DE1571651B

DE1571651B - Process for making metallurgical coke

Info

Publication number: DE1571651B
Authority: DE
Inventors: Earl Verne Towson Harlow, Md (V St A)
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von metallurgischem Koks aus blähender Kohle.The invention relates to a process for the production of metallurgical coke from intumescent Money.

Ein guter metallurgischer Koks enthält sehr wenig flüchtige Bestandteile und besteht zu 85 bis 90% aus Kohlenstoff. Seine porösen Stücke besitzen eine ausreichende Festigkeit, um bei rauher Handhabung und unter dem Druck des Erzes in einem Hochofen nicht zu zerbrechen.A good metallurgical coke is very low in volatiles and is made up of 85 to 90% made of carbon. Its porous pieces have sufficient strength to withstand rough handling and not to break under the pressure of the ore in a blast furnace.

Eine erwünschte Form metallurgischen Kokses sind kissenförmige Stücke von etwa 45 χ 30 χ 20 mm Größe oder auch kugelförmige Stücke. Die Vorteile eines vorgeformten Kokses sind einheitliche Abmessungen sowie die Verwendung sonst nicht zu verkokender Kohle. Darüber hinaus besitzt vorgeformter Koks günstige physikalische Eigenschaften, die ihn für den Einsatz im Hochofen geeigneter machen und den Ausstoß des Hochofens erheblich steigern.A desirable form of metallurgical coke is pillow-shaped pieces approximately 45 30 χ 20 mm Size or spherical pieces. The advantages of a preformed coke are uniform dimensions as well as the use of coal that is otherwise not to be coked. It also has preformed Coke has favorable physical properties that make it more suitable for use in blast furnaces and significantly increase the output of the blast furnace.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das im Gegensatz zum üblichen Chargen weisen Betrieb von Bienenkorb- und Nebengewinnungskoksöfen kontinuierlich arbeitet und insbesondere Tür in diesen öfen sonst nicht zu einem guten metallurgischen Koks verkokbare Kohle anwendbar ist, besteht darin, daß die Kohle auf eine Körnung zwischen etwa 0,045 und 0,5 mm zerkleinert und bis auf eine Oberflächenfeuchtigkeit von etwa 1% getrocknet wird, daß nach Abtrennen der Körner unter 0,045 mm die zerkleinerte Kohle in einem Sauerstoff enthaltenden Stickstoffstrom unter Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes oxydiert wird und bei dieser Temperatur verbleibt, bis der Blähgrad auf etwa 2,5 reduziert ist, worauf die Temperatur der Kohle auf die der größten Fließfähigkeit erhöht und der Gehalt an Flüchtigen dabei auf etwa 25% verringert wird, daß die so behandelte Kohle in die gewünschten Stücke geformt und dann einer Oberflächenoxydation in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 350 und 45O°C unterworfen wird und daß schließlich die geformte Kohle in einer reduzierenden Atmosphäre bei etwa HOO⁰C verkokt und dann gekühlt wird.The method according to the invention, which, in contrast to the usual batch-wise operation of beehive and bypass coke ovens, works continuously and in particular door in these ovens otherwise not applicable to a good metallurgical coke coking coal, consists in that the coal has a grain size between about 0.045 and 0.5 mm is crushed and dried to a surface moisture of about 1%, that after separating the grains below 0.045 mm, the crushed coal is oxidized in an oxygen-containing nitrogen stream with heating to a temperature below the softening point and remains at this temperature until the degree of expansion is reduced to about 2.5, whereupon the temperature of the coal is increased to that of the greatest flowability and the volatile content is thereby reduced to about 25%, that the thus treated coal is formed into the desired pieces and then a surface oxidation in one Oxygen-containing atmosphere at temper atures between 350 and 450 ° C is subjected and that finally the formed coal is ^{coked in a reducing atmosphere at about HOO 0} C and then cooled.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, daß sehr feste und dichte Koksformstücke aus einem weiten Bereich von Kohlearten ohne Verwendung eines Bindemittels erzeugt werden können.A major advantage of the method according to the invention is that very solid and dense coke moldings can be produced from a wide range of coals without the use of a binder be able.

Im folgenden sollen nun die einzelnen Verfahrensschritte näher erläutert werden. The individual process steps will now be explained in more detail below.

