11 Дәріс. Антрацит негізіндегі шихта термототықты кокстенуі мен түйірленуі

Антрациттің үлесінің көп мөлшерінде шихталарды кокстеуде байланыстырушы кокс пен антрацит түйірлері өзара көлемдік ұлғаю коеффициенттерінің айырмашылықтарымен шартталған біраз қиындықтар тудырады. Жартылай кокстен алынған шихталардың жоғары температуралы кокске біріккіш компоненттеріне өтудің температуралық шекарасында болатын құбылыс шөгіндінің біркелкілігінің бұзылуына және соңында механикалық беріктігі төмен кокс алуға алып келеді. Кокс түзілу және бірігу процестеріндегі шихта жүйесінің механикалық кернеуін жиірек төмендету үшін бірнеше бағыттарды қолдануға болады. Мысалы, алдын-ала антрацитті термиялық өңдеу біріккіш көмір мен термоантрациттің түйірлері шөгінділерінің түрлену дәрежесінің төмендеуіне апарып соғады. Антрациттің шөгінді қасиеттерінің өзгерісін сипаттайтын критикалық температуралары 0—120°С және 400—800°С шектерінде болады.

Антрацит пен біріккіш көмір түйірлерінің беткі қабатындағы байланыстардың жақсаруы антрациттің біріккіш көмірлердің пластикалық массаларымен сулануына алып келеді. Оның үстіне бұл байланыс шихта компонентерімен олардың термиялық ыдырауының өнімдерінің беткі қабаттарының ұқсастығының жақындығына қарағанда әрекеттірек болады. Сондықтан көптеген зерттеушілердің жұмыстары мен зерттеулері майлы көмір мен пек қоспасының байланыстырушы материалын қолданумен антрациттен брикеттер алуға бағытталған.

Қыздыру жылдамдығының өзгерісіне термототықтырғышпен кокстеудегі түйіршіктер немесе брикеттерін қолдану арқылы қол жеткізуге болады. Сұрақтың тәжірибе жүзінде шешілуі қозғалмалы отты торы бар қазанды қондырғыларда процесті үздіксіз енгізумен және оның ауа шығыны коэффициентінің өзгерісін, материалдың қабатының газ өткізгіштігі өлшемі мен отты тордың қозғалу жылдамдығын реттеумен байланысты.

Кокстеу алдында антрацит негізінде шихталарың тығыздалуы жүргізіледі, осы кезде сулаушы сұйық ретінде су қолданылады. Зерттеулер үшін диа­метрі 600 мм. болатын зертханалық гранулятор қолданылады. Түйіршіктеу үшін келесі көрсеткіштер анықталған: горизонтқа қарай гранулятор чашасының иілу бұрышы 40—43°, айналу жылдамдығы 42 об/мин. Өнім ретінде шыққан көмірлердің және олардың електі құрамы 26 және 27 кестеде берілген.

Түйіршіктеу процесі және түзілетін түйіршіктердің беріктігі белгілі бір дәрежеде сулаушы сұйықтық судың шығынымен белгіленген. Құрамы 60% антрацит және 40% майлы көмірден тұратын шихтадан ірілігі 6 мм болатын түйіршіктер шығымы шихтаның ылғалдылығы 20% болғанда төмен, ал ылғалдылығы 29% болса жоғары болады.

26 кесте – Зерттелген көмірлердің сипаттамасы

Техническалық құрам, %			Элементарлы құрам, %				Пластометрикалық көрсеткіштер, мм
Wа	Ас	Vг	Сг	Нг	Nг	Sгобщ	у	х
Антрацит
1,36	8,23	6,40	91,52	3,73	1,54	1,79	-	-
Майлы көмір
1,17	6,47	31,91	-	-	-	-	20	28

Ылғалдылықтың ары қарай жоғарылауы кезінде шығым бірден төмендейді, осы кезде өте ірі, пішінсіз, беріктігі төмен комья түзіледі. Ылғалдылыққа тәуелді түйіршіктердің тығыздығы түйіршіктердің шығымы сияқты дәл осындай заңдылықпен өзгереді. Тәрелкелерде 12 минутқа дейін түйіршіктердің болу уақытының жоғарылауы тығыздығының өсуіне әсер етеді. Ары қарай араластыру шихталардың тығыздалуына алып келмейді(28 кесте).

