×
16.06.2023
223.018.7be2

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА ДЛЯ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: 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 конструкции коксовой батареи при температуре в контрольных вертикалах 1200-1400°С, при этом получаемый продукт коксования имеет характеристику по показателю прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 48,0%. Технический результат - получение кокса высокого качества. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива, может быть использовано в коксохимическом производстве, в частности касается способа формирования шихты для получения кокса для доменного производства.

Конкуренция на рынке металла определяет необходимость оптимизации затрат на производство. Фактором, понижающим себестоимость кокса и повышающим его технологическую ценность, является подбор углей для создания шихты, сочетающих оптимальные экономические и технологические показатели. Как правило считается, что для получения качественного доменного кокса угольная шихта должна включать группы «жирных» «коксообразующих» и «отощающих» углей. Угольные рынки отличаются нестабильностью и дефицитом наиболее ценных марок угольных концентратов, таких как К, КЖ ОС. В данных условиях особую актуальность имеют технологические решения, позволяющие производить качественный кокс для доменного производства из минимально возможного набора угольного сырья.

Известны способы формирование шихты для получения кокса содержащей жирные, отощенно-спекающиеся, газово-жирные коксовые спекающиеся угли и различные добавки в определенных соотношениях (патент РФ №2333236, кл. С10В 57/04, опубл. 10.09.2008, патент РФ №2135543, С10В 53/08, С10В 57/08, опубл. 27.08.1999). Рассматриваемые технологии формирования шихты подразумевают не только дополнительное введение в шихту добавок, но и использовании не менее двух-трех марок угольных концентратов.

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

В качестве прототипа выбран патент РФ №2305122, (кл. С10В опубл. 27.08.2007) «Шихта для получения металлургического кокса (варианты)». В соответствии с данным патентом представлены варианты шихт. Первый состав шихты содержит 25-65% жирных или газово-жирных углей и 35-75% коксовых слабоспекающихся углей. Второй состав шихты содержит 25-65% жирных или газово-жирных углей и 35-75% коксовых отощенных углей. Третий состав шихты содержит 25-40% жирных углей, 35-60% коксовых слабоспекающихся углей и 5-35% коксовых отощенных углей. Четвертый состав шихты содержит 30-55% газово-жирных углей, 30-60% коксовых слабоспекающихся углей и 5-20% коксовых отощенных углей. Пятый состав шихты содержит 35-40% жирных углей, 5-15% газово-жирных углей и 50-55% коксовых слабоспекающихся углей. Шестой состав шихты содержит 10-30% жирных углей, 20-30% газово-жирных углей, 20-60% коксовых слабоспекающихся углей и 5-25% коксовых отощенных углей.

Во всех заявленных вариантах в составах угольных шихт присутствуют как минимум две марки угольных концентратов, а понятие высококачественный металлургический кокс не имеет цифрового значения.

Поэтому существенным недостатком данных вариантов формирования шихт для получения металлургического кокса для доменного производства являются:

- необходимость наличия всех заявленных марок угольных концентратов, что не всегда возможно из-за специфики угольного рынка и экономической целесообразности;

- отсутствие цифрового диапазона изменения качественных характеристик кокса для доменного производства.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа, позволяющего получить кокс для доменного производства в условиях ограниченных возможностей по закупке широкого спектра угольных концентратов за счет снятия ограничений по обязательной их комбинации при формировании шихты для коксования.

Поставленная задача решается путем реализации способа получения кокса для доменного производства путем формирование угольной шихты для коксовых батарей из 100% угольных концентратов марки Ж, при этом процесс коксования осуществляется за 14-18 часов в зависимости от конструкции коксовой батареи при температуре в контрольных вертикалах 1200-1400°С, при этом получаемый продукт коксования имеет характеристику по показателю прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 48,0%. Угольный концентрат марки Ж характеризуется показателем отражения витринита в диапазоне с 0,80 до 1,19%, выходом летучих веществ от 28,0% и выше, толщиной пластического слоя не менее 14 мм.

Формирование шихты из угольных концентратов, относящихся к разным категориям, производится в соответствии с ГОСТ 25543-13 «Угли бурые, каменные и антрациты».

Основные предпосылки для суждения о коксуемости углей созданы Единой классификацией, так как при выделении в ней марок и групп исходили из общей оценки поведения углей в технологическом процессе, и их роли в формировании физико-механических свойств кокса.

Считается, что газовые угли (Г, ГЖО) снижают давление распирания и обеспечивают легкую выдачу коксового пирога из камер, обладают высоким химическим потенциалом. Жирные угли (Ж, ГЖ) являются основным спекающим компонентом современных шихт и в смеси с коксовыми углями (К, КО, КС) обеспечивают получение хорошо спекшегося и проплавленного кокса с высокой механической прочностью. Жирные угли обладают высокой спекаемостью и способны принимать значительное количество отощающих добавок.

Коксовые угли в шихте обеспечивают нормальную структуру, высокую прочность и однородную кусковатость кокса, но при этом обладают повышенным давлением распирания.