Die Kohle gelangt von einem Lager zu einem Brecher bekannter Bauart, wobei sie einen Magnetabscheider passiert. Entweder vor oder nach dem Mahlen muß die Kohle getrocknet werden, um eine Oberflächenfeuchtigkeit von etwa 1 % zu erzielen. Dies ist erforderlich, damit die gemahlene Kohle frei fließen kann und sich nach Korngrößen trennen läßt. Als Mahleinrichtung wird vorzugsweise eine solche mit Prallwirkung benutzt, die vorteilhafterweise mit einem Windsichter zusammenarbeitet.The coal passes from a store to a crusher of known type, using a magnetic separator happens. Either before or after grinding, the coal must be dried to maintain surface moisture of about 1%. This is necessary for the ground coal to flow freely can and can be separated according to grain size. The grinding device is preferably one with Impact effect used, which cooperates advantageously with an air classifier.

Nach dem Mahlen wird der Fusit und der Kornanteil unter etwa 0,045 mm abgetrennt. Diese Teile oxydieren nämlich so schnell, daß sie nicht mehr agglomerisierbar sind, wenn sie mit größeren Körnern gemischt werden. Besonders bei sehr schlecht verkokbarer Kohle läßt sich der Fusit sehr leicht zerreiben und befindet sich daher vornehmlich in den feinsten Kornfraktionen.After grinding, the fusite and the grain fraction below about 0.045 mm is separated. These parts namely, oxidize so quickly that they can no longer be agglomerated when mixed with larger grains will. The fusit is very easy to grind, especially with coal that is very difficult to coke and is therefore mainly found in the finest grain fractions.

Es ist nun eine Oxydation der Kohle vorgesehen, die das Erweichen und das Zusammenbacken verhindern soll, wenn die Kohle zwecks teilweiser Entgasung höher erhitzt wird. Das Ausmaß der Oxydation hängt von dem jeweiligen Blähgrad der Kohle ab, und zwar weist schlechter verkokbare Kohle einen solchen von etwa 5 auf, während der Blähgrad von besser verkokbarer Kohle zwischen etwa 8 und 10 liegt. Der angestrebte Blähgrad ist etwa 2,5.The coal is now oxidized to prevent it from softening and caking should if the coal is heated higher for the purpose of partial degassing. The extent of oxidation depends on the respective degree of expansion of the coal, namely coal that is less susceptible to coking has one of about 5, while the degree of expansion of coal that can be coked better is between about 8 and 10. The one aimed at The degree of bloating is about 2.5.

Die Oxydation der Kohle erfolgt in einem Wirbelbett mittels eines heißen Stickstoffstroms, der ausreichende Mengen Sauerstoff enthält. Welche Sauerstoffkonzentration man wählen wird, hängt von der jeweiligen Kohleart ab, dürfte jedoch im allgemeinen zwischen etwa 5 und 9% liegen. Eine zu hohe Konzentration würde eine Überhitzung und ein Erweichen der Kohle bewirken. Die Temperatur im Wirbelbett liegt daher in jedem Falle unterhalb des Erweichungspunktes der Kohle, beispielsweise bei etwa 225° C. Als durchschnittliche Aufenthaltszeit der Kohle in der Oxydationsphase des Verfahrens hat sich eine solche von etwa 30 Minuten als normal erwiesen.'Während der Oxydation bildet sich eine schwer zu erweichende Hülle um die Kohleteilchen, die ein späteres »Zusammenschweißen« der Teilchen wirksam verhindert.The coal is oxidized in a fluidized bed by means of a hot stream of nitrogen which is sufficient Contains amounts of oxygen. Which oxygen concentration one will choose depends on the particular Type of coal, but should generally be between about 5 and 9%. Too much concentration would cause the coal to overheat and soften. The temperature in the fluidized bed is therefore in any case below the softening point of the coal, for example at about 225 ° C. This has proven to be the average residence time of the coal in the oxidation phase of the process of about 30 minutes has been shown to be normal. During the oxidation, a hard-to-soften one forms Sheath around the coal particles, which effectively prevents the particles from "welding together" later.

Nachdem nun die Kohle in der oxydierenden Atmosphäre den gewünschten Blähgrad 2,5 erreicht hat, der bei minderwertigen Kohlen auch etwa 3 betragen kann, wird sie unter möglichst schnellem Temperaturanstieg, jedoch ohne ein Zusammenbacken der Kohle, auf die Temperatur der größten Fließfähigkeit gebracht, die bei etwa 425°C liegt. Es wird dabei ein nichtoxydierendes Fluidisiergas verwendet, wie Stickstoffoder Raugas, dessen maximale Temperatur etwa 600°C betragen kann. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Kohle zunächst vorzuwärmen, beispielsweise auf eine Temperatur von 35O°C, wo-Now that the coal has reached the desired degree of expansion 2.5 in the oxidizing atmosphere, which can also amount to about 3 in the case of inferior coals, if the temperature rises as quickly as possible, but without caking of the coal, brought to the temperature of greatest flowability, which is around 425 ° C. A non-oxidizing fluidizing gas is used, such as nitrogen or Raugas, the maximum temperature of which can be around 600 ° C. In some cases it can It may be useful to preheat the coal first, for example to a temperature of 35O ° C, where-

durch die Temperatur des Fluidisiergases niedriger gehalten werden kann und die Gefahr eines Zusammenbackens der Kohle weiter verringert wird.can be kept lower by the temperature of the fluidizing gas and the risk of caking the coal is further reduced.