27 кесте –Көмірлердің електі құрамы, %

Кластардың өлшемі кезіндегі құрамы, мм
>10	7-10	5-7	3-5	2-3	1-2	0,5-1	0,25-0,5	< 0,25
Антрацит
5,2	13,3	4,1	22,3	10,9	11,0	12,3	8,6	12,3
Майлы көмір
1,1	9,8	5,3	22,4	10,6	13,3	15,2	10,1	12,2

Түйірлердегі ылғал мөлшері грануляция уақытының жоғарылауы мен шихталардың тығыздалуы кезінде төмендейді. Горизонтқа қарай гранулятор чашасының иілу бұрышы түйіршіктердің өлшемін анықтайды. Олардың орташа диаметрі иілу бұрышының өсуімен төмендейді. Бір мезгілде түйірлердің беріктігі де өзгереді. Соңғысын түйірлерді табиғи кептіргеннен кейін болат тақтаға тұрақты массаға дейін 0,8 м биіктіктен бес рет лақтырумен анықтайды. Беріктігін сынау үшін түйіршіктердің >30, 25-30, 20-25, 15-20 және 10-15 мм аралығында кластарын таңдап алады. Лақтыру нәтижелерін + 10мм болатын кластың қалдығының мөлшерімен бағалайды. Беріктігі (85%) ең жоғары шихтада антрацит мөлшері 60% және майлы көмір 40% болғанда түйірлердің өлшемі шамамен 25 мм болды.

Түйіршіктердің мөлшері тек түйіршіктеу көрсеткіштеріне тәуелді емес, сонымен қатар шихтадағы оның компоненттерінің арақатынасына да тәуелді (29 кесте).

28 кесте – Ылғалдылықтың өзгеруі мен түйіршіктеу уақытынан орташа диаметрлі және жалған тығыздықтың тәуелдігі

Көрсеткіштер	уақыт, мин
	4	6	8	10	12	14	16
Ылғалдылық, % Орташа диаметр, мм Тығыздық, г/см3	18,40 11 0,780	17,60 14 0,840	16,80 17 0,991	16,60 18 1,017	16,30 23 1,072	16,10 25 1,087	15,80 24 1,091

29 кесте – Түйіршіктер өлшеміне шихта құрамының әсері

Түйіршіктер класы, мм	Түйіршіктер класының мөлшері, %, майлы көмірдің құрамы әр түрлі кезінде,%
	30	40	50	60	70
20-30 15-20 10-15 5-10	15,2 16,5 64,4 3,9	16,5 20,3 58,6 4,6	16,8 13,4 65,3 4,5	17,8 12,3 59,4 10,5	20,6 22,5 40,4 16,5

29 кестеден көрініп тұрғандай шихтада түйіршіктеудегі сол көрсеткіштер кезіндегі майлы көмірдің үлесінің жоғарылауымен түйіршіктердің өсу жылдамдығы жоғарылайды, грануляция процесі интенсификацияланады. Сонымен бірге қандай да бір қоспаны түйіршіктеу кезінде шихталардың компоненттерге бөлінуі байқалмайды. Бұл туралы електі құрамы мен ұшқыш заттардың шығымы бойынша әртүрлі өлшемдегі түйіршіктер өзара өте жақын екендігін көрсететін 30 кестеде берілген мәндер бойынша қорытынды жасауға болады.

30 кесте – 60% антрацитті шихтадағы түйірлердің техникалық және електі құрамы

Түйірлер класы, мм	Техникалық құрам, %		Електі құрам, %
	Ас	Vг	0,25-1,00	0,125-0,250	0,017-0,125	0-0,017
>30 25-30 20-25 15-20	7,2 7,8 7,1 6,8	17,0 17,4 17,0 16,7	41,3 38,5 35,7 37,3	19,8 19,2 19,8 20,0	20,4 23,3 22,9 24,7	18,5 19,0 21,6 18,0

Түйіршіктеу алдындағы антрацит құрамды шихтаны басқа да шаң тәрізді материалдар сияқты алдын-ала ылғалдау ұрықшалардың тез түзілуіне және бөлшектердің сегрегациясын тәжірибе жүзінде ескермегендегі түйірлердің біркелкі өсуіне мүмкіндік туғызады.

Түйіршіктелген шихтаны пеште кокстеу сынағы түйіршікті шихтаның жақсы бірігетінін және 150 кГ/см² дейін және одан да жоғары қысымды ұстап тұратын коксті түйірлер түзетінін көрсетті (30 сурет).