Отощенные спекающиеся угли (ОС) являются отощающим компонентом шихты, снижающим трещиноватость кокса, которая развивается жирными углями, поэтому тощие угли способствуют повышению крупности кокса.

Подбор углей для оптимального состава шихты сложный процесс основанный на знании сырьевой базы, опыте использования углей, учета особенностей поведения отдельных угольных концентратов, и строя шихты в целом. При составлении шихты предусматривают получение кокса, имеющего определенные физико-химические свойства и технический состав (содержание минеральных веществ, серы и т.д.), следят за тем, чтобы угольная смесь обеспечивала необходимую полноту спекания, а в период перехода в пластическое состояние - достаточное, но не опасное для кладки коксовых печей давление распирания, способствующее образованию хорошей структуры и кусковатости кокса. Наряду с этим стремятся обеспечить надлежащий выход газа и химических продуктов коксования. Соотношение в шихте углей отдельных технологических групп определяется как ресурсами, так и свойствами. Таким образом, в классическом процессе состав угольных шихт подбирают на основании спекаемости и коксуемости отдельных компонентов, их взаимовлияния при коксовании в смесях, технического анализа, а также с учетом особенностей технологических свойств угольных смесей, например, давления распирания, конечной усадки и т.п.

При отсутствии экономической целесообразности, в целом для процесса производства чугуна, закупки угольных концентратов относящихся к «коксообразующей» и «отощающей» составляющей шихты для коксования рассмотрен вариант применения не смеси углей различных марок, а мономарки углей Ж. Основными характеристиками таких углей являются показатель отражения витринита в диапазоне с 0,80 до 1,19%, выход летучих веществ от 28,0% и выше, толщина пластического слоя не менее 14 мм. При этом за счет подбора технологических параметров коксования отсутствие других марок углей компенсируется и не влияет на качество получаемого кокса. Представленные характеристики углей марки Ж являются обобщенным значением показателей и регламентируются ГОСТ 25543 «Классификация по генетическим и технологическим параметрам».

Специальными режимами коксования компенсируется отсутствие других элементов традиционной сборной шихты. Так коксование в течение 14-18 часов обеспечивает получение кокса с характеристиками на уровне качества, необходимого для последующего доменного процесса. Если процесс коксования занимает менее 14 часов, то процесс спекания углей не будет завершен. Если процесс вести более 18 часов, то произойдет ухудшение характеристик получаемого кокса.

Температура в контрольных вертикалах так же важна для получения качественного кокса. При 1200-1400°С обеспечивается получение качественного кокса с требуемыми для доменного производства характеристиками и зависит от параметров используемой коксовой батареи. При температуре менее 1200°С процесс коксования нельзя признать завершенным по причине неполного спекания всей угольной шихты. При температуре более 1400°С происходит удорожание себестоимости процесса при одновременном ухудшении качественных характеристик продукта.

Характеристика готового кокса - показатель прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 48,0% свидетельствует о том, что процесс коксования прошел в полном объеме и получен продукт, пригодный для его применения на последующем доменном переделе. Использование кокса с характеристикой менее 48% ухудшает технико-экономические показатели работы доменной печи.

Пример реализации

Промышленный эксперимент проведен в коксовом цехе №2 ПАО Северсталь. В соответствии с шихтовой картой №64 шихта для коксования состояла из 100% угольного концентрата марки Ж производства Воркутауголь. Данные по качеству угольной шихты в период проведения эксперимента приведены в таблице 1.

На время проведения эксперимента установлен помол угольной шихты 76±2%. Период коксования в среднем за время действия шихтовой карты составил 15,5 часов. Выдача кокса из коксовой печи организована в соответствии с цикличным графиком. Качественные характеристики полученного кокса приведены в таблице 2.

Следует отметить, что полученный в процессе эксперимента кокс, полностью соответствует требованиям, предъявляемым к нему последующим металлургическим переделом.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что расширяются возможности использования угольных концентратов, а полученный кокс имеет высокие качественные характеристики, что в свою очередь положительно сказывается на снижении себестоимости как чугуна, так и готового металлопроката, а производитель может эффективно управлять себестоимостью процесса производства, исходя из рыночной конъюнктуры.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 129 items.
10.03.2015
№216.013.2f9e

Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу получения стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает подачу в печь в качестве металлошихты металлолома и жидкого чугуна, расплавление металлолома, присадку шлакообразующих материалов, продувку кислородом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543658
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.03.2015
№216.013.3233

Способ производства толстых листов из низколегированной стали с повышенной коррозионной стойкостью

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к производству толстых листов из низколегированной стали. Для повышения коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах, а также сопротивляемости к хрупкому разрушению при температуре до -10°C непрерывнолитую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544326
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.39b6

Износостойкая сталь и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, применяемым для изготовления износостойких деталей. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, ванадий, кальций, алюминий, ниобий, титан, редкоземельные металлы (РЗМ), железо и неизбежные примеси при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546262
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3cef

