6. Измельчение углей и шихты. Основные принципы оптимизации измельчения углей.

Шихта представляет собой сыпучий материал, состоящий из отдельных зерен различной крупности (от мкр. до мм). При нагреве зёрен до 300-350 ч-цы угля переходят в текучее состояние и покрываются слоем жидкости продуктов термической деструкции. Сначала в пластическое состояние переходят Г (320-330), затем Ж (330-340), К (350-380) и ОС (примерно при 400). Затвердевание пластической массы также происходит при различных темп-рах.

Зерна отдельных углей контактируют между собой по отдельным участкам их поверхностей. Чем теснее контакт между собой, тем более полным будет взаимодействие отдельных зерен в процессе спекания и тем более однородным и прочным получится кокс.

Измельчение применяется для того, чтобы обеспечить в каждом наименьшем объеме угольной загрузки присутствие зерен всех компонентов шихты. Величина этого наименьшего объема определяется – «у», (мм). Верхний предел крупности зерен измельченной шихты должен быть таким, чтобы зерна максимального размера всех компонентов шихты помещались в пластическом слое угольной загрузки.

Говорят не о крупности зерен, а о количестве отдельных компонентов, помещающихся в пластическом слое. Если степень измельчения шихты позволяет поместиться в объеме пластической массы всем компонентам шихты в заданном количестве измельчение можно считать достаточным.

Ни угольная шихта, ни отдельные ее компоненты нельзя измельчать слишком тонко, т. к. это приводит к резкому увеличению удельной поверхности измельченного материала. Выделение жидкой фазы может оказаться недостаточной для смачивания поверхности всех зерен и их последующего спекания. Важно не переизмельчить шихту, с участием: СС, Г, ОС углей. Слишком крупные зерно СС угля в коксуемой массе ухудшает однородность качества кокса и становится центрами трещинообразования. Следует говорить об оптимальном гранулометрическом составе шихты, т. е. о наилучшем соотношении различных классов крупности, обеспечивающем более высокую коксуемость шихты. В настоящее время учитывается содержание пылевидных классов 0-0,5 мм, 0-0,02 мм. Предложенный м-д оценки крупности шихты по величине удельной поверхности материала. Поскольку спекаемость определяется процессом, протекающем на поверхности зёрен, оценку величины поверхности можно считать более конкретной, чем гранулометрический состав.

Удельная поверхность явл. показателем степени измельчения материала. Если рассматривать измельчение с точки зрения работы, то можно сказать, что затраченная работа ~ степени измельчения и м/б оценена приростом внешней удельной поверхности материала.

Процесс дробления углей и особенно дробления шихт нельзя рассматривать как простое изменение линейных размеров кусков под влиянием механических воздействий. Этот процесс связан с глубоким изменением свойств углей в объёме смеси. Прочность и дробимость различных углей разная и петрографические ингредиенты одного и того же угля характеризуются разной твёрдостью. В процессе дробления разрушение кусков происходит по плоскостям напластования и трещинам. При дроблении происходит изменение насыпной плотности шихты. Наибольшая насыпная плотность достигается в том случае, когда сыпучий материал представлен зёрнами различного размера. Максимальная насыпная плотность обеспечивается при следующем ГС: 3-6 мм – 44%; 1-3 мм – 10%; 0-0,5 мм 35%; 30% более 0,25 мм. Хотя ГС шихт для коксования не совсем такой, но видно направление насыпной плотности, которое должно заключаться в уменьшении содержания класса 0-0,5 мм при некотором увеличении класса +3 мм. Необходимым условием для получения однородной по составу шихты явл.: высокое усреднение, точное дозирование; оптимальное измельчение компонентов уг. шихты. Необходимо также тщательное смешение всех компонентов уг. шихты даже в элементарном объёме. Это способствует получению кокса близкого по свойствам во всём объёме.