30 сурет – Температураның беріктікке (1), масса шығынына (2) және түйірлердің шөгіндісіне (3) әсері

30 суреттен көрініп тұрғандай, 200-400°С аралығындағы температурада түйіршіктердің беріктігі бастапқы шикізат беріктігінен төмен және тек 400° С жоғары температура кезінде бастапқы өлшеміне жетеді. Түйірлердің 500° С жоғары температураларда беріктігі айтарлықтай жоғарылайды. Қыздыру процесі кезінде беріктіктің жоғарылауы сияқты терең құрылымды өзгерістерді көрсететін түйіршіктердің шөгуі орын алады. 30 суреттегі қисықтардан көрініп тұрғандай 300°С дейін қыздыру кезіндегі түйірлердің көлемі 21% өседі. Бұл бу-газды қоспаның жойылуына байланысты кейбір көмір бөлшектерін қопсытумен түсіндіріледі. Ары қарай түйіршіктер беткі қабатындағы температураның өсуі кезінде жартылай кокстің қабаты түзіледі. Мұндай қабықша газ өткізгіш және беріктік қасиетке ие; қабықша оларды кезекті кебуден қорғайды. 500°С жоғары температура кезінде түйірлердің көлемі кішірейе бастайды. 800° С жоғары температура кезінде аса жоғары шөгіндінің тұнуы байқалды. Шихтадағы антрацит үлесінің 70% дейін өсуі коксті кеуекті материалдың беріктігінің төмендеуіне әкеледі, соған сәйкес коксті түйіршіктерді тығыздаудағы кедергі де төмендейді (31 кесте).

31 кестеде көрініп тұрғандай майлы көмірлі (0—1 мм ұсақталған) қоспадағы антрациттің мөлшері 50—60% дейін болуы мүмкін. Коксті түйірлердің жоғары беріктігі антрацит бөлшектері мен түйіршіктеу кезіндегі көмірдің жақындасуы шартталған. Кокстеу процесінде сонымен қатар құрамындағы антрацит үлесінің өсуімен түйірлерді табиғи кептіру кезінде шихталар ылғалдылығын тезірек жоғалтады. Кокстеу процесіндегі ылғалдылықтың төмендеуі кезінде дәндердің ортасындағы байланыстардың әлсізденуіне бұзылудан қорғап тұрған коксті қабықша түйірлерінің айналасында түзілуіне дейін апарады. Артық мөлшерде ылғалдау булы-газды ағындарда қопсыту әрекеттерін жоғарылатады, одан басқа судың булануына кететін қосымша жылу шығындарымен байланысты (32 кесте).

32 кестенің берілгендері 0-1 мм-ге дейін ұнтақталған және құрамында 60% антрацит болатын шихта үшін жасалған. Тереңірек ұнтақтау шикі түйірлер тығыздығының өсуіне әкеледі. Алайда антрациттің ұнтақталу дәрежесі өскен сайын оның ылғалсыздану әрекеті өседі. Тәжірибелерде қолданылатын майлы көмір (оның сипаттамасы жоғарыда көрсетілген) үшін бөлшектердің ұнтақталуы 0-0,25 мм дейін түйірлер төзімділігінің төмендеуіне әкелген жоқ, керісінше антрацит түйірлерінің арасындағы бірыңғайлы орналасатыру нәтижесіндегі төзімділіктің жоғарылауына әкелді (33 кесте).

31 кесте – Шихта құрамының кокс түйірлерінің төзімділігіне әсері

Шихта құрамы, %		Кокс түйірлерінің сапасы
антрацит	майлы көмір	Wa, %	Ас, %	Vг, %	кеуекті материалдың төзімділігі, кГм/м3	Құрылым ды төзімділік, %	Түйірдің төзімділігі, кГ	Бөлшекте ге төзімділік, кГ/см2
30 40 50 60 70	70 60 50 40 30	0,86 0,65 0,81 0,79 0,70	9,45 9,85 9,15 9,25 8,39	1,93 1,68 1,56 1,53 1,44	67 65 56 50 39	80 78 71 67 43	200 130 123 102 70	230 198 172 130 87

32 кесте – Шихта ылғалдылығының кокс түйірлерінің сапасына әсері

Шихта ылғалдылығы, %	Бөлшектеуге төзімділік, кГ/см2	Құрылымды төзімділік, %
18,5 14,6 10,7 7,6 3,5	175 199 249 204 170	63 68 78 71 70

