10 Дәріс Көмірдің термототықты кокстенуі мен түйірленуі

Термототықтыру арқылы кокстеуге шихтаның қажетті газ өткізгіштігіне біртіндеп ығыстыру арқылы өзінің қарапайым технологиялық безендірілуі мен брекеттеудегі жоғары өнімділігі оны ұсақтау арқылы қол жеткізіледі. Осы кезде үлкен, бағасы қымбат престерді, әсіресе жоғары қысымды престерді қолдану қажет болмайды.

Ұсақтау (гранулирование) - шаң тәрізді материалдардың құрамы бойынша біртекті заттарға айналуы.

Түйіршіктердің беріктігі қосатын сұйықтың беткі қабатының созылуына пропорционал және түйіршіктің өлшеміне кері пропорционал екендігі туралы заңдылық бар.

Ұсақтаудың технологиялық режиміне сәйкес түйіршіктің беріктігі беткі қабаттағы судың адгезиясына тәуелді. Бәрімізге белгілі судың адгезиясы гидрофобты беттік қабаты бар көмір мен көмір тәрізді материалдармен салыстырғанда марганецті концентрат немесе басқа руда немесе ұсақтауға ұшырайтын цементті шихтада айтарлықтай жоғары. Ұсақталушы материалдағы сулаушы сұйықтың адсорбциясының энергиясын жоғарылату арқылы, мысалы тотықтырумен түйіршіктердің беріктігін жоғарылатуға болады.

Сумен қатты денелерді сулаудың белгілі заңдылығында түйіршіктеуде суланбайтын немесе аз ғана суланатын ұнтақтарда сұйықтың жіңішке қабатының қақ ортасынан бөліну эффектісі молекулярлы немесе электростатикалық күштер әсерінен болуы мүмкін емес, ал олай болса аз мөлшердегі суы бар тұрақты жүйе алынуы мүмкін еместігі туралы болжауға болады. Бұл амалсыз суланбайтын сумен қайта ылғалдауға және материалдарды ұсақталмайтын құрғақ әдістерге әкеледі.

Бөлшектерді сулаушы сумен түйіршіктеу алдында фазаларды байланыстырушы молекулярлы өзара әрекеттесулердің күші капиллярлы күштермен қосылады. Бөлшектердің жақындасуы кезінде түзілген сұйықтың жіңішке қабаттары берік түйіршіктер алуға болатын жоғары тұтқырлыққа және қозғалыс кедергісіне ие.

Қандай да болсын беттерге бөлшектердің жабысу күштері 100 мкм диаметр кезінде байқала бастайды. 100 мкм жоғары бөлшектердің жабысу күштері бөлшектердің өздерінің массаларынан кіші. Көмір тәрізді түйіршіктердің түзілу процесін жеңілдету үшін шикізатқа қатынасы бойынша шамамен 100—150% судың үлкен көлемін енгізу керек.

Түйіршіктерді нығайту шикі түйіршік болып келетін тұрақсыз суспензияны концентрациялау нәтижесінде болады. Грануляторда түйіршіктерге механикалық әсер ету, яғни материалдың гидрофобты табиғаты мен температураның жоғарылауы фазалардың бөлінуіне мүмкіндік туғызады.

Қатты фазаның тұну процесі мен бөлшектер арсындағы капиллярдан судың булануына молекулярлы күштер әсер ете бастайды. Нәтижесінде материалдың түйіршіктелмейтін құрғақ әдісінен түйіршік қалыптасады, бірақ түйіршіктеу кезінде пішіні әр түрлі болатын, сонымен қатар бөлшектер арасында әрқашан ауаның жұқа қабаты болатын қатты денелермен жұмыс істейміз. Сондықтан түйіршіктерді арнайы өңдеусіз бөлшектердің когезиялық беріктігіне тең байланыстың беріктігіне жете алмаймыз. Гидрофобты материалдан түзілген түйіршіктің беріктігі бір түйіршікке тек 5 г құрайды, ал 2 мм үлкенірек көлемдегі түйіршіктер.

