DE2158393A1 - Verfahren zum Herstellen von Koks aus Erdkohle - Google Patents

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Verfahren zum Herstellen von Koks aus JSrdkohle

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkoken von Erdkohle«

Beim Schmelzen von Bisenerz wird ein Hochofen gewöhnlich mit nach unten gehenden Lagen von zerkleinertem Kalk, Eisenerz und Koks beschickt und durch diese Schichten wird mit hohe® Durchsatz nach oben strömendes heisses Gas geleitet. Der verwendete Koks muss eine ausreichende Druckfestigkeit aufweisen, um das Gewicht des Eisenerzes und des Kalkes zu tragen, ohne selbst zerdrückt zu werden. Koks der zusammengepresst w*sd, bricht gewöhnlich leicht in kleine Stückchen, die nicht nur den Durchgang des heiasen Gaees durch den Ofen stören

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und behindern, sondern während der anfänglichen Schmelzstufen verloren gehen können, wodurch die Leistung des Ofens verringert und die Produktionskosten erhöht werden.

Die meisten bituminösen Kohlen bzw. Steinkohlenarten, die bei gleichmässig ansteigender Temperatur in Abwesenheit oder teilweiser Abwesenheit von Luft erwärmt werden, schmelzen und werden plastisch. Solche Kohlenarten werden als Fettkohle oder backende Fettkohle mit hohen Sinterungs- und Bindewerten bezeichnet. Der Grad dieser Sintereigenschaften ist bei verschiedenen Kohlenarten unterschiedlich.

Sintern ist eine wichtige Eigenschaft der Kohle, die bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Koks verwendet wird. Stärker sinternde Kohlearten, gewöhnlich hochwertige Fettkohle, gibt Koksarten mit guter Quellung und guter Zellstruktur und mit der erforderlichen Druckfestigkeit für die Verwendung beim Schmelzen von Eisenerz. Moorkohle oder schwärzer Lignit und Anthrazit gelten als nicht-elnternd. £rdkohlen, die Lignit und Braunkohle umfassen, schmelzen nicht leicht und natürlicher Koks, d.h. Koks hergestellt aus Kohle, die vor dem Verkoken nur auf die entsprechende Teilchengröase zerkleinert aber sonst nicht weiter behandelt worden war, weist nicht die erforderliche Druckfestigkeit zur Verwendung beim Schmelzen von Eisenerz auf.

Vorhandene Ablagerungen von guter Verkokungekohle werden schnell abgebaut und sind rasch erschöpft. Daher wurden erhebliche Anstrengungen gemacht, um einen brauchbaren Koks aus Erdkohlen herstellen, der sich für Schmelzen in Hochofenprozessen eignet.

Bei bekannten Verfahren zum Herstellen von Kok· aus Erdkohle wird dies· zunächst gemahlen, und zwar bis zu einer maximalen Sellchengrösse von etwa 4 mm. Die gemahlen· Kohle wird

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dann getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 10 % zu verringern. Ein Bindemittel, gewöhnlich ein asphaltiseher Binder, wird sugegeben und anschliessend wird die Sohle zu einem plastisch verformbaren Gemisch geknetet. Dieses Gemisch wird tinter hohem Druck brikettiert und die dabei gebildeten Briketts werden verkokt. Der so hergestellte Koks, auch Hüttenkoks genannt, kann hinsichtlich der Grosse und der Gestalt der einzelnen Koksstückchen kontrolliert werden· Sin aus guter Sinterkohle so gebildeter Koks hat eine gro9se Druckfestigkeit, die für Schmelszwecke geeignet ist und er ist ferner ein ideales Reduktionsmittel für Sehmeisen, da Grosse und Gestalt der einseinen Koksstückchen genau kontrolliert und auf die Granulatgröase des Erzes eingestellt werden können. Hüttenkohle hergestellt aus Erdkohlen gemäss dem obengenannten Verfahren weist aber nicht eine für Schmelakoke ausreichende Druckfestigkeit auf«

Ausserdem ist das bekannte Verfahren kostspielig, da die Kosten des Energieverbrauchs hoch sind, insbesondere bei den Pressverfahren zum Formen der Briketts. Entsprechend 1st die Produktion langsam.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen von Hüttenkoks aus Erdkohlenarten zu schaffen, der eine hohe Druckfestigkeit aufweist.

Im wesentlichen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zunächst ein Brei aus Kohle und Wasser hergestellt und anschliessend dieser Brei in gleichgerichtete bzw. glelchachsige Stücke geteilt wird, die dann getrocknet werden, wobei der Feuchtigkeitsgehalt auf unter 10 % gebracht wird, und anachliesaend die getrockneten Stücke verkokt werden.