33 кесте – Майлы көмірдің ұнтақталу дәрежесінің кокс түйірлеріне әсері

Майлы көмірдің ұнтақталу дәрежесі, мм	Бөлшектеуге төзімділік, кГ/см2	Құрылымды төзімділік, %
0-0,25 0-0,50 0-1,00 0-2,00	228 216 211 128	84 80 79 72

33 кестедегі берілген антрациттің ұнтақталуының мәндері тұрақты болды (100% класты 0-1 мм). Сонымен шикі түйірлердің тығыздығы мен кокс түйірлерінің төзімділігі шихта компонеттерін ұнтақтау интервалының бүкілінде емес пропорционалды тәуелді.

Шихта тығыздығынан басқа екінші фактор ретінде оның біріккіштігінің өзгеруіне кокстеу кезіндегі қыздыру жылдамдығы әсер етеді. Қыздыру жылдамдығының 8-ден 25 град/мин-қа өзгеруі коксті түйірлердің құрылымдық беріктігінің 60% А және 40% Ж шихталар құрамы үшін 69-дан 83%-ға өсуіне, ал шихталар үшін, 50% А және 50% Ж, — 79-дан 88%-ге дейін (таблица 34).

Таблица 34 – Қызу жылдамдығының коксті түйіршіктердің сапасына әсері

Қызу жылдамдығы, град/мин	Шихта құрамы, %		Коксті түйіршіктердің сапасы
	А	Ж	Wa,%	Ас,%	Vг,%	Тығыздану беріктігі кГ/см2	Түйірдің беріктілігі , кГ	Құрылымдылық беріктігі, %
25 15 8 4	50	50	0,37 0,30 0,78 0,85	8,76 9,25 8,78 8,26	1,65 1,10 1,74 1,02	263 209 198 72	330 323 221 136	88 85 79 36
25 15 8 4	60	40	0,54 0,54 0,72 0,82	8,50 8,83 8,38 8,16	1,36 1,41 1,45 1,39	178 163 150 67	238 187 170 119	83 79 69 -

Қызу жылдамдығының өзгеруі костің құрылымынан байқалады, яғни сонымен бірге мұнда, көмірлі заттың деструкция механизімі және жартылай кокстан - кокстің түзілуі өзгереді.

Шихтаның әртүрлі түйір қызу жылдамдығында өзгеруін анықтау үшін, коксті түйіршік түрлері таңдалынып, 25, 15 және 8 град/мин аралығындағы кокстелу жылдамдылығында байқауға алынды.

Коксті түйірлердің аншлифтерін 210 рет үлкейту арқылы МИМ-8 микроскобында жарық әсерімен зерттеген. Бұл бақылаулар, жоғары қыздырылу жылдамдығында (25 град/мин) коксті түйірлердегі антрацит бетінде жекеленген ұсақ микротесіктердің (диаметрі 2 -ден 5 мкм-ге дейін) бар екенін анық көруге болатындығына мүмкіндік берді. Ал,төменгі қыздырылу жылдамдығында (8 град/мин),бірінші жағдайдаға қарағанда антрацит бетіндегі микротесіктердің көп мөлшерде және үлкен көлемде көруге болатындығы байқалды.

Төменгі қызу жылдамдығына қарағанда, жоғары қызу жылдамдығында антрацит пен майлы комір коксынің арасындағы шекара біршама балқытылған түрде болады. Бұл коксті түйірлердің беріктілігінің жоғарлауына алып келеді. Оның соңғысы жалпы кеуектілігіне байланысты болып қана қоймай, сонымен қатар, кокстегі кеуектердің өлшемдерінің реттілігіне, кеуек қабырғасының қалығдығына, кеуек өлшемдерінің біркелкілігіне де байланысты болып келеді. Коксті түйіршектердігі көрінетін кеуек өлшемдері бірнеше микрондардан миллиметрге дейінгі диапазон аралығында болады, сондықтан жалпы кеуектердің ішінен кеуектің белгілі бір мөлшерін есептеу үшін оларды төмендегі бес топқа бөлген, мкм:

I II III IV V

>350 250-350 150—250 50-150 < 50

Кеуек қабырғасының қалыңдығы 5-6-дан 500 мкм-ға дейінгі аралықта болады. Олда өз алдына бес топқа дифференциалданды, мкм:

I II III IV V

200—500 100—200 50—100 20—50 <20

Интеграционды үстелдің алты кіші барабандары болады, сондықтан кеуек үлкендігімен және кеуектің қабырға қалыңдығын бөлек анықтаған. Зерттеу нәтижелері, 25 град/мин қызу жылдамдығында кеуектің 50—150 мкм үлкендіктегі мөлшері біршама көп екенідігін, ал қызу жылдамдығын төмендету кезінде 50—150 мкм үлкендіктегі кеуек мөлшері азаятынын көрсетті.

