DE2555431B2

DE2555431B2 - Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks

Info

Publication number: DE2555431B2
Application number: DE19752555431
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 5110 Alsdorf Beckmann; Horst 4690 Herne Dungs; Karl-Heinz Dipl.-Ing. 6626 Bous Flasche; Hugo Dr. 6689 Merchweiler Schmauch; Klaus Dipl.-Ing. 4359 Flaesheim Urbye; Heinrich Dr. 4350 Recklinghausen Weber
Original assignee: FA CARL STILL 4350 RECKLINGHAUSEN
Current assignee: FA CARL STILL 4350 RECKLINGHAUSEN
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1978-12-21
Also published as: GB1545255A; BE849237A; FR2334739B1; FR2334739A1; IT1079148B; JPS5271504A; BR7608160A; JPS5821948B2; DE2555431A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks in Verkokungsbatterien mit Schüttbetrieb, insbesondere aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, die ohne Vorbehandlung minderwertigen Koks ergeben, wobei die Kohlen «> vorgetrocknet und vorerhitzt, mit einem Bindemittel wie Rohteer, Teerölen, Mineralölen oder Rückständen der Aufarbeitung von Mineralölen vermischt und zu Briketts verpreßt und die Briketts in den Füllbehältern von Koksofenfüllwagen abgelegt und aus diesen unter "~> Zubruchgehen eines Teiles in die Ofenkammern eingefüllt werden.

Durch die französische Patentschrift 11 95 232 ist ein

Verfahren bekannt geworden, bei dem feuchte Feinfcoh-Ie mit einem Wassergehalt bis zu 11 Prozent zu Briketts gepreßt wird, wobei die Briketts von einem fortlaufenden Kohleband umschlossen sind und die auf diese Weise vorverdichtete Kohle bei Vermeidung ihres Auseinanderbrechens, z. B. unter Anwendung von Becherwerken, in den Füllbehälter von Koksofenfüllwagen abgelegt und aus diesen in die Oferkammern abgelegt wird. Beim Ablassen in die Ofenkammern zerfällt ein großer Teil der Briketts und des Kohlebandes zu verdichteter Feinkohle, die den erhalten gebliebenen Teil der Briketts einbettet und die Zwischenräume zwischen ihnen ausfüllt Im Ganzen gesehen, ergibt sich so eine regelmäßige, stetige verdichtete Füllung der Ofenkammern mit einem normalen Schüttgewicht, und es wird ein fester, stückiger Hüttenkoks erhalten. Dieses Verfahren wird seit vielen Jahren mit Kohlensorten, die ohne Vorverdichtung keinen brauchbaren Hüttenkoks ergeben, mit gutem Erfolg durchgeführt

Der Betrieb von Verkokungsbatterien in der vorstehend geschilderten Weise ist an Kohlesorten bzw. Kohlemischung gebunden, die noch ein Mindestbackvermögen (Blähzahl 6) besitzen und damit die Vorbedingungen für ein befriedigendes Verkokungsergebnis erfüllen sowie an einen Mindestwassergehalt der Kohle. Wenn es möglich wäre, die Feinkohle durch vorgetrocknete Kohle zu ersetzen, so würde das Schüttgewicht der Kohle und die spezifische Leistung der öfen bei sonst gleichbleibenden Betriebsbedingungen erhöht werden können.

Durch eine größere Verdichtung würde es auch möglich sein, Kohlesorten mit geringer Blähzahl dieser Behandlung zu unterwerfen und daraus brauchbaren Hüttenkoks herzustellen.

Bekannt sind z. B. Vortrocknungs- und Vorerhitzungsverfahren für vermahlene Feinkohlen, bei denen die Kohlen der Einwirkung von heißen Inertgasen ausgesetzt werden, z. B. in sogenannten Flugstromtrocknern, in denen die vermahlenen Kohlen in dem heißen Inertgasstrom von unten nach oben gefördert werden (z.B. DE-OS 19 23 494). Bekanntlich ergeben vorerhitzte Feinkohlen im Verkokungs- und Schüttbetrieb ein höheres Schüttgewicht als nicht vorerhitzte Feinkohlen.

Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, bei denen vorgetrocknete Kohle und/oder vorerhitzte Kohle gegebenenfalls unter Verwendung üblicher Bindemittel zu Briketts verpreßt werden. Diese Verfahren sind jedoch auf die Herstellung von Formkoks mit regelmäßiger Gestalt und möglichst hoher Festigkeit c-usgerichtet und zur Herstellung von üblichem Stückkoks unregelmäßiger Gestalt ungeeignet. Sie sind z. B. bekannt durch die US-PS 13 34 170; 30 18 227; 33 16 155; 37 70 418 und 38 83 399.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verkokungsverfahren der eingangs definierten Art das Spektrum der verwendbaren Kohlensorten zu vergrößern und den Koksausstoß der nach diesem Verfahren betriebenen Verkokungsbatterien zu vergrößern und zwar ohne den spezifischen Energieverbrauch wesentlich zu erhöhen.

Erforderlich ist dazu, daß, wie vorstehend ausgeführt, die Briketts eine begrenzte Festigkeit besitzen und ein Teil von ihnen nach dem Einfüllen in die Ofenkammern in verdichtete Feinkohle zerfallen ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kohle so weit zerkleinert wird, daß 85 bis 95% der Kohlekörner

bis zu 3 mm tein und der Rest nicht über 10 mm grob ist, die Kohle bei 110 bis 250"C getrocknet und vorerhitzt wird, mit Bindemitteln in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-% vermischt und anschließend vorverdichtet und die vorverdichtete Feinkohle zu Briketts minderer Festigkeit von einer Dichte von 1,0 bis Ug pro cm³ gepreßt wird.

Bekanntlich hängt bei Schüttbetrieb die Koksqualität in hohem MaBe von der Schüttdichte ab. Es hat sich herausgestellt, daß bei der Kombination der vorstehenden erfinderischen Maßnahmen eine Schüttdichte in die Ofenkammern bis zu 035 und 0,9 Tonnen pro Kubikmeter erreicht wird. Zum Vergleich sei angeführt, daß bei Einsäte von Kohlegemischen mit größeren Anteilen hochflüchtiger für die Verkokung stets fein aufzumahlender Saarkohle Schüttdichten von 0,65, bei vorerhiizten nicht vorverdichteten und bei feuchten, vorverdichteten Kohlen eine solche von etwa 0,75 Tonnen pro Kubikmeter erreicht werden. Der günstige Effekt, der erfindungsgemäß erreicht wird, ließ sich nicht voraussehen.

Für bestimmte Kohlensorten (z. B. Saarkohlen) sollte die Vorerhitzungstemperatur 170⁰C nicht überschreiten, da höhere Temperaturen der Koksqualität abträglich sind.

Für das Vorpressen in Preßschnecken haben sich spezifische Drücke von 0,1 bis 1,0 atü pro cm² Schneckengrundfläche als ausreichend erwiesen.

Die Pressung zu Briketts geschieht zweckmäßig auf Walzenpressen mit einem Druck von 1 bis 5 t pro cm Arbeitsbreite.

Wenn diese erfindungsgemäß hergestellten Briketts in die Ofenkammern eingefüllt werden, so ergibt sich eine gleichmäßige, stetige, homogenische Kohleschüttung in den Ofenkammern mit einem Schüttgewicht, das über dem für gute Kokskohlen liegt und das auch höher ist als das nach bekannten Vorerhitzungsverfahren, sowie nach dem bekannten Verfahren gemäß der FR-PS 11 95 232 erhielt wird.

Bei durch die Vorirecknung abgekürzten Garungszeiten wird erfindungsgemäß auch aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften fester, stückiger, reaktiver und gut klassierbarer Hüttenkoks erhalten.

