Znaczenie racjonalnego doboru składu ziarnowego węgli w produkcji koksu

(1)

CHEMIAz44

PIOTR WASILEWSKI

ZNACZENIE RACJONALNEGO DOBORU SKŁADU ZIARNOWEGO WĘGLI

W PRODUKCJI KOKSU

P O L I T E C H N I K A Ś L Ą S K A

ZESZYT NAUKOWY Nr 2 3 0 - G L I W I C E 1 9 6 8

(2)

SPIS TREŚCI

Str.

O d a u t o r a ... 3

1. W s t ę p ... 5

2. W p ł y w s top n ia r o z d ro b n ie n ia m ies za n k i w ę g lo w e j i je j sk ła d n ik ó w na własiności k o k s o w n ic ze w ę g li, w ie lk o ś ć ciężaru o b ję to ś c io w e g o w sad u o ra z jak ość k o k s u ... 7

B a d a n ia d o ś w ia d c za ln e 3. M e to d y k a b a d a ń ... 12

4. C ięż a r o b ję to ś c io w y w sadu w za leżn ości od je g o składu zia r-. n o w e g o , w ilg o c i i sposobu z a g ę s z c z a n ia ...15

5. Jakość koksu w za leżn o ś ci od składu z ia r n o w e g o w sad u w ę g lo w e g o ...15

6. O m ó w ie n ie w y n ik ó w b a d a ń ... 37

7. W n i o s k i ... 43

L ite r a tu r a ... 45

S t r e s z c z e n i a ... 48

(3)

POLITECHNIKA ŚLĄSKA

ZESZYTY NAUKOWE Nr 230

PIOTR WASILEWSKI

ZNACZENIE RACJONALNEGO DOBORU

SKŁADU ZIARNOWEGO WĘGLI W PRODUKCJI KOKSU

P R A C A H A B I L I T A C Y J N A Nr 83

Data otiuarcia przeuiodu habilitacyjnego 16. V. 1968 r.

G L I W I C E 1 9 6 8

(4)

R E D A K T O R N A C Z E L N Y Z E S Z Y T Ó W N A U K O W Y C H P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K IE J

F ry d e ryk Staub

R E D A K T O R D Z I A Ł U

Iw o P o lio

S E K R E T A R Z R E D A K C J I

Tadeusz M a tu la

D z ia ł N a u k i — S e k c ja W y d a w n ic t w N a u k o w y c h — P o lite c h n ik i Ś lą sk iej

umw

G liw ic e , ul. K o n a rs k ie g o 23

N a k ł . 100-j-190 A r k . w y d . 2,8 A r k . d r u k . 3,6 P a p i e r o f f s e t o w y k l . l l l , 70x100, 80 g O d d a n o d o d r u k u 19. 7.1968 P o d p i s , d o d r u k u 4. 9.1968 D r u k u k o ń . w e w r z e ś n i u 1968

Z a m 1222 13.7.1968 K -2 2 C e n a z ł 4,—

(5)

CO AUTORA

M in iste rstw u O św iaty i S z k o ln ictw a Ify ższego , Senatow i o raz Ra

d z ie W ydziału Chemicznego P o lit e c h n ik i Ś lą sk ie ;) wyrażam g łę b o k ą w d zięczn o ść z a u d z ie le n ie rai stypendium h a b i lit a c y jn e g o .

Panu P ro fe so ro w i d r i n ż . Jó ze fo w i S a lc e w ic z o w i, Kierownikowi K ated ry T e c h n o lo g ii Chemicznej Węgla P o lit e c h n ik i Ś l ą s k i e j składam se rd e c z n e podziękow anie z a ży cz liw e ustosun kow an ie s i ę do m ojej p ra c y o raz z a cenne ra d y i uwagi u d z ie la n e p rz y opracowywaniu n i n ie js z e g o za g a d n ie n ia «

3

(6)

(7)

N ajw ażn iejszym znaczeniem koksu pod względem gospodarczym j e s t je g o z asto so w an ie w vri.e3.kich p ie c a c h , w k tó ry ch stan o w i on k o n ie c z ny m a t e r ia ł do r e d u k c ji ru d ż e l a z a . Problem p r o d u k c ji w y so k ie j j a k o ś c i koksu w ielkopiecow ego n ie m ia ł t a k d o n io słe g o z n a c z e n ia wów

c z a s , gdy posługiw ano s i ę w h u tn ic tw ie ż e la z a w y łącz n ie niev/ie3^teŁ—

mi jed n o stk am i w ielkopiecow ym i.

Z naczenie ja k o ś c i koksu zaz n a cz a s i ę jed n ak o s t r z e j w m iarę bu

dowy co raz w iększych w ie lk ic h p iecó w , n a jw a ż n ie js z ą cecn ą decydu

j ą c ą o p rz y d a tn o śc i koksu do p ro c e su w ielkopiecow ego j e s t je g o od

po rn ość m echaniczna. W łasn o ści m echaniczne koksu sta n o w ią cech ę, do k t ó r e j przem ysł m e ta lu rg ic z n y p rzy w ią zu je n a jw ię k sz e z n a c z e n ie , ponieważ z b y tn ie k ru sz e n ie s i ę koksu wpływa ujem nie na p rz e b ie g p rac y w ie lk ic h pieców i że liw iak ó w . B ie g w ie lk ie g o p ie c a -zalezy od p r z e p u s z c z a ln o śc i g a zu w ładunku w ie lk ie g o p ie c a , k tó r a z k o l e i uwarunkowana j e s t w dużym s to p n iu p rze b ie g ie m r o z k r u s z a n ia s i ę kok

s u . P rzem ysł h u tn ic z y c h a r a k te ry z u je s i ę w o sta tn im o k r e s ie d ąż

n o ś c ią do sto so w a n ia w p r o c e s ie wielkopiecowym koksu o c o ra z t o wyższych param etrach w ytrzym ałościow ych. Wypływa s t ą d d l a p r z e m ysłu koksochem icznego poważne zad an ie d a l s z e j poprawy wytrzyma

ł o ś c i k o k su . R e a liz u ją c to z a d a n ie n a le ż y m ieć na u sad z ę s t a ł y po

s t u l a t jak im j e s t p o ta n ie n ie p r o d u k c ji koksu o.raz r a c jo n a ln e z u ż y t-

• kow anie krajow ych w * g l i k o k su ją c y c h , gdyż p o ls k i p rzem y sł koksoche

m iczny ro z p o rz ą d z a o g ra n icz o n ą i l o ś c i ą surow ca węglowego um ożliw ia

ją c e g o mu w ytw arzanie wysokogatunkowego koksu h u tn ic z e g o . H od róż

n ie n iu od warunków surowcowych w innych k r a ja c h , k o r z y s t a s i ę u 1. W S T f P

5

(8)

a a s z m ieszan ek węglowych o d u że j z a w a r to śc i c z ę ś c i lo tn y ch (28- -33%.) i o słab y c h w ła sn o śc ia c h koksow niczych. Również i w dalszym c ią g u b ę d z ie i s t n i a ł n iedobór w ę g li typów 35-38» mimo urucham iania nowych k o p alń w ęgla k o k su jące g o w Rybnickim Okręgu Węglowym,

Możność u z y sk a n ia koksu m ożliw ie n a jw y ż sz e j ja k o ś c i uwarunkowa

ne j e s t od ja k o ś c i u ży teg o w ęgla o raz parametrów tech n o lo giczn y ch p ro c e su koksow an ia. Do n a jw a ż n ie jsz y c h zag ad n ień tech n o lo giczn y ch z a l i c z a s i ę dwa z a sa d n ic z e k ie ru n k i t j . te c h n o lo g ia przygotow an ia wsadu węglowego ora.z te c h n o lo g ia p ro c e su koksow ania« W P o lsc e od l a t p rzy k ład a s i ę dużą wagę do poprawy warunków tech n o lo giczn y ch p ro c e su przygotow an ia i koksowania, wsadu węglowego, Popi-awa te c h n o l o g i i p ro c e su przygotow an ia wsadu węglowego sprow adza s i ę głów nie do ra c jo n a ln e g o ro z d r a b n ia n ia m ie szan k i i j e j sk ład n ikó w , przy czym poważną r o l ę odgrywa t u t e ż s k ła d ziarnow y m ieszanin, o r a s j e j s to p ie ń z a g ę s z c z e n ia .

