×
24.08.2017
217.015.94fd

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА С ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ГОРЯЧЕЙ ПРОЧНОСТИ CSR

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для подбора угольных шихт для коксования. Для угольных концентратов проводят индивидуальные коксования в лабораторных условиях. Основным показателем, определяемым в полученных пробах кокса, является «горячая» прочность CSR. Формирование шихты происходит на основе полученных данных о «горячей» прочности кокса, полученного из отдельных угольных концентратов. При формировании шихты учитывается потребность доменного передела в заданном диапазоне прочностных характеристик металлургического кокса. Значения теоретических и производственных показателей рассчитывают через коэффициенты приведения по линейным зависимостям. Соотношение компонентов шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR. Изобретение позволяет подобрать лучшее соотношение поступающих на коксование углей и оптимизировать шихту с получением заданного показателя горячей прочности CSR кокса для доменного производства. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива и может быть использовано в коксохимическом производстве для подбора угольных шихт для коксования при получении металлургического кокса.

Кокс в доменной печи выполняет несколько функций. Тепловая и химическая функции кокса частично могут быть реализованы за счет различных технологических решений, например за счет вдувания пылеугольного топлива. Функция создания газопроницаемого каркаса выполняется исключительно коксом и зависит от его прочностных характеристик. Принимались различные попытки формирования шихты для получения кокса с заданными прочностными характеристиками.

Известен способ формирования шихты для производства металлургического кокса с заданным уровнем характеристик горячей и холодной прочности кокса путем введения нефтяного кокса (патент РФ №2540554, МПК С10В 57/04, опубл. 10.02.2015 г.) или каменноугольной смолы (патент РФ №24598564, МПК С10В 57/04, опубл. 27.08.2012 г.) в смесь углей разного петрографического состава.

Известен также способ подготовки угольной шихты для получения металлургического кокса, включающий отсев и брикетирование пылевидного класса меньше или равного 0,5 мм. Данный способ позволяет повысить плотность угольной загрузки в коксовые печи, получить кокс с улучшенными показателями горячей прочности CSR (патент РФ №2550874, МПК С10В 57/08, опубл. 20.05.2015 г.).

Существенным недостатком данных способов является увеличение себестоимости кокса и необходимость специальных технологических мероприятий в процессе подготовки шихты к коксованию.

Наиболее близкий к предложенному является способ формирования шихты для получения металлургического кокса, основанный на объединении поступающих на предприятие угольных концентратов в шахто-группы в зависимости от показателя отражения витринита (Ro, %), выхода летучих веществ (Vdaf, %) и толщины пластического слоя (У, мм). В способе определяют оптимальный состав шихты из расчета ожидаемой холодной прочности кокса (патент РФ №2461602, МПК С10В 57/04, опубл. 20.09.2012 г.).

Мировая и отечественная практика показывают, что холодная прочность кокса М40 (М25) и истираемость М10 не в полной мере отражают свойства кокса и его поведение в процессе доменной плавки. Эффективность кокса в доменном процессе в значительной степени зависит от его реакционной способности CRI (coke reactivity index) и горячей прочности CSR (соке strength after reaction). Эти показатели влияют на ход доменной плавки, распределение температур и газовых потоков в печи, а как следствие, на степень использования газа и удельный расход восстановителя, кроме того, характеризуют прочность коксовой насадки в нижней части печи. Существенными недостатками данного способа формирования шихты для получения металлургического кокса являются: отсутствие возможности оценивать поступающие концентраты с точки зрения их влияния на горячую прочность кокса и отсутствие сформулированного критерия для сравнения и выбора оптимальной шихты с точки зрения получения заданных параметров по горячей прочности.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего подобрать оптимальное соотношение поступающих угольных концентратов (использовать любой набор) с получением заданного показателя горячей прочности CSR кокса для доменного производства. При этом минимизировать затраты на проведение дорогостоящих полупромышленных и промышленных экспериментальных коксований.

Поставленная задача решается тем, что в способе формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности CSR, включающем использование компонентов шихты из различных типов углей, составляющих шахто-группы и условно пригодное сырье, при формировании шихты используют заданные показатели горячей прочности CSR металлургического кокса и показатели горячей прочности CSR каждого из компонентов шихты, полученные после индивидуального коксования каждого компонента, при этом долю компонентов в шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, определяемого по формуле:

, где

η - разность между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, %;

CSRз - заданный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

k1=-0,02÷0,02 - эмпирический коэффициент;

k2=0,9÷1,2 - коэффициент пропорциональности;

CSRi - горячая прочность кокса, полученного для i-го компонента шихты, %;

ci - доля i-го компонента в шихте для получения металлургического кокса;

n - количество компонентов шихты,

корректировку соотношения компонентов шихты осуществляют при величине разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR более 2,0%.

Сущность заявленного технического решения.

Для угольных концентратов, составляющих сырьевую базу, проводят индивидуальные коксования на установке для лабораторного коксования и на основании полученных данных подбирают их долю в шихте для получения заданной характеристики горячей прочности кокса CSR.

Установка для лабораторного коксования предназначена для изготовления проб кокса как из угольных концентратов, так из угольных смесей. Параметры пробы кокса, полученной на лабораторной установке, соответствуют параметрам кокса, выходящего из коксовой батареи. Изготовленного таким способом кокса достаточно для полного комплекса исследований, применяемых для оценки качества кокса, полученного из потока. Основным показателем, определяемым в полученных пробах кокса, является горячая прочность CSR.

Формирование шихты производят на основе полученных данных о горячей прочности кокса, полученного из отдельных угольных концентратов, и на основании аддитивности данных показателей. При формировании шихты учитывают потребность доменного передела в заданном диапазоне прочностных характеристик металлургического кокса. Значения расчетных показателей горячей прочности рассчитывают через коэффициенты приведения по линейным зависимостям:

, где

CSRp - расчетный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

k1=-0,02÷0,02 - эмпирический коэффициент;

k2=0,9÷1,2 - коэффициент пропорциональности;

CSRi - горячая прочность кокса, полученного для i-го компонента шихты, %;

ci - доля i-го компонента в шихте для получения металлургического кокса;

n - количество компонентов шихты.

Долю компонентов в шихте корректируют в зависимости от значения разности между заданным (CSRз) и расчетным показателями горячей прочности (CSRp), определяемого по формуле:

η=СSRз-CSRp, где

η - разность между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR, %;

CSRз - заданный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

CSRp - расчетный показатель горячей прочности металлургического кокса, %;

В итоге окончательная формула расчета принимает следующий вид:

Данные, полученные в лабораторных условиях, распространяют на фактическое производство через коэффициенты адаптации k1 и k2. Установленные эмпирическим путем линейные зависимости позволяют привести параметры пробы кокса, полученной на лабораторной установке, к параметрам кокса, выходящего из коксовой батареи.

На фиг. 1 приведена диаграмма зависимости частоты распределения в диапазоне отклонений заданных показателей горячей прочности кокса от разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности. На фиг. 2 приведена зависимость между расчетными и заданными показателями горячей прочности CSR.

Для реализации предложенного способа формирования шихты в производственном процессе оценили отклонения ежесменных заданных показателей горячей прочности кокса от расчетных показателей по шихтовой карте (фиг. 1). Практическим путем установлено, что порядка 77% всех полученных данных находятся в диапазоне ±2%.

В соответствии с фиг. 2 установлена тесная корреляционная связь между заданными и расчетными показателями горячей прочности кокса.

Пример реализации способа.

В таблице 1 приведены данные по величине горячей прочности CSR, определенной для проб кокса, полученных в результате индивидуального лабораторного коксования проб угольных концентратов различных поставщиков, составляющих сырьевую базу, долю участия данных поставщиков в производственной шихте для коксования, расчетное и заданное значения показателя горячей прочности CSR для кокса, полученного промышленным способом из шихты, с долевым участием поставщиков в соответствии с шихтовыми картами №№1, 2.

Как видно из таблицы 1, расчетный показатель горячей прочности CSRp и заданный показатель горячей прочности CSRз для условий производства отличаются не более чем на 2%.

Например, требуется из имеющейся сырьевой базы подобрать варианты шихтовых карт получения кокса с заданным показателем горячей прочности CSRз>56,5%.

В таблице 2 приведены варианты шихтовых карт с данными по долевому участию поставщиков.

Пример расчета для варианта шихтовой карты №1 согласно математической формуле, приведенной в формуле изобретения:

η=56,5-[-0,01+1,2*(28,3*0,05+45,4*0,65+62,3*0,05+50,8*0+40,2*0,2+60,4*0,05)/100%]*100=56,5-53,12=3,38%, где

CSRз=56,5%,

k1=-0,01,

k2=1,2,

CSRi - горячие прочности проб кокса, полученных соответственно от поставщиков №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2),

ci - доля компонентов в шихте, полученных от поставщиков №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2),

n - количество компонентов шихты - №1, 2, 3, 7, 9 (таблица 2).

Как видно из таблицы 2 и из примера, η=3,38% >2%, это значит, что вариант шихтовой карты №1 не подходит заданному показателю, поэтому меняли долю участия концентратов. Концентрат поставщика №7 имеет низкую горячую прочность, и его выводили из шихты, при этом увеличивали долю концентрата от поставщика №9 и дополнительно вводили концентрат от поставщика №6, увеличивая при этом долю концентрата от поставщика №3, уменьшив долю концентрата от поставщика №2. Таким образом, для достижения заданного показателя горячей прочности производят корректировку соотношения компонентов шихты при величине разности между заданным и расчетным показателями горячей прочности CSR более 2,0% путем снижения доли участия углей с низкими показателями горячей прочности CSRi, полученными в результате индивидуального лабораторного коксования угольного концентрата, и повышения доли участия углей с высокими показателями горячей прочности CSRi, полученными в результате индивидуального лабораторного коксования угольного концентрата.

Для вариантов №2 и №3 повторяли расчет η аналогично приведенному выше до достижения условия, когда оба варианта соответствуют заданному показателю горячей прочности CSRз>56,5% и η<2%.

Для выбора одного из вариантов (2 или 3) производили экономическую оценку вариантов шихтовых карт и выбирали наиболее приемлемый с точки зрения закупочной стоимости шихты.

Заявленный способ составления шихты позволяет подобрать лучшее соотношение поступающих на коксование углей и оптимизировать шихту с получением заданного показателя горячей прочности CSRз металлургического кокса для доменного производства. Реализация данного способа позволила получать кокс с показателем горячей прочности CSR 48-60%, что близко к оптимальным значениям и в среднем соответствует требованиям к характеристикам кокса на заводах России.


СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА С ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ГОРЯЧЕЙ ПРОЧНОСТИ CSR
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА С ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ГОРЯЧЕЙ ПРОЧНОСТИ CSR
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА С ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ГОРЯЧЕЙ ПРОЧНОСТИ CSR
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 42 items.
05.02.2019
№219.016.b723

Способ производства проката из низколегированной стали для изготовления износостойких деталей

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству листового проката из углеродистых сталей, предназначенных для изготовления износостойких деталей в машиностроении, вагоностроении. Способ производства проката из низколегированной стали для изготовления износостойких деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678854
Дата охранного документа: 04.02.2019
14.02.2019
№219.016.b9f0

Способ производства конструкционного проката из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии. Для получения проката с прочностными характеристиками: σт≥490 МПа, σв≥570 МПа, ударной вязкостью KCU-40 не менее 40 Дж/см, и исключения образования торцевых трещин при изготовлении деталей операцией вырубки способ производства коррозионно-стойкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679675
Дата охранного документа: 12.02.2019
01.06.2019
№219.017.722a

Способ получения порошковой смеси, готовой для прессования металлургических деталей

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошковой смеси на основе железа, предназначенной для прессования металлургических деталей. Предварительно смешивают углеродсодержащую добавку и смазку на основе стератов меди, никеля, железа или марганца в соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690127
Дата охранного документа: 30.05.2019
01.06.2019
№219.017.725d

Листовой прокат и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционной низколегированной стали, используемой для производства листового проката для сварных конструкций, в частности листового проката толщиной до 40 мм для магистральных газопроводных труб с высокой деформационной способностью, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690076
Дата охранного документа: 30.05.2019
20.06.2019
№219.017.8d37

Способ получения комплексно-легированной порошковой смеси, готовой для формования

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к комплексно-легированной порошковой смеси, готовой для формования изделий. Распыленный порошок железа в течение 20-40 мин предварительно смешивают с распыленным порошком бронзы с размером частиц 30-100 мкм в количестве 0,1-2 мас.%. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692002
Дата охранного документа: 19.06.2019
26.06.2019
№219.017.925f

Способ получения каната для обслуживания скважин

Изобретение относится к производству канатов, обладающих оптимальными эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими повышенные сроки службы канатов, применяемых для обслуживания скважин буровых установок в нефтяной и газовой промышленности, а также в грузонесущих и тяговых механизмах и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692267
Дата охранного документа: 24.06.2019
26.06.2019
№219.017.92d5

Шпунтовая свая

Изобретение относится к гидротехническому и общегражданскому строительству и может быть использовано в морском и речном строительстве портовых сооружений, строительстве набережных и причалов, подпорных стенок при берегоукрепительных работах, а также при дорожном строительстве, сооружении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692385
Дата охранного документа: 24.06.2019
02.10.2019
№219.017.cb26

Шпунтовая стенка

Изобретение относится к гидротехническому и общегражданскому строительству и может быть использовано в морском и речном строительстве портовых сооружений, строительстве набережных и причалов, подпорных стенок при берегоукрепительных работах, а также при дорожном строительстве, сооружении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701265
Дата охранного документа: 25.09.2019
02.10.2019
№219.017.cc39

Способ получения легированной порошковой смеси для изготовления порошковых конструкционных деталей ответственного назначения

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковой смеси на основе диффузионно-легированного порошка и ферросплавов. Может использоваться для изготовления порошковых конструкционных деталей ответственного назначения. Порошки ферросплавов измельчают до размера частиц не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701232
Дата охранного документа: 25.09.2019
17.10.2019
№219.017.d6c8

Шпунтовая свая

Изобретение относится к гидротехническому и общегражданскому строительству и может быть использовано в морском и речном строительстве портовых сооружений, строительстве набережных и причалов, подпорных стенок при берегоукрепительных работах, а также при дорожном строительстве, сооружении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702959
Дата охранного документа: 15.10.2019
Showing 31-36 of 36 items.
10.07.2019
№219.017.ad5f

Способ производства агломерата для доменной плавки

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно - к окускованию доменного сырья методом агломерации с вовлечением в передел материалов, содержащих вредные примеси. Осуществляют подготовку шихты, состоящей из железорудных концентратов, флюса, топлива и отходов металлургического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002353674
Дата охранного документа: 27.04.2009
10.07.2019
№219.017.aef7

Способ производства агломерата для доменной плавки

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к агломерации шихт, содержащих вторичное сырье, с получением железорудного офлюсованного агломерата для выплавки чугуна. Способ производства агломерата, спекаемого из шихты, состоящей из железосодержащих компонентов, флюса и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002418079
Дата охранного документа: 10.05.2011
19.12.2019
№219.017.ef19

Способ ведения доменной плавки

Изобретение относится к ведению доменной плавки. Осуществляют периодическую загрузку в доменную печь рудных материалов и кокса, контроль состава и количества рудных материалов и кокса, расходов дополнительного топлива, вдуваемого через фурмы в горн печи, дутья, химического состава колошникового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709318
Дата охранного документа: 17.12.2019
20.12.2019
№219.017.ef5e

Способ подготовки к работе воздушной фурмы доменной печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе воздушной фурмы доменной печи. Компенсационный теплоизоляционный материал наносят на сварные швы внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и на наружную поверхность теплоизолирующей вставки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709178
Дата охранного документа: 16.12.2019
20.12.2019
№219.017.efb4

Способ доменной плавки цинкосодержащей шихты

Заявлен способ доменной плавки цинксодержащей шихты. Осуществляют загрузку шихты, ее проплавку в доменной печи и выдачу продуктов плавки, контроль содержания оксидов цинка в шихтовых материалах, колошниковом газе и продуктах плавки. При загрузке и проплавке шихты с содержанием оксида цинка в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709179
Дата охранного документа: 16.12.2019
16.06.2023
№223.018.7be2

Способ получения кокса для доменного производства

Изобретение относится к способам получения кокса. Описан способ получения кокса для доменного производства, в котором формирование угольной шихты для коксовых батарей производится из 100% угольных концентратов марки Ж, при этом процесс коксования осуществляется за 14-18 часов в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002745787
Дата охранного документа: 31.03.2021
+ добавить свой РИД