Aus dieser Wärmebehandlungsstufe gelangt die heiße Kohle zu einer Brikettiermaschine oder einer sonstigen Vorrichtung zur Herstellung der gewünschten Formstücke. Zweckmäßigerweise besitzen diese Formstücke abgerundete Umrisse, welche dem Abrieb und dem Rissigwerden besser widerstehen. Die günstigste Temperatur für das Brikettieren liegt bei etwa 420 bis 430⁰C.From this heat treatment stage, the hot coal is fed to a briquetting machine or some other device for producing the desired shaped pieces. These fittings expediently have rounded outlines, which are more resistant to abrasion and cracking. The most favorable temperature for briquetting is around 420 to 430 ^° C.

Die gebildeten Briketts werden nun zu einer Verkokungseinrichtung oder -kammer transportiert, und zwar aus folgenden Gründen noch in heißem Zustand: Zunächst einmal würde eine Kühlung der Brikettoberfläche bei heißem Kern ein Schrumpfen der Oberfläche bewirken, wodurch sich bei der anschließenden Verkokung Risse bilden. Zweitens widerstehen die Briketts, wenn sie heiß und noch halbplastisch sind, besser den mechanischen Beanspruchungen als in kaltem Zustand, wenn sie verhältnismäßig spröde sind, so daß also weniger Bruch anfällt. Drittens ist der thermische Schock beim Einfüllen der Briketts in die Verkokungseinrichtung geringer, und schließlich kann die Verkokung in einer kürzeren Zeit bei geringerem Wärmebedarf erfolgen.The briquettes formed are then transported to a coking device or chamber, and Although it is still hot for the following reasons: First of all, the briquette surface would be cooled cause the surface to shrink when the core is hot, which in the subsequent Coking cracks. Second, the briquettes resist when they are hot and still semi-plastic, better against mechanical stresses than in a cold state, when they are relatively brittle so that there is less breakage. Third is the thermal shock when filling the briquettes in the coking device less, and finally the coking can take place in a shorter time lower heat demand.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Transport der Briketts zu der Verkokungseinrichtung mittels einer Fördereinrichtung erfolgt, welche vollständig eingehaust und vorzugsweise auch luftdicht ist. Während die Briketts sich auf der Fördereinrichtung befinden, wird durch diese Einhausung ein etwa 5% Sauerstoff enthaltender Gasstrom geleitet, wodurch die Briketts für die Dauer von 5 bis 10 Minuten einer Oxydation unterworfen werden und eine oxydierte Umhüllung erhalten. Diese Oxydation erfolgt praktisch noch bei der Temperatur der Brikettformung, d.h. zwischen 350 und 450°C, vorzugsweise zwischen 390 und 42O⁰C. Wie bereits erwähnt, ist der Sauerstoffgehalt nicht kritisch, solange er niedrig genug ist, eine Verbrennung auszuschließen. Nichtsdestoweniger ist es aber notwendig, eine größere Anhäufung von Briketts zu vermeiden, da eine solche die Verbrennung fördert.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the briquettes are transported to the coking device by means of a conveying device which is completely enclosed and preferably also airtight. While the briquettes are on the conveying device, a gas flow containing about 5% oxygen is passed through this housing, whereby the briquettes are subjected to an oxidation for a period of 5 to 10 minutes and are given an oxidized envelope. This oxidation is practically still at the temperature of Brikettformung, ie between 350 and 450 ° C, preferably already mentioned between 390 and 42O ⁰ C. As the oxygen content is not critical as long as it is low enough to exclude combustion. Nevertheless, it is necessary to avoid a large accumulation of briquettes, as this promotes combustion.

Weil lediglich eine dünne und harte, oxydierte Hülle angestrebt wird, wählt man bei der hohen Temperatur eine vergleichsweise hohe Sauerstoffkonzentration. Es hat sich gezeigt, daß eine Oxydation bis auf eine beträchtliche Tiefe oder gar durch und durch leicht zerbröckelnde Formstücke ergibt, während die gemäß der Erfindung hergestellten Briketts, bei denen die Oxydation nur bis zu einer Tiefe von höchstens einigen Zehntelmillimetern, beispielsweise 0,25 mm, durchgeführt wird, keinerlei Nachteile hinsichtlich der Kokseigenschaften ergeben. Man kann zwar an diesen Briketts die Abdrücke anderer erkennen, mit denen sie zusammengelegen haben, eine Neigung zum Anbacken oder Verschmelzen fehlt jedoch völlig.Because only a thin and hard, oxidized shell is sought, one chooses at the high temperature a comparatively high concentration of oxygen. It has been shown that an oxidation up to to a considerable depth or even through and through easily crumbling moldings results, while the Briquettes produced according to the invention, in which the oxidation only to a depth of at most a few tenths of a millimeter, for example 0.25 mm, is carried out, no disadvantages in terms of the coke properties. You can see the prints of others on these briquettes, with which they were lying together, however, there is no tendency to stick or melt together.

