Большинство коксохимических предприятий приспособились в последние годы к условиям нестабильных поставок угольных концентратов, несоответствию марочной принадлежности углей и качества поставляемого сырья в целом. Достаточное число публикаций на эту тему помогает выбрать пригодные в конкретных условиях принципы формирования угольной шихты и выполнить требования потребителей к качеству получаемого кокса.
С 1999-2000 гг. произошла определенная стабилизация в горно-металлургическом комплексе Украины; сейчас заканчивается приватизация, стабилизировались цены на рынке коксохимической продукции. Это позволяет предприятиям перейти к более реальным условиям планирования своей работы и намечать перспективные планы своего развития на перспективу.
С появлением стратегического инвестора на ОАО «Ясиновский кокосохимический завод» стабилизировались поставки угольных концентратов и реализация доменного кокса. С течением времени стабилизировалось и качество кокса, производимого заводом. Произошло постепенное расширение географии поставок коксовой продукции. Если до 2000 г. ОАО «Ясиновский кокосохимический завод» в основном поставляло кокс на внутренний рынок Украины по качественным характеристикам КД-2 согласно ТУ У 322-00190443-114-96, то в дальнейшем появились экспортные поставки кокса в страны Восточной Европы с качественными характеристиками по тому же ТУ У, но с содержанием серы 1,2-1,3%. С 2002 г. завод начал производить литейный кокс крупностью >40 и >60 мм, сернистостью <1,2%, а затем с содержанием серы до 1,0%.
При дальнейшем продвижении коксовой продукции на внешний рынок Ясиновский завод начал производить кокс >25 и >40 мм сернистостью 1,0%, а при поставках в страны Европы (Турцию Италию, Англию) с определенными качественными характеристиками по реакционной способности (СRI) и термомеханической прочности (СSR).
Для производства трех сортов кокса сернистостью ≤ 1,6 %, ≤ 1,2 % и ≤ 1,0 % на заводе была отработана своя система подготовки и составления угольных шихт в условиях ограниченного запаса углей на складе. Она называется системой «Базовых угольных шихт и базовых угольных концентратов».
В качестве базовых угольных шихт приняты шихты определенного марочного состава (табл. 1). В качестве базовых угольных концентратов приняты угли марок:
К — ш. «Красноармейская Западная № 1» (у = 13 мм), обладающий уникальной коксуемостью; спекается с различными углями, а для получения кокса с максимальной термомеханической прочностью - с некоторыми углями;
Ж — ш. «Краснолиманская», до 15% в шихте;
Ж — ш. «Самсоновская», обладает высокой спекаемостью (у = 26 мм), однако из-за высокого содержания серы количество в шихте ограничивают;
Ж — ш. Им. Скочинского, до 15% (Sdt= 0,94%);
ДГКОМ — ш. «Южно-Донбасская № 1», до 10% (уголь низкосернистый и высокой коксуемости);
российские угли марки Г — ш. «Заречная», до 15%; марки ГЖ— ш. «Распадская», до 15%.
| Для кокса сернистостью, % | Марочный состав угля, % | Толщина пластического слоя у, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|
| ДГ + Г + ГЖ | Ж | К | ОС | ||
| ≤ 1.6 | 35 | 35 | 30 | — | 15 |
| ≤ 1.2 | 30-35 | 30 | 35 | < 5 | 15-16 |
| ≤ 1.0 | 25-30 | 20-25 | 40-50 | < 5 | 15 |
Около 70% угольной шихты составляют угли перечисленных марок. Завод хорошо изучил качественные характеристики этих углей (включая петрографический состав и рефлектограммы), их поведение в составе разных угольных шихт. Около 30% угольных концентратов поступает на завод от различных поставщиков. Их усредняют в штабелях на открытом складе углей.
