Определение спекаемости

Спекаемость является важным показателем при переработке угля

в металлургический кокс – твердый продукт высокотемпературного(³ 900 °С) разложения каменного угля без доступа воздуха. Доля спекающихся углей составляет около 27 % от всех добываемых каменных углей. Основное требование при коксовании углей – переход их в пластическое состояние с последующим образованием связанного нелетучего остатка (кокса), обладающего требуемыми свойствами (механическая прочность, реакционная способность и др.). Если спекшийся остаток отвечает

требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу, то речь идет о коксуемости угля, т.е. спекание следует рассматривать как одну из обязательных стадий более широкого процесса – коксообразования.

Для оценки спекаемости используются методы, основанные на

различных принципах. Их можно разделить на три основные группы:

1) основанные на характеристике нелетучего остатка (королька);

2) основанные на способности углей спекать инертные примеси;

3) характеризующие пластичность размягченной угольной массы.

Примером первой группы методов является определение типов

кокса по Грей-Кингу [9, 10]; проводится путем коксования образца угля

в стандартных условиях и сравнения внешнего вида полученного «королька» с эталонными образцами. Вторая группа методов – установление индекса Рога (RI). Испытуемый образец спекают в стандартных условиях с инертной добавкой (антрацит) и проверяют прочность на истирание получившегося твердого остатка в барабане Рога. Отношение разрушившейся и неразрушившейся частей образца характеризуют индексом Рога. К третьей группе методов относится пластометрический метод Сапожникова–Базилевича (в России используется в качестве стандартного). Принято считать, что чем больше толщина пластического слоя (у) в миллиметрах, тем больше спекающая способность данного угля. В пластометрическом аппарате Сапожникова можно определять не только толщину пластического слоя (у), но и усадку шихты (х) в миллиметрах, характеризующую изменение объема шихты до и после коксования. Экспериментально показано, что толщина пластического слоя, и соответственно спекающая способность углей, проходит через максимум с ростом степени углефикации. Этот метод позволяет оценить не только спекаемость данного угля, но и подобрать состав шихты для коксования. Это возможно потому, что толщина пластического слоя шихты – величина, близкая к аддитивной, и приближенно выражается формулой

где у – толщина пластического слоя шихты, мм;

уi – толщина пластического слоя каждого компонента, мм;

аi – содержание компонента в шихте, % (масс.);

n – число компонентов.

Надежность определения спекаемости данного угля можно повысить, используя несколько методов при исследовании одного образца.