Қызу жылдамдығын жоғырлату арқылы, кеуек қабырғасының қалыңдығының жиынтықты жоғарлауы, булы-газды өнімдерінің термиялық деструкциясымен және кокстағы кеуек қабырғасының көміртекті пиролитикалық сақталуы сияқты қатаң шарттарымен міндетті. Кокстің беріктігі мен тығыздығы соған сәйкес жоғарлайды.

31- сурет. Түйір бетінің температурасына ауа шығынының әсері

32-сурет. Әртүрлі ауа шығынындағы түйір бетіндегі қызу жылдамдығының өзгеруі : 1- 1 л/мин; 2- 1,5 л/мин; 3- 2,0 л/мин

Алынған мәліметтер антрацит негізінде кокстің электрокедергісінің өзгеруімен сәйкестендіріледі. Бөлінген кокстің электр кедергісі кеуектіліктің өсуімен бірге жоғарылайды.

Сонымен, үлкен көлемді антрацитті шихтаны кокстеу кезінде қызу жылдамдығын жоғарылату, кокс беріктігінің жоғарылауына, оның құрылымының жақсаруына және нәтижесінде тығыздалған коксті түйіршіктер алуға мүмкіндік береді.

Отты тордағы үздіксіз кокстелу процесінде қызу жылдамдығын реттеу, жоғарыда көрсеткендей, термиялық деструкциядағы ұшқыш өнімдерді сығуға арналған ауа шығынының өзгеруіне ыңғайлы. Тәжірибелерде түйір бетінің температурасы түзілген ұшқыш өнімдердің түгел жануына байланысты екенін көрсетті.

Шихтадағы ұшқыш өнімдердің түгел жануына қажетті 40% майлы көміртектен және 60% антрациттен құралған ауа мөлшері, 1г шихтаның 1л-ін құрайды. Тәжірибеде бұл мөлшер 1г шихтаға 1,23л-ге дейін жоғарылаған (31 сурет).

Төменде көрсетілгендер ауа шығынының кокстің кеуекті материал беріктігіне әсері:

Ауа шығыны,

л/г ...... 0,88 1,04 1,23 1,57 1,95 2,13

кокс беріктігі,

кГм/м² .... 40 43 49 43 42 41

1г шихтаға 1,23л-ден жоғары ауа шығынында кокс беріктігінің төмендеуі, артылған ауа қыздырудағы ұшқышқыш өнім компоненттерінің жану реакциясының жылу бөліну кезіндегі кокстелу температурасының төменделуімен байланысты.

Температура көтеріліуінің жылдамдығы біршама бөлігі, процесс басталған кейінгі төртінші минутына жататындығын ескерген жөн(рисунок 32). Бұл, төртінші минутта бүкіл көлем бойынша түйірдің жылуы, кокстелудің ұшқыш өнімдерінің көп мөлшерінің бөлінуіне әкелетіндігін түсіндіреді. Ұшқыш өнімдердің жануы интенсивті түрде 3-4мин аралығында болады,одан кейін коксті түйіршіктердің беті зольдене бастайды. Термо-тотықтыру кокстелу процесінің жалпы ұзақтылығы, түйіршіктен ылғал булануының периодын қосқанмен бірге, 8-10 мин-ті құрайды. Кокстің беріктігі мен кокстің шығуы мына жағдайларда қанағаттандырылады.

Ұзақтылығы

Кокстеліну, мин 4 6 8 10 12

Беріктігі,

кГм/м² 32 37 46 52 62

Кокс шығуы,% 81,7 72,8 69,5 65,7 59,8

Кокстеліну уақытын үлкейткен кезде, кокс беріктігі жоғарлағанымен, оның шығуы төмендейді.

