UA78755C2 - Improved method for determining plastometric parameters of coal proposed by l.m sapozhnykov and l.p. bazylevych - Google Patents

Abstract

The proposed improved method for determining plastometric parameters of coal consists in loading the sample of the ground coal in a measuring chamber, heating the sample for a specified period of time, periodically measuring the thickness of the sample layer and the thickness of the plastic layer, measuring and controlling the temperature of the sample, temperature in the measuring chamber, and temperature of ambient air. The proposed method is distinctive by its enhanced accuracy.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Відомо, що тільки деякі марки кам'яного вугілля здатні утворювати кокс, придатний для потреб чорної 2 металургії. Кокс утворює тільки таке вугілля, яке при нагріванні розм'якшується і переходить в пластичний стан. При подальшому нагріванні пластична речовина розкладається з утворенням газоподібних речовин та твердого залишку - напівкоксу. Деяке вугілля здатне не тільки саме запікатися з утворенням твердого поруватого залишку, але і здатне запікати нейтральні добавки, в тому числі і неспікливе вугілля. Через обмежені запаси коксівного вугілля в промисловості коксують суміші різних марок вугілля - шихти. 70 Для оцінки спікливості вугілля та шихт існує багато методів: тигельна проба; по Мерісу; по Катвінкелю; проба Маршалла та Бірда; метод Дамма; метод Баума; метод Агде - Лінкера; метод Пітерса; метод Копперса; метод Фоксвелла; метод Девіса; метод Агде - Дамма та інші (11).It is known that only some grades of hard coal are capable of forming coke suitable for the needs of ferrous metallurgy. Coke forms only such coal, which softens when heated and turns into a plastic state. Upon further heating, the plastic substance decomposes with the formation of gaseous substances and a solid residue - semi-coke. Some coal is capable not only of being baked with the formation of a solid porous residue, but also able to bake neutral additives, including non-firing coal. Due to the limited reserves of coking coal in the industry, mixtures of different grades of coal - charges are coked. 70 There are many methods for assessing the stickiness of coal and charges: crucible test; according to Marys; according to Katwinkel; Marshall and Bird test; Damm's method; Baum's method; the Agde - Linker method; Peters method; Koppers method; the Foxwell method; Davis method; the method of Agde - Damma and others (11).

Значна кількість цих методів свідчить про про їх недоліки. Ні один із них не характеризує достатньо повно технологічні властивості вугілля та шихт, зокрема, їх спікливість. 12 Найбільш поширеним на території колишнього СРСР а нині - в Росії, на Україні та в Казахстані показником спікливості вугілля та шихт є товщина пластичного шару, що визначається за методом Л.М.Сапожнікова таA significant number of these methods show their shortcomings. None of them fully characterizes the technological properties of coal and charges, in particular, their sobriety. 12 The most common indicator of cohesiveness of coal and charges in the territory of the former USSR, and now in Russia, Ukraine, and Kazakhstan, is the thickness of the plastic layer, which is determined by the method of L.M. Sapozhnikov and

Л.П.Базилевич |2, З, 4), покладеним в основу ГОСТ 1186-87 |5). За цим стандартом процес визначення пластометричних показників називається "випробування" ("испьггание"), найбільш суттєві вимоги якого, що стосуються даного винаходу, викладені далі.L.P. Bazilevich |2, Z, 4), based on GOST 1186-87 |5). According to this standard, the process of determining plastometric indicators is called "testing" ("испьггание"), the most essential requirements of which, relating to this invention, are set forth below.

