DE3040331A1 - Verfahren zur steuerung der koksqualitaet - Google Patents
Verfahren zur steuerung der koksqualitaetInfo
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-
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- C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
-
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Description
Verfahren zur Steuerung der Koksqualität
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Koksqualität von Kokskohlen aus'Einsatzmischungen.
Üblicherweise werden Einsatzmischungen bei der Verkokung eingesetzt. D.h. die Kokskohlen werden zunächst aufgemahlen,
um bestimmte, unterschiedliche Korngrößen zu erreichen. Die unterschiedlichen Korngrößen geben in
v- Mischung ein Kornspektrum, das die Schüttdichte der-
Kokskohlen im Koksofen maßgeblich beeinflußt. Dabei hat sich gezeigt, daß optimale Kornspektren zumeist
nur durch Mischung verschiedener aufgemahlener Korngrößen erreicht werden können.
Noch größeren Einfluß als die Schüttdichte hat die Beschaffenheit der für die Einsatzmischungen verwendeten
Kokskohle auf die Koksqualität. Daher sind verschiedene Prüfmethoden mit dem Ziel entwickelt worden, das Verkokungsverhalten
der Kohlen im voraus zu beurteilen. Wesentliche Eigenschaften ergeben sich aus dem peto-
** grafischen Aufbau der Kohle (Kohlenarten, Streifenarten)
ihrer chemischen Zusammensetzung (Elementarzusammensetzung, Aschegehalt, Gehalt an flüchtigen Bestandteilen,
Bitumengehalt, Oxydationszustand) und ihren physikalischen/
chemischen Eigenschaften (Erweichungsverhalten, Blähen,
Schv.'inden, Treiben, Entgasungsverhalten) .·
Wesentliche Bedeutung wird ferner dem Backvermögen beigemessen. Unter der Backfähigkeit wird die Fähigkeit
der Kohle verstanden, beim Erhitzen in einem Gefäß, das eine freie Ausdehnung der Kohle zuläßt, in einen plastischen
Zustand überzugehen und beim weiteren Erwärmen einen gebackenen, stückigen Koks zu bilden. Eine Kohle
mit gutem Backvermögen liefert einen nicht nur ge-
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backenen, sondern sogar geschmolzenen Koks. Das so definierte Backvermögen wird wahlweise
gemessen durch die Blähzahl (Swelling-Index) o3er durch
die Backzahl nach Roga.
Eine Kohle mit gutem Backvermögen kann unter den betrieblich gegebenen Verkokungsbedingungen dennoch einen weniger hochwertigen Koks ergeben als eine schlechter-backen.
Kohle. Deshalb ist das Kokungsvermögen in besonderer Wei: . zu berücksichtigen. Das Kokungsvermögen einer Kohle
• ■ wird wahlweise durch den Dilatometertest oder durch Be
stimmen des Gray-king-Kokstyps beurteilt. Zur Bestimmung des Dilatotionsverlaufes wird die Längenänderung eines
konischen Kohlepresslings bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 0/05 0C /see gemessen.
Schließlich besitzt die Messung des plastischen Verhaltens bisher noch eine gewisse Bedeutung. Unter .dem
plastischen Verhalten wird die Fähigkeit der Sin&otskohle
verstanden, innerhalb des Temperaturbereiches zwisehen etwa 350 und 5 So °C in einen plastischen Zustand
überzugehen. .
Bei den gebräuchlichen Methoden zur Messung der Pl.asti-
£■ ' ■ zität werden modifxEierte Rotationsviskosimeter benutzt.
Als Meßergebnis erhält rran hier jedoch nicht Viskositäten der erweichten Kohlemasse im physikalischen
Sinne, sondern apparativ beeinflußte Größen,.die sich aus der inneren'Reibung der festen, flüssigen und gasförmigen
Phase und den Elastizitätsgrößen dieser drei. Phasen zusammensetzen. Derartige Messungen sind in der
Regel Labormessungen. Das gilt auch für Messungen des Entgasungsverhaltcns, des Treibdrucks und des Schwindens,
die gleichfalls zur· Bestimmung der EinscitJokchlen- ■
qualität horangezoejen v/erden. Die-Viel zahl d*-i hier
teilweise aufgeführten,, in der Praxis gebräuchlichen
Prüfmethodon zur Bestimmung der Einsatzkohle bzw. zur
Vorbestimmung der Koksqualität zeigt, daß bisher
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eine gezielte Steuerung der Kokskohlenqualität al:; Basis für einer, hochwertigen Kok j nur unter Vieli>:chmessung
und besonderen Erschwernissen möglich wor.
