добавка коксующая

Формула изобретения

Применение нефтяного кокса с выходом летучих веществ в интервале более 14% и менее 25% в качестве коксующей добавки к угольным шихтам, используемым для производства металлургического кокса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения металлургического кокса и может быть использовано в металлургии, в частности, на коксохимических предприятиях.

Известен патент РФ № 2224782 «Шихта для получения металлургического кокса», согласно которому в соответствующем соотношении содержатся жирные, газово-жирные коксовые слабоспекающиеся угли, отощенно-спекающиеся угли и спекающая добавка. Спекающая добавка получена путем смешения пекообразного продукта с отходами пластмасс в определенном соотношении, нагрева данной смеси до температуры 300-350° в течение 0,5-1,0 часа.

Получение данной шихты эффективно с точки зрения утилизации отходов пластмасс, но недостаток известного решения заключается в необходимости приготовления спекающей добавки в течение определенного времени, данный фактор усложняет технологию приготовления смеси.

Кроме того, состав шихты является традиционным по предлагаемому составу, иными словами, свойства данной шихты существенно зависят от соотношения ингредиентов.

В качестве прототипа выбран патент RU 2305122, в соответствии с которым для получения высококачественного металлургического кокса используют шихту по одному из пяти вариантов (примеры приведены без численных значений ингредиентов).

1. Жирные или газово-жирные угли, коксовые слабоспекающиеся угли.

2. Жирные или газово-жирные угли, коксовые отощенные угли.

3. Жирные угли, коксовые слабоспекающиеся угли, коксовые отощенные угли.

4. Газово-жирные угли, коксовые слабоспекающиеся угли, косовые отощенные угли.

5. Жирные угли, газово-жирные угли, коксовые слабоспекающиеся угли.

6. Жирные угли, газово-жирные угли, коксовые слабоспекающиеся угли, коксовые отощенные угли.

Все примеры состава шихты, также как и в упомянутом выше патенте, относятся к подбору традиционных компонентов с тем или иным количественным составом.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении арсенала средств для получения металлургического кокса за счет снижения затрат на производство кокса при использовании недефицитного доступного продукта (без снижения качества получаемого кокса).

Поставленная задача решается тем, что в качестве коксующей добавки к угольным шихтам для производства металлургического кокса применяют нефтяной кокс с выходом летучих веществ в интервале 12-30%.

Нефтяной кокс - это продукт, получаемый при коксовании остаточных прямогонных, крекинговых, пиролизных продуктов переработки нефти и экстрактов масляного производства и предназначенный для применения в различных отраслях промышленности.

Использование нефтяного кокса в качестве коксующего компонента шихты не известно из выявленных технических решений.

Способность продукта к коксованию традиционно определяется по показателю спекаемости - по «индексу Рога». Этот показатель характеризует коксующую способность угля и определяется по прочности нелетучего остатка, полученного при быстром нагревании смеси угля с инертным материалом в установленных стандартом условиях (стандарт ISO 15-585). Иными словами, индекс Рога характеризует формирование структуры металлургического кокса и его механическую прочность.

В опытах по исследованию способности к коксованию нефтяного кокса также проводилось определение индекса Рога, причем для подтверждения результатов опытов проводилось определение дополнительного показателя. В качестве контролирующего показателя был выбран показатель «вспучивание по методу ИГИ-ВУХИН».

Вспучивание по методу ИГИ-ВУХИН характеризует спекаемость по числу вспучивания угля (ГОСТ 52-609 Угли каменные. Метод определения числа вспучивания по ИГИ -ВУХИН).

Для проведения опытов были отобраны пробы нефтяного кокса с различным значением величины выхода летучих веществ (в %).

Определение показателей «индекса Рога» и «вспучивания» проводилось на соответствующих аппаратах. Результаты эксперимента представлены в таблице.

Таблица
Номер пробы	Выход летучих веществ	Индекс Рога IR (единицы)	Вспучивание по методу ИГИ-ВУХИН (мм)
1	9,1	1	1
2	11,0	1	1
3	11,4	1	1
4	11,8	1	1
5	12,1	5	1
6	12,8	3	1
7	13,8	17	4
8	17,1	47	7
9	19,7	62	31
10	16,3	49	20
11	19,4	74	34
12	20,8	74	40
13	25,0	85	55
14	30,0	80	30

Для анализа были отобраны пробы нефтяного кокса с различным значением показателя выхода летучих веществ в пределах 9,1-30%.

При исследовании обнаружена следующая закономерность: с увеличением значения выхода летучих веществ значения показателей «индекс Рога» и «вспучивание» также увеличиваются.

Увеличение значения индекса Рога происходит резко, начиная с величины показателя «выхода летучих веществ», равной 13,8-17,1%. Увеличение значения показателя «вспучивание» также соответствует указанному пределу.

Значению выхода летучих веществ 30% соответствует уменьшение двух анализируемых показателей.

Синхронность эффекта роста показателей индекса Рога и вспучивания при увеличении показателя выхода летучих веществ нефтяного кокса свидетельствует о возможности использования исследуемого продукта в качестве коксующего компонента шихты для получения металлургического кокса. Принимая во внимание то обстоятельство, что не существует общей закономерности повышения спекаемости при высоком значении выхода летучих веществ, можно утверждать, что полученный эффект носит неожиданный и устойчивый характер, свидетельствующий о целесообразности использования нефтяного кокса в качестве коксующей добавки. Второй показатель - "вспучивание" является контрольным, подтверждающим вывод о способности к коксованию нефтяного кокса.

Что касается оптимального интервала значений выхода летучих веществ, то, учитывая существующие ограничения по этому показателю, целесообразно использовать нефтяной кокс в интервале значений выхода летучих веществ 12-30%.

Заявителем было установлено, что нефтяной кокс с выходом летучих веществ более 14% и менее 25% возможно применять в качестве коксующей добавки, при этом будут соблюдаться требования (например, индекс Рога), предъявляемые к коксующим добавкам. При этом нефтяной кокс с выходом летучих веществ более 14% и менее 25% будет одновременно проявлять свойства коксующей и отощающей добавки.

Добавляя в необходимых количествах нефтяной кокс с выходом летучих веществ более 14% и менее 25% можно одновременно использовать нефтяной кокс как собственно коксующую добавку, а также можно одновременно корректировать свойства шихты, поскольку нефтяной кокс с таким выходом летучих веществ обладает также свойствами отощающей добавки. При этом получаемый кокс имеет удовлетворительные показатели коксуемости (индекс Рога) и удовлетворительные показатели пористости и трещиноватости кусков кокса.

Применение нефтяного кокса с выходом летучих веществ в диапазоне более 14% и менее 25% позволило заменить остродефицитный уголь марки К на дешевый попутный продукт; позволило решить задачу утилизации нефтяного кокса - как попутного продукта производства коксования нефтепродуктов, а также позволило снизить себестоимость процесса коксования.

Кроме того, применение нефтяного кокса с выходом летучих веществ в диапазоне более 14% и менее 25% в качестве коксующей добавки к угольным шихтам, используемым для производства металлургического кокса, позволило при сохранении коксующих и спекающих свойств добавки на необходимом уровне обеспечить снижение содержания летучих веществ в шихте по сравнению с коксующими добавками с содержанием летучих веществ в диапазоне от 25 до 35%, улучшив соответственно качество шихты.