Термототықтырумен кокстеу кезіндегі қыздыру жылдамдығын ұшқыш өнімдерді жағуға арналған ауа беру алдындағы пештің бастапқы температурсын жоғарлату арқылы және шихтаға, ұшқыш өнімінің негізгі массасы бөлінетін пиролиздің майлы көмірінің қосымша мөлшерін беру арқылы көтеруге болды. Пештегі температураның көтерілуімен бірге, түйір бетіндегі температурада көтеріледі. Осының негізінде, қыздыру жылдамдығының көтерілуі түйір беріктігінің жоғарлауына мүмкіндік берді.

Пештің температурасы, °С ...... 500 600 700 800 90С

Беріктігі, кГм/м² .... 54 61 67 74 84

Бірақ бастапқы температурасы жоғары болатын термототықтыруда температураның күрт төмендеуі пештерде жеке түйіршіктердің бөлшектерге бөлінуіне алып келеді. Сондықтан пештің оптимальді бастапқы температурасын 600° С деп есептеу керек. Бұл жағдайда түйіршіктердің беткі қабатында процестің басталуынан 8 мин ішінде түйіршіктердің барлық массасы бойынша кокс түзілуі үшін 1100—1200° С температура толықтай жеткілікті болады. Шихтада 60-тан 70%-ға дейін антрацит үлесінің өсуі кезінде температура тез өседі, бірақ кокстеудегі ұшқыш өнімдердің бөлінген мөлшерінің төмендеуінен оның максимальді өлшемі де төмендейді. Біріккіштіктің төмендеуімен бірге кокстің берітігі де төмендейді (33 сурет).

Майлы көмір мен антрациттен тұратын брикеттелген шихталарды термототықтырғышпен кокстеу процесінің барысында келесі дерек анықталды. Пластикалық қабаттың қалыңдығы өте жоғары болғанда 40% жоғары майлы көмірді енгізукокстің кеуекті материалының беріктігін жоғарылатқанымен брикеттің беріктігін төмендетеді. Брикеттер ісініп, оларда жарықшақтар пайда болады. Осындай брикеттердің ортасы бос болады немесе кеуекті кокс түзіледі. Мұндай құбылыс егер брикеттеу алдындағы шихтаның ылғалдылығы 18%-дан жоғары және майлы көмірдің аз мөлшерінде байқалды. Кокстеуді шикізатпен ертерек сипатталған әдіс бойынша келесі сипаттамадағыдай жүргізіледі: антрацит W^a = 3,8%, V^а = 7,7%, А^с = 5,3%; майлы көмір W^a = 1,5%, V^а = 31,6%, А^с -7,2%, у = 23 мм. Шихта 40% антрацит және 60% майлы көмірден тұрады.

33 сурет – Шихтаның құрамының құрылымдық беріктікке (1) және кеуекті материалдың беріктігіне (2) әсері.

Ертерек көрсетілгендей термототықтырғышпен кокстеуге түсетін шихтадағы ылғалдың мөлшерінің белгіленуі оның бетінде кокс қабатының түзілуіне дейін брикеттің беріктігінің сақталуында жатыр. Кокстеудің барлық уақытының 40% енгізілген судың булануына жұмсалады. Бұл уақыт шихтаның құрамына, компоненттердің зольділігіне, көмірдегі оттегінің мөлшеріне, түйіршіктеудің технологиялық режиміне немесе престеу қысымына, термототықтырғышпен кокстеу процесінің бастапқы температурасына, ауаның шығынына және т.б тәуелді.

Ылғалдың булану процесі газ бөлінудің интенсивтілігіне және бөлінетін ұшқыш заттардың құрамына, яғни, кокс түзілу процесінің барысына байланысты. Егер ылғал бөліну созылған болса, онда брикеттің беткі қабатындағы температура дәндердің тез бірігуі және кокстің берік қаңқасының түзілуі үшін жеткіліксіз. Бұл жағдайда түйіршік және брикет жоғары жойылу қасиетіне ие. Бірігетін монолитті кокс – жартылай коксті есептемегенде ортасының қызуы жоғары емес, газ тәрізді жанғыш өнімдердің мөлшері де аз болады. Бастапқы температураның жоғарылауы мен ауаның шығыны (шамамен 1 кг шихтаға 0,7 м³) кезінде өте тез ылғалдың бөліну жарықшақтардың түзілуіне алып келеді. Термототықтырғышпен кокстеудегі бөлінген судың жалпы массасы пирогенетикалық және түйіршіктеуге түсетін шихтадағы судың көлемімен тең.