Пробу вугілля або шихти (далі - пробу), подрібнену до розміру часточок меньше 1,6мм масою (100 - 0,1)г завантажують в сталевий стакан заданих розмірів -пластометричний стакан. В пробу вставляють за допомогою сталевої спиці паперову трубку діаметром 2,5 - З мм для вимірювання товщини пластичного шару. Стакан з пробою вміщують в спеціальну піч, яка гріє тільки дно стакана. Дно нагрівають зі швидкістю 3ЗеС/хв. Під впливом температури в стакані відбувається пошарове коксування проби та, відповідно, руйнування паперової трубки. В сч інтервалі температур від 350 до 6502С вимірюють товщину пластичного шару за допомогою спеціальної голки, (3 оснащеної вимірювальною лінійкою та стрілкою-показчиком.A sample of coal or charge (hereinafter referred to as a sample) crushed to a particle size of less than 1.6 mm with a mass of (100 - 0.1) g is loaded into a steel beaker of the specified dimensions - a plastometric beaker. A paper tube with a diameter of 2.5 - 3 mm is inserted into the sample using a steel needle to measure the thickness of the plastic layer. The glass with the sample is placed in a special furnace that heats only the bottom of the glass. The bottom is heated at a rate of 3ZeC/min. Under the influence of the temperature in the beaker, layer-by-layer coking of the sample occurs and, accordingly, the destruction of the paper tube. In the temperature range from 350 to 6502C, the thickness of the plastic layer is measured using a special needle (3 equipped with a measuring ruler and an indicator arrow.

Виконують це вимірювання наступним чином. Голку вводять в паперову трубку до зіткнення її з верхньою межею пластичного шару та фіксують положення показчика на вимірювальній лінійці. Потім проколюють ю 20 пластичний шар до нижньої межі (до напівкоксу) і знову фіксують положення показчика на вимірювальній лінійці.Perform this measurement as follows. The needle is inserted into the paper tube until it comes into contact with the upper border of the plastic layer and the position of the indicator on the measuring ruler is fixed. Then the 20th plastic layer is pierced to the lower limit (to semi-coke) and the position of the indicator on the measuring ruler is fixed again.

Різниця між цими значеннями і є товщина пластичного шару. ІФ)The difference between these values is the thickness of the plastic layer. IF)

Під час випробування реєструють також графік зміни висоти проби в часі, так звану пластометричну криву, а м також фіксують різницю між початковою та кінцевою висотою проби - пластометричну усадку, які також є пластометричними показниками за методом Л. М. Сапожнікова та Л. П. Базилевич. (ге) з Достоїнством цього методу є те, що він в мініатюрі відтворює процеси, що відбуваються в промислових М коксівних печах і тому пластометричні показники досить добре характеризують технологічні властивості вугілля та шихт.During the test, the graph of the change in the height of the sample over time is also recorded, the so-called plastometric curve, and the difference between the initial and final height of the sample is also recorded - plastometric shrinkage, which are also plastometric indicators according to the method of L. M. Sapozhnikov and L. P. Bazilevich . (ge) The advantage of this method is that it reproduces in miniature the processes taking place in industrial M coke ovens, and therefore plastometric indicators characterize the technological properties of coal and charges quite well.

Недоліком цього методу є незадовільне відтворення результатів визначення. Різниця між паралельними визначеннями на практиці часто перевищує допустимі межі по ГОСТ 1186-87, через що доводиться « 20 відбраковувати випробування. зThe disadvantage of this method is unsatisfactory reproduction of the determination results. The difference between parallel definitions in practice often exceeds the permissible limits according to GOST 1186-87, which is why the tests have to be rejected. with

