Спекаемость каменного угля (толщина пластического слоя y)

Согласно ГОСТ 25543-88 является параметром, определяющим марку каменного угля и направление его использования в шихте для коксования.

Из петрографических ингредиентов спекающими являются витринит V_t и липтинит L. Незначительную спекаемость имеет семивитринит S_V. В каменных углях и коксуемых шихтах содержание спекающих компонентов ( ∑ СК, %) определяется по уравнению (ГОСТ 25543-88):

∑ СК = V_t + L + S_V/3, (2.20)

где V_{t ,} L и S_V – содержание в угле или угольной шихте витринита, липтинита и семивитринита, %.

Тогда количество отащающих компонентов (∑ ОК, %) будет равным:

∑ ОК = 100 - ∑ СК._. (2.21)

В углях одинаковой степени метаморфизма показатель y увеличивается прямо пропорционально изменению росту ∑ СК и описывается уравнением:

у = b₀ + b (∑ СК) , (2.22)

где b₀ и b – коэффициенты.

Учитывая незначительное содержание в каменных углях липтинита (в углях Кузнецкого бассейна оно не превышает 2%) и низкую спекаемость семивитринита. Спекаемость коксуемых углей и шихт определяется количеством содержащегося в них витринита. Поэтому качество кокса, производимого в современных коксовых печах, при прочих равных условиях зависит от количества витринита, содержащегося в перерабатываемой угольной шихте.

На рис.2.6 представлена связь толщины пластического слоя с показателем отражения витринита в масляной иммерсии R_o.r углей Кузнецкого бассейна.

Поскольку показатель R_o.r характеризует степень метаморфизма углей аналогичная зависимость должна быть между у и структурным параметром . Это наглядно иллюстрируется рисунком 2.7.

Рис.2.6. Зависимость толщины пластического слоя спекающих компонентов

от показателя отражения витринита R_o.r:

1 и 2 – источники

График зависимость у_Vt = ( ), представленная на рис.2., описывается уравнением:

у_Vt = 32,51( )^-328,72exp [ 35,0763( ) – 2,76536( )²]. (2.23)

Величина у для углей и шихт, учитывая что

у = у_СК (1 - ∑ ОК/100), (2.24)

рассчитывается используя зависимость величины толщины пластического слоя от R_o.r и :

R_o.r = 5,493 – 1,3797 _Vt + 0,09689( _Vt)². (2.25)

Рис. 2.7. Взаимосвязь показателей и у витринита углей Кузнецкого

бассейна

Тогда показатель у для спекающих компонентов определяется по уравнению:

у_СК = 3,1733(R_{o.r Vt})^2,1849exp[5,3276 R_{o.r Vt} - 3,11718 (R_{o.r Vt})²]. (3.26)

Рассчитанные коэффициенты множественной корреляции и детерминации равны соответственно R=0,996 и R² = 0,992.

Из данных рис.2.7 следует, что максимальная спекаемость соответствует углям средней стадии метаморфизма ( _max = 9,4). Спекаемость углей с меньшим или большим значениями параметрами существенно снижается. Таким образом по значению показателя угля и угольной шихты представляется возможным оценить возможность получения кокса необходимого качества для различных производств, в т.ч. восстановителя для доменного процесса.