Все поступающие концентраты проходят анализы по показателям технического анализа и спекаемости после отбора проб от каждой партии на механизированной станции отбора и разделки проб в углеподготовительном цехе. Динамика качества угольных концентратов, поступивших на Ясиновский коксохимический завод в 2003 г., представлена в табл. 2.
| Шахта, ЦОФ | Марка угля | Пределы | Технический анализ, % | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wr | Ad | Sdt | Vd | Vdaf | у, мм | |||
| Южно-Донбасская № 1 | ДГ | ср. | 9.7 | 7.1 | 1.23 | 34.9 | 37.8 | 12 |
| max | 10.0 | 8.0 | 1.32 | 35.5 | 38.5 | |||
| min | 9.2 | 6.3 | 1.12 | 34.1 | 37.2 | |||
| МКХЗ - ш. «Заречная» | Г | ср. | 11.4 | 7.6 | 0.47 | 37.5 | 40.6 | 12 |
| max | 12.0 | 7.9 | 0.54 | 37.8 | 40.9 | |||
| min | 11.2 | 7.3 | 0.41 | 36.9 | 39.9 | |||
| МКХЗ - ш. «Распадская» | ГЖ | ср. | 11.6 | 7.9 | 0.7 | 33.1 | 35.9 | 17 |
| max | 12.4 | 8.3 | 0.88 | 35.0 | 37.2 | |||
| min | 11.2 | 6.0 | 0.66 | 30.9 | 32.3 | |||
| Ш. «Самсоновская» | Ж | ср. | 11.6 | 7.9 | 2.8 | 2.98 | 32.4 | 23 |
| max | 12.0 | 8.3 | 2.98 | 30.3 | 33.9 | |||
| min | 11.2 | 7.6 | 2.64 | 29.5 | 31.9 | |||
| Ш. «Краснолиманская» | Ж | ср. | 11.5 | 7.9 | 2.26 | 30.7 | 33.3 | 18 |
| max | 12.3 | 8.3 | 2.5 | 31.6 | 34.4 | |||
| min | 11.4 | 7.6 | 2.06 | 30.2 | 32.7 | |||
| МКХЗ - им. Скочинского | Ж | ср. | 11.7 | 7.4 | 0.90 | 29.2 | 31.5 | 16 |
| max | 12.3 | 8.2 | 0.95 | 29.7 | 31.9 | |||
| min | 11.4 | 7.0 | 0.88 | 28.1 | 30.7 | |||
| Чумаковская - ш. «Красноармейская Западная № 1» | К | ср. | 11.5 | 8.4 | 0.85 | 26.4 | 28.8 | 13 |
| max | 11.9 | 8.5 | 0.87 | 26.8 | 29.3 | |||
| min | 11.3 | 8.3 | 0.82 | 26.0 | 28.4 | |||
Технологическая схема углеподготовительного цеха завода - схема ДШ (дробление шихты) включает в себя:
Исходя из сложившейся сырьевой базы все поступающие угольные концентраты в соответствии с их марочной принадлежностью разделяются на следующие шахтогруппы: газовые (Г, ДГ); газовожирные (ГЖ); жирные (Ж); коксовые (К); отощенные спекающиеся (ОС). Отдельно складируют низкосернистые угли различных ЦОФ: концентраты шахт «Заречная» (Г); «Распадская» (ГЖ); Им. Скочинского (Ж); «Южно-Донбасская № 1» (ДГКОМ).s
Угольные концентраты в производство подают двумя потоками. Первый (основная часть шихты 65—70%) поступает непосредственно в дозировочное отделение, второй (часть шихты 30—35%) — через усреднение на открытом угольном складе с последующей подачей в дозировочное отделение.
В дозировочном отделении за каждой шахтогруп-пой закреплена своя группа силосов (не менее двух) и на открытом складе — по два поля. Здесь происходит накопление концентратов различных ЦОФ или шахтогрупп. Процесс дозирования концентратов осуществляется системой автоматического управления автодозаторами с выдачей на дисплей данных мгновенной нагрузки каждого дозатора и суммарной нагрузки на участок. Блок управления каждым дозатором оборудован сигнализацией отсутствия угля на ленте дозатора и автоматическим включением пнев-мообрушения в силосе с последующей звуковой сигнализацией отсутствия груза на дозаторе.