Die Verkokung der Briketts kann beispielsweise in einem Schachtofen erfolgen, in dem sie im Gegenstrom zu den aufwärts strömenden heißen Gasen sich abwärts bewegen. Zweckmäßigerweise wird man diese heißen Gase dadurch erzeugen, daß man einen Teil des bei der Verkokung sich bildenden Gases mit einer ungenügenden Menge Luft verbrennt. Es ergibt sich eine reduzierende Atmosphäre mit einer Temperatur von etwa 1260"C bzw. einer ausreichenden Temperatur, um die Briketts auf etwa IK)O⁰C zu erhitzen.The coking of the briquettes can take place, for example, in a shaft furnace in which they move downwards in countercurrent to the hot gases flowing upwards. These hot gases will expediently be generated by burning part of the gas formed during coking with an insufficient amount of air. This results in a reducing atmosphere at a temperature of about 1260 "C or a temperature sufficient to briquettes at about IK) O ⁰ C to heat.

Der Vorteil der Benutzung eines Schachtofens ist der, daß man den Strom der heißen Gase gut auf die Wärmeaufnahme der Briketts und deren Schichthöhe abstimmen kann, so daß nach einer Verweilzeit von etwa 2 Stunden die Verkokung des Briketts abgeschlossen ist. Am Kopf des Schachtofens tritt mit etwa 425° C ein Gas aus, welches angereichert ist mit dem aus den Briketts durch Entgasung entweichenden Gas. Letzteres besitzt einen Heizwert von etwa 5730 kcal/Nm³. Ein Teil des austretenden Gasgemisches wird, nachdem es entteert ist, bei seiner Verwendung als Kühlmittel für die verkokten Briketts auf etwa 675° C erwärmt, worauf es, wie bereits ausgeführt wurde, in einer Verbrennungskammer mit Luft verbrannt wird.The advantage of using a shaft furnace is that the flow of hot gases can be matched well to the heat absorption of the briquettes and their layer height, so that the coking of the briquette is complete after a dwell time of about 2 hours. At the top of the shaft furnace, a gas emerges at around 425 ° C, which is enriched with the gas escaping from the briquettes through degassing. The latter has a calorific value of about 5730 kcal / Nm ³ . After it has been tarred, some of the escaping gas mixture is heated to around 675 ° C. when it is used as a coolant for the coked briquettes, whereupon it is burned with air in a combustion chamber, as has already been stated.

Die eigentliche Kühlung der Briketts bis unter ihren Zündpunkt erfolgt mittels Luft oder durch Besprühen mit Wasser oder auf irgendeine andere geeignete Weise.The actual cooling of the briquettes to below their ignition point takes place by means of air or by spraying with water or in any other suitable manner.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen eine teilweise Entgasung der zerkleinerten Kohle bis auf etwa 25% der flüchtigen Bestandteile sowie einige chemische Reaktionen während der Wärmebehandlung in nichtoxydierender Atmosphäre, und diese Reaktionen verlaufen sehr schnell, wenn Temperatüren im Bereich von 400⁰C erreicht werden. Das Ausmaß der Entgasung ist jedoch praktisch unabhängig von der Teilchengröße der Kohle innerhalb des gewählten Korngrößenbereiches. Deshalb hängt die Produktionsmenge von der Beheizung ab, welche wiederum begrenzt ist von der mit dem Gas bei maximal zulässiger Temperatur (unterhalb des Erweichungspunktes) und Geschwindigkeit (etwa 0,37 m/ see) zuführbaren Wärmemenge.In the inventive method a partial degassing of the crushed coal up to about 25% of the volatiles as well as some chemical reactions during the heat treatment in nichtoxydierender atmosphere, and these reactions take place very quickly if Tempera doors are achieved in the range of 400 ⁰ C. The extent of the degassing is, however, practically independent of the particle size of the coal within the selected grain size range. Therefore, the production amount depends on the heating, which in turn is limited by the amount of heat that can be supplied with the gas at the maximum permissible temperature (below the softening point) and speed (approx. 0.37 m / s).