Бұл көрсеткіштер, мысалы, жартылай кокстен ұқсас түйіршіктер алу шарттарында энергетикалық және технологиялық отындар талаптарын қанағаттандырмайды.

Байланысқан заттарды (мазут, пек, битум) түйіршіктеу үшін олар грануляторға негізінен эмульсияланған күйде беріледі. Газды көмірді түйіршіктеу 5, 10 және 40%-ды битумды эмульсияны қосумен жүргізіледі. Егер байланыстырушы шығыны оны беру кезінде эмульсия түрінде 4% құраса, онда оны айтарлықтай көп 7-13% эмулгирленген түрде емес талап етіледі, мысалы, мазутты шихтада түйіршіктеу кезінде. Қоңыр көмірді түйіршіктеу кезінде сол көмірден бөлінген натрий гуматын пайдаланады. Байланыстырушы ретінде сульфитті-спирттік барданы, бентонитті, ас тұзын жиі қолданады.

Ұсақталған көмірді, руданы және әктасты қозғалмалы торы бар агломерационды машиналарда біріктіруге болады. Бұл кезде айтарлықтай дәрежеде кендердің алдын ала қалпына келу процесі жүреді. Бірігуші көмірдің пластикалық массамен әрі қарай өзара әрекеттесуіне қайта қалпына келтіру мүмкіндік туғызады, ал соның нәтижесінде қалпына келмеген кеннен алынған темір кокспен салыстырғанда берігірек темір кокс алынады.

Термототықтыру арқылы кокстеу алдында жартылай коксті бөлшектеуді айналатын ретортта көмірдің пластикалық күйде болатын температура аралығында біріккіш көмірді түйіршіктеумен бірге өткізуге болады. Шихта 50% кем емес реторттың көлемінде 10% кем болмауы керек, 400—440° С-та қоспаны араластырады. Ұқсас әдістермен дайындалған кокс түйіршіктері жақсы құрамға ие және бөлшектер көлемі бойынша оны кальций карбиді өндірісінде қолданады.

Металлургиялық коксті алу мен жағу үшін ұсақтау және шаң тәрізді көмірді түйіршіктеу өлшемі үлкен және ылғалды ұсақ заттан түйіршік алу мүмкіндігін көрсетті. Механикалық беріктікке қатысты жақсы нәтижелерге қоспада байланыстырушы ретінде сұйық лигносульфат пен бентонитті (0,5—1 %) қолданудың арқасында мүмкін болды. Түйіршік кепкеннен кейін жоғары беріктікке ие болды және шахталы пеште кокстеу кезінде, сонымен қатар қозғалмалы торда тасымалдау кезінде бұзылмайды.

Әлемде қоңыр көмірдің қорының көп болуы зерттеушілерді жанғанда жоғары жылу бөлетін транспортабельді отын алу мен арзан өңдеу әдістерін іздеуге итермеледі. Зольділігі аз, ашық әдіспен кен өндіру, пластардың қуаттылығы, бассейннің өндіріс орындарына жақын жерде орналасуы осы көмірлердің транспортабельділігін жоғарылату мен технологиялық отын алу, олардың шикізатқа түрлендірудегі экономикалық жағынан тиімді әдісті іздеу әртүрлі әдістерді сынауға негіз болды. Көмірлерді түйіршіктеу мен брекеттеу, энерго-технологиялық қолданылуы, кокстеу үшін көмірлерді шихтаға қосу, көмірді жағу процестеріне терең зерттеулер жүргізілді. Қоңыр көмірлі жартылай кокс негізінде шихталарда кокстеу және сол сияқты осы көмірлерді жалпы технологиялық қолданудағы барлық бағыттары үшін көмірді кокстеуге дайындауға арнайы әдістерді қолдану болып табылады.