R o zsze rz e n ie s k a l i w ę g li stosow anych w p o lsk im koksow nictw ie uzyskano przed e w szystkim p rz e z sto so w an ie le p s z e g o p rzem iału w ęgli ora8 p rz e z z a g ę sz c z e n ie wsadu w ęglow ego.Znaczna i l o ś ć wrac w t e j d zie

d s i n i e z o s t a ł a wykonana w s k a l i te c h n ic z n e j p rz e z K ated rę Techno

l o g i i Chemicznej Węgla P o lite c h n ik i. Ś l ą s k i e j [ i , 2 ] . Wyniki tych badań w sk az ały w s z c z e g ó ln o ś c i n a możność p ro d u k c ji koksu h u tn i

czego I gatun ku rów nież i z m ieszan ek ze znacznym u d ziałem węgli, typu 33 w zględn ie ż u d ziałem w ę g li typu 33/32 przy dodatku 30-50#

w ę g li ty p a 34 .jako w ę g li podstawowych i p rz y u d z ia le zaled w ie oko

ł o 20% w ę g li typu 35-37, jed n ak pod warunkiem dobrego p rze m iału , w ym ieszania i u b ic i a wsadu węglowego.

Mimo w ie lu p rac wykonanych w tym z a k r e s ie zarówno w s k a l i la b o r a t o r y jn e j j a k i te c h n ic z n e j sprawa u z y sk a n ia koksu d o b re j ja k o ś c i z różnych węgli k o k su jący ch je s t w dalusyn ciągu przedmiotem ba

dań» Wynika to ze znaczenia jakie posiada koks wysokiej jakości fila rozwoju przemysłu hutniczego szczególnie wówczas gdy brak

(9)

je s t - d o d y s p o z y c ji wysokogatunkowych w ę g li k o k su jący ch w d o s t a te c z n e j i l o ś c i .

Poza spraw ą opracow an ia nowych metod koksow ania n ie w ą tp liw ie spraw a le p s z e g o w y k o rz y sta n ia dużego p o te n c ja łu produkcyjn ego na

szych koksowni n a drodze m iędzy innymi r a c jo n a ln e g o doboru sk ła d u ziarnow ego w ę g li stan ow i przedm iot s p e c ja ln e g o z a in te r e so w a n ia . Dla opracow an ia te g o z a g a d n ie n ia n ie p o d ję to u n as d o ty c h c zas sy stem atyczn ych b ad ań , k tó r e mogłyby d ać m ożliw ie w y czerp u jącą od

powiedź n a p y ta n ie , j a k i e s ą d a l s z e m o żliw o ści poprawy ja k o ś c i koksu w ielkopiecow ego i w y k o rzy sta n ia do te g o c e lu n aszy ch w ę g li.

Z ty c h to ż względów uznano z a celow e p o d ję c ie d a lsz y c h badań w tym z a k r e s i e .

2 . WPŁYW ST OPICIA ROZDROBNIENIA MIESZANKI I J E J SKŁADNIKÓW HA WŁASNOŚCI KOKSOWNICZE WĘGLI, WIELKOŚĆ CIĘŻARU

OBJĘTOŚCIOWEGO WSADU ORAZ JAKOŚĆ KOKSU

Różny s t o p ie ń r o z d ro b n ie n ia m ieszan k i węglowej p o sia d a duży wpływ n a w ła sn o ś c i koksow nicze w ę g li, c i ę ż a r o b ję to śc io w y wsadu o raz ja k o ś ć otrzymywanego k o k su . L.M . Sapożnikow [3] b a d a ł z a le ż n o ś ć p ły n n o śc i w ęgla w o k r e s ie p l a s t y c z n o ś c i od s t o p n ia je g o r o z d r o b n ie n ia . S t w ie r d z ił on, że w przypadku w ę g li gazowych płyn  n o ść m a le je wraz ze w zrostem s t o p n ia ic h r o z d r o b n ie n ia . N atom iast d l a w ę g li dob rze sp ie k a ją c y c h s i ę płyn n o ść ic h n ie t y lk o n ie m ale

j e ze zm n iejszen iem z i a r e n , a l e nawet n ie c o w z r a s t a . C h arak tery stycznym j e s t rów nież t o , że ze w zrostem s t o p n ia r o z d ro b n ie n ia wę

g l a z m n ie jsz a s i ę opór w arstw y p la s t y c z n e j staw ian y przepływowi gazów pr , 5 ] , p rz y czym z ja w isk o to w y stęp u je z w ię k sz ą o s t r o ś c i ą u w ę g li gazow ych. S tą d zb y t d a le k o p o su n ię te ro z d ro b n ie n ie w ę g l i[6] ,

7

(10)

a w s z c z e g ó ln o ś c i w ę g li gazowych M wywiera ujemny wpływ na ja k o ś ć koksu, Przyczyny te g o z ja w isk a n a le ż y szu k ać w zbytnim r o z w in ię c iu pow ierzch ni w ęgla w wyniku czego zaw arte w w ęglu su b sta n

c j e b itu m iczn e n ie s ą w s t a n i e c a łk o w ic ie j e j zw ią z a ć . Równocześnie ze wzrostem s t o p n ia ro z d ro b n ie n ia wsadu węglowego obserw uje s i ę z m n ie jsz e n ie w ie lk o ś c i je g o c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o [8-10] , co wpływa ujem nie na p ro c e s tw o rzen ia s i ę k ok su .

E la p r z e c iw d z ia ła n ia z ja w isk u z m n ie jsz e n ia c ię ż a r u o b ję t o ś c i o wego wsadu p rzy zwiększonym sto p n iu je g o ro z d ro b n ie n ia s t o s u je s i ę s z e r e g środków zarad czy ch ja k z m n ie jsz e n ie z a w a r to śc i wody we y/sa

d z ie węglowym, z w ilż a n ie m ieszan k i węglowej c ie c z a m i organ iczn ym i, częścio w e b ry k ieto w an ie lu b gran u low an ie o raz odpow iedni dobór sk ła d u ziarn ow ego. W b ad an iach nad wpływem z a w a r to śc i wody we wsa

d z ie stw ie rd z o n o , źe n a jn iż s z a w ie lk o ść c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o w p r z e lic z e n iu na suchy w ę g ie l odpowiada z a w a r to śc i wody 6-10%, Z m n iejszen ie lu b zw ięk sze n ie z a w a rto śc i wody we w sad zie poza wyżej podany z a k re s powoduje w zro st c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o [i 1, 12] .

