DE2115838B2

DE2115838B2 - Verfahren zur thermischen nachbehandlung von heissbriketts

Info

Publication number: DE2115838B2
Application number: DE19712115838
Authority: DE
Inventors: Paul Dr.-Ing 6380 Bad Homburg; Hahn Helmuth Dipl.-Ing. 6450 Hanau; Lehmann Joachim Dr.-Ing. 4300 Essen; Kleisa Kurt 4300 Essen Schmalfeld
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1971-04-01
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1978-01-12
Also published as: CA963421A; FR2132252A1; IT950899B; DE2115838A1; AU458288B2; US3774315A; AU4026272A; GB1374672A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von bei einer Temperatur von 400° bis 550°C geformten Heißbriketts, die mit der Formungstemperatur in einen Behandlungsschacht gegeben werden, den sie kontinuierlich im Gegenstrom zu inerten Gasen durchlaufen, in denen sie im oberen Schachtbereich durch heiße Rauchgase erhitzt und im unteren durch Kaltgase gekühlt werden.

Heißbriketts werden vorzugsweise durch Verpressen von backender Steinkohle mit Zusatz von nicht erweichenden Feststoffen, insbesondere von feinkörnigem Koks, im plastischen Bereich der Steinkohle bei Temperaturen zwischen 400 und 540⁰C hergestellt. Der Koks wird so hoch erhitzt, daß das Gemisch aus Koks und vorgetrockneter und gegebenenfalls auch vorerhitzter Backkohle eine Mischtemperatur im Bereich von 400 und 540⁰C annimmt, mit der er der Brikettpresse aufgegeben wird. Das Verhältnis Koks zu Backkohle schwankt in Abhängigkeit von der Art und dem Backvermögen der verwendeten Steinkohle und vor allem von der Porosität und auch der Festigkeit des heißen Kokses in weiten Bereichen. Üblich sind Verhältnisse von 60 bis 75 Gew.-% Koks zu 40 bis 25 Gew.-% Backkohle. Die Mischtemperatur wird vorzugsweise im Bereich zwischen 440 bis 520° C, insbesondere zwischen 460 und 480⁰C gehalten.

Die Heißbriketts weisen noch einen Gehalt von 0,2 bis 0,6 Gew.-°/o an Teer auf, verbrennen aber praktisch rauchfrei. Diese Eigenschaft macht die Heißbriketts gegebenenfalls auch ohne Nachverkokung für den Einsatz als rußfrei brennenden Hausbrand und auch als Reduktionskoks im Hochofen geeignet. Untersuchungen haben ergeben, daß die Heißbriketts in Abhängigkeit von Art und Backvermögen der verwendeten Feinkohle und von den Eigenschaften des heißen Kokses insbesondere dessen Porosität, unterschiedlich behandelt werden müssen, um zu Heißbriketts optimaler Druck- und Abriebfestigkeit bei minimalem Teergehalt zu kommen.

Aus der DT-OS 19 15 905 ist ein Verfahren bekannt, nach dem die Heißbriketts für eine bestimmte Zeit in Abhängigkeit von der Preßtemperatur bei oder nicht weiter als IO bis 20⁰C unter dieser gehalten werden, wobei eine verhältnismäßig lange Nachbehandlung von mindestens 30 Minuten Dauer einzuhalten ist. Die > Behandlung der Heißbriketts erfolgt vorzugsweise diskontinuierlich in zwei abwechselnd gefüllten Schächten, wobei nach der festgelegten Behandlungsdauer die Heißbriketts schnell durch Tauchen oder Bebrausen oder langsam abgekühlt werden.

κι Aus der DT-AS 1121582 ist die Erhitzung von Brennstoffbriketts bekannt, die mittels Bindemitteln brikettiert sind, um sie mit heißen Spülgasen im Oberteil eines Schachtes zu verkoken. In dem gleichen Schacht werden die Briketts auch gekühlt, indem ihnen von unten Kühlgas entgegenströmt. Heiz- und Kühlgase werden etwa mittig durch die gleichen Öffnungen abgezogen und Rekuperatoren zugeführt.

Gemäß der DT-PS 2 90 707 wird das in den Briketts enthaltende Bindemittel verkokt, indem die Briketts im

_>(> oberen Teil eines Schachtes im Gegenstrom geführter Heißluft ausgesetzt werden, während sie im unteren Schachtbereich durch Kaltluft gekühlt werden.