Способ производства горячекатаного проката повышенной прочности

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей большегрузных автомобилей, подъемно-транспортных механизмов и сельскохозяйственных машин методом штамповки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547087
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e1d

Способ производства тонколистового горячекатаного проката

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве тонколистового горячекатаного проката для холодной штамповки. Способ включает горячую прокатку полос, их охлаждение до температуры смотки, смотку, травление и дрессировку. Получение горячекатаного проката со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547389
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e1e

Способ промывки доменной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу промывки доменной печи. Cпособ включает дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихты и выдачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547390
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.4068

Способ производства сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали для глубокой вытяжки и последующего однослойного эмалирования

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству cверхнизкоуглеродистых холоднокатаных сталей для глубокой вытяжки изделий и последующего однослойного эмалирования и может быть использовано при изготовлении деталей бытовой техники, посуды, санитарно-гигиенических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547976
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.04.2015
№216.013.477f

Способ производства рулонного проката из высокопрочной хладостойкой стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено для получения штрипсов с категорией прочности К60 (Х70), используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов. Для обеспечения хладостойкости проката при температурах до -20°C, улучшения свариваемости и получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549807
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.04.2015
№216.013.4780

Способ производства толстолистового проката из малоуглеродистой стали на реверсивном стане

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии листовой прокатки на реверсивном толстолистовом стане. Способ включает нагрев, черновую и чистовую прокатку с промежуточным охлаждением и завершающее ускоренное охлаждение. Снижение неравномерности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549808
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.4882

Способ восстановления чугунных прокатных валков (варианты)

Изобретение может быть использовано для восстановления чугунных рабочих валков с поврежденной в процессе эксплуатации рабочей поверхностью. После механического съема поврежденного слоя производят нагрев валка до температуры 150-270°C. Осуществляют электродуговую наплавку износостойкого покрытия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550069
Дата охранного документа: 10.05.2015
Showing 1-10 of 14 items.
10.06.2014
№216.012.cf75

Способ загрузки доменной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству. В предлагаемом способе, включающем предварительное грохочение материалов на грохотах с заданным размером решеток сит с выделением надрешетной и подрешетной фракций, устанавливают массу подрешетной фракции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518880
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.e0ee

Воздушная фурма доменной печи

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к воздушной фурме доменной печи. Воздушная фурма содержит полый водоохлаждаемый корпус и расположенные в верхней части внутреннего стакана выступающие в рабочий дутьевой канал сопла для подачи газообразного топлива. Сопла выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523368
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.04.2015
№216.013.3e1e

Способ промывки доменной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу промывки доменной печи. Cпособ включает дозирование, загрузку рабочих и промывочных порций шихтовых материалов, распределение их на колошнике при помощи бесконусного загрузочного устройства, проплавку шихты и выдачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547390
Дата охранного документа: 10.04.2015
24.08.2017
№217.015.94fd

Способ формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности csr

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»...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608524
Дата охранного документа: 19.01.2017
25.08.2017
№217.015.a6e2

Способ ведения доменной плавки

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу доменной плавки. Способ включает загрузку шихты из железорудных материалов и кокса подачами, заданное их размещение на колошнике доменной печи, нагрев, восстановление, плавление, выпуск продуктов плавки. При использовании двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608004
Дата охранного документа: 11.01.2017
25.08.2017
№217.015.d035

Способ малошлаковой доменной плавки на магнезиальных шлаках

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при производстве чугуна с ограниченным содержанием серы и кремния. Способ малошлаковой доменной плавки на магнезиальных шлаках чугуна с ограниченным содержанием серы и кремния...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621206
Дата охранного документа: 01.06.2017
20.01.2018
№218.016.0ff7

Воздушная фурма доменной печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе воздушных фурм доменных печей. Воздушная фурма доменной печи содержит теплоизолирующую вставку в дутьевом канале, установленную с воздушным зазором по отношению к внутреннему стакану, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633685
Дата охранного документа: 16.10.2017
04.04.2018
№218.016.3540

Способ очистки коксового газа от аммиака круговым фосфатным способом

Изобретение относится к области химической технологии переработки твердого топлива и может быть использовано в коксохимической промышленности для очистки коксового газа от аммиака (NH). Задачей изобретения является разработка способа очистки коксового газа от аммиака, позволяющего увеличить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645999
Дата охранного документа: 28.02.2018
02.12.2018
№218.016.a26f

Способ переработки огненно-жидкого доменного шлака

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при переработке огненно-жидких доменных шлаков. Огненно-жидкий доменный шлак послойно сливают в траншею, осуществляют охлаждение массива шлака, выемку шлакового массива, укладку в штабель и перелопачивание. При этом слив шлака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673688
Дата охранного документа: 29.11.2018
05.12.2018
№218.016.a37a

Способ загрузки доменной печи

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. Способ загрузки доменной печи, оснащенной лотковым бесконусным загрузочным устройством, включает грохочение шихтовых материалов, их дозирование, формирование железорудных и коксовых порций, в головную часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673898
Дата охранного документа: 03.12.2018
+ добавить свой РИД