Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Спекаемость и коксуемость каменного угля

Под спекаемостью понимают свойство каменного угля переходить в пластичное состояние при температуре выше 350°С и без доступа воздуха. Иногда эту характеристику еще называют коксуемостью, коксовой или коксующей способностью. После остывания пластическая масса становится механически твердой – образуется кокс. Он используется в металлургии при выплавке стали. Основное количество кокса получают именно из каменного угля.

Спекаемость – это сложный физико-химический процесс, который зависит от петрографического состава и степени метаморфизма угля. Этой характеристикой обладают такие микрокомпоненты ископаемой породы как витринит и липтинит. Другие компоненты спекаются хуже: семивитринит занимает промежуточное положение (лишь 1/3 часть семивитринита переходит в пластичное состояние), а инертинит не спекается вообще. Микроэлементы, которые не способны спекаться, называются отощающими. Подробно о них вы можете прочитать на нашей странице Состав каменного угля.

Не спекаются бурые угли со слабой степенью метаморфизма (углефикации). Они содержат много кислорода, из которого образуются газообразные вещества и оксиды. Уголь с высокой степенью метаморфизма тоже плохо спекается. Оптимальной считается средняя степень углефикации. Она свойственна коксующим, жирным, отощенным спекающимся маркам. Спекаемость снижается при длительном хранении угля на складах. Вследствие окисления породы на воздухе образуются оксиды, которые снижают способность угля спекаться при высоких температурах.

Спекаемостью обладают определенные марки угля:

Качественный кокс получают только из марки К. Отсюда и ее название.

Сейчас кокс также получают из шихты. Это смесь, которая содержит не только коксующиеся марки угля, но и те, которые самостоятельно не коксуются. Связано это с тем, что мировой запас чистых коксующихся углей ограничен.

Для определения свойства существует несколько методик. Их условно можно разделить на следующие группы:

  1. Оценка нелетучего остатка после термической обработки угля
  2. Оценка способности спекать инертные примеси
  3. Оценка пластичности размягченной массы

К первой группе относится метод Грей-Кинга. Пробы тут разогревают до 600°С, а затем сравнивают их со стандартными образцами.

Еще один способ определения свойства в этой группе – определение спекаемости по индексу свободного вспучивания (FSI). Он используется для измерения способности угля вспучиваться при определенных условиях без физических ограничений. Показатель определяется по виду нелетучего остатка, который остался после быстрого нагревания измельченного угля в специальном закрытом устройстве. Этот остаток, как и при методе Грей-Кинга, сравнивают с эталонами (со шкалой нумерованных контуров стандартных образцов).

Два описанных выше способа широко применяются в международной классификации углей по спекаемости.

Вторую группу представляет метод Рога. Здесь уголь плавят с антрацитом. Затем пробу прокручивают в барабане и оценивают, насколько прочная связь образовалась между двумя компонентами. Вместо антрацита иногда используется песок.

Кроме метода Рога, ко второй группе относится определение характеристики по индексу спекаемости. Он обозначается буквой G. Это критерий оценки прочности связей между частицами угля или между частицами угля и другого инертного материала после нагревания до 850°С. Высчитывают индекс спекаемости по сложной формуле.

Третья группа – это метод Сапожникова-Базилевич. Он основывается на измерении толщины спекающегося слоя. Чем выше пластические свойства угля и степень углефикации, тем больше толщина спекшегося слоя.

Уголь с высокой спекаемостью преимущественно используется в металлургии. Его применяют для выплавки стали. Также его можно применять в качестве топлива. Твердый кокс не распадается на мелкие куски, не загрязняет зольник и не попадает в дымоход в виде пыли.

Подробно о других свойствах каменного угля вы можете прочитать на наших следующих страницах:

Также читайте нашу статью Свойства и характеристики каменного угля.