34 суретте ылғал бөлінудің динамикасы көрсетілген. Қисықтарда екі максимум анық көрсетілген. Біріншісі негізінен шихтаның массасынан сулаушы судың булануына сәйкес келеді, ал екіншісі — сутек және сутек құрамдылардың жануынан судың булануын көрсетеді.

Белгілі бір дәрежеде түйіршіктерді тығыздау бағытына қарай пішіндеу қысымының өсуімен немесе түйіршіктердің технологиялық көрсеткіштерінің өзгеруі кокстің беріктігінің төмендеуіне әкеледі (35 сурет). Бұл шектен тыс жарықшақтардың көбеюімен байланысты.

34 сурет – термототықтырумен кокстеудегі судың түзілу (шығымы) жылдамдығы.

35 сурет – Кокстің беріктігіне брикеттеу қысымының әсері.

Кокстелуші үлгінің диаметрі бойынша газ бөліну процесі белгілі бір мөлшерде жиынтық материалда жылудың таралу жылдамдығына тәуелді. Брикеттердің мөлшері көп емес массада орталық кеуекті аймақтың өсуіне (диаметрде 7 мм дейін) апаратын орташа қабаттардан газдың бөліну жылдамдығы өте жоғары. Үлгілердің көлемінің өсуі орталық қабаттардан кейбір ұшқыш заттардың бөлінуі жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Бірақ тәжірибе жағдайында 70 г жоғары массаның өсуі орталық қабаттарда кокстің дайын еместігіне алып келді (36 сурет). Кокстеу ұзақтығының өсуі мен ауаның шығыны кокс шығымы кезінде теріс айтылды.

Егер беріктік судың булану жылдамдығымен байланысты болса, онда брикеттеу температурасы брикеттің құрылымына байланысты болуы керек. 37 суретте келтірілген мәліметтер осыны растайды. Тәжірибе нәтижелерінің анализінен брикеттелетін материалдың сумен қоспасындағы температурасының жоғарылауы төмендейтінін көруге болады. Одан жоғары нәтижелер 40°С шамасындағы температурада алынды. Жоғары температурада брикеттегі дәндердің байланысы әлсіз және брикеттің барлық массасынан ылғалдың жылдам булануы кеуекті құрылымды кокс алуға мүмкіндік береді.

Мұндай жолмен шихтаны түйіршіктеумен немесе брикеттеуде оны тығыздауды қолдану, кокстеу жылдамдығының өсуі және оны термототықтыру процесі кезінде реттеу мүмкіндігі ферроқорытпа, фосфор, әктас және кендер агломерациясының өндірісіне қажетті кокске қойылатын талаптарды қанағаттандыратын беріктігі және көлемі бойынша кокс алуға алып келеді.

36 сурет - Брикет массасының оның орталық кеуекті аймағының көлеміне әсері

37 сурет – Брикеттеудің температурасының коксті брикеттің орталық кеуекті аймағына әсері.

Қыздырудың жоғары жылдамдығында майлы көмірдің пластикалық аралығының кеңеюі, антрацит дәндерін жиірек жұмсарту, жоғары температура жағына қарай деструкция реакциясының қозғалуы жіңішке шихталардың кокс түзуіне, бірігуіне және шихтаның компоненттерінің әртүрлі тұнуы нәтижесінде пайда болатын кернеудің жиі түсуіне жағдай жасайды. Бұның бәрі кокстеудің көмірлі базасының кеңеюіне және процесті термототықтыру негізінде жүргізу коксті химиялық өндірістің интенсификациясына жаңа мүмкіндіктер тудырады.

Негізгі әдебиет [5(67-80)]

Қосымша әдебиет [8(92-96)]

Бақылау сұрақтары:

1. Түйіршіктеу процесіне сулаушы сұйықтық ретінде су шығының әсері.

2. Түйіршіктер көлеміне шихтаның құрамының әсері.

3. Грануляция поцесіне шихтадағы майлы көмірдің үлесінің жоғарылуының әсері.

4. Температураның беріктікке, массаның шығынына және түйірлердің шөгуіне әсері.

5. Коксті түйірлердің сапасына шихталардың ылғалдылығының әсері. Коксті түйірлердің беріктігіне майлы көмірлердің ұсақталу дәрежесінің әсері.

6. Коксті түйірлердің сапасына қыздыру жылдамдығының әсері.

7. Кеуекті материалдың беріктігі мен құрылымдық беріктігіне шихта құрамының әсері.