Качество коксующегося угля нерюнгринского месторождения, поставляемого на экспорт Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© С.Н. Григорьев, B.C. Григорьев, М. И. Бычев, 2004

УДК 622 (571.56)

С.Н. Григорьев, В. С. Григорьев, М.И. Бычев

КАЧЕСТВО КОКСУЮЩЕГОСЯ УГЛЯ НЕРЮНГРИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ,

ПОСТАВЛЯЕМОГО НА ЭКСПОРТ

Семинар № 19

~П сесторонняя детальная оценка качест-

JJ ва углей способствует их эффективному использованию, и, соответственно, позволяет правильно оценить уровень цены при экспорте. На протяжении ряда лет ОАО ХК "Якутуголь" экспортирует концентрат коксующегося угля, называемого по старой бассейновой классификации как К9. Эта маркировка по настоящее время фигурирует во всех документах, связанных с экспортом, и потому используется в статье.

Импортеры, предъявляя требование к концентрату этого угля в соответствии с "Международной кодификацией углей среднего и высокого ранга", имеют также и свои специфические требования. Так, например, японские коммерческие фирмы все импортируемые угли подразделяют на два вида: Hard-Soft (твердо или сильно коксующиеся угли) и Semi-Soft (мягко коксующиеся угли). В переводе на язык российских коксовиков и металлургов в первом случае имеются в виду коксующиеся угли, способные самостоятельно образовывать прочный металлургический кокс (например, коксовые, некоторые отощенные спекающиеся). Во втором - коксующиеся угли, имеющие достаточную, даже высокую спекаемость, но не образующие прочного металлургического кокса (например, газовые, жирные, отощенные спекающиеся с низкой спекаемостью).

Оценка качества коксующихся углей, поставляемых на экспорт, производится по регламентируемым показателям, которые можно объединить в следующие 4 группы.

1. Показатели, характеризующие содержание примесей в угле: содержание рабочей влаги Wr, зольность Ad, серы Sd и фосфора Pd. Все эти показатели определяются при так называемом техническом анализе, в который входит также такой показатель, как выход летучих веществ Vdaf.

2. Показатели, характеризующие петрографический состав и отражательную способность витринита Ro, по которой определяется степень метаморфизма угля.

3. Показатели, характеризующие спекаемость углей, в число которых входят: "у" -толщина пластического слоя, текучесть по Ги-зелеру (MF или lg(ddmp)), индекс свободного вспучивания SI.

4. Показатели, характеризующие коксуемость угля, т.е. прочность кокса, полученного из того или иного угля: тип кокса по Грей-Кингу (в лабораторных условиях) или прочность кокса после испытания в барабане, определяемая по выходу различных классов крупности в разных по конструкции барабанах.

Показатели 1 группы.

Влажность. Согласно генеральному соглашению между ОАО ХК "Якутуголь" и японскими фирмами влажность К9 должна быть не более 7 %.

Средневзвешенная величина содержания влаги составляет для углей Hard-Soft и Semi-Soft, импортируемых Японией, соответственно, 8,1 и 8,4 % в то время как для К9 она составила за 2003 г. 6,8 %. Преимущество К9 по этому показателю в сравнении с другими углями очевидно, поскольку его присутствие в шихте позволяет снизить расход тепла на коксование.

Зольность. Среднегодовая зольность не-рюнгринского концентрата за последние 2-3 года составляла 9,3-9,4 %, за 2003 г. - 9,6 %. Следует отметить, что зольность концентрата не низкая, однако, рассматривать необходимо не абсолютную ее величину, абстрагируясь от последующих условий использования угля, а относительную - применительно к сырьевой базе коксования. Известно, что зольность шихты на различных заводах Японии изменяется в значительных пределах - от 8,5 до 9,6 %., т.е. зольность нерюнгринского угля вписывается

в интервал этого показателя, характерный для японских металлургических предприятий, и не выходит за его пределы.

Кроме того, анализ показал, что коэффициент озоления на заводах Японии, использующих нерюнгринские угли, имеет пониженное значение. Единственная причина снижения коэффициента озоления, которую можно предположить, это наличие в составе минеральных примесей углей значительных количеств карбонатов и сульфатов, которые, разлагаясь в процессе коксования, способствуют снижению зольности и, соответственно, коэффициента озоления.

Содержание серы в К9 очень низкое, как правило меньше 0,3 %, за 2003 г. содержание серы в К9 составило 0,18 %. Для сравнения: все остальные угли, используемые для производства кокса на японских заводах, имеют содержание серы 0,35-1,0 %. Низкое содержание серы в угле, а соответственно в коксе, позволяет снизить расход флюсов на доменный процесс и этим самым повысить производительность доменных печей.

Выход летучих веществ. Считается, что выход летучих веществ является показателем термической устойчивости угля. По генеральному соглашению выход летучих веществ на сухую беззольную массу (Ум) должен составлять 18-21 %. Как правило, в отгружаемых партиях составляет 19,0-20,4 %, в 2003 г. - 18,7 %.

Петрографический состав и отражательная способность витринита (2 группа).

Содержание витринита в нерюнгринском угле составляет от 70 до 81 %. Таким образом, К9 является витринитовым углем, что благоприятно сказывается на процессах спекания и коксообразования. В основном экспортируется концентрат, имеющий отражательную способность витринита (Я0) 1,53-1,58.

Показатели, характеризующие спекае-мость углей (3 группа).

Толщина пластического слоя "у". Является основным показателем спекаемости в России и согласно генеральному соглашению должен быть не менее 9 мм. За многолетнюю практику экспорта этот показатель никогда не нарушался.

Текучесть по Гизелеру. Этот метод включен в "Международную кодификацию углей среднего и высокого ранга" (МКУСВР) и широко используется на японских металлургических заводах. К9 по величине текучести находится в области взаимного наложения

коксовых и отощенных спекающихся углей. Текучесть по Гизелеру экспортируемого угля К9 составляет обычно 1,5-1,7 (lg(ddmp)) и выше, т.е. невысокая, но и не самая низкая среди углей типа Hard-Soft.

Индекс свободного вспучивания. Метод включен в МКУСВР. Как правило, используется для предварительной оценки углей не металлургами, а японскими посредническими коммерческими фирмами. По контракту он должен составлять 7-8, что обычно при поставках строго выдерживается. Величина индекса свободного вспучивания экспортируемого нерюнгринского угля не отличается от всех остальных углей типа Hard. Среднее значение индекса за 2003 г. равно 8.

Дилатометрические показатели по методу Одибера-Арну. Метод включен в МКУСВР. К9 имеет максимальное расширение (дилатация b), которое является признаком хорошо спекающегося угля.

Показатели, характеризующие коксуемость углей (4 группа).

При оценке коксуемости углей учитывают выход кокса, его механическую прочность, а также размеры кусков и равномерность по размерам кусков.

Тип кокса по Грей-Кингу. Метод включен в МКУСВР. Тип кокса, полученного из экспортируемого К9, соответствует G7- G8 , что свидетельствует о хорошей коксуемости нерюнгринского угля.

Физико-механические свойства кокса. Первые упоминания о механической прочности кокса, полученного из угля пласта "Мощного", приводятся в [1]. Согласно этому источнику из угля с толщиной пластического слоя 18, 14, 11 мм был получен кокс с прочностью, характеризуемой остатком в барабане Сундгрена, соответственно 332, 326 и 278 кг.

В [2] приводятся данные о прочности кокса, полученного из различных смесей (шихт), составленных из углей Нерюнгринского, Денисовского, Чульмаканского и Муастахского месторождений Южно-Якутского бассейна. Смеси углей перечисленных месторождений, составленные в различных процентных соотношениях, позволили получить остаток в барабане Сундгрена 335-350 кг, т.е. получить кокс с высокими прочностными свойствами.

Таким образом, концентрат коксующегося угля К9 можно оценить следующим образом: по содержанию влаги, серы и фосфора - является одним из лучших углей в мире; по петро-

графическому составу - весьма благоприятен; текучести по Гизелеру, механическим свойст-

по выходу летучих веществ, индексу свободно- вам кокса - находится в числе углей типа Hard-

го вспучивания, толщине пластического слоя, Soft.

------------------------------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник коксохимика. T.I. Сырьевая база и подготовка углей к коксованию. М.: Изд-во "Металлургия". -1964.- 490 с.

2. Ефремов Э.И Некоторые направления рационального использования южно-якутских углей // БНТИ. СО АН СССР, Якутский филиал. Якутск: 1984.- С. 25-28.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------------------

Григорьев Сергей Николаевич — кандидат технических наук, заместитель генерального директора, главный инженер ОАО ХК "Якутуголь".

Григорьев Владимир Сергеевич - специалист ООО "ЕвразХолдинг".

Бычев Михаил Исаакович - зав. лабораторией, доктор химических наук, Институт горного дела Севера СО РАН.

-------------------------------------- © М.Д. Азбель, Б.А. Анненков,

Б. Г. Горшков, 2004

УДК 614.841.345

М.Д. Азбель, Б.А. Анненков, Б.Г. Горшков

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОКАБЕЛЬ ДЛЯ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРОВ НА ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРАХ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Семинар № 19

~П озгорания на ленточных конвейерах --Я-М одна из основных причин экзогенных пожаров на угольных шахтах: на их долю приходится около 30 % от общего числа экзогенных пожаров. Изучение причин и мест возникновения пожаров на ленточных конвейерах подтверждает вывод о том, что конвейер пожароопасен по всей своей длине. Так пожары происходят на приводных станциях (64 %), натяжных станциях (10,8 %), на линейной части конвейера (25,2 %). При этом, если возгорания

на приводных и натяжных станциях более или менее надежно контролируются точечными датчиками, то защита линейной части конвейера такими датчиками представляется проблематичной ввиду большой протяженности конвейерных линий и непредсказуемости мест возгорания. Эта проблема может быть решена созданием тепловых датчиков линейного типа, способных контролировать пожароопасность по всей длине конвейера.