15 кесте – Термототықтыру арқылы кокстеу режимінің кокстің техникалық құрамына әсері

Тәжірибе №	Тәжірибе шарты			Кокстің техникалық құрамы, %
	Көмір түйірлерінің өлшемі, мм	Пештегі бастапқы температура, °С	Ауа шығымы, л/ мин	Ас	Vс	Wа
1 2 3 4 5 6	5-10 5-10 5-10 5-13 10-13 10-13	700 700 700 600 600 600	30 22 10 35 20 10	15,75 16,10 13,49 12,28 9,51 10,47	11,44 11,66 12,54 9,38 20,23 15,19	4,66 3,07 3,35 2,81 4,03 3,39

700-ден 600°С-қа дейін температураның төмендеуі кезінде 10—13 мм дейін көмірдің ірілігінің үлкеюі көмірден ұшқыш заттардың баяу бөлінуіне алып келеді. Осылай ауаның 10 л/мин шығыны мен 700°С кезінде ұшқыш заттар шығымы 12,54% құрайды, ал 600°С кезінде 15,19%. Ауаның артық мөлшері берілетін көмірдің іріленуі кезінде термиялық деструкциясының интенсифи­кациясын көтеру мүмкін болмайды. Жартылай кокстен ұшқыш заттар шығымы жоғары(20,23%) болады. Дәл сол кезде 600° С кезінде ауаның шығының өсуі көмір үшін түйірдің кішілеу ірілігі жартылай кокстің зольділігін (А^с=12,28%) аздап көтеру кезінде ұшқыш заттар шығымы 9,38% (15 кесте) болатын көмір тәрізді материал алуға мүмкіндік берді. Термототықтыру арқылы кокстеудің температурасының өсуі жартылай кокстен ұшқыш заттардың қалған шығымы (11 —12%) жоғары болуына қарамастан материалдың золділігінің 13— 15% дейін өсуіне әкеледі. Сондықтан жартылай кокстің жануын сақтау өлшемі бойынша көмірдің бөлшектері аздаған іріленуі мен жоғары емес температура (650—700°С) кезінде ауаның шығымының жоғарылауымен байланысты болу керек. Кокстерді беріктігі бойынша салыстыру барысында бұзылуға жоғары кедергі келтіретін 700° С және ауаның шығымы10 л/мин кезінде бөлшектерінің өлшемі 5—10 мм болатын көмірден алынған кокстің кеуекті материалы екенін көрсетеді.

Термототықтыру арқылы кокстеу тәжірибелерінде шарлы диірменде 0—1 мм дейінгі класқа ұсақталған Г6 тобындағы газды көмірлер («Киров» атындағы шахталар) пайдаланылды. Көмірдің сипаттамасы келесідегідей: А^с = 6,55%, V^с = 41.5%, W^а = 2,1%, х=47,0 мм и у=14,0 мм.

Диаметрі 1200 мм болатын чашасы бар және борт биіктігі 200 мм болатын тәрелкелі грануляторда алдын ала кептірілген көмірді ұсақтайды. Түйіршіктеу алдында материалды қажетті 50% ылғал берілген араластырғышта араластырады. Қалған оның көлемін түйіршіктеу процесінде енгізеді. Тәжірибелер көрсеткендей грануляттың оптимальді ылғалдылығы 20—22%. Түйіршіктеу процесі түйіршіктердің үздіксіз шығарылуы мен енгізілуі арқылы жүреді. Грануляция уақыты барлық тәжірибелерде 15 минутты құрады. Түйіршіктердің 15—25 мм класс үшін ең жоғарғы шығымы 83% тең, ал < 15 мм и >25 мм класы үшін сәйкес 7 және 10% құрайды. Су түйіршікпен толықтай араласпай көбінесе буланып кететіндіктен, чашаны сулауға шығындалатындықтан түйіршіктерде су құрамы 17—18% болады. Зетрханалық пештерде кокстеу алдында зертханалық жағдайда түйіршіктерді бір күн кептіретіндіктен ылғалдылығы 7—8% дейін төмендейді. Термототықтыру арқылы кокстеу үшін ылғалдылығы 17—18% болатын грануляциядан кейінгі түйіршіктерді қолданады. Кокстеудің алдында олардың ылғалдылығы 15—16% тең болады.

Қарапайым кокстеу процесінде жәшікке 2 кг грануланы тиеп оны 1000°С пешке қояды. Түйіршіктерді сөндіру үшін 0,75 л су шығындалады.