Aus der US-PS 31 59 209 ist ein Verfahren zum Ändern des Wärmeinhaltes eines Stromes fester

r> Körper, insbesondere Erzpellets-Briketts oder anderen festen Materials bekannt, wobei im oberen Bereich eines Schachtes durch im Gegenstrom geführte Rauchgase eine Erhitzung erfolgt und sich im unteren Schachtbercich eine Luftkühlung anschließt, wobei nur

ω die Kühlluft im Kreislauf geführt und seitlich aus dem Schacht abgezogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bruch- und Abriebfestigkeit von Heißbriketts, die von den Eigenschaften der Backkohle, dem Mischungsverhältnis

r> mit Feinkoks, dem Preßdruck und der Preßtemperatur abhängt, nach Verlassen der Brikettpresse so weit zu steigern, daß diese Heißbriketts für metallurgische Zwecke, insbesondere als Reduktionskoks bei Hochofenprozessen verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den unteren Schachtbereich, in dem die Briketts doppelt oder mindestens doppelt so lange wie im oberen verweilen, Kühlgase mit einer Temperatur von 30 bis 200⁰C eingeleitet, sie darüber zum Teil abgezogen

•r, und durch heiße Rauchgase ersetzt werden, durch welche die Temperatur der Briketts im oberen Schachtbereich bei einer Verweilzeit von 10 bis 20 min um 25 bis 75°C erhöht wird.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung

-,ο werden die aus dem Schacht am Kopf und seitlich abgezogenen Gase gereinigt, gekühlt und als Kühlgase zurückgeführt.

Die Erfindung verbindet die wirksame Kühlung mit einer thermischen Nachbehandlung der noch heißen

-,-> Briketts. Dabei wird das Inertgas, das der Heißbrikettschüttung kühlend entgegenströmt, in seiner Menge in der oberen Schachthälfte, vorzugsweise zwischen der halben Höhe des Schachtofens und dessen oberem Drittel vermindert. Der vor der oberen Schachthälfte

mi seitlich abgezogene Teilstrom wird gemeinsam mit dem Reststrom, der am Kopfe des Schachtkühlers abgezogen wird, vereinigt, entstaubt und gekühlt und zum Austragende des Schachtkühlers zurückgeführt und erneut in die Schüttung eingeleitet. Für das abgekühlte

!.-> Kreislaufgas, das die Heißbrikeüs vorkühlen soll, werden Temperaturen zwischen 30 und 200⁰C am Eintritt in den Schachtkühler gewählt. Bei Verwendung von Wasserdampf kommen Temperaturen von über

10O⁰C in Betracht, während bei Verwendung z.B. Rauchgasen auch niedrigere Temperaturen in Frage kommen können.

Die eingeleiteter; kalten Inertgase werden durch die Schüttung aufwärts gegen die absinkende Brikettschüt- "> lung geführt und erwärmen sich dabei, während die Schüttung abgekühlt wird. Nach Durchströmen von etwa zwei Dritteln der Schachtfüllung wird ein Teil des Inertgases abgezweigt und aus dem Schachtkühler seitlich abgezogen. κι

Bei gewissen Kohlen wird durch eine Erhitzung der Heißbriketia auch um etwa 50⁰C bis etwa 100⁰C über die Brikettiertemperatur hinaus die Festigkeit der Heißbriketts erheblich gesteigert und der Teergehalt der Heißbriketts gemindert. In jedem Fall ist eine ü Behandlung von zeitlich beschränkter Dauer bei wenig oberhalb der Verpressungstemperatur mit einer nachfolgenden, anfänglich langsamen Abkühlung vorteilhaft, um die Druckfestigkeit und die Abriebfestigkeit der Heißbriketts zu erhöhen. 2n

Um eine solche Behandlung zu bewirken, wird oberhalb der Entnahme des seitlich abgezweigten Teilstromes heißes Inertgas mit einer um 50° bis 100°C höheren als der Brikettiertemperatur oberhalb der seitlichen Abzweigung in den Schachtkühler eingeleitet. 2ϊ Diese Heißgaseinleitung bewirkt eine Erhöhung der Temperatur der Heißbriketts um 25° bis 75° C.

Die Verweilzeiten der Heißbriketts in dieser Aufheizzone betragen im allgemeinen 10 bis 20 Minuten gegenüber einer Verweilzeit in der Kühlzone um 20 bis 40 Minuten.

Die Kreislaufgase werden an der Heißbrikettaufgabeseite abgezogen und vereinigt mit dem aus dem Unterteil abgezweigten Teilstrom von mitgetragenem Staub befreit, danach gekühlt und wiederum in den jt Unterteil des Schachtkühlers zurückgeführt.

Die den Schachtkühler verlassenden Heißbriketts können rasch nachgekühlt werden, um eine mögliche Selbstentzündung zu vermeiden. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten, die von einer Nachbehandlung mit to Wasser, z. B. durch Wasserbesprühung oder durch Anwendung von Tauchbecken, bis zur alleinigen Luftkühlung reichen können.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sei anhand der F i g. 4, 5 dargestellten Einrichtung beispielsweise r> erläutert.

Das heiße Mischgut wird in einer Doppelwalzenpresse 1 verpreßt und gelangt als Heißbriketts in den Schachtkühler 2.