W b ard zo szero kim z a k r e s ie b y ły prowadzone b ad a n ia d o ty czące wpływu na c ię ż a r o b ję to śc io w y dodatku do m ieszan ek węglowych n ie w ie lk ic h i l o ś c i c ie c z y organ iczn y ch [ l3 - 1 ? ] . W wyniku ty ch prac stw ierd zo n o wyraźny w prost w ie lk o ś c i c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o w sadu, a d ę k c z e n ie c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o otrzymano rów nież p rz e z z a s t o sow anie częścio w ego b ry k ieto w an ia fi 8, 1S>] lu b gran u low an ia wsadu [2 0 -2 2 ] o raz zw iększanego je g o u b ic i a [ 2 , 23-30] . Spośród wyżej wymienionych środków zarad czy ch wpływ ających na w z ro st c ię ż a r u 0- b j ętościo w ego wsadu można sto so w ać w przypadku u b ija n e g o n a p e łn ia n ia komór b a t e r i i koksow niczych ja k o r a c jo n a ln e ty lk o n ie k tó r e z n ic h , a m ianow icie zw ięk sze n ie p racy u b i ja n i0 o raz odpowiedni do

b ó r składu ziarnow ego wsadu [31-34] • J e ż e l i ch o d zi o pierw szy czynnik to j e s t on w m.f,Tyrr. koksow nictw ie niem al pow szechnie z a  stosowany, iia to m ia st spraw a odpow iedniego doboru składu ziarnow ego posiada je s z c z e zn acseru e em piryczne i nie została d o ty ch czas do

(11)

W p o lsk im koksow nictw ie pow szechnie stosow any j e s t sy stem u b i j a ny ze w zględu n a t o , że stw a rz a on możność w prowadzenia do m ieszan k i węglow ej w ięk szeg o u d z ia łu w ę g li o sła b s z y c h w ła sn o śc ia c h kok

sow niczych b ez p o g o rs z e n ia ja k o ś c i koksu« Wynika t o m iędzy innymi d l a t e g o , że zw iększony c i ę ż a r o b ję to śc io w y wsadu powoduje zm n iej

s z e n ie wolnych p r z e s t r z e n i pomiędzy ziarn am i w ęgla a w ięc zw ięk sze

n ie kontaktów pomiędzy n im i, co prow adzi do p o le p s z e n ia warunków p ro c e su s p ie t e m ia . W ielkość c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o ma rów nież du

ży wpływ na zmiany o b ję to śc io w e jak im p o d le g a wsad w p r o c e s ie kok

so w an ia. Bezpośrednim powodem p ę k an ia koksu s ą zmiany o b ję t o ś c i o we jalcLe zach odzą w b r y le w ęgla w p r o c e s ie koksow ania począwszy

od o b ję t o ś c i w y jścio w ej ja k ą zajm u je o b ję t o ś ć wsadu węglowego do o b ję t o ś c i końcowej ja k ą ma gotowy koks [2, 3 5 ] •

Obok ujemnego wpływu w ięk szeg o s t o p n ia ro z d r o b n ie n ia m ieszan ki węglowej stw ie r d z a s i ę rów nież d o d a tn i je g o wpływ. P o le g a on na tym, ż e o s ią g a s i ę p rz e z t o l e p s z ą h o m ogen izację m ieszan k i w ęglo

wej o ra z z m n ie jsz e n ie r o z p i ę t o ś c i wymiarów z i a m . Grube z ia r n a w ę g li n ie s p ie k a ją c y c h lu b s ł a b o s p ie k a ją c y c h tr u d n ie j w le p ia ją

s i ę w masę koksową i sta n o w ią obce s t r u k t u r a l n i e z ia rn o w k o k s ie . W z a le ż n o ś c i od i l o ś c i i w ie lk o ś c i ty ch z i a m w k o k sie występować może w ięk sze lu b m n ie jsz e p o g o rsz e n ie w y trzy m ało ści lu b ś c i e r a l n o ś c i k o k su . D la te g o t e ż w ięk szy s t o p ie ń ro z d ro b n ie n ia w ęgla z m n ie jsz a wewnętrzne n a p r ę ż e n ia , k tó re powodują p ęk an ie k ok su , Wy

n ik a s t ą d , że d l a z w ię k sz e n ia w y trzy m ało ści koksu n a jb a r d z ie j efektywnym j e s t t a k i e r o z d ro b n ie n ie m ieszan k i w ęglow ej, ażeby b y ło ja k n ajm n iej grubych z i a m p rzy m inim alnej i l o ś c i f r a k c j i p y ło w ej.

P ierw szy warunek k on ieczn y j e s t d la z m n ie jsz e n ia wewnętrznych n a

p rę że ń w k o k s ie , d r u g i d l a zw ię k sz e n ia je g o w y trzy m ałości s t r u k t u r a l n e j . W tym c e lu może b y ć stosow any zróżnicow any p rzem iał [36, 37] o p a r ty n a oddzielnym i różnym ro d z ro b n ie n iu składników m ie sz a n k i z a le ż n ie od ic h w ła sn o ś c i k o k su jący ch ,w z g lę d n ie progresyw :

(12)

przemiał [38-41] , który opiera się na « « ło ż e n iu , że n a jb a r d z ie j celowe z punktu widzenia jakości produkowanego koksu j e s t silne rozdrobnienie składników durytowych, a zachow anie w stanie niena

ruszonym ziarn drobnych, miękkich. Wynika to z faktu, że węgle ka

mienne zawierają różne odmiany petrograficzne w niejednakowych ilościach , przy czym różnią się one pomiędzy sobą spiekalnością, zawartością popiołu i części lotnych oraz twardością. Podczas roz

drabniania węgli wskutek różnic w ich twardości poszczególne od

miany petrograficzne rozd zielają s ię nierównomiernie w różnych frakcjach ziarn ow ych.

Na o g o ł stw ie r d z a s i ę , że w gru b szy ch f r a k c ja c h grom adzą s i ę tw arde z n atu ry s k ła d n ik i in e r tn e i m in eraln e w ęgla o raz d u ry t.

Powodują one występowanie w tworzącym s i ę k o k sie m iejscow ych na

p rę ż e ń , k tó re s ą źró d łam i p ęk n ięć i r y s , o b n iż a ją c y c h w ytrzym ałość Koksu. Z a le t ą metody progresyw nego ro z d ra b n ia n ia w ę g li j e s t t o , że d z ię k i n i e j m ie le n ie w ę g li n ie o d b ija s i ę ujem nie pod względem c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o wsadu.