Es sei noch erwähnt, daß grüne Briketts eine Berstfestigkeit im Bereich von 85 bis 210 kg besitzen, während die gemäß der Erfindung verkokten Briketts eine solche von 330 bis 1020 kg aufweisen. Diese Tatsache ist von großer Bedeutung für Koks, welcher im Hochofen hohen Belastungen ausgesetzt ist.It should also be mentioned that green briquettes have a burst strength in the range of 85 to 210 kg, while the briquettes coked according to the invention have those of 330 to 1020 kg. this fact is of great importance for coke, which is exposed to high loads in the blast furnace.

Zwei verschiedene Kohlearten, Typ O und Typ PS, wurden für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens untersucht. Selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Analyse der schlecht verkokbaren Kohle Typ OTwo different types of coal, type O and type PS, were used for the application of the invention Procedure investigated. Of course, the invention is not limited to these examples. The analysis of the poorly coking coal type O

45, ist folgende:45, is the following:

Oberflächenfeuchtigkeit 2 bis 5%Surface moisture 2 to 5%

Gebundene Feuchtigkeit 4 bis 5%Bound moisture 4 to 5%

Asche 6,3 bis. 7,0%Ash 6.3 to. 7.0%

Flüchtige 36 bis 38%Volatile 36 to 38%

Schwefel 1,14 bis 1,23%Sulfur 1.14 to 1.23%

Blähgrad 4,0 bis 5,0%Degree of swelling 4.0 to 5.0%

Die gut verkokbare Kohle Typ PS hat folgende Eigenschaften:The charcoal type PS is easy to coke and has the following properties:

Feuchtigkeit 1,0 bis 1,7%Humidity 1.0 to 1.7%

Asche 4,5 bis 6,8%Ash 4.5 to 6.8%

Flüchtige 36,9 bis 38,6%Volatile 36.9 to 38.6%

Schwefel 0,9 bis 1,6%Sulfur 0.9 to 1.6%

Blähgrad 8 bis 10%Degree of swelling 8 to 10%

In der anschließenden Tabelle sind die Ergebnisse des Oxydationsversuchs Nr. 33 mit der Kohle PS zusammengestellt. Bei diesem Versuch wurde eine Kornfraktion unter 0,25 mm auf 257° C in reinem Stickstoff erhitzt, dem 8 Volumprozent Sauerstoff bei der mit »0 Minuten« bezeichneten Zeit beigemischt wurde.The table below shows the results of oxidation test No. 33 with carbon PS. In this experiment, a grain fraction below 0.25 mm was measured at 257 ° C. in pure nitrogen heated, to which 8 percent by volume of oxygen was added at the time marked "0 minutes".

Oxydationsversuch Nr. 33Oxidation experiment No. 33

Kohle PS,' unter 0,25 mm Korngröße 29 Nm³/h Fluidisiergas mit 8 Volumprozent O₂ Coal PS, 'below 0.25 mm grain size 29 Nm ³ / h fluidizing gas with 8 volume percent O ₂

Korngröße (mm)Grain size (mm)

Gewichtsprozent Weight percent

0 Minuten Probe Nr. 20 minute sample # 2

BlähgradDegree of bloating

Flüchtige %Volatile%

Gewichtsprozent Minuten
Probe Nr. 4Weight percent minutes
Sample # 4

Blähgrad Flüchtige
%Fluffy volatility
%

Gewichtsprozent Weight percent

Minuten Probe Nr.Minutes sample no.

BlähgradDegree of bloating

Flüchtige %Volatile%

0,50 bis 0,35 0.50 to 0.35

0,25 bis 0,21 0.25 to 0.21

0,149 bis 0,105 0.149 to 0.105

0,074 bis 0,044 0.074 to 0.044

Unter 0,044 Below 0.044

Für Kohle insgesamt ..For coal in total ..

Wirbelbett-Temperatur (⁰C) Fluidized bed temperature ( ⁰ C)

Druckabfall (mm WS) .Pressure drop (mm WS).

Gewicht der Kohle (kg)Weight of coal (kg)

O₂-Verbrauch
(kg/kg Kohle) O ₂ consumption
(kg / kg coal)

0,70.7

3,03.0

22,922.9

16,616.6

11,011.0

6,0 6,3 7,0 7,5 8,0 7,06.0 6.3 7.0 7.5 8.0 7.0

257257

584584

44,444.4

33,24 34,69 35,38 36,85 36,3733.24 34.69 35.38 36.85 36.37

0,70.7

1,91.9

21,021.0

18,818.8

18,118.1

4,5 6,5 4,7 1,3 0,5 2,04.5 6.5 4.7 1.3 0.5 2.0

32,30
34,95
34,68
23,33
29,3632.30
34.95
34.68
23.33
29.36

1,4
23,2
23,51.4
23.2
23.5

4,64.6

2,5 2,8 2,5 1,3 1,0 1,82.5 2.8 2.5 1.3 1.0 1.8

317 478 35,3317 478 35.3

0,1340.134

31,51 32,58 32,29 30,70 25,8931.51 32.58 32.29 30.70 25.89

Oxydationsversuch Nr. 34Oxidation experiment No. 34

Kohle O, unter 0,5 mm Korngröße 26,5 Nm³/h FluidisiergasCoal O, below 0.5 mm grain size 26.5 Nm ³ / h fluidizing gas