Түйіршік құрамы мен коксті түйіршіктердің елеуіш құрамы туралы мәліметтер 16 кестеде берілген. Кестеде көріп тұрғандай коксті түйіршіктердің беріктігі жоғары.

Тиелген түйіршіктердің елеуіш құрамына жеке кластардың шығымы тәуелді. Барабанға түсіріліп, сыналғаннан кейін түйіршіктер өзара біріккіш қасиетіне байланысты негізінен 15-тен 35 мм-ге дейінгі өлшемде болады.

16 кесте – Түйіршік құрамы мен коксті түйіршіктердің елеуіш құрамы

Түйіршік құрамы, %				Кластар шығымы, мм, % сынақтан кейінгі
				түсірілумен						Кіші барабанда
көмір	Су	сульфитті-спиртті барда	бентонит	>60	40-60	25—40	10-25	<10		>60		40-60	25--40	10-25	<10
73 74 75	22 22 22	2 2 1	3 2 2	0,0 0,0 13,3 20,0	16,8 14,1 17,7 40,0	70,0 59,6 37,7 30,0	10,9 17,7 27,7 7,0		2,3 8,6 3,6 3,0		0,0 0,0 0,0 5,6	4,7 8,7 4,3 27,6	90,0 85,2 76,3 50,7	4,8 3,2 14,0 11,4	0,5 2,9 5,4 4,4
Түйіршіктелмегендер

Газды көмірдегі коксті түйіршіктердің механикалық беріктігі кокстің кеуекті материалының беріктігі мен түйіршіктердің беріктігін анықтауға мүмкіндік берген копров әдісімен анықталады. Түйіршіктер 200 кГ дейін статикалық салмақты көтереді.

Түйіршіктің физико-химиялық сипаттамалары 17 кестеде берілген.

Түйіршіктердің жоғары зольділігі бентонит қосылғандықтан. Коксті түйіршіктердің реакциялық қабілеті кокс пен түйіршіктелмеген газды көмірдің реакциялық қабілеттеріне (65 және 55% сәйкес) қарағанда 10%-ға жоғары. Түйіршіктелген көмірден алынған кокстің 2 кГ/см² қысымда, 1000° С кезіндегі меншікті электркедергісі 2,96 ом см тең, ал түйіршіктелмеген шихтадан алынған кокстікі 1,59 ом см.

17 кесте – Коксті түйіршіктің физико-химиялық сипаттамалары

Кокстің кеуекті материалының беріктігі, кгм/м2	Түйіршіктер беріктігі, кгм/м2	кетірілуі, %	Езілу күші, кг түйіршікке	Техникалық құрам, %			тығыздық, г/см3		Реакциялық қабілет, %
				Wа	Ас	Vг	кажущаяся	шынайы
42 52 57 45	168 130 180 130	1,9 2,2 1,2 8,5	192 179 200 158	0,5 0,5 - 0,5	15 18,2 17,5 11,7	2,3 1,6 2,2 3,8	- 0,94 - 0,82	- 1,83 - 1,67	- 65 - 55

18 кестеде әртүрлі ылғалдылықтағы түйіршіктерді термототықтыру арқылы кокстеудің мәндері берілген.

Түйіршіктердің беткі қабатындағы температураның өзгеруін 18 кестедегі мәндермен салыстыру беткі қабатта түйіршіктердің бастапқы 9% ылғалдылығы қажет жартылай кокстің түзілу температурасына дейінгі ішкі қабаттардан ылғал бөлінудің тоқталуын көрсетеді. Кокстің кеуекті материалы осындай ылғалдылық кезінде беріктігі жоғары. Осы кезде жоғары шөгу кернеулерімен түйіршіктің барлық көлемі бойынша кейбір түйіршікті жылыту жылдамдығының төмендеуімен түсіндірілетін түйіршік денелердің беріктігі ылғалдылығы 16% болғанда өте жоғары.

