизелера.

Таблица 3

Элемент Зола Летучие вещества Ro TI MF Высота a Степень вовлечения Единицы % % % % log ddpm мм - Уголь A 7,8 35,7 0,87 14,6 4,19 33 0,48 Уголь C 6,8 42,1 0,62 20,2 4,35 29 0,12 Угольная смесь 9,2 28,5 1,16 32,5 2,00 26 0,09

Фиг. 3 представляет собой график, демонстрирующий зависимость между прочностью DI (150/15) кокса и массовыми процентами углей A и C в каждой угольной смеси, используемой в качестве источника кокса. Соотношение смешения углей A и C видно из массовых процентов, приведенных на фиг. 3. Согласно фиг. 3, хотя угли A и C имеют относительно близкие свойства, прочность кокса в случае смешивания 20 масс.% угля A меньше прочности кокса в случае смешивания 20 масс.% угля C. Другими словами, из этого испытания можно утверждать, что уголь A является плохим в качестве угля для производства металлургического кокса.

Из графика на фиг. 3, для массового процента угля A, который оценен как плохой, и прочности кокса, можно видеть корреляцию, что с уменьшением массового процента угля A увеличивается прочность кокса. Другими словами, уменьшение массового процента угля A позволяет поддерживать прочность кокса на высоком уровне. Кроме того, из графика на фиг. 3 ясно, что уменьшение массового процента угля A в угольной смеси до 10 масс.% или меньше обеспечивает подавление снижения прочности кокса и позволяет поддерживать прочность кокса на высоком уровне. Отрицательное влияние угля, который был оценен как плохой способом оценки угля согласно указанному варианту осуществления, на прочность кокса снижается, когда уменьшается его соотношение смешения. Поэтому нижний предел соотношения смешения для угля, который был оценен как плохой, составляет 0 масс.%.

Если искомая прочность кокса задается около 84,6 в единицах прочности DI (150/15) по испытанию в барабане, из графика на фиг. 3 можно установить, что массовый процент угля A, при которой можно поддерживать прочность кокса на высоком уровне, составляет 10 масс.% или меньше. Таким образом, производство кокса с искомой прочностью может быть достигнуто таким способом, что готовят угольную смесь так, чтобы массовый процент угля A составлял 10 масс.% или меньше, с последующим производством кокса.

В этом примере получена следующая зависимость: зависимость между прочностью кокса, полученного путем карбонизации множества угольных смесей, отличающихся массовыми процентами угля (который здесь далее называется "плохим углем", и в этом примере представляет собой уголь A), который был оценен как плохой в отношении (a - b)/a или высоты a, и угля, отличающегося от указанного плохого угля, и массовым процентом указанного плохого угля. В этом примере продемонстрирован следующий метод: способ приготовления угольной смеси таким образом, что массовый процент плохого угля, при котором прочность кокса является большей или равна искомому значению, устанавливается на основе указанной выше зависимости, причем массовый процент плохого угля составляет меньше или он равен установленному массовому проценту.

Из приведенных выше примеров, подтверждается, что можно понять будет ли снижаться прочность кокса, полученного из угольной смеси, содержащей уголь, который был оценен как плохой в отношении степени вовлечения (a - b)/a и высоты a, которые являются показателями оценки в настоящем изобретении. Подтверждается, что можно понять при каком массовом проценте угля, который был оценен как плохой, в угольной смеси будет подавляться снижение прочности кокса. Кроме того, подтверждается, что в случае проведения процесса производства кокса с использованием угля, который был оценен как плохой, производство кокса с искомой прочностью может быть достигнуто таким образом, что устанавливают уголь, формирующий угольную смесь, которая способна производить кокс с искомой прочностью, и его массовый процент, причем кокс производят с использованием угольной смеси, приготовленной таким образом, что уголь и его массовый процент являются такими, как установлены.