Der Erfindung liegt daher die Av.fcjabe zugrunde, die
Steuerung der erforderlichen Qualität des Einsatzgutes zu vereinfachen. Dabei geht die Erfindung von
der Überlegung aus, daß wesentliche BestirtirnungsciiΤ>ΐλ·..·π
für die Koksqualität in einem Teilbereich de:·; Verho·-
kungsvorganges eine gemeinsame Wirkung entfalten. Da;-;
ist in weitergehender Erkenntnis der plastische Bereich ■ - was bei einer Betrachtung des Verkokungsvoretanges ^or.
C" Steinkohle in indirekt beheizten Horizontalk^mmer- öler;-
deutlich wird.
Bei der Verkokung entstehen Heizgase, die in den den Öfen benachbarten Heizzügen verbrannt werden. Von den
benachbarten Heizzügen aus wird die Wärme durch die
O£enwände auf den Olanbesatz, d.h. die Ej wr-o ι /.!.el, ι c·,
mischung-, übertragen. Bedingt durch die zweiseitig indirekte Beheizung entstehen Temperaturfelder mit
zur Besatzmitte hin abnehmendem. Temperatur-Niveau. Die Temperaturfelder verlaufen in der Regel syczdotrisch
zur Ofenmitte, wo die jeweils niedrigste Temperatur herrscht. Mit zunehmender Garungszeit schrei-
C tet die'Temperaturf ront von den Wänden zur Oi enrral i ο
hin fort, begleitet von einem steiJen Temperaturgradienten
beim Übergang von der bereits verkokten zur unveränderten Einsatzkohle. Dieser Übercj.-mgnbereich,
in dem alle Temperaturen von 100 - 1000 oq durchlaufen werden, ist lokal eng begrenzt und erstreckt sich zum Beginn des Verkokungsvorganges.
(Pyrolyse) nur über wenige mm in der insgesamt vorwiegend 450·mm breiten Ofonkammor.
In dem kritischen Ubergangsbercich erfolgt die;
' schrittweist Verkokung der Steinkohle, wobei zwei wesentliche
Temperaturbereiche zu unterscheiden sind.
- 4 BAD ORIGINAL
— A -
Der eine Temperaturbereich erstreckt sich von etwa
3 20 - 480 0C. In dem r_'emperaturbereich erweicht die
Kohle und bildet sich ein quasi plastischer Zustand aus .· · Bei Durchschreiten des Temperaturbereiches
" laufen eine Vielzahl von Zersetzungs-und Polymeric
sations-Reaktionen ab, wobei die Voraussetzungen für ' die Einbindung inerter Bestandteile geschaffen werden
und die Koksqualität vorgeprägt wird.
Der andere Bereich liegt oberhalb der Wiederverfestiva- gung des Ofenbesatzes mit einem Kontraktionsrnaxinura
um 600 0C. In diesem Bereich bildet sich die Koksstruktur
unter v/eiterer Aromatisierung des Besatzes aus.
Die in beiden Bereichen ablaufenden Reaktionen sind. zwar von der eingesetzten Kohlenart und der Körnung
der Einsatzkomponenten abhängig, die Erfindung geht jedoch davon aus, daß Kohlenart und Körnung bei üblichem
Kokereibetrieb weitgehend vorbestimmt sind und'' für die jeweilige Koksqualität vielmehr die Abhängigkeit
der Verkokung von den Betriebsbedingungen und der Vorbehandlung des Einsatzgutes bzw. der Vorwendut-a
/"" verkokungsakliver IliJfsstoffe im Vorder ei rund stohl .
..D.h. nach det Erfindung wird dem Ausmaß und der Gleichmäßigkeit
der in diesen kritischen Übergangsbereichen ablaufenden Reaktionen entscheidende Bedeutunqf beigemessen
.
Maßgebend für den /\blaui: dieser Reaktionen ist der Temperaturgradient.
Ein hoher Temperaturgradient bedeutet eir.r>
hoho lokale Aufheizuiicj.sgcschwxndigkcit, bei der
sich die ablaufenden Reaktionen nur unzureichend ausbilden können oder je nach ihrer Kinetik sogar überlaufen
werden. Das führt zu großer Inhomogenität, im : Reaktionsgcschchcn und hat ein inhomogenes Koksgefügc
zur Folge. Außerdem besteht unter derartigen Uedingun-
■..: : ·:.:··: *: 3O4O331
gen nicht genügend Zeit, plastisch2 Masse in ausreichender
Menge für die Einbindung der inerten Partikel 'freizusetzen
und für den Massentransport mit dem Ziel c;.r Einhüllung dieser Partikel zu sorgen. Die Dauer der
Plastizität, die deutlich mit der Auf heizrate kor ro.l 1 .-.vt
d.h. mit steigender Aufheizrate' abnimmt ist zu kur;..