Od c z a su opublikow ania p rz e z B u r s t le in a nowej metody p rz y g o to w ania m ie szan k i węglowej problem ten s t a ł s i ę przedm iotem dużego z a in te re so w a n ia wśród koksowników. W l i t e r a t u r z e p o ja w iły s i ę a r ty k u ły om aw iające różne a sp ek ty te g o z a g a d n ie n ia . N ie k tó rz y au to rzy u z y s k a li poprawę ja k o ś® ! koksu o raz w y k azali efektyw ność eko

nomiczną w y n ik ają cą 3 za sto so w a n ia t e j metody [4 2 -4 4 ] . Ze względu je d n a k na duży k o sz t s i t e le k tr y c z n ie ogrzew anych, a nieodzownych w t e j m etod zie s ą próby zasto so w a n ia innych rozw iązań k on struk

cy jn y ch u rząd zeń do k l a s y f i k a c j i d r o b n o z ia r n isty c h w ę g li w ilg o t

nych. Do ta k ic h u rząd zeń można z a l ic z y ć k ilk a typów k l a s y f ik a t o rów pneumatycznych i g ra w ita c y jn y c h opracowanych w ZSRK [45-47J

(13)

odśrodkowy klasyfikator według p a te n tu M. Sowy [48]

o raz odśrodkowo-pneumatyczny k l a s y f i k a t o r systemu. I n s t y t u t u Che

m iczn ej P rz e ró b k i Węgla [4 S ] . Wymienione wyżej u rz ą d z e n ia do k la s y f i k a c j i d r o b n o z ia rn isty c h w ę g li w ilgo tn y ch ni® z n a la z ły do ty ch c z a s p rak ty czn e go z a sto so w a n ia w warunkach tech n iczn y ch »

Odmienną z a sa d ę r o z d r a b n ia n ia komponentów m ie sz an k i węglowej w porównaniu z m etodą B u r s t le i n a o g ł o s i l i D.W. van K revelen P . J . H u n tje n s, A*H. Wilms [ 5 0 ] , Na p o d staw ie wykonanych badań s t w ie r d z i l i o n i, że w ęgle o c a łk o w ite j d y l a t a c j i powyżej 125% d a ją n a j

l e p s z y koks p rzy siln y m ro z d ro b n ie n iu do w ie lk o ś c i śr e d n ie g o z i a r na o k o ło 0,1 mm i g ó rn e j g r a n ic y z i a m w ynoszącej 1 om. N atom iast w ęgle o c a łk o w ite j d y l a t a c j i p o n iż e j 12556 powinny być s ł a b i e j r o z

d ra b n ia n i i powinny p o sia d a ć g ó rn ą g r a n ic ę z i a m 3 mm, a ś r e d n ie z ia r n o w ie lk o ś c i 0 ,0 nur.. P rzy tłu m aczen iu ty ch wyników a u to rz y o p i e r a ją s i ę na- stw ie rd e e n iu F .G . K reu len a i van Selrna [ 5 l ] , że m ałe z i a r n a s ł a b i e j s i ę r o z p r ę ż a ją . S tą d wydymanie s i ę s i l n i e r o z drab n ian y ch w ę g li o d y l a t a c j i p o n iż e j 12556 n ie w y sta rcz a d la uzy

s k a n ia s p o is t e g o s z k i e l e t u koksowego i d lat'e g o ty ch w ę g li n ie n a - l e s y s i l n i e ro z d ra b n ia ć « N ieb ezp ieczeń stw o t o n ie g r o z i węglom o du żej d y l a t a c j i , k tó r e m o ż n a * s iln ie j r o z d r a b n ia ć , z m n ie js z a ją c w te n sp o só b n a p rę ż e n ia wewnętrzne pomiędzy s u b s t a n c ją m in eraln ą a s u b s t a n c ją koksow ą.

Z dotychczasow ych badań w ynika, ż e p o le p s z e n ie ja k o ś c i koksu w obecnych n aszych warunkach surowcowych i tech n iczn y ch można o s i ą g n ąć na drodze odpow iedniego doboru sk ła d u ziarn ow ego wsadu s t o s u j ą c zróżnicow any p rze m iał p o szczeg ó ln y ch komponentów m ieszanld.

w ęglo w ej.

Calem n i n i e j s z e j p racy j e s t w ięc o k r e ś le n ie z a le ż n o ś c i c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o wsadu od je g o sk ła d u ziarn ow ego, z a w a r to śc i w ilg o c i i spo so b u z a g ę s z c z a n ia o ra z u s t a l e n i e wpływu n a ja k o ś ć koksu zmian sk ła d u ziarnow ego komponentów m ieszanki, w ęglow ej.

11

(14)

BADANIA, DOŚWIADCZALNE

3 . METODYKA BADAŃ

B a d an ia zmian c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o wsadu w z a le ż n o ś c i od je g o sk ła d u ziarn ow ego, w ilg o c i i spo so bu z a g ę sz c z a n ia wykonano d la tr z e c h s t o p n i ro z d ro b n ie n ia w ę g la , a m ian ow icie 80% z i a m p o n iż e j 3 urn, 100% z i a r n p o n iż e j 3 mm i 100% z i a m p o n iż e j 2 mm.

W tym c e lu w ysuszony i rozd rob n ion y w ę g ie l r o z s ia n o na f r a k c j e : 0-0,5 mm, 0 ,5 -1 mm, 1 -2 mm, 1 -3 i 3-5 mm, po czym oznaczono c i ę ż a r y o b ję to śc io w e osobno p rzy swobodnym zasypyw aniu i osobno p rzy u b ija n iu próbek węglowych, z m ie n ia ją c p rzy tym u d z ia ły tych f r a k c j i i z a w a rto śc i wody w w ęglu. W przypadku z a g ę s z c z a n ia próbek węglowych p rz e z u b i ja n i e stosow ano jednakow ą p ra c ę u b i ja n i a wyno

s z ą c ą 300 J / k g such ego w ę g la , z a w yjątkiem jed n eg o przypadku, w którym zasto so w an o p r a c ę u b i ja n i a 600 J / k g . Z astosow an ie dwukrot

n ie w ię k sz e j p ra c y na u b ija n i e m ia ło na c e lu u z y sk a n ie w warunkach la b o r a to r y jn y c h c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o odpow iad ającego w ie lk o ś c i

otrzymywanej w warunkach tech n icz n y ch . Do badań u ż y to w ęgla z ko

p a ln i "Knurów P . P ." (ty p 33) o z a w a rto śc i c z ę ś c i lo tn y c h ' f 1 = 31,2%, p o p io łu Aa = 8,2% o raz s p i e k a ln o ś c i LR = 3 3 . Do pomiarów c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o w ykorzystano zmodyfikowany a p a r a t stosow any p rzez A. Grcssmana i B . K alin ow sk iego [ i 5jj * M od y fik acja a p a r a tu p o le g a ła na u ż y ciu z b io rn ik a o w ię k sz e j po jem n o ści * 11,056 dcm^ (śr e d n ic a

150 mm, w ysokość 626 mm) ( r y s . 1) . W ’warunkach u b ija n e g o wsadu z b io r n ik te n n ap ełn ian o badanym węglem i na po w ierzch n ię k tó r e g o o p ieran o t ło c z e k . W tło c z e k te n uderzan o sw obodnie opadającym c ię ż a rk ie m . Z nając c i ę ż a r p ró b k i i zajmowaną p rz e z n i ą o b ję t o ś ć o b lic z a n o uzyskiw any c ię ż a r o b ję to śc io w y , W warunkach zasypowego wsadu n a p e łn ia n ie z b io rn ik a węglem odbywało si.ę z pom ocniczego z b io r n ik a p rzez w y c ią g n ię c ie zasuwy o d d z i e la ją c e j oba z b io r n ik i.

(15)

Bprian-ig jalcości koksu w zależn ości od składu ziarnowego wsadu węglowego wykonano w s k a li prób komorowych w koksowni huty Bobrek.

Do prób wybrano koksow nię h u ty Bobrek d l a t e g o , ponieważ p o sia d a ona węglow- n ię p o z w a la ją c ą n a sto so w a n ie różn ych schematów p rzy go to w an ia w ę g l i, Do badań u ż y to w ę g li z k o p alń :

1-1.53.j a (ty p 35-HCW) o z a w a r to śc i c z ę ś c i lo tn y c h V3- = 28,0% , p o p ic iu 6,4% o ra z s p i e k a ln o ś c i LR = 7 6 .

GSLiwice (ty p 35) o z a w a r to śc i c z ę ś c i lo tn y c h 2 1,5% p o p io łu 7*0% o ra z s p i e k a ln o ś c i 7 4 ,

Halemba (ty p 33) o z a w a r to śc i c z ę ś c i lo tn y c h 3 1»7%,p o p io łu 7,3%

o ra z s p i e k a ln o ś c i 4 0 ,

Jankow ice (ty p 31) o z a w a r to śc i c z ę ś c i lo tn y c h 33,5%i p o p io łu 6,8% o ra z s p i e k a ln o ś c i 15«

Wsad węglowy o różnym s k ła d z ie ziarnowym otrzymano p rz e z s t o s o w anie zróżnicow anego sp o so b u r o z d r a b n ia n ia p o sz c z e g ó ln y ch komponen

tów m ie s z a n k i. Do prób w y k orzy sta

no z n a jd u ją c y s i ę w w ieży węglowej tzw . próbny z b io r n ik o p ojem n ości o k o ło 150 to n w ę g la . U b ija n ie m ie s ia n k i węglowej prowadzono w 6 w arstw ach . We w sz y stk ic h przypadkach stosow ano jadnakcw y c z a s u b i-

i a n i a 15 m inut i dokonywano pom iaru c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o wsadu w ęglow ego, uży w ając do te g o c e lu c y lin d r a o po jem n o ści 7 ,0 6 5 dcrT*

(ś r e d n ic a 150 mm, w ysokość 400 m ) . C y lin d e r te n w b ijan o do Rys. 1, Aparat do ozna

czania ciężaru ob jęto

ściowego węgla 1 - cylinder| 2 - pro

wadnica} 3 - tłoczek

13

(16)

u b ite g o wsadu węglowego w t r z e c i e j w a rstw ie . W te n sp o só b wycinano próbkę w ęgla zag ęsz cz o n ego w warunkach tec h n icz n y ch .

Z n ając c i ę ż a r t e j p ró b k i i zajmowaną p rz e z n ią o b ję t o ś ć o b l i czan o c i ę ż a r o b ję to śc io w y . Każdorazowo przygotowywano 100 - 150 ton m ie szan k i węglowej o b sa d z a ją c n ią 3 komory koksow nicze, z po

sz c z e g ó ln y c h komór p o b ieran o je d n ą w spólną próbkę k ok su , wykonując z n i e j podwójną próbę bębnowania w b ęb n ie Micum. Próby Icoksowania wykonano w b a t e r i i typu O tto , k tó r e j c h a ra k te ry sty k ę p o d a je t a b l i ca 1 . Ś re d n ia »em peratura Koksu m ierzona w o s i p la c k a koksowego b e z p o śre d n io p rzed je g o wypchnięciem z komory b y ła jednakow a i wy

n o s i ł a ok oło 950°C .

T a b lic a 1 C h a ra k te ry sty k a p ra c y b a t e r i i koksow niczej

Typ Otto

Rok budowy 1940

K a p ita ln y remont 1953

I l o ś ć komór 45

»Tymiary komór;

d łu g o ść 13290 mm

wysokość 3773 mm

sz e ro k o ść 425/425 mm

Ś r e d n ia tem p eratu ra w k an ałach

grzew czych 1300°C

Ś re d n i c z a s koksow ania 20 g o d z in 4.5 minut

(17)

4. CięŻAR OBJĘTOŚCIOWY WSADU W ZALEŻNOŚCI OD JEGO SKŁADU ZIARNOWEGO, WILGOCI I SPOSOBU ZAGĘSZCZANIA

C h arak ter zmian c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o m ie sz a n in dwóch f r a k c j i w ęgla w z a le ż n o ś c i od sk ła d u ziarn ow ego, z a w a r to ś c i wody i sp o so bu z a g ę s z c z a n ia wsadu p rze d staw ia n o na r y s . 2. wpływ wymienionych wyżej czynników n a w ie lk o ś ć c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o r o z d ro b n ien iu 8CjS z ia r n a p o n iż e j 3 mm p rzed staw io n o g r a f i c z n i e n a r y s . 3-5t ° ro z d ro b n ia n iu 100$6 z ia r n a p o n iż e j 3 mm na r y s . 6-16, o ro z d ro b n ie n iu 100% z i a r n a p o n iż e j 2 mm na r y s . 17-19.

Z e staw ie n ie licz b o w e maksymalnych w ie lk o ś c i c ięża ró w o b ję t o ś c i o wych otrzymanych d l a m ie sz a n in tr z e c h i c z te r e c h f r a k c j i w warun

kach u b ija n e g o i zasypow ego wsadu o z a w a r to śc i wody w w ęglu 2-10$ podano w t a b l i c y 2.

5 . JAKOŚĆ KOKSU W ZALEŻNOŚCI OD SKŁADU ZIARNOWEGO WSADU WĘGLOWEGO

B a d an ia wpływu sk ła d u ziarnow ego na k sz ta łto w a n ie s i ę c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o w y k azały , że p rz e z odpow iedni dobór sk ła d u można o s ią g n ą ć znaczne zw ięk sze n ie zmiany je g o w i e lk o ś c i. W zw iązku z dużym znaczeniem s t o p n ia zag ę sz cz e n ie , wsadu ja k t e ż s t o p n ia r o z d ro b n ie n ia p o szczeg ó ln y ch sk ładników m ieszan k i wyprodukowano koks z m ieszan ek węglowych s t o s u ją c t e same s k ł a d n i k i, l e c z różn y ic h s k ła d ziarn ow y. W t a b l i c y 3 zestaw io n o lic z b o w e w yniki badań d la m ieszan ek w s k ła d k tó ry ch w ch odziły w ęgle 3 k opalń 1- I Ja ja (typ u

35-RCW) i Halemba (ty p 33) a w t a b l i c y 4 d l a m ieszan ek w s k ła d , k tó ry ch w ch od ziły w ęgle z kopalń G liw ice (ty p 35) i Halemba

(ty p 3 3 ) .

15

(18)

R ys. 2 . C ię ż a r o b jęto ścio w y m ieszan in y dwóch f r a k c j i w ęgla w za

le ż n o ś c i od sk ła d u ziarn ow ego, z a w a r to śc i wody i sposobu z a g ę sz c z a n ia

(19)

1 -3 mm

frakcja 0-05.mm.*

R ys. 3 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 80$

z ia r n a p o n iż e j 3 mm, przy stały m u d z ia le f r a k c j i 3-5 irjn w i l o ś c i 2O/S i z a w a r to śc i w ilg o c i w w ęglu 8$ , w warunkach u b ija n e g o wsadu

(p ra c a u b ija n i a 300 j / k g suchego w ęgla)

(20)

1 - 3 m m

Rys* 4 . Wykres c ię ż a r u o b jęto ścio w ego wsadu o ro d ro b n ień iu 80# ziar na poniżej^ 3 mm, p rzy stały m u d z ia le f r a k c j i 3-5 mm w i l o ś c i 20% i z a w a r to ś c i w ilg o c i w węglu 2% w warunkach zasypowego wsadu

(21)

1 -3 mm

R ys. 3 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 80$

z ia r n a p o n iż e j 3 mm, przy stały m u d z ia le f r a k c j i 3-5 mm w i l o ś c i 20$ i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 8$ , w warunkach u b ija n e g o wsadu

(p ra c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

17

(22)

i-3 m m

Itys, 4« Wykres c ię ż a r u o b jęto ścio w eg o wsadu o ro d ro b n ien iu 80% ziar na p o n iż e j 3 mm, p rzy stały m u d z ia le f r a k c j i 3-5 mm w i l o ś c i 20% i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 2% w warunkach nasypowego wsadu

(23)

Qj5-1mm O-0,5 mm fRAKCJA O -O ć m m , %

Rys» 5» Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 80%

z ia r n a p o n iż e j 3 ram, p rzy stały m u d z ia le f r a k c j i 3-5 mm w i l o ś c i 20% i z a w a r to ś c i w ilg o c i w węglu 8%, w warunkach zasypowego wsadu

19

(24)

10 888

>00 / \ / s & o y * /865

O to 20

QS- Imm ^JO ⁴⁰ ⁵⁰ ⁶⁰

FMKC7A 0-ą£mm, %

90 l o S * *

O-0,6mm R ys. 6. Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j % mm i z a w a rto śc i w ilg o c i w węglu 2%, w warunkach u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

(25)

1 -3mm

0,5-1 mm FRAKCJĄ 0 ~ 0 ,5 m m ,% 0 ° '5mm

R ys. 7 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j 3 mm i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 4%, w warunkach u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

21

(26)

0,5-1 mm

20 30 40 50 60

fftAKC7A O -0,5mm. %

90 100

C - 0,5m m

Rys* 8* Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

s i a r M p o n iż e j 3 m i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 6%, w warunkach u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n ia 300 J / k g suchego w ęglaj

(27)

o 10 2 0 3 0 4 0 S O 6 0 70 6 0 90 100

F R A K C J A 0 -0 ,5 /77/77,% O - Q 5 m m

R ys* 9« Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j 3 mm i z a w a r to śc i w ilg o c i w w ęglu B%, w warunkach u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

23

(28)

1 -3m v

R ys. 10. Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 1005»

z ia r n a p o n iż e j 3 a a i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 10% w warunkach u b ija n e g o wsadu (p r a c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

(29)

O 10

<X 5~1m m

X ! 30 40 X 60

FRAfiCM O-05mm. %

<S69

_______ 6*3

90 100

O '0,5 mm R ys. 1 1 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j 3 mm i z a w a r to śc i w ilg o c i w w ęglu 8$ w waiunkaćh u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n i a 600 J / k g suchego w ęgla)

25

(30)

/ - 3 m m 6 74

Rys. 1 2 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j 3 min i z a w a r to śc i w ilg o c i w w ęglu, 2%, w warunkach zasypowego wsadu

(31)

I

1 - 3 mm

Rys« 13» Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o r o z d r o b n ie n ia 1 0 C $ z ia r n a p o n iż e j 3 ran i z a w a r to ś c i w ilg o c i w węglu 4%, w warunkach

zasypowego wsadu

27

(32)

0 5 -tm m 0 -0 ,5 m m

FRAKCJA 0'0,5mrn.K

R ys. 1 4 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro zd ro b n ien ia100%

z ia r n a p o n iż e j 3 mm i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 6%, w warunkach zasypowego wsadu

(33)

f - 3 m m

Q5~ t m m

F R A K C J A O - 0 ,5 m r r > ,%

i o 48 7

G~ Q5 rnrrj

B y s. 15. Wykres c ię ż a r u o b ję tc śc io w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

wsadu p o n iż e j 3 ram i z a w a r to ś c i w ilg o c i w w ęglu 8%, w warunkach zasypow ego wsadu

29

(34)

O Ą - 1 m m O ' 0 , 5 m m

O-OÓmm, %

R ys. 1 6 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100$

z ia r n a p o n iż e j 3 ora i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 10%,w'warunkach zasypowego wsadu

(35)

05-1 mm _ . O -0,5 mm

FRAKOA O-Oćm™, %

R ys. 1 7 . Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100#

z ia r n a p o n iż e j 2 ram i z a w a r to ś c i w ilg o c i w w ęglu &%, w warunkach u b ija n e g o wsadu (p ra c a u b ija n i a 300 J / k g suchego w ęgla)

31

(36)

1~Zmm

FRA KC JA D~C,5mr/>Ja

711

u-ąsmm

0 ,3- 1mni

I{ys<. 18« Wykres c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100$

z ia r n a p o n iż e j 2 ram i z a w a r to śc i w ilg o c i w węglu 2%t w warunkach zasypowego wsadu

(37)

1-2 mm

R ys. 1 9 . Wykres c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o wsadu o ro z d ro b n ie n iu 100%

z ia r n a p o n iż e j 2 mm i z a w a r to ś c i w ilg o c i w w ęglu Q%, w warunkach zasypow ego wsadu

33

(38)

T a b lic a 2‘

Z e s t a w ie n ie lic z b o w e wyników b adań z a l e ż n o ś c i c i ę ż a r u o b ję t o ś c io w e g o wsadu od je g o s k ła d u zia rn o w eg o i z a w a r t o ś c i wody

L p .

S t o p ie ń r o z d r o b n ie n ia

wsadu

S k ła d z ia rn o w y wsadu Zaw artość Maksymalny c i ę ż a r o b ję  to ś c io w y m ieszan in y

t r z e c h i c z t e re c h f r a k c j i w ę g la

kg/nr

F r a k c ja mm wody

w wę g l u

% %

0 - 0 , 5 0 ,5 -1 1 -2 1 -3 3 -5

w warunkach u b ija u e g o

wsadu

w warunkach zasypowego

wsadu

1 80% z ia r n a p o n . 3 mm 32 8 ^_ 40 20 8 J201

2 ^H ^W ^N ⁿ 48 8 - 24 20 2 ^_ 824

3 ^»• ^M ^Ił ^II 8 16 - 56 20 8 ^_ 632

4 10095 z ia r n a p o t . 3 nim 40 10 - 50 ^- 2 9461

5 ⁿ ^{i i} ^u ⁱⁱ 40 10 - 50 - 4 9351 ^_

6 ÎI ÎI ÎI ^t! 40 10 - 50 - 6 9221 ^{. »}

7 ÎI ÎI ^W ÎI 40 10 - 50 - 8 9191

8 ^H ^M ^II ^II 40 10 - 50 - 10 9221 ^_

9 ÎI ^»1 ÎI ÎI 40 10 - 50 ^- 8 942^ ^_

10 ÎI ÎI ÎI ^tl * 0 10 - 50 - 2 ^- 821

11 ^•1 Û ÎI ÎI 50 10 - 40 - 4 702

12 ÎI ÎI ÎI ÎI 10 10 - 80 - 6 630

13 ÎI ÎI ÎI ¹¹ 10 10 - 80 - 8 - 613

14 ÎI ÎI ÎI ÎI 10 10 - 80 - 10 ^_ 616

15 10053 z ia r n a pon* 2 ram 40 10 50 ^_ ^- 8 8621 ^_

16 ⁿ ^II ⁿ ^II 40 10 50 - - 2 ^— 800

17 ÎI ÎI ÎI Ît 10 10 30 - - 8 - 600

1

p r a c a u b i j a n i a p ró b e k węglow ych 300 J/kg suchego w ę g la 2

p r a c a u b ija n ia , próbek węglow ych 600 J / k g suchego w ę g la

(39)