Все поступающие концентраты исследуют и анализируют цеховая исследовательская группа и ЦЗЛ завода, что позволяет оперативно реагировать на изменения в сырьевой базе различных ЦОФ (поставщиков концентрата) и в конечном итоге — более оперативно влиять на качество кокса.
Работа углеподготовительного цеха (УПЦ) организована на основе месячных планов. К концу текущего месяца завод составляет предварительный план производства разных сортов кокса. На основании этих данных рассчитывают базовые плановые угольные шихты на месяц и намечают план поставок угольных концентратов, на основании которых УПЦ планирует распределение поступления углей по угольным силосам и полям склада.
Сложными представляются вопросы расчета количества угольных шихт разного состава и угольных концентратов для получения кокса разного качества, так как расходные коэффициенты углей и разных угольных шихт в сухой и фактической массе на 1 т валового, доменного или литейного кокса - разные, а значит, и плановые поставки углей должны быть разные. Планирование и обеспечение своевременных поставок углей соответствующих марок (и ЦОФ) в течение месяца для обеспечения поставок разных коксов в разные адреса по согласованным графикам при малых остатках углей на складе УПЦ - основная забота служб завода. По окончании каждого месяца в УПЦ составляют технические отчеты с определением остатков углей на складе и уточнением обоснованности расходных плановых показателей с фактическими.
Учитывая особую важность этого вопроса с точки зрения технико-экономических результатов работы завода, на Ясиновском заводе совместно с УХИ Ном ведут исследовательские работы в углелодготовительном и коксовом цехах с целью определения расхода шихт и влияния их состава и свойств на качество и количество получаемого кокса. Некоторые данные этих исследований изложены в работе [1].
На данном этапе специалисты ОАО «Ясиновский кокосохимический завод» пользуются следующими зависимостями для расчета расходных коэффициентов углей на производство 1 т сухого валового кокса.
1 Из шихты, составленной из украинских углей, формулой ВНИИОчермета:
Вк = 94,3- 0,635 Vdш. (1)
2. При добавлении >10% российских углей в шихту проводится корректировка расходного коэффициента с помощью формулы Сухорукова-Степанова [2].
Вк =100 - 0,857 * Vdш. (2)
3 Для анализа и контроля расхода углей на производство кокса - формулой, предложенной И.В.Золотаревым (ОАО «Ясиновский кокосохимический завод») и А.В.Карповым (УХИН):
Вк= 100 – Vdш + Vdк + ∑ ∏ к(т + тх) - ∑ Р
Здесь Вк - выход сухого валового кокса из сухой шихты, %; Vdш - выход летучих веществ из сухой шихты по данным лабораторного анализа, %; Vdк - выход летучих веществ из сухого валового кокса, %; ∑ ∏ к(т + тх) - сумма "припека" (добавок выхода коксов термических и технологических), %; ∑Р - сумма потерь кокса при его выдаче из печей и транспортировании до тушильной башни; потери при тушении и сортировке на классы, погрузке в вагоны и т.д., %.
Для более объективного расчета и обоснования расхода шихты на коксование на заводе совместно с УХИНом проводят экспериментальные исследования в производственных условиях с помощью ящичных коксований непосредственно в коксовых печах. Выход металлургического кокса от валового определяют с помощью балансовых перевесок и др.
1. Золотарев И.В., Вегеря И.Н., Дудяк В.Н., Карпов А.В., Торяник Э.И. К вопросу об определении выхода валового кокса из угольных шихт // Углехимический журнал. 2003. - № 3-4. С. 35-39.
2. Сухоруков В.И., Степанов Ю.В. О выходе кокса в промышленных условиях // Кокс и химия. 2001. - № 3. - С. 36-44.
3. Степанов Ю.В., Беркутов Н.А., Сухоруков В.И. Готовность кокса и объем пылегазовых выбросов при его выдаче // Кокс и химия . 2002. - № 6. - С. 13-19.