18 – Коксті түйіршіктердің беріктігіне түйіршіктердің әсері

Түйіршік ылғалдылығы, %	Wа, %	Vг, %	Ас, %	беріктік, кГ м/м2
				Кокстің кеуекті материалы	Соққыға түйіршіктер
2 5 9 14 16 18	0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2	5,1 5,5 5,6 5,4 5,5 5,5	14,4 15,0 15,1 15,1 15,1 15,1	29 30 33 33 32 29	77 87 95 104 113 111

19 – Ауаның шығымы мен коксті түйіршіктер беріктігі

Ауа шығыны, л/мин	Кокстің кеуекті материалының берітігі, кГ м/м2	Техникалық құрам,%			Ауа шығыны, л/мин	Кокстің кеуекті материалының беріктігі, кГ м/м2	Техникалық құрам,%
		Wа	Vг	Ас			Wа	Vг	Ас
0,75 1,25 1,75 2,25	30 31 32 31	0,2 0,2 0,0 0,0	14,0 13,9 13,9 13,9	8,0 7,7 9,0 10,5	2,75 3,25 3,75 4,25	29 29 29 28	0,0 0,2 0,0 0,0	13,8 14,1 14,4 14,2	10,4 10,0 9,5 19,7

Берілген аралықтағы ауаның шығымы кокстің кеуекті материалының берітігіне әсер етпейді (19 кесте). Бірақ түйіршіктің беткі қабатындағы температура төмендейді.

Коксті түйіршіктердің қасиетіне кокстеудегі бастапқы температураның әсерін 21 суреттен және 20 кестеден көруге болады.

20 кестедегі берілген анализ мәндері бастапқы температурасының 600°С жоғары көтерілуімен кокстеудің жылдамдығының көтерілуі кокстің беріктігінің төмендеуіне алып келетінін көрсетеді. Кокстеудің бастапқы температурасының шамасы реакциялық қабілетке және түйіршіктердің кеуектілігіне әсер етеді (22 сурет, 21 кесте).

20 кесте – Коксті түйіршіктердің қасиетіне кокстеудегі бастапқы температураның әсері

Коксті түйіршіктердің қасиеттері	Пештің бастапқы температурасы, °С
	500	550	600	650	700
Ас, % % П, кГ м/м2 П, екіншілік қыздырудан кейін 1000°С дейін, кГ м/м2	12,5 13,1 42 30	12,4 13,2 37 33	12,8 12,7 30 35	14,0 12,3 32 35	15,4 12,1 34 36

Кокстің электр кедергісі А.А-мен сипатталған әдіс бойынша анықталған. Нәтижелер 2 кГ/см² кокске салмақпен кедергінің төмендеуі мен қыздырудың жылдамдығының жоғарылауын көрсетеді (23 сурет).

Осындай жолмен пештің 500-600°С температурасы мен 1,75 л/мин ауаның шығыны кезінде біріккіш газды көмірлерден берік, реакциялық қабілеті және электр кедергісі жоғары коксті түйіршіктер алуға болады. Коксті түйіршіктер технологиялық отын ретінде ферроқорытпалар өндірісінде қолданылуы мүмкін.

21 кесте – Коксті түйіршіктердің физико-химиялық қасиеттеріне кокстеудегі бастапқы температураның әсері

Бастапқы температура, °С	Реакциалық қабілет, %	тығыздық, г/см3		кеуектілік, %	Бастапқы температура, °С	Реакциалық қабілет, %	тығыздық, г/см3		кеуектілік, %
		кажущаяся	шынайы				Кажущаяся	шынайы
500 550 600	70 65 63	0,64 0,65 0,67	1,56 1,55 1,57	59 57 57	650 700 750	62 61 60	0,68 0,68 0,68	1,58 1,59 1,59	57 56 56

21 сурет – Түйіршіктердің беткі қабаттарына температураны көтерудің тәуелділігі.

22 сурет – Кокстеудегі бастапқы температураға кокстің реакциялық қабілетінің тәуелділігі.

23 сурет – Кокстің электр кедергісіне бастапқы температураның әсері (lg )

Термототықтыру арқылы кокстеу әдісі жіңішке шихталарды кокстеу үшін көрсетілген. Шихтаны түйіршіктеу тығыздауға, ал термототықтыру арқылы кокстеу түйіршіктерді жылдам қыздыруға мүмкіндік береді. Факторлардың екеуі де жіңішке шихталардың бірігуіне әсер етеді.