Składmieszanki, sposóbrozdrabnianiawęgli, analizasitowaskładnikówi mieszanki węglov alęiar objętościowywsaduorazwłasności mechaniczne koksów 1 t( 3

6 1

£ e I

o a "

a3

*

P 3 5 s 3 5 5

°1 s ®‘

? j

jp Ś

o

2 {§ » $ |

I :

.a to , 5 B 3^0

o a -i-

P * *

o *

3 o

* 2

o>

o

i

s

-gM

o a a*

*<

8 0 «

1

s Si S ? 3 o J v33^{? C v}^{O ( D} • o o o“ 1 ' S ? 3 * <-*o S C - o V o "

t

- S £ 2kW J 2 £ 5

C-.CJO iftOr

•s\ -) c- o V o s ;- ;-

;v c c

KNT- K\ O k\aT iftOr S S

g ® coco S Ś J Cl sf lA w - r O O oj-'!-'''»

njoi^ >r-A*

: - 3 s r^OiN

3 5 5 -

2 4^01 s>

p s a

■ ło o OOICs. o-o® *<\l;ł aiQ.o J v $

o*

. C^^CM

£ j> V

® St\j

•AOlA -JOO C^-OMN

?V o r s s

tr\^o

? o

r-

«NC^ITN M S

4-UNO

& & 3 N',C'-VO •OO'!*

ok>qT ■r~ ■ * * s s s 5 3 * w .

9 . w

№ ITNr^O

UVt O !J v S *N0j'j RfcS <śs=tr£ a a a 3 5 5w .

i

I

a s l s a * | a

a a ?

a

3 3a a i i a a a | | = 'i

I s

* * ° R 8 & R 8o o g

& ° 8 o c oro,C^O R S S £ R 8 R R o Rk8 R R 8 JRRg

i

j.

K R r r RR K R R S KR ^RR ^{S R} SR ^{R R}

i

3 ^Ł ^* M

• * 1

?.2£

4 ar|

5

«§;■=

•oe » 3.S8

« i> 5|

-o a ii

$ls

t- w a

« | | fi

:i -■ ■’

« 1

f i n t l !

?la■'“‘i 332h.|1 fil

5 vii

a * ^« • |f fi U l

* * - - ^HN - ^„ ^. r- ^. ^o ^o -

35

(40)

"osóbrozdrabnianiaw^li, analiza sitowaskładnikówi mieszanki węglo ięiap objętościowywsaduoraz własnościmechaniczne koksów

(41)

6 . OUĆWIEHIS WYHEKÓW BADAŃ

Rys. 20 podaje przebieg zmiany ciężaru objętościowego dla mie

szaniny dwóch fr a k c ji węgla w zależn ości od udziału fr a k c ji 0-0,5 mm i 0,5-1 mm. Jak wynika z ry s . 2 najwyższy stopień zagę

szczenia v/ warunkach ubijanego wsadu uzyskano dla węgla o zawar

to ś c i wody 2# (krzywa i ) . Natomiast najniższy stopień zagęszcze

nia otrzymano w przypadku zasypowego wsadu o zawartości wody w węglu 8# (krzywa 4 ). Zarówno w warunkach ubijanego wsadu o zawar

to ś c i wody 2 i 8%, jak też w warunkach zasypowego wsadu o zawar

to ś c i wody 2% otrzymano maksymalne w ielkości ciężaru ob jętościo

wego przy około 50# u d ziale obu f r a k c ji. W przypadku zasypowego wsadu o zawartości wody 8# c ię ża r objętościowy s ta le malał wraz

ze wzrostem udziału w mieszaninie fr a k c ji 0-0,5 mm.

Przebieg krzywych jednakowych ciężarów objętościowych przedsta

wiony na ry s . 3-19 d la badanych składów ziarnowych był podobny za

równo dla zasypowego wsadu o zawartości wody 2-4# jak też u b ija nego wsadu o zawartości wody 2-10%. Obszar najwyższych ciężarów objętościowych p rzylegał do l i n i i charakteryzującej zmianę c ię żaru objętościowego dla mieszanin dwóch fr a k c ji 0-0,5 mm i 1-3 mm

(rozdrobnienie 100# ziarna poniżej 3 mm). Maksymalne w ielk ości ciężaru objętościowego uzyskano przy 40# udziale fra k c ji 0-0,5 mml 10# udziale f r a k c ji 0,5-1 mm i 50# udziale fr a k c ji 1-3 mm. Natomiast w przypadku zasypowego wsadu o zawartości wody 6-10# przebieg Jjrzy- wych jednakowych ciężarów objętościowych był inny w porównaniu z ubijanym wsadem. Maksymalne w ielk ości ciężaru objętościowego otrzy

mane przy 1C$ udziale f r a k c ji 0-0,5 mm, 10# udziale f r a k c ji 0,5-1 mm i 80# udziale f r a k c ji 1-3 mm.

W ta b lic y 2 podano liczbowe zestawienie wyników badań zależnoś

c i ciężaru, objętościowego wsadu od jego składu ziarnowego i za

wartości wody. Jak wynika z ta b lic y 2 wraz ze wzrostem stopnia ro z

drobnienia wsadu z zawartością wody 8# obserwowano zmniejszenie

37

(42)

c ię ż a r u o b ję to śc io w e g o . I t a k w przypadku ro z d ro b n ie n ia 100# z i a r na p o n iż e j 2 ram w porównaniu z rozdrobn ien iem 80% z ia r n a p o n iż e j 3 mm n a s t ą p i ł o z m n ie jsz e n ie c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o o 6,3# ( u b ija ny w sad) i 5,1% (zasypowy w sa d ). Z m n iejszen ie z a w a rto śc i wody w w ęglu z 8 do 2% powodowało zw ięk sze n ie c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o

0 około 34%. N a jn iż s z ą w ie lk o ść c ię ż a r u o b ję to ścio w e g o otrzymano p rzy z a w a r to śc i wody w w ęglu 8%.

W t a b lic a c h 3 i 4 zestaw io n o w yniki badań z a le ż n o ś c i ja k o ś c i koksu od sk ła d u ziarnow ego wsadu węglowego.

V7 m ieszan kach z u d ziałem 70% w ęgla z k o p a ln i Halemba (typ 33) 1 30% w ęgla z k o p a ln i 1-I.laja (ty p 35-ROT) stw ie rd z o n o , że dwu

k ro tn y p rze m iał w ęgla z k o p a ln i 1 -I.laja w porównaniu z jednokrotnym je g o przem iałem n ie powodował z a s a d n ic z e j zmiany parametrów wy

tr z y m a ło ś c i koksu (próby n r 1, 2) .

N atom iast dwukrotny p rzem iał w ęgla z k o p a ln i Halemba powodował znaczne p o g o rsz e n ie w skaźn ika ś c i e r a l n o ś c i 11 ^ '’próby n r 1,3)

K orzystn y wpływ stw ierd zo n o w przypadku trz y k ro tn e g o p rzem iału w ęgla z k o p a ln i 1-Łfe.ja w porównaniu z dwukrotnym przem iałem wę

g l a z k o p a ln i Halemba (pró by 3 i 4 ) . K orzystny te n wpływ ob jaw ia s i ę s z c z e g ó ln ie w o d n ie sie n iu do w skaźnika ś c i e r a l n o ś c i , k tó ry j e s t z n ac zn ie n iż s z y przy sto so w an iu trz y k ro tn e g o p rzem iału w ęgla z k o p a ln i 1- I Ja ja .