Korngröße (mm)Grain size (mm)

Gewichtsprozent Weight percent

0 Minuten Probe Nr: 20 minutes sample no: 2

BlähgradDegree of bloating

Flüchtige %Volatile%

Gewichtsprozent Minuten
Probe Nr. 5Weight percent minutes
Sample # 5

Blähgrad Flüchtige
%Fluffy volatility
%

Gewichtsprozent Weight percent

Minuten Probe Nr.Minutes sample no.

BlähgradDegree of bloating

Flüchtige %Volatile%

0,84 bis 0,50 0.84 to 0.50

0,25 bis 0,21 0.25 to 0.21

0,149 bis 0,105 0.149 to 0.105

0,074 bis 0,044 0.074 to 0.044

unter 0,044 below 0.044

Für Kohle insgesamt ..,For coal in total ..,

Wirbelbett-Temperatur (⁰C) Fluidized bed temperature ( ⁰ C)

Gasgeschwindigkeit
(m/sec) Gas velocity
(m / sec)

Gewicht der Kohle (kg)Weight of coal (kg)

O₂-Verbrauch
(kg/kg Kohle) O ₂ consumption
(kg / kg coal)

0,60.6

11,111.1

12,312.3

8,68.6

'5,0'5.0

100,0100.0

4,4 4,1 4,0 3,64.4 4.1 4.0 3.6

2,5 4,72.5 4.7

225225

0,201 63,30201 63.3

36,66 36,31 35,98 34,87 33,92 36,2436.66 36.31 35.98 34.87 33.92 36.24

0,6 11,5 13,00.6 11.5 13.0

9,59.5

4,54.5

3,1 3,1 2,3 1,3 1,3 2,43.1 3.1 2.3 1.3 1.3 2.4

238238

0,00890.0089

35,07
35,78
35,03
35,14
32,60
35,2135.07
35.78
35.03
35.14
32.60
35.21

0,80.8

11,411.4

12,812.8

8,58.5

1,71.7

1,91.9

1,81.8

1,11.1

0,50.5

1,51.5

234234

0,204 54,70.204 54.7

0,01850.0185

35,31 34,68 33,43 31,16 29,27 34,2835.31 34.68 33.43 31.16 29.27 34.28

Anschließend wurde Kohle vom Typ O oxydiert, bis ein Blähgrad von 2,6 erreicht war, worauf die Temperatur des Fluidisiergases, nun ohne Sauerstoff, bis auf 44O⁰C erhöht wurde. Wie in der Oxydationsstufe wurden auch in der Wärmebehandlungsstufe in gewissen Zeitabständen Proben genommen, deren ermittelte Werte in der folgenden Tabelle zusammengestellt sind:Then coal was oxidized type O, was achieved to a degree of expansion of 2.6, after which the temperature of the fluidizing gas, now without oxygen, was up to 44O ⁰ C increased. As in the oxidation stage, samples were taken at certain time intervals in the heat treatment stage, the values of which are summarized in the following table:

Oxydations- und Wärmebehandlungsversuch Nr. 35Oxidation and heat treatment experiment No. 35

Kohle O, unter 0,5 mm KorngrößeCoal O, below 0.5 mm grain size

26,5 Nm³/h Fluidisiergas mit 7,8 Volumprozent O₂ 26.5 Nm ³ / h fluidizing gas with 7.8 volume percent O ₂

26,3 Nm³/h N₂ 26.3 Nm ³ / h N ₂

Korngröße (mm)Grain size (mm)

0,84 bis 0,50 .
0,25 bis 0,210.84 to 0.50.
0.25 to 0.21

Gewichtsprozent Weight percent

0 Minuten Probe Nr. 20 minute sample # 2

BlähgradDegree of bloating

0,60.6

12,312.3

3,3 3,53.3 3.5

Flüchtige %Volatile%

36,39 35,5136.39 35.51

Gewichtsprozent Minuten*)
Probe Nr. 6Weight percent minutes *)
Sample # 6

BlähgradDegree of bloating

0,60.6

12,412.4

FlüchtigeFugitive

35,0
34,7435.0
34.74

Gewichtsprozent Weight percent

Minuten Probe Nr.Minutes sample no.

BlähgradDegree of bloating

2,7
12,02.7
12.0

0,5 0,50.5 0.5

FlüchtigeFugitive

24,26 23,1024.26 23.10

*) Nach 32 Minuten war die Oxydation beendet, und die Wärmebehandlung begann.*) After 32 minutes the oxidation was complete and the heat treatment began.

Fortsetzungcontinuation

Korngröße (mm)Grain size (mm)

0 Minuten0 minutes Flüchtige
%Fugitive
% 32 Minuten*)32 minutes *) Gewichts
prozentWeight
percent Probe Nr. 6Sample # 6 Flüchtige
%Fugitive
% Gewichts
prozentWeight
percent !S Minuten! S minutes Probe Nr. 2Sample # 2 35,2735.27 9,49.4 BlähgradDegree of bloating 34,7834.78 10,310.3 Probe Nr. 9Sample No. 9 Gewichts
prozentWeight
percent BlähgradDegree of bloating 34,4734.47 7,47.4 1,51.5 33,8333.83 5,25.2 BlähgradDegree of bloating 9,39.3 3,33.3 34,1834.18 2,52.5 1,01.0 32,7032.70 0,40.4 0,50.5 7,17.1 2,82.8 36,2036.20 1,01.0 34,4534.45 0,50.5 5,55.5 2,52.5 2,62.6 —- 100,0100.0 4,34.3 230230 1,31.3 227227 0,2040.204 434434 0,1980.198 61,361.3 0,2840.284 63,563.5 0,00850.0085 51,251.2 00 —-

Flüchtige %Volatile%

0,149 bis 0,105 9,3 3,3 35,27 9,4 1,5 34,78 10,3 0,5 24,130.149 to 0.105 9.3 3.3 35.27 9.4 1.5 34.78 10.3 0.5 24.13

0,074 bis 0,044 7,1 2,8 34,47 7,4 1,0 33,83 5,2 0,5 24,540.074 to 0.044 7.1 2.8 34.47 7.4 1.0 33.83 5.2 0.5 24.54

Unter 0,044 Below 0.044

Für Kohle gesamt 100,0 4,3 36,20 2,6 34,45 1,3 25,01For coal total 100.0 4.3 36.20 2.6 34.45 1.3 25.01

Wirbelbett-Temperatur (⁰C) Fluidized bed temperature ( ⁰ C)

Gasgeschwindigkeit (m/sec) Gas velocity (m / sec)

Gewicht der Kohle (kg)..Weight of the coal (kg) ..

(^Verbrauch
(kg/kg Kohle) (^ Consumption
(kg / kg coal)

In der folgenden Tabelle sind Vergleichsergebnisse der Oxydation von Kohle des Typs. PS zusammengestellt.In the following table are comparative results of the oxidation of coal of the type. PS compiled.

Oxydationsversuch Nr. 31, Wärmebehandlungs- und Brikettierungsversuch Nr. 15 Kohle PS, unter 0,25 mm KorngrößeOxidation experiment No. 31, heat treatment and briquetting experiment No. 15 Carbon PS, grain size below 0.25 mm

Zeit (Minuten) Time (minutes)

Probe Nr Sample no

Blähgrad Degree of bloating

Flüchtige, % Volatile,%

Wirbelbett-Temperatur (⁰C) . Gasgeschwindigkeit (m/sec)..Fluid bed temperature ( ⁰ C). Gas velocity (m / sec) ..

Gewicht der Kohle (kg) Weight of the coal (kg)

O₂-Verbrauch (kg/kg Kohle).O ₂ consumption (kg / kg coal).

00 7575 22 44th 88th 88th 36,936.9 36,136.1 172172 185185 0,1070.107 0,1130.113

135135

35,7
23235.7
232

0,122
154,50.122
154.5

0,01860.0186

150150

180180 210*)210 *) 77th 99 6,36.3 2,52.5 34,134.1 33,033.0 255255 270270 0,1580.158 0,1610.161 151,8151.8 149,2149.2 0,02850.0285 0,03870.0387

') Erhöhung der Fluidisiergasmenge von 16 auf 22 Nm³/h. *) Ende der Oxydation. Beginn der Wärmebehandlung.') Increase in the amount of fluidizing gas from 16 to 22 Nm ³ / h. *) End of oxidation. Start of heat treatment.

Die Ergebnisse der Wärmebehandlung und der Brikettierung aus Versuch Nr. 15 sind in der anschließenden Tabelle wiedergegeben.The results of the heat treatment and the briquetting from Experiment No. 15 are in the following Table reproduced.

Kohle PS, unter 0,25 mm KorngrößeCarbon PS, grain size below 0.25 mm

Zeit (Minuten) Time (minutes)

Probe Nr Sample no

Blähgrad Degree of bloating

Flüchtige, % Volatile,%

Wirbelbett-Temperatur (⁰C) Fluidized bed temperature ( ⁰ C)

Gasgeschwindigkeit (m/sec) Gas velocity (m / sec)

20 1020 10

2,9 32,9 2702.9 32.9 270

0,1610.161

40 1140 11

2,8 32,5 2722.8 32.5 272

0,1610.161

0,1980.198

7575 8585 9595 B-2*)B-2 *) .B-3*).B-3 *) B-4*)B-4 *) 3,53.5 1,51.5 1,01.0 27,327.3 24,724.7 23,123.1 403403 449449 449449 0,2200.220 0,2320.232 0,2320.232

*) Die Brikettierung begann nach Ablauf von 60 Minuten. *) Beschreibung der Brikettproben:*) Briquetting started after 60 minutes. *) Description of the briquette samples:

Probe Nr. B-2: Gut, bläht geringfügig bei der Verkokung.Sample No. B-2: Good, slightly puffed upon coking.

Probe Nr. B-3: Gut, geringfügige Formänderung bei der Verkokung.Sample No. B-3: Good, slight change in shape upon coking.

Probe Nr. B-4: Gut, die grünen Briketts bröckeln leichtSample No. B-4: Good, the green briquettes easily crumble

Aus diesen Ergebnissen muß geschlossen werden, daß zur Herstellung von Briketts befriedigender Qualität der Anteil an Flüchtigen auf 25% oder weniger und der Blähgrad auf einen Wert zwischen 1,8 und 2,8 reduziert werden muß. Diese Schlußfolgerungen haben gleichermaßen Gültigkeit für die Kohle vom Typ wie für die vom Typ PS.From these results it must be concluded that the quality for the production of briquettes is satisfactory the proportion of volatiles to 25% or less and the degree of bloating to a value between 1.8 and 2.8 must be reduced. These conclusions apply equally to the coal of the type as for the PS type.

Brikettqualität
Festigkeit der BrikettsBriquette quality
Strength of the briquettes

Proben sowohl von grünen als auch von verkokten Briketts wurden im Instron-Testapparat auf Berstfestigkeit untersucht, und zwar jeweils 5 Briketts bei Raumtemperatur.Samples of both green and coked briquettes were tested for burst strength in the Instron tester examined, each 5 briquettes at room temperature.

209 549/173209 549/173

Die Maximal-, Minimal- und Durchschnittswerte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:The maximum, minimum and average values are summarized in the following table:

Instron-Bersttest
(Absenkgeschwindigkeit 1,27 mm/min)Instron burst test
(Lowering speed 1.27 mm / min)

Versuchattempt Probesample Berstkraft (kg)Bursting force (kg) 100100 134134 verkokte Brikettscoked briquettes 331331 493493 Nr.No. Nr.No. grüne Brikettsgreen briquettes 8686 106106 693693 426426 539539 55 33 156156 149149 174174 10201020 340340 546546 66th 33 154154 835835 77th 44th 209209

Dichte der BrikettsDensity of briquettes

Das Schüttgewicht der grünen Briketts betrug Es versteht sich, daß die vorstehenden AusführungenThe bulk density of the green briquettes was It goes without saying that the foregoing

688 kg/m³, das der verkokten Briketts 778 kg/m³. lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Er-Während der Verkokung entwichen 21 Gewichts- findung beschreiben und daß eine Vielzahl von Ändeprozent Flüchtige, bezogen auf die grünen Briketts. 20 rungen und Abwandlungen möglich ist.688 kg / m ³ , that of the coked briquettes 778 kg / m ³ . Describe only one preferred embodiment of the weight finding and that a large number of change percent volatiles, based on the green briquettes. 20 ments and modifications is possible.

Claims

Patent claims:

1. A method for the production of metallurgical coke from expanding coal, characterized in that the coal is crushed to a grain size between about 0.045 and 0.5 mm and dried to a surface moisture of about 1% that after separating the grains below 0.045 mm the crushed coal is oxidized in an oxygen-containing nitrogen stream with heating to a temperature below the softening point and remains at this temperature until the degree of expansion is reduced to about 2.5, whereupon the temperature of the coal increases to that of the greatest flowability and the content of Volatile is reduced to about 25%, that the so treated coal is shaped into the desired pieces and then subjected to a surface oxidation in an oxygen-containing atmosphere at temperatures between 350 and 450 ⁰ C and that finally the shaped coal in a reducing atmosphere at about 1100 ⁰ C is coked and then cooled.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the surface oxidation of the formed coal to a depth of about 0.25 mm he follows.