Тәжірибелер екі сатыда жүреді. Бірінші сатыда жалпы әдіс бойынша түйіршіктелген көмір кокстеледі және коксті түйіршіктер қасиеті түйіршіктелмеген көмірден алынған кокс қасиетімен салыстырылады. Екінші сатысында бөлінетін қыздыру ұшқыш заттардың жануын реттеумен және коксті түйіршіктер сапасы мен кәдімгі коксті салыстырумен жүзеге асырылады.

Көмір кластарының елеуіш құрамы 22 кестеде берілген.

Ұсақтауды диаметрі 1200 мм болатын чашасы бар және борт биіктігі 200 мм болатын түйіршіктің ылғалдылығы 20-22% болатын тәрелкелі грануляторда өткізеді. 4 кг түйіршіктеуді түсіру уақыты 15 мин құрайды, түйіршіктер ылғалдылығы 17-18 %.

22 кесте – Көмір кластарының елеуіш құрамы

Көмір бөлшектерінің өлшемі, мм	Бөлшектер құрамы, %, Ұсақтау кезіндегі, мм			Көмір бөлшектерінің өлшемі, мм	Бөлшектер құрамы,, %, Ұсақтау кезіндегі, мм
	0-3	0-2	0-1		0-3	0-2	0-1
2,5-3,0 2,0-2,5 1,5-2,0 1,0-1,5	2,6 6,0 8,9 15,8	- 0,5 6,5 17,5	- - - -	0,5-1,0 0,2-0,5 0-0,2	18,5 28,7 19,5	16,5 26,0 33,0	17,4 32,1 50,5

Байланыстырушы заттың (сульфитті-спиртті барда – с.с.б) санына және көмірді ұсақтау дәрежесіне байланысты әртүрлі көлемдегі түйіршіктер түзіледі (23 кесте).

23 кестеден көрініп тұрғандай с. с. б. шығымының жоғарылауымен түйіршіктеу алдында ұсақтау дәрежесі жоғарылаған жағдайда ірі кластар шығымы жоғары дәрежеде өседі. Негізінен түйіршіктердің көбі15 до 40 мм өлшемде болады.

С. с. б. шығыны мен ұсақтау дәрежесіне тәуелді беріктігі бір түйіршікке 1—3 кГ құрады. Түйіршіктерді кокстеу алдында ылғалдылығы 2-3% болғанша кептіріледі. Кептіру нәтижесінде (с.с.б. құрамы 2% тең болғанда) олардың беріктігі жоғарылайды және бір түйіршікке 10—12 кг құрайды. Кептіру нәтижесінде түйіршіктердің ылғалдылығының өзгеруі с. с. б. құрамының өсуімен 0-3 мм болатын зерттелген көмір кластары үшін ылғалды булану процесі баяулайды. Бірақ 20% с.с.б. қосылған құрғақ түйіршіктің аса жоғары тығыздығынан кокстелетін жиынтықтың ортасында температураның көтерілуіне дейін интенсивтену жүреді (24 сурет). Бұл заңдылық ұсақтау дәрежесіне тәуелсіз көмірден алынған түйіршіктерді кокстеу кезінде байқалды.

24 сурет – Кокстелетін жиынтықтың түйіршіктерінің ортасында (1) және ұсақталмаған көмірдің (2). (көмір бөлшектерінің өлшемі 0-1 мм) температурасының өзгеруі.

13 кесте – Көмірдің ұсақтау дәрежесі мен түйіршіктердің елек тәрізді құрлысы

Түйіршік-тер классы, мм	Түйіршіктердің шығу классы, % байланыс болған кезде, %
	0,0	0,5	1,0	1,5	2,0	0,0	0,5	1,0	1,5	2,0	0,0	0,5	1,0	2,0
	көмірдің ұсақталу дәрежесі 0-3 мм					көмірдің ұсақталу дәрежесі 0-2 мм					көмірдің ұсақталу дәрежесі 0- мм
>40 30-40 25-30 20-25 15-20 10-15 <10	- 0,8 1,0 17,0 40,0 38,7 2,5	- 1,8 6,5 33,8 43,7 13,5 0,7	- - 4,0 22,5 32,5 40,0 1,0	- 17,5 20,8 31,7 26,0 3,8 0,2	5,2 24,8 28,7 38,3 2,2 0,5 0,2	4,4 40,2 14,6 13,8 4,4 4,6 8,0	33,8 33,8 47,5 5,9 6,3 4,9 0,8	- 4,9 14,5 30,0 47,4 2,4 0,8	2,9 15,1 12,2 34,6 34,0 1,3 0,6	- - 14,2 54,9 28,6 1,4 0,9	- 4,0 17,9 42,0 32,6 2,5 1,0	- 4,4 18,5 48,0 22,0 6,7 0,4	- 15,8 29,0 35,0 16,5 2,5 1,7	2,0 19,5 28,0 33,2 14,5 1,8 1,0

Коксті түйіршіктерді лақтыру арқылы қирауға тәжірибе жүргізген кезде, олардың мүлде қирамайтынын көрсетті. Түйіршіктер өзара біріккен жоқ. Коксті түйіршіктердің елек тәріздес анализі көп жағдайларда кокстеу алдындағы түйіршіктердің нәтижелерін көрсетеді. Коксті түйіршіктерде аз мөлшерде жойылғыштығы болады (шамамен 2%), бір түйіршікке 200 кГ–ға дейін салмақшыдай алады, үстінен басқан жағдайда. Түйіршіктелмеген дәрежесі көтерілген көмірден болатын кокстің қуаты қарама-қарсы көрсеткіште болған кезде коксті түйіршікті денелердің ұсақталу дәрежесі жоғарылайды. Бұл жағдай байланыстырғышты енгізген кезде де және енгізбеген кезде де дұрыс болып саналады. Сонымен қатар байланыстырғышты енгізген сәтте кокстің реакцияларға түсу қабілеті артады, кокстің тығыздығы жоғарылаған кезде электр кедергісі 2%-ға дейін төмендейді (24 кесте), ал пеш ортасындағы жоғары деңгейдегі температурамен қамтамасыз етілген. Түйіршіктелген көмір үшін кокстеу үрдісінің ортасында температура деңгейі түйіршіктелмегенге қарағанда жоғары болады (24 сурет). Бұны түйіршіктің жоғары тығыздығына және жылу өткізкізгіштігімен түсіндіруге болады. Түйіршіктелмеген көмірдің ішіндегі кокстің реакциялық қабілеті 58%, ал электр кедергісі 3,3 ом  см. құрайды.

24 кесте –Коксті түйіршіктердің реакциялық қабілеті және электрөткізгіштігі

Құрылымы, %	Реакциялық қабілеті, %	1000°С кезінде, омсм меншікті электр кедергісі
0,0 0,5 1,0 2,0	60 61 70 75	3,1 2,4 2,2 2,0

25 кесте – Кокстің тығыздығына көмірдің ұсақталу дәрежесінің әсері

100%-тік классқа дейін, ұсақталу деңгейі, мм	Тығыздығы, г/см3		кеуектілігі, %
	жалған	Шын
Түйіршіктелген көмір
0-1 0-2 0-3	1,19 1,13 1,11	1,71 1,65 1,67	30,2 31,4 33,6
Түйіршіктелмеген көмір
0-1 0-3	0,97 0,85	1,66 1,70	41,5 44,0

25 - кестеден көмірдің түйіршіктелмеген кездегі тығыздалу деңгейін санауға болады. 0-1 және 0-3 мм классты көмір үшін 20 және 14% лайықты болады. Көмірлердің бұндай жоғары тығыздалуы олардың бірігу қасиетіне әсер етеді.

Келесі тәжірибелерде кокстеу ауасы көмір қышқыл газы мен сулы будан алдын ала тазартылған құбырлы пештерде өткізілген. Пештегі тұрақты температураның аймағы оның ұзындығы бойынша шамамен 23 см (25-сурет), бұл жағдай түйіршіктердің бірқалыпты қыздырылуына мүмкіндік береді. Тәжірибеге керекті кокстеуге кеткен ауаның шығынын анықтау үшін, біз кокстеу түйіршіктерінің құрамын зерттедік және оның компоненттерін жағуға кететін ауаның көлемін анықтадық. Газды анализдау келесі нәтижелерді көрсетті: 76,6% Н2, 6,6% СО, 12,7% CH4 0,5% СnНm 0,5% СО2, 0,4% О2, 2,7% N2. Жағу үшін ауаның теориялық көлемі 1 м³ , ал газ көлемі 3,26 м³. Әрине, тәжірибе кезінде ауаның шығыны пештің температурасына байланысты болады, онымен кокстеуден бөлінген ұшатын өнімнің құрылысы және кокстің беріктігі анықталады.

26 суретте түйіршіктердің үстінде 1,9 және 4 л/мин ауа шығыны болғанда температураның өзгерісі келтірілген, процестің бастапқы температурасы 700°С және ұнтақтың массасы 20 г.

25 сурет – Пештің ұзындығы бойымен термототықтырғышпен кокстеу алдындағы температурасы

Кокстің аса жоғары беріктігі 2,25 л/мин ауаның шығынына сәйкес келеді (27сурет). Кокстеудің 800°С-тан жоғары алғашқы температурасының жоғарылауы осындай жағдайларда (28 және 29 сурет) түйіршіктің ортасында және орта жағдайында қысымның бірден төмендеуі, яғни, түйіршіктің беткі қабатындағы температураны көтеру мақсатты емес. Соңғылары түйіршіктің бұзылуына әкеледі. Ауаның шығыны 2,25 л/мин болғандағы оптимальді бастапқы температура 750° С шамасында және кокстің золденуі байқалмады. Кокстеуде ескеретін бір жайт жарықшақтары бар, бірақ жеткілікті дәрежеде беріктігі жоғары (110 кГм/м² дейін) түйіршіктер алынады. Соңғы мәлімет отты торда түйіршіктелген, жіңішке, біріккіш көмірлерді кокстеу - кокс өндірісінің интенсификациясының мүмкіндіктері туралы қорытынды жасауға негіз болды.

Осындай жолмен негізгі көрсеткіштер бойынша жіңішке, біріккіш көмірлерден алынған кокс түйіршіктелген шихталардан алу шарттарында ферроқорытпа өндірісі үшін қажет технологиялық отын талаптарын қанағаттандырады. Өлшемдерінің біртектілігі мұндай коксті қолдану тиімділігі туралы болжауға мүмкіндік береді. Жиынтықтың жоғары жылуөткізгіштігі кокстеуге қажетті уақытты төмендетеді. Сонымен бірге кокстеудің жоғары жылдамдығы жіңішке шихталардың біріккіштігін жетілдіруге әкеледі.

26 сурет – Түйіршіктің беткі қабатындағы температураға ауа шығынының әсері: 1- 1,9 л/мин; 2- 4 л/мин

27 сурет – Термототықтырғышпен кокстеудегі ауа шығының кокстің кеуекті материалына әсері

28 сурет – Кокстеудің бастапқы температурасының түйіршіктердің беткі қабатындағы температураға әсері.

29 сурет – Кокстеудің бастапқы температурасының материал беріктігі (1) мен кокске (2) әсері

Негізгі әдебиет [5(40-66)]

Қосымша әдебиет [8(48-56)]

Бақылау сұрақтары:

1. Түйіршіктің беріктігі неге тәуелді?

2. Қозғалмалы отты торда қоңыр көмірді кокстеудегі термототықтырғышпен кокстеу режимінің кокстің техникалық құрамына әсері?

3. Түйіршіктеу мен газды көмірлерді термототықтырғышпен кокстеудің шарттары.

4. Коксті түйіршіктердің физико-химиялық сипаттамасы.

5. Коксті түйіршіктерге түйіршіктердің ылғалдылығының әсері.

6. Коксті түйіршіктердің беріктігіне кокстеудің бастапқы температурасының әсері.

7. Кокстің тығыздығына ұсақтау дәрежесінің әсері.