На нашу думку причиною цього явища є наступна обставина. ГОСТ 1186-87 дуже ретельно регламентує с умови нагрівання низа проби і зовсім ігнорує умови охолодження її верха навколишнім середовищем. Ми :з» спостерігали, що товщина пластичного шару залежить від розподілу температури по висоті проби, точніше - від градієнта температури по висоті проби. Інакше кажучи, товщина пластичного шару не є фізико-хімічною характеристикою вугілля, такою як, наприклад, є зольність, вологість, вихід летких речовин, елементарний -1 що склад. Температура початку термічного розкладу та температура початку напівкоксування є фізико-хімічними характеристиками, але товщина пластичного шару є лише відстанню між цими температурами по висоті проби. (ее) Це твердження проілюструємо малюнком. Припустимо, що ми маємо два стакани з тотожніми пробами вугілля, -1 що має температуру початку термічного розкладу Тр, та температуру початку напівкоксування Тк. Висота проб в обох стаканах однакова і дорівнює Н. В результаті нагрівання низ обох проб має температуру Тн, а верх проби 1 1 - температуру Ті і верх проби 2 - температуру То, причому, Тісто. В першому наближенні припустимо, що сп температура по висоті проби розподілена лінійно, а графік розподілу температури по висоті проби можна зобразити прямими лініями з кутами нахилу ота о». Причому, о4хоо.In our opinion, the reason for this phenomenon is the following circumstance. GOST 1186-87 very carefully regulates the conditions for heating the bottom of the sample and completely ignores the conditions for its top to be cooled by the environment. We observed that the thickness of the plastic layer depends on the temperature distribution along the height of the sample, more precisely, on the temperature gradient along the height of the sample. In other words, the thickness of the plastic layer is not a physico-chemical characteristic of coal, such as, for example, ash content, moisture content, output of volatile substances, elemental -1 composition. The temperature of the onset of thermal decomposition and the temperature of the onset of semi-coking are physical and chemical characteristics, but the thickness of the plastic layer is only the distance between these temperatures along the height of the sample. (ee) Let's illustrate this statement with a picture. Suppose that we have two glasses with identical samples of coal, -1, which has the temperature of the beginning of thermal decomposition Tr, and the temperature of the beginning of semi-coking Tk. The height of the samples in both glasses is the same and is equal to H. As a result of heating, the bottom of both samples has a temperature of Tn, and the top of sample 1 1 has a temperature of Ti and the top of sample 2 has a temperature of To, moreover, Dough. As a first approximation, let's assume that the temperature of the specimen is linearly distributed over the height of the sample, and the graph of the temperature distribution over the height of the sample can be represented by straight lines with an angle of inclination o". Moreover, o4hoo.

Відповідно де «Ще 07Accordingly, where "More 07

ГФ) Товщина пластичного шару в стаканах дорівнює: 2 ю У -(тк- Тридеї У (3) во Мо - (ТК- трудаGF) The thickness of the plastic layer in the glasses is equal to:

Враховуючи (1) маємо:Considering (1), we have:

У «У».In "U".

З цього випливає, що товщина пластичного шару буде меньшою у випадку більшого перепаду температури 65 по висоті проби при всіх інших однакових умовах.It follows that the thickness of the plastic layer will be smaller in the case of a larger temperature difference of 65 along the height of the sample, all other conditions being equal.

Метою цього винаходу є зменшення розбіжностей між результатами паралельних визначень пластометричних показників вугілля та шихт за методом Л. М. Сапожнікова та Л. П. Базилевич.The purpose of this invention is to reduce discrepancies between the results of parallel determinations of plastometric indicators of coal and charges according to the method of L. M. Sapozhnikov and L. P. Bazilevich.

Зазначена мета досягається тим, що під час проведення випробування вимірюють та регулюють в заданих межах температуру верха проби, або температуру верха стакана, або температуру навколишнього середовищаThe specified goal is achieved by the fact that during the test, the temperature of the top of the sample, or the temperature of the top of the glass, or the temperature of the environment is measured and regulated within the specified limits

В безпосередній близкості від верха проби. Регулювання температури верха стакана або температури навколишнього середовища в безпосередній близкості від верха проби дозволяє опосередковано підтримувати температуру верха проби в заданих межах.In the immediate vicinity of the top of the sample. Adjusting the temperature of the top of the beaker or the temperature of the environment in the immediate vicinity of the top of the sample allows you to indirectly maintain the temperature of the top of the sample within the specified limits.

Здійснення цього винаходу можливе, наприклад, за допомогою реверсивного вентилятора, розташованого над верхом стакана. В верхній частині проби, або в безпосередній близкості від верха проби, або в верхній 7/о частині стакана має бути розташований пристрій для вимірювання температури, наприклад, термопара.The implementation of this invention is possible, for example, with the help of a reversible fan located above the top of the glass. In the upper part of the sample, or in the immediate vicinity of the top of the sample, or in the upper 7/0 part of the beaker, there should be a device for measuring the temperature, for example, a thermocouple.