Je nach der örtlichen Situation werden die in der 5» Doppelwalzenpresse 2 hergestellten Heißbriketts zunächst über einen Horizontalförderer 3 und von dort gegebenenfalls mittels Steilförderer 4 zur Höhe der Einlaufrutsche 5 gehoben, von der sie dem Schachtkühler 2 zufließen. Zweckmäßig wird die Rutsche 5 mit ί■> einem Rost oder Sieb 6 ausgerüstet, um Brikettabrieb und etwaiges Unterkorn auszutragen.

Die Heißbriketts durchwandern in geschlossener Schüttung den Schachtkühler 2 von oben nach unten, wobei das Austragsorgan 7 «o gesteuert wird, daß der Schachtkühler stets bis zu den Verteilschurren 8 voll gefüllt ist.

Im Oberteil 9 des Schachtkühlers 2 werden die Briketts thermisch behandelt. Im Unterteil 10 werden sie fortschreitend gekühlt.

Die Kühlung erfolgt durch umlaufende Gase, die mit einer Temperatur von 30°C bis 200⁰C, z. B. von 130°C, durch die Leitung 11 in den Unterteil des Schachtkühlers eintreten und diesen von unten nach oben durchströmen. Sie kühlen die Heißbriketts und erwärmen sich selbst auf nahe die Eintrittstemperatur der Heißbriketts in den Unterteil von z. B. 500⁰C.

Unterteil 10 und Oberteil 9 des Schachtkühlers sind durch Zellen 13 getrennt, die durch regelmäßige Zwischenabstände Räume 12 freilassen, in denen die HeiObriketts sich abwärts bewegen. Das Inertgas strömt bevorzugt durch die leeren Zellen 13, wobei ein Teilstrom abgezweigt und durch Öffnungen 14 seitlich abgezogen wird. Erhitzte Gase, ζ. Β. Rauchgase mit einer Temperatur von z.B. 900⁰C, können von der Leitung 23 durch über den Öffnungen 14 liegende Einlasse 21 zugeführt werden und gelangen nach Vermischung mit dem Reststrom des KLühlgases auf eine Mischtemperatur, die etwa 50 bis 10O⁰C über der Brikettiertemperatur, z.B. bei 550⁰C, liegt, durch Austrittsöffriungen 15, die vorzugsweise als Schlitze ausgebildet sind, aus den einzelnen Zellen 13 in den Oberteil 9 des Schachtkühlers.

Die Gase erhitzen die Heißbriketts um etwa 25 bis 75°C über ihre Eintrittstemperatur in den Schachtkühler auf z. B. 530⁰C und bewirken eine Verfestigung des Brikettgefüges durch die Umsetzung des aus der Backkohle gebildeten Koksgefüges.

Die Gase treten mit einer Temperatur von z. B. 500° C durch die Sammelleitung 16 aus dem Schachtoberteil aus, durchströmen, vereinigt mit dem Zweigstrom aus den Öffnungen 14 und der Leitung 22, den Zyklon 17 zum Abscheiden des mitgerissenen Staubes und danach den Kühler 18 und werden dann mittels des Gebläses 19 in den Schachtkühler 2 zurückgedrückt. Überschüssiges Gas wird aus dem Kreislauf durch die Leitung 20 abgestoßen.

Der Kühler 18 kann als Abhitzekessel zur Erzeugung von Dampf, als Einspritzkühler mit Wasserverdampfung oder auch als indirekter Luft- oder Wasserkühler ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, die spezifisch günstigsten Bedingungen zur Nachbehandlung von Heißbriketts einstellen zu können. Nach dieser Erfindung läßt sich je nach den Eigenschaften der Backkohle, ihrem Mischungsverhältnis mit heißen Koks und der Verpressungstemperatur der Heißbriketts das Temperaturprofil der Abkühlung so gestalten, daß optimale Druck- und Abriebfestigkeiten der Briketts erhalten werden. Durch Menge und Temperatur der eingeleiteten und der geteilt abgezogenen Gase kann eine Anpassung des Temperaturprofils der Abkühlung an jede Eigenart der Heißbriketts erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von bei einer Temperatur von 400 bis 55O°C geformten Heißbriketts, die mit der Formungstemperaiur in einen Behandlungsschacht gegeben werden, den sie kontinuierlich im Gegenstrom zu inerten Gasen durchlaufen, in denen sie im oberen Schachtbereich durch heiße Rauchgase erhitzt und im unteren durch Kaltgase gekühlt werden, d a durch gekennzeichnet, daß in den unteren Schachtbereich, in dem die Briketts doppelt oder mindestens doppelt so lange wie im oberen verweilen, Kühlgase mit einer Temperatur von 30 bis 200⁰C eingeleitet, sie darüber zum Teil abgezogen und durch heiße Rauchgase ersetzt werden, durch welche die Temperatur der Briketts im oberen Schachtbereich bei einer Verweilzeit von '.0 bis 20 min um 25 bis 75°C erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Schacht am Kopf abgezogenen Gase gereinigt, gekühlt und als Kühlgase zurückgeführt werden.