Die Ausbildung eines Kohlebandes, in das die Briketts bei dem bekannten Verfahren eingebettet sind, ist erfindungsgemäß ohne Bedeutung, wodurch das Preßverfahren bedeutend vereinfacht wird.

Als weiterer Vorteil wirkt es sich auch aus, daß die der zerkleinerten und getrorkneten Feinkohle zugegebenen Teere oder Mineralöle staubbindend sind. Die Wirkung ist an sich bekannt durch d^:e DE-OS 25 14 859.

Eine besondere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die Trocknung, Vorerhitzung und weitere Zerkleinerung der Feinkohle in einem einzigen Verfahrensgang in einem Inertgasstrom durchführt. Ein bevorzugtes Temperaturgebiet des Inertgasstromes für diese Behandlung liegt zwischen 400 bis 700⁰C. Dadurch wird es nur notwendig, einen kleinen Anteil der eingesetzten Feinkohle in einem Mahlwerk mechanisch zu zerkleinern, und das Mahlwerk wird entsprechend kleiner dimensioniert und für seinen Antrieb wird nur ein Bruchteil der Energie aufgewendet, die für die Vermahlung der gesamten Feinkohle notwendig wäre. Beim Trocknen und Vorerhitzen der Ftinkohle mit den heißen Inertgasen zerplatzen, wahrscheinlich unter der Wärmeeinwirkung, namentlich gröbere Kohlekörner in kleinere insbesondere solche Kohlekörner, die Wassereinschlüsse haben und in deren Innern Dampf- und Druckentwicklung stattfindet. Aber auch mechanische Faktoren scheinen dabei eine Rolle zu spielen.

Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Behandlung nur etwa 25 Prozent des Kohleeinsatzes gemahlen werden müssen.

Für die erfindungsgemäße Vortrocknung und Vorerhitzung haben sich Flugstromtrockner als besonders geeignet erwiesen, von denen je nach gewünschter Vorerhitzungstemperatur auch zwei Einheiten hintereinander geschaltet werden können.

Sie werden vorzugsweise z. B. mit Stickstoff, Kohlen dioxid und ihren Gemischen mit und ohne Wasserdampf als Inertgase betrieben.

Den Flugstromtrocknern wird dann zweckmäßig eine Siebanlage nachgeschaltet mit einer Mahlanlage für das Grobkorn, deren Abgang mit dem unteren Teil des Flugstromtrockners selbst oder einer Zuführung verbunden ist.

Die Durchführung des erfindur;j,jgemäBen Verfahrens ist mit einer großen Anzahl vo.i Kohlensorteri möglich, die ohne Vorverdichtung nur mindere Koksqualitäten ergeben, und es ist erfindungsgemä3 auch gelungen, den Koksausstoß der Batterien wesentlich zu erhöht.!, ohne gleichzeitige wesentliche Erhöhung des; spezifischen Energieverbrauches.

Vergleichsbeispiel

In einer Verkokungsofenbatterie mit Ofenkammern von 6 m Höhe und einem nutzbaren Kammerinhalt von 24,4 m³ soll eine Kohlemischung, die 60% Saarkohle mit minderen Verkokungseigenschaften enthält, verkokt werden. Die Körnungsanalyse ergab:

10 bis 3 mm - 2%

3 bis 0,1 mm - 89%

<0,l mm — 9%

Wassergehalt - 7,5%

Das Schüttgewicht dieser Kohle beträgt nur 650 kg/m³. Für die Herstellung von Koks für den Eisenhüttenbetrieb muß sie daher verdichtet werden. Sie wird auf einer Walzenpresse mit einem Preßdruck von 3 t/cm Arbeitsbreite zu Briketts von 50 g Gewicht verpreßt. Die Briketts werden von ein-im Becherwerk aufgenommen und in den Füllbehältern eines Füllwagens für die Ofenkammern abgelegt. Der Füllwagen wird über die zu füllende Ofenkammer verfahren und die Briketts ohne besondere Vorsichtsmaßregeln durch die Füllschächte in die Ofenkammern abgelassen. Dabei ergibt sich eine reichliche Staubentwicklung. Es entsteht eine regelmäßige, stetige Ofenfüllung von 18,87 t Kohle (wasserfrei gerechnet) mit einem Schüttgewicht von £36 i«.g.'m³, bezogen auf wasserhaltige und einem solchen von 773 kg/m³, bezogen auf trockne Kohle.

Nach 18stündiger Garungszeit wird fester, stückiger, für den Eisenhüttenbetrieb geeigneter Koks erhalten.

Die gleiche Kohlemischung wurde gemäß der Erfindung in vorgetrocknetem Zustand eingesetzt. Dazu wurde die Kohlemischung ohne vorherige Vermahlung

«> in einem Flugstromtrockner von ca. 36 m Länge und ca. 0,3 m Durchmesser mit einem Inertgasstronv von 60O⁰C getrocknet und vorerhitzt. Danach beträgt die Temperatur der Kohle 150⁰C und ihr Wassergehalt noch 0,33%, die Körnung liegt zu 75% unter 3 mm.

>■ > Die 25% gröberen Kornanteile werden abgesiebt, bzw. abgetrennt, in einer kleinen Mühle bis auf unter 3 mm Korngröße zerkleinert und die zerkleinerte Kohle im Unterteil des Fluestromtrockners wieder mit dem

Feinanteil vereinigt. Die getrocknete, zerkleinerte
Kohle wird mit 140⁰C in einem geschlossenen Mischer
überführt und mit 5 Gew.-% wasserarmem Rohteer
vermischt, die warme Mischung in Vorpreßschnecken
mit einem Druck von 0,3 atü pro cm² Schneckengrund- 5
fläche vorgepreßt und anschließend auf Walzenpressen
gegeben, in denen sie mit einer Preßkraft von 3,5 t pro
cm Arbeitsbreite bei I2O°C zu Briketts von 50 g
Gewicht mit einer Dichte von 1,0 bis 1,2 g/cm³ verpreßt
wird. Mit den Briketts wird weiter verfahren, wie io
vorstehend ausgeführt, und man erhält Ofenkammerfüllungen von 21,50 t mit einem vernachlässigbaren
Wassergehalt. Das Schüttgewicht beträgt 880 kg/m³.
Nach I4stündiger Verkokungszeit wurde daraus bei
sonst gleichen Betriebsbedingungen fester, stückiger, 15
gut klassierbarer Eisenhüttenkoks erhalten. Pro Kammerfüllung wurde eine Durchsatzsteigerung von 2,63 t
wasserfreier Kohle und eine Verkürzung der Garungszeit um 4 Stunden erreicht.

Die Erfindung wird beispielsweise durch die Figur 20
erläutert.

Die zu verkokende Feinkohle wird durch die
Fördervorrichtung 1 entweder direkt oder wahlweise
auf dem Umweg über den Abzweig 2, die Mahlanlage 3
und Fördereinrichtung 4 in den Flugstromtrockner 5 25
gefördert und in ihm durch einen neißen Inertgasstrom
aus dem Heißgaserzeuger 15 und Leitung 16 getrocknet
und auf 170⁰C erhitzt. In dem Sichter 6 wird der geringe
Anteil Grobkorn abgetrennt und durch die Falleitung 7
der kleiner Hammermühle 8 zugeführt. Das zerkleinerte 30
Gut wird durch Leitung 9 wieder in den Flugstromtrock