ι Der nach deto erfindungsgem&ssen Verfahren hergestellte Hüttenkoks ist billiger als der nach den bekannten Verfahren er-

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haltene Koks, da Energieverbrauch und daher die damit verbundenen Kosten geringer sind. Bindemittel sind nicht erforderlich und die Produktionerate ist grosser.

Bei dem erfindungsgemäesen Verfahren wird Erdkohle bis auf eine maximale !Eeilehengruese von 0,15 mm zerkleinert und su einem Brei mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 30 und 60 % verarbeitet. Dann werden aus dem Brei gleichgerichtete £tük~ ke geformt» die bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1Q % getrocknet werden· Diese Stücke werden dann verkokt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, deren einsige Figur schematiech eine Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene zeigt, näher beschrieben.

Das erfindungsgem&sse Verfahren sur Herstellung von Koks aus Erdkohle kann in die folgenden allgemeinen Verfahrensstufen eingeteilt werden:

Stufe I Herstellen eines Breies aus Kohle; Stufe II Zerteilen des Breies in gleichgerichtete Stücke

vorbestimmter Gröesej
Stufe III Trocknen der Stücke ι
Stufe IV Verkoken der getrockneten Stücke.

Anhand der Zeichnung lassen sich die allgemeinen Verfahrenestufen wie folgt erläutert:

Stufe I

Erdkohle wird suerst durch eine Mühle 10, beispielsweise eine Kugelmühle oder dergleichen, gegeben, um die Teilchengrösse auf etwa 4 mm zu zerkleinern. Die gemahlene Kohle wird dann über Siebe 11 geführt, um die Holzbestandteile su entfernen, die gewöhnlich in Braunkohle gefunden werden. Zu grosse Kohleteilchen werden wieder in die Mühle 10 surückgeführt, um weiter serkleinert su werden»

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Die Siebkohle wird dann in einer Kolloidmühle 12 noch mehr zerkleinert und tu eine« Brei verarbeitet. Die gewünschte Teilchengröese beträgt hierbei weniger ala 0,15 am. & kann eine herkömmliche Kolloidmühle verwendet werden« wie aie beispielsweise von der Pulverisierung von Holssellatoff bekannt ist und die Snet- und Zerkleinerungerotoren 15 aufweist. Der Feuchtigkeitsgehalt dea Kohlebreies wird auf mindestens 50 % gehalten« wobei 55 # das Optimum ist. Folglich muss während des Knetens in die Kolloidmühle Wasser sugegeben werden« g um einen Brei mit den gewünschten feuchtigkeitsgehalt su bilden, wenn trockenere Sohle verarbeitet wird·

Vm Hüttenkoks herzustellen, wird die Sohle in der Kolloidmühle auf eine Teilchengröße »wischen etwa 0,08 bis 0,12 am serkieinert, und wenn ein Koks gebildet werden soll, der die Struktur von tiolskohle hat, beträgt die (Beilchengröese etwa 0,12 bis 0,15 mm.

Stufe II '

Der in der Kolloidmühle hergestellte Brei wird dann auf einem Pörderrost 15 durch einen Extruder 14 geführt. Ü9V Extruder kann eine Schneckenpresse sein und arbeitet bei niedrigem | Druck, da der Brei flüssig ist.

extrudierte Brei wird dann durch ein über dem Pörderrost angeordneten fleeter 1? in gleichachsig« und. gleichgerichtete Stücke 16 »erschnitten. Das in der Zeichnung dargestellte Messer kann rotierend ausgebildet und mit radial abstehen- '-den Sonneiden versehen sein, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidspitsen die gleiche iet wie die Sewegungsge-t schwindigkeit des FÖrderrostes. Die Abmessungen der ala End- ' produkt gewünschten Koksstückchen bestimmen die erforderlichen Grossen der Breietücke. Aus diesem Grund werden die Dicke

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des su extrudierenden Breies und der Abstand der Schneidmesser so eingestellt, dass die vorbestimmte Grosse der Breietücke gewährleistet ist.

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Sie Breistücke werden durch den Förderrost in eine Trockenvorrichtung 18 geführt, wo ihr Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 10 # gesenkt wird.

Um das Springen und Brechen der Stücke su verringern, wird unter kontrollierten Temperaturbedingungen, vorzugsweise in einem warmen Luftstrom zwischen 20 und 50° C getrocknet.

Während des Trocknens schrumpfen die Stücke, wobei die Eanten Iftnge. auf etwa 50 % der ursprünglichen Länge verringert wird. Gleichseitig steigt das spezifische Gewicht um etwa 300 %. Die Stücke werden ausreichend hart, um in üblicher Weise gehandhabt und transportiert su werden, ohne dabei übermftssig oder unzulässig su brechen.

Die gertrockneten Stücke werden dann in einem Ofen 19 in an sich bekannter Weise getrocknet.

Um Hüttenkoks herzustellen» werden die Stücke, welche aus auf eine Seilohengtfösse von etwa 0,08 bis 0,12 mm serklelnerter Sohle geformt worden war, bei einer Temperatur swischen 930 bis 1100° C verkokt. Um Koks mit Holzkohlenstruktur herausteilen, werden die Stücke, welche aus auf eine Teilchengröaae von etwa 0,12 bis 0,15 mm serkleinerter Sohle geformt worden waren, bei einer Temperatur »viachen 600 bis 650° C verkokt.

Hüttenkoks, der nach dem erfindungsgamässen Verfahren hergestellt worden iat, hat ein feines poröses Gefüge und weist

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eine hohe Druckfestigkeit auf. Abreibungs- und Verschlelseprüfungen ergaben bis zu 85 % und schneiden bei einem Vergleich ait den besten Steinkohlen-Kokearten gut ab.

Das erflndungsgemasse Verfahren kann sehr vorteilhaft beim Schneisen von Eiaenerzklein verwendet werden· Normalerweise kann Eisenerzklein nur mit grossen Schwierigkeiten und mit hohen Kosten geschmolzen werden. Während des Herstellens des Kohlebreies kann Eisenerzklein zugegeben werden, so dass ein homogenes Gemisch aus Kohle und Erz gebildet wird. WShrend des Verkokens und während der folgenden Verwendung des * Koks im Hochofen bleibt das Erzklein in den Stücken eingeschlossen.

Braunkohle, die eine weiche erdige Struktur und einen eigenen feuchtigkeitsgehalt zwischen 50 und 60 # aufweist, ist sür Herstellung von Koks nach dem erfindungsgeaaesen Verfahren ideal geeignet. £s wird nur wenig oder gar kein Wasser bei der Bildung des Kohlebreies benötigt. Ausserdem ist der¹ Energieverbrauch in der Kolloidmühle zum Zerkleinern der Kohle auf die erforderliche Teilchengrösse ebenfalls niedrig. Der den Ligniten eigene feuchtigkeitsgehalt liegt bei etwa 50 bis 45 %. Geringwertige Lignite sind weicher und habin einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als höherwertige Lignite. " Baraus folgt, dass der Energieverbrauch, insbesondere beim Zerkleinern und Trocknen, grosser und die Produktion geringer ist je höherwertig die Lignite sind.

Die qualitativ besten Lignite, die manchmal als niederwertige Moorkohle oder schwarser Lignit klassifiziert werden,können gegebenenfalls für das erfindungsgemässe Verfahren nicht zweckmässig sein, da sie gewöhnlich als Brei nicht ausreichend Feuchtigkeit zurückhalten, um vor und wärend dem Trocknen die gewünschte Form beizubehalten. Demnach eignet sich das erfin-

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dungegemässe Verfahren insbesondere wir Herstellung von Hüttenkoks aus Braunkohle und, üblicherweise, aua minderwertigeren Ligniten.

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Claims (8)

1. (1.) Verfahren sum Herstellen von Koke aus ßrdkohle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brei aus Kohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30 bis 60 % hergestellt und dieser Brei in gleichachsig und gleichgerichtete Stücke geteilt wird» diese Stücke bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 10 % getrocknet und anschliessend verkokt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Breies die Sohle zunächst auf eine maximale Teilchengrösse von etwa 4 mm zerkleinert und diese zerkleinerte Kohle anschliessend bis auf eine maximale Teilchen· grösse von etwa 0,15 mm gemahlen wird.
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brei auf einen Förderrost extrudiert und hier in gleichgrosse Stücke geteilt wird.
4. 4-, Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke aus dem Kohlebrei in einem Strom warmer Luft von etwa 20 bis 30° C getrocknet werden.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Teilchengrösse der Kohle im Kohlebrei zwischen etwa 0,12 mm und 0,15 mm beträgt.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale TeilchengrÖsse der Kohle im Kohlebrei etwa 0,08 bis 0,12 mm beträgt.
7. 7· Verfahren nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, dass die getrockneten Stücke bei einer Temperatur zwischen etwa 600 und 750° C verkokt werden.

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennse lehnet« dass die getrockneten Stücke bei einer Temperatur zwischen etwa 900 und 1110° 0 verkokt werden.

   9* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Herstellung des Kohlebreies Er2klβin augegeben wird.

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