Один из прямых методов оценки коксуемости — коксование углей или угольных смесей в лабораторной печи (рис. 22.14) с последующим определением физико-механических характеристик кокса.
Метод определения коксуемости углей путем коксования в лабораторной печи регламентирован в ГОСТ 9521–2017 «Угли каменные. Метод определения коксуемости» (разработчик – АО «ВУХИН»).
Сущность метода заключается в коксовании угля или смеси углей в электропечи и определении показателей физико-механических свойств кокса, условно характеризующих коксуемость углей: выхода валового кокса, крупности кокса, прочности кускового кокса, прочности тела кокса.
Пробу воздушно-сухого угля массой 2 кг крупностью 0–3 мм и зольностью менее 10 % загружают в реторту и помещают в печь, нагретую до 1000°С.
Нагрев пробы происходит от боковых стенок печи. После загрузки температура у боковых стенок печи снижается приблизительно до 650°С.
Дальнейший нагрев ведут со скоростью 2°С/мин.
Когда температура у боковых стенок печи достигнет 1050°С, нагрев прекращают и продолжают коксование при постоянной температуре.
Опыт заканчивают, когда температура в центре загрузки станет равной 1000°С.
Реторту с коксом помещают в аппарат для тушения водой.
Взвешивают полученный кокс.
Масса полученного сухого кокса, отнесенная к массе загруженного сухого угля или шихты и выраженная в процентах, представляет собой показатель Вк — выход валового кокса.
Для оценки крупности кокса его сбрасывают в специальном аппарате с высоты 1,8 м на металлическую плиту, а затем рассеивают на ситах с квадратными отверстиями размером 60×60, 40×40, 25×25 и 10×10 мм.
Выход (%) классов более 40 мм представляет собой показатель крупности кокса Σ40.
Показатели прочности кускового кокса определяют, обрабатывая классы более 25 мм в специальном барабане, который вращают 6 мин (общее число оборотов — 300).
После обработки в барабане пробу подвергают ситовому анализу на ситах с квадратными отверстиями размером 25×25 и 10×10 мм.
По результатам ситового анализа определяют прочность кускового кокса: П25 — выход (%) класса более 25 мм; П10 — выход (%) класса менее 10 мм.
Показатель, называемый прочностью тела кокса (структурной прочностью) и обозначаемый Пc, определяют в аппарате, который состоит из вращающейся металлической крестовины, в которой установлены полые металлические цилиндры.
В цилиндры помещают по 50 см3 кокса крупностью зерен 3–6 мм и стальные шары.
После 1000 оборотов крестовины извлекают кокс из цилиндров и рассеивают на сите с круглыми отверстиями диаметром 1 мм.
Выход (%) класса более 1 мм представляет собой прочность тела кокса Пc .