У разі відставання фактичної температури від заданої вентилятор спрямовує струмінь повітря знизу вгору, збільшуючи таким чином приплив гарячого повітря до верха стакана, а відтак і до верха проби.If the actual temperature lags behind the set one, the fan directs the air stream from the bottom up, thereby increasing the flow of hot air to the top of the glass, and thus to the top of the sample.

У разі перевищення фактичної температури над заданою вентилятор спрямовує струмінь повітря згори вниз, обдуваючи холодним повітрям верх стакана, а відтак і верх проби.If the actual temperature exceeds the set temperature, the fan directs the air stream from top to bottom, blowing the top of the glass with cold air, and thus the top of the sample.

Швидкість обертання вентилятора має залежати від величини відхилення фактичної температури від заданої.The speed of rotation of the fan should depend on the deviation of the actual temperature from the set one.

Литература: 1. Дж. Роберте и А. ЙИенкнер. Коксование и полукоксование углей. Пер. с англ. Под ред. и с дополнениями М.References: 1. J. Roberte and A. Yankner. Coking and semi-coking of coal. Trans. with English Ed. and with additions by M.

В. Гофтмана. ОНТИ НКТ. Гос. н.-т. изд-во Украиньї, Харьков, 1938. 490 с. 2. Днепропетровский н.-и. углехимический институт. Исследование процесса коксования, классификация углей и расчет шихт на основе пластометрического метода. Сб. статей сост. Л. М. Сапожниковьї/м. Под ред. С. А.V. Hoftman. ONTI NKT. Mr. n.-t. Publishing House of Ukraine, Kharkov, 1938. 490 p. 2. Dnipropetrovsk n.-y. Carbon Chemical Institute. Research on the process of coking, classification of coal and calculation of charges based on the plastometric method. Sat. articles of composition L. M. Sapozhnikovyi/m. Ed. S. A.

Шварца. ОНТИ НКТ. Госуд. н.-т. изд-во Украиньї, Харьков, Днепропетровск, 1935 г. 3. Л. М. Сапожников. Каменнье угли и металлургический кокс. Изд. АН СССР, 1941. 4. Л. П. Базилевич. Температурньсе границь! пластического состояния угля. Кокс и химия, 1933, Мо 1. 5. ГОСТ 1186-87. Угли каменнье. Метод определения пластометрических показателей. сч щі 6)Schwartz. ONTI NKT. State court n.-t. Publishing House of Ukraine, Kharkiv, Dnipropetrovsk, 1935. 3. L. M. Sapozhnikov. Coal and metallurgical coke. Ed. Academy of Sciences of the USSR, 1941. 4. L. P. Bazilevich. Temperature limits! plastic state of coal. Coke and chemistry, 1933, Mo. 1. 5. GOST 1186-87. Stone corners. The method of determining plastometric indicators. 6)

Claims (1)

Формула винаходу Спосіб визначення пластометричних показників кам'яного вугілля та шихт за вдосконаленим методом ю зо Л.М.Сапожнікова та Л.П.Базилевич, згідно з яким подрібнену пробу вугілля або шихти завантажують в пластометричний стакан, в пробу вставляють паперову трубку, дно стакана нагрівають з заданою швидкістю і іт) реєструють висоту проби та через паперову трубку періодично вимірюють товщину пластичного шару, їч- який відрізняється тим, що під час випробування вимірюють та регулюють в заданих межах температуру верха проби або температуру верха пластометричного стакана, або температуру навколишнього середовища біля со верха проби. зв Верха пр м.Formula of the invention The method of determining the plastometric parameters of hard coal and charges according to the improved method of L.M. Sapozhnikov and L.P. Bazilevich, according to which a crushed sample of coal or charges is loaded into a plastometric beaker, a paper tube is inserted into the sample, the bottom of the beaker heated at a given rate and it) record the height of the sample and periodically measure the thickness of the plastic layer through a paper tube, which differs in that during the test the temperature of the top of the sample or the temperature of the top of the plastometric cup, or the temperature of the environment near from the top of the sample. zv Verkha pr. m. - . и? -і (ее) -і 1 сл іме) 60 б5- and? -i (ee) -i 1 sl ime) 60 b5