Перечень позиций на чертеже

10 Пластометр Гизелера

11 Контейнер

12 Мешалка

13 Полукокс (нагретый уголь)

Изобретение относится к способу оценки качества угля, включающему использование устройства, содержащего контейнер, вмещающий уголь, и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления, причем указанное устройство представляет собой пластометр Гизелера. Степень вовлечения (a - b)/a представлена высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, причем указанный полукокс является образованным в указанном контейнере таким образом, что мешалка вращается, в то время как вмещаемый в контейнере уголь нагревается, и высотой a полукокса на мешалке и используется в качестве показателя для оценки. Уголь, для которого степень вовлечения (a - b)/a составляет 0,20 или больше, как определено в условиях, при которых температура нагревания угля превышает или равна температуре повторного затвердевания угля, оценивается как плохой в качестве угля для получения металлургического кокса. Изобретение также касается варианта способа оценки качества угля, способов приготовления угольной смеси и способа получения кокса. Технический результат – разработка технологии оценки качества угля в качестве исходного материала для металлургического кокса с точки зрения получения кокса с высокой прочностью или с точки зрения не снижения прочности кокса. 5 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл., 3 ил.

1. Способ оценки качества угля, включающий использование устройства, содержащего контейнер, вмещающий уголь, и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления, причем указанное устройство представляет собой пластометр Гизелера,

в котором степень вовлечения (a - b)/a, представленная высотой b полукокса на внутренней стенке контейнера, причем указанный полукокс является образованным в указанном контейнере таким образом, что мешалка вращается, в то время как вмещаемый в контейнере уголь нагревается, и высотой a полукокса на мешалке, используется в качестве показателя для оценки,

и уголь, для которого степень вовлечения (a - b)/a составляет 0,20 или больше, как определено в условиях, при которых температура нагревания угля превышает или равна температуре повторного затвердевания угля, оценивается как плохой в качестве угля для получения металлургического кокса.

2. Способ оценки качества угля, включающий использование устройства, содержащего контейнер, вмещающий уголь, и мешалку, выполненную с возможностью помещения в контейнер путем вставления, причем указанное устройство представляет собой пластометр Гизелера,

в котором высота а полукокса на мешалке, причем указанный полукокс является образованным в контейнере и увлеченным мешалкой таким образом, что мешалка вращается, в то время как вмещаемый в контейнере уголь нагревается, используется в качестве показателя для оценки,

и уголь, для которого высота a составляет 30 мм или больше, как определено в условиях, при которых температура нагревания угля превышает или равна температуре повторного затвердевания угля, оценивается как плохой в качестве угля для получения металлургического кокса.

3. Способ приготовления угольной смеси, включающий смешивание угля, который был оценен как плохой способом оценки качества по п. 1 или 2, с углем, отличающимся от указанного угля, причем массовый процент угля, который был оценен как плохой, в угольной смеси составляет 10 мас.% или меньше.

4. Способ приготовления угольной смеси, включающий смешивание угля, который был оценен как плохой способом оценки качества угля по п. 1 или 2, с углем, отличающимся от указанного угля,

в котором массовый процент угля, который был оценен как плохой, устанавливают из зависимости между прочностью кокса, полученного путем карбонизации множества угольных смесей, и массовым процентом указанного угля, который был оценен как плохой, в указанном множестве угольных смесей, причем указанное множество угольных смесей отличается между собой по массовому проценту указанного угля, который был оценен как плохой, и угля, отличающегося от указанного угля, который был оценен как плохой, и указанный установленный массовый процент угля, который был оценен как плохой, является таким, чтобы прочность кокса была больше или равна искомому значению, и

угольную смесь составляют таким образом, чтобы массовый процент указанного угля, который был оценен как плохой, был меньше или равен указанному установленному массовому проценту.

5. Способ получения кокса, включающий карбонизацию угольной смеси, приготовленной способом приготовления угольной смеси по п. 3 или 4.