ner 5 zurückgegeben. Die Feinkohle mit einer Korngröße unter 3 mm wird durch Leitung 10 in den Staubabscheider 11 gefördert und das von Staub befreite Inertgas durch Leitung 12 abgezogen und zum großen Teil durch Leitung 14 in den Heißgaserzeuger 15 zurückgeführt, in dem es mit durch Verbrennung von Kohle, Öl oder Gas frisch erzeugten Inertgas vermischt und durch Leitung 16 in den Apparat 5 zurückgeführt wird. Der Wassergehalt der Kohle wird mit überschüssigem Gas durch Leitung 13 aus dem Verfahren ausgeschleust. Die Kohle wird durch die Verbindungsleitung 17 in den Mischer 18 gefördert und hier mit wasserarmem Rohteer aus Leitung 19 vermischt. Die Mischung hat bei ihrem Austritt aus dem Mischer 18 in die Fördereinrichtung 20 etwa 160⁰C und sie tritt mit dieser Temperatur in die Vorlage 21 für die Vorpreß-Schnecken 22 ein. Die in den Vorpreß-Schnecken 22 vorverdichtete Kohle wird auf die Walzenpressen 24 gegeben und zu Briketts verpreßt. Das Förderband 25 übergibt sie über ein nichtgezeichnetes Becherwerk in den Zwischenbunker 26 mit den Auslassen 27, durch die die Briketts ebenfalls über ein Becherwerk in den Füllbehältern für Füllwagen für die Ofenkammern abgelegt werden. 23 ist ein Abzweig von der Fördereinrichtung 20, der unmittelbar und unter Umgehung der Walzenpressen 24 auf das Förderband 25 führt. Hierdurch kann bei Bedarf vorverdichtete, aber nicht brikettierte Kohle auf das Förderband 25 gegeben werden, die dann mit den Briketts zusammen in den Zwischenbunker 26 gegeben und in die Ofenkammer eingefüllt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks

in Verkokungsbatterien mit Schüttbetrieb, insbesondere aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, die ohne Vorbehandlung minderwertigen Koks ergeben, wobei die Kohlen vorgetrocknet und vorerhitzt mit einem Bindemittel wie Rohteer, Teerölen, Mineralölen oder Rückständen der Aufarbeitung von Mineralölen vermischt und zu Briketts verpreßt und die Briketts in den Füllbehältern von Koksofenfüllwagen abgelegt und aus diesen unter Zubruchgehen eines Teiles in die Ofenkammern eingefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle so weit zerkleinert wird, daß 85 bis 95% der Kohlekörner bis zu 3 mm fein und der Rest nicht über 10 mm grob ist, die Kohle bei 110 bis 250⁰C getrocknet und vorerhitzt wird, mit Bindemitteln in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-% vermischt und anschließend vorverdichtet und die vorverdichtete Feinkohle zu Briketts minderer Festigkeit von einer Dichte von 1,0 bis 1,2 g pro cm³ gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Kohle bei der Trocknung und Vorerhitzung zwischen 110 und 170⁰C liegt

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorverdichtete Kohle auf Walzenpressen mit einer Preßkraft von 1 bis 51 pro :~n Arbeitsbreite der Presse vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und Vorerhitzung der Feinkohle in einem Inertgasstrom von 400 bis 700⁰C, insbesondere 550 bis 65O⁰C, vorgenommen wird, danach die Kohle abgesiebt und der verbliebene Anteil mit einer Korngröße von über 3 mm in einer Mühle zerkleinert und die zerkleinerte Kohle in die Trocknung zurückgegeben wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, bestehend aus einem Mahlwerk, Trocknern für die Feinkohle, einer Mischvorrichtung für die Zumischung von Teer- oder Mineralölen, <5 einer Vorpreßvorrichtung und Brikettpressen, gekennzeichnet durch als Flugstromtrockner (5) ausgebildete Trockner mit nachgeschalteten Sichteranlagen (6) und einer Mahlanlage (8) für das Grobkorn, deren Abgang (7) mit dem Flugstrom- so trockner (5) verbunden ist.