Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Второй причиной повышения прочности разрушаемого кокса является неравномерность истирания кусков кокса по поверхности.
Ol л
Вначале истирается и отходит от кусков наиболее слабая часть, которая располагается в камере коксования ближе к осевой плоскости. Чем больше степень анизотропности кусков, тем больше будет проявляться эффект неравномерности разрушения кусков по поверхности.
На рис. 61 представлены выход летучих веществ (а) и зольность (б) мелочи (менее 5 мм), образующейся при последовательном разрушении кокса различных классов крупности в барабане. После каждого этапа разрушения образовавшийся кокс
0,8
O1S Ofi 0,2
10
X
4I
Il і
О I
L.2
!
(
і її
- -і
1
Ъ 1
J
I-Ї-5!
100 200 500 500
WOO
1500 2000
j Число oiopomoi
Рис. 61. Выход летучих веществ (а) и зольность (б) в мелочи (менее 5 мм), образующейся при разрушении кокса различных классов крупности:
/ — более 80 мм; 2 — 60—80 мм; 3 — 40—60 мм; 4 — 25—40 мм.
класса менее 5 мм удалялся. Как видно из рисунка, на первых этапах разрушения зольность мелочи повышена и выход летучих веществ увеличен. На более глубоких ступенях разрушения (100, 200, 300 оборотов) названные показатели снижаются и лишь после 500—800 оборотов барабана они не изменяются. Наиболее изменяются свойства мелочи, полученной при разрушении классов более 80 мм и 60—80 мм. Менее всего изменяется характеристика мелочи, образовавшейся из класса 25—40 мм.
Упрочнение кокса при его разрушении, снижение его дробимости и истираемости, изменение ситового состава и возможность последующего регулирования его в любых пределах создали предпосылку для разработки установок по механической обработке кокса на этапах технологической подготовки кокса к доменным плавкам.
§ 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ (МОДЕЛЬ) ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ
Графически представленные и описанные ранее изменения ситового состава и прочности кокса можно выразить аналитическими уравнениями. Вывод уравнения, описывающего изменение содержания крупных кусков в коксе (более 80 мм, более 60 мм и т. д.), основывается на следующем.
Количество крупных кусков, разрушившихся при совершении единицы работы, будет тем большим, чем больше крупных кусков было в исходной пробе.
-d[C)
dA
= К[С], (82)
где [С] — количество кокса крупностью более рассматриваемого размера, %; А — работа, затрачиваемая на разрушение, н/м2; К — коэффициент пропорциональности.
Знак «минус» показывает, что количество рассматриваемого класса убывает.
Из опыта известно, что эффективность работы разрушения кокса непрерывно снижается. Из-за неравной прочности в первую очередь разрушаются самые слабые куски. Разрушенные по наибольшей трещине они в дальнейшем требуют большей работы для разрушения по трещинам меньшей протяженности и глубины.
Таким образом, коэффициент пропорциональности к изменяется с увеличением работы, т. е. к = f (А). Эта зависимость близка к степенной, поэтому принимаем к — K0A'', где /0 < 1, a Kq — коэффициент пропорциональности.
Тогда выражение
d[C,=/c[c,
приобретает вид
или
dA
d [С] dA
d[C\
= КаА'°[С\
[С] =->^Чм. Интегрирование этого выражения дает
где В — постоянная интегрирования.
Значение 5 находят при работе разрушения, равной 0, т. е. в начальный момент. При этом В — In [C0] и
Kn
Обозначим г—-г = m, a L + 1 = t. Тогда
'o-t-
In [С] = In [C0] — гпА1. Это же выражение можно записать в виде
[Cj = [C0] е~тЛ\ (83)
Работа разрушения может быть выражена в обычных единицах работы, либо в условных единицах, например 1 оборот испытательного
барабана. В этом случае формулу (83) можно записать как
[Cj = [C0] е-т< (84)
где п — число оборотов испытательного барабана.
Количество в коксе классов крупностью 60—80, 40—60 или 25— 40 мм на каждом этапе разрушения может быть установлено по разности между суммарным содержанием кусков с предельными размерами класса, то есть
[С]60_80 = [С]>60 — 1С]>&0; [C]40-60 = [С]>40 — [С]>60;
Для решения уравнения (84), т. е. для определения коэффициентов т и t, необходимо знать ситовый состав исходного кокса и состав кокса после /I1 и п2 оборотов в барабане.
Более сложной, но и более универсальной, является эмпирическая формула
[C) = [А] + аекп"пс, (85)
где [А] и [С] — содержание искомого класса в исходном коксе и после п этапов равномерного разрушения, %; a, k, Ь, с — коэффициенты уравнения.
Эта формула связывает разрушенный и исходный кокс в любом пределе крупности кусков.
Если искомым является класс менее 10 мм или менее 25 мм, то с = 0; k>0; b>0 и а > 0.
Для описания изменения суммарных классов крупностью более 25, 40, 60 и 80 мм коэффициенты в формуле (85) следующие: с = 0; [А] = 0, k < 0; Ъ > 0, а = [C0], т. е. содержанию искомого класса в исходном коксе. Таким образом, формула (85) становится равной формуле (84).