Poprawę parametrów w y trzy m ałości i otrzymano p rzy z a sto so w an iu dwukrotnego p rzem iału obu składników m ieszan k i w po

rów naniu z m ieszan k ą, w k t ó r e j węgiel, z k o p a ln i Halemba zm ielony b y ł dw ukrotnie (próby n r 3 , 6) . Z astosow an ie n a to m ia st tr z y k r o t

n ego p rzem iału w ęgla z k o p a ln i Halemba powodowało w z ro st w skaź

n ik a ś c i e r a l n o ś c i (próby n r 6, 7) .

W m ieszan kach z 50% u d ziałem obu składników trz y k ro tn y p rz e m ia ł w ęgla z k o p a ln i 1 -I.laja w porównaniu z jednokrotnym je g o przem iałem d a ł w zro st w skaźn ika 1.1.^ o 7,6 punktów p rzy je d n o

(43)

Daleko idący przemiał węgla z kopalni Halemba (trzykrotny) po

wodował pogorszenie zarówno wytrzymałości i śc iera ln o ś c i koksu (próby nr 9, 11).

Otrzymane w yniki badań wskazały, że dwukrotny i trzykrotny prze

m ia ł w ę gla z k o p a ln i 1-Llaja p rzy zachowaniu jednokrotnego przemiału w ę gla z k o p a ln i Halemba d a je możność otrzymania koksu o te j samej wytrzymałości E , le c z o n iższej ścieraln ości M1Q w porównaniu z koksem otrzymanym z mieszanek, w których stosowano wielokrotny przemiał węgla z kopalni Halemba a jednokrotny węgla z .copalni 1-T'aja (próby nr 2, 4 i 3» 5 ).

Z ta b lic y 3 wyni3ca dalsze bardzo ważne stw ierdzenie, że przez zastosowanie dwukrotnego przemiału w ę g li z kopalń 1-!.laja i Halemba można zmniejszyć u d ział w mieszance węgla z kopalni 1-Łaja z 50

do 30# bez pogorszenia jak ości koksu (próby nr 6

,

8

)

, Podobne za

le żn o ś c i otrzymano również dla mieszanek, w 2kład których wchodzi

ł y węgle z kopalń G liwice (typ 35) i Halemba (typ 33) “ ta b lic a 4, z tym jednak, że w mieszankach z 50# udziałem węgla z kopalni G liw ice daleko idący przemiał węgla z kopalni Halemba (dwukrotny i trzykrotn y) n ie wpływał na pogorszenie parametrów wytrzymałości koksu (próby nr 8, 9, 11)• Wynika z tego, że u dział węgla upla

styczniającego w tych przypadkach b ył wystarczający do tego aby związać cząstk i węgla słabo spiekającego, ktorego pawierzchnia była zbyt s iln ie rozw in ięta.

J e ż e li chodzi o zmianę w ielk ości ciężaru objętościowego towa

rzysząca różnym składom ziarnowym mieszanek węglowych to była ona mała i wahała s ię od 0,91 do 0,94 ton/m3 co je s t bardzo is to tn e

ze względu na zdolność produkcyjną b a t e r ii koksowniczej.

W związku z uzyskanymi w badaniach pozytywnymi wynikami wska

zującymi, że na drodze odpowiedniego doboru składu ziarnowego składników i mieszanki można zmniejszyć u d ział w mieszance węgla koksującego z kopalń 1-I.iaja i Gliwice przystąpiono w dalszym eta

p ie pracy do badań mających na celu wdrożenie tych wyników w

39

(44)

koksowni huty Bobrek, okład mieszanki węglowej stosowanej w wymię—

rdonej koksowni był następujący:

5C$ węgla a kopalni 1-1 ja ja (typ 35-RCW), 35'/a węgla z kopalni Halemba (typ 33) , 15# węgla z kopalni Jankowiee (typ 31) .

Przemiał składników te j mieszanki prowadzono w następujący sposób:

w ęgiel z kopalni 1—Ifeja — jednokrotny w dezyntegratorze, w ęgiel z kopalń Halemba - jednokrotny w młynie młotkowym,

i Jankowiee i jednokrotny w dezyntegratorze«

Z mieszania, t e j otrzymano koks o parametrach wytrzymałości I'*40 = ^8 i M10a ^»7«

Ponieważ w skład mieszanki. stosowanej w koksowni huty Bobrek wchodził w ęgiel z kopalni Jankovri.ee, wykonano dodatkowe badania wpływu stopnia rozdrobnienia tego węgla w mieszance z 50# udzia

łem węgla z kopalni 1—Kaja« I tak, zachowując jednokrotny przemiał węgla z kopalni 1-I.hja a zmieniając stopień rozdrobnienia węgla z kopalni Jankowice otrzymano koks o II. „ = 65,0 Ii = 7,4

40 * 10 *

(jednokrotny p rzem iał), 1.!^ = 69,4 r,I10 = 9,0 ( dwukrotny przemiał) i H40 = ° ^ »0» Mio = 11,0 ftrzykrotny p rzem ia ł).

Wyniki te wskazują, że wzrost stopnia rozdrobnienia węgla z ko

palni Jankowice w mieszance z węglem z kopalni 1- Ik ja powodował n iew ielk i wzrost wskaźnika L!^q oraz znaczne pogorszenie wskaźnika

« , o -

Kierując s ię powyższymi s twierdzeniand. wykonano w warunkach technicznych (próby komarowe) koksowania mieszanki o składzie 40% węgla z kopalni 1-I.laja, 40# węgla z kopalni Halemba i 20# węgla 2 kopalni Jankowice, W próbach tych stosowano dwukrotny przemiał w ęg li z kopalni 1-Haja i Halemba oraz jednokrotny przemiał węgla z kopalni Jankowice. Z mieszanki t e j otrzymano koks o 1,;^^ = 69 i q = a więc o zbliżonych parametrach do koksu otrzymanego

(45)

•H

я

r\a

•H о

fj о 'И

я +3 2 S .S ®> t) о о 0)*тз пЗ tß -Р

Ö-8 g g

'“W■б 0

- р<i>»

■гэ

€

1

_•riЙ^0>*

О

*5Г* 1f t

-г*еь

О 0,3 3,7 см

ф.

г -

Ï ^1ГЧ о о со

* А •к ©0

СЛ О _Г“ ^1Г\ ^{г -}

СЛ CVJ t - 0 4 см

1 в* № 4» съ

см см *Ф о

г— 1Г\

о ^СЧ1 со ^(Л

см *» *» в* *>

1 (Л 1— СГ\

*с~ ч— см см т~

лн 1м Ж В

■а

i

KD

О(Л

G \

OJ

О

ŁT\(Л

ё 1

о

(Л

ОС\|

см СЛ 04 VD

Q да» в» п

i т— см -Ф

о ГЛ см г—

я

сл о

•dо см 0 \

г - гл о о ш

I ^«к ^<К ^в» ^«>

1 А см см ^{г -} ^{г -}

О» см см см см

VÛCvJ

СЛ

СМ

ысо

й>

И

41