Im nachjjlasti sehen Bereich treten durch einen hohen Toi-;;-peraturgradienton
verstärkt mechanische Spannungen c.uf,
die zu erhöhter Rißbildung führen und dadurch den u;.'.-i.--wünschten
Kleinkoksanteil erhöhen.
Bine Verminderung des Temperaturgradienten führt dc-oc-gorr
zu einer breiteren plastischen Zone mit lokal geringerer Aufheizgeschwindigkeit. Das verlängert die Dauer ck-r
Plastizität, wodurch vor allem auch die für clic· Kokserzeugung
wichtige Verkittung der■einzelnen Partikel gefördert
v.Tird. Die in der Kohle vorgeprägten Reaktionon
haben mehr Zeit wirksam zu v/erden und quasi Gl^ic-Vigewichtszustände
entsprechend ihrer Reaktions kin-l \k
auszubilden.
r*~ . Mit zunehmender Breite der plastischen Zone und dadiuch
verstärktem Ablauf der Reaktionen wird die Gasmengo in
der Blase der plastischen Zone größer; der Gasdruck :;loiy
an. Zwischen der Gasblasengröße und dem Druck wird b-wi
gleicher Körnung der Einsatzkohle in erster Näherung ein etwa umgekehrt proportionaler Zusammenhang gesehen. Zu-tcV.
der Druck bewirkt kleinere GasMusen, was einen k] ei n·: roi.
Porendurchmesscr zur Folge haben kann. Dieses Verh.ru ■: η ο
gasförmigen Zersetzungsprodukte überlagert den Kini.luü c;.
Korngröße auf das Blähverhalten der Körner und dac daran:,
resultierende Verschweißen der umgehenden Partikel entscheidend.
- 6 BAD ORIGINAL
Außerdem steigen mit zunehmender Breite der plastischen Zone die Diffusionswege für die freigesetzten Gase.
Infolgedessen wird der Gasdruck über eine längere Zeit aufrechterhalten, was zu einer größeren Homogenität in , der Gasblasenverteilung wie in der vorangegangenen Entstehung, und weiteren Reaktionen gasförmiger Zersetzungsprodukte .führen kann.
Infolgedessen wird der Gasdruck über eine längere Zeit aufrechterhalten, was zu einer größeren Homogenität in , der Gasblasenverteilung wie in der vorangegangenen Entstehung, und weiteren Reaktionen gasförmiger Zersetzungsprodukte .führen kann.
Ausgehend von obiger Hypothese wird die Qualität des"
C" ■ Einsatzgutes nach der Erfindung dadurch gesteuert, daß bei der Verkokung der plastische Bereich gemessen wird und bei Unterschreiten einer in folgender Abhängigkeit • von der Garungszeit verlaufenen Breite der plastischen Zone:
C" ■ Einsatzgutes nach der Erfindung dadurch gesteuert, daß bei der Verkokung der plastische Bereich gemessen wird und bei Unterschreiten einer in folgender Abhängigkeit • von der Garungszeit verlaufenen Breite der plastischen Zone:
Breite der plastischen Zone in Abhängigkeit
von der Garunqszeitι
von der Garunqszeitι
| Garungs- | Δ1 | . . (mm) pi. min. |
! Mindestabstand von |
| zeit | der Kammerwand (mm) | ||
| 2,2 | bei T = 320 0C | ||
| 1 | 3,7 | 18 | |
| 1,5 | 5,0 | ||
| 2 | 6,4 | 4O | |
| 2,5 | 8,0 | ||
| 3 | 9,2 | .64 .. | |
| 3,5 | ΙΟ, 8 | ||
| 4· | 12,3 | 84· | |
| 4,5· | 13,5 | ||
| 5 | 15,0 | 108 | |
| 5,5 | 16,2 | ||
| 6 | 17,6 | 130 | |
| 6,5 | 18,9 | ||
| 7 | 20,0 | 148 | |
| 7,5 | 20,9 | ||
| 8 | • 21,3 | 167 | |
| 8,5 | 21,5 | ||
| 9 | 21,6 | 187 | |
| 9,5 | |||
10 · 21,8 ' .206
_ 7 _
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
Der Mindestabstand von der Kammerwand bzw. pl.min. (Minimum der Breite der plastischen Zone) ist der
untere Grenzwert, bei dessen Unterschreitung weitere
Maßnahmen eingeleitet werden müssen.
vorerhitzte Kohle und/oder carbo- und/oder petrostäiaraige
Kohlebinder beigemengt werden.
Erfindungsgemäß ist die Breite der plastischen Zone die entscheidende Einflußgröße auf die Koksqualität. Ihre.
Messung ermöglicht eine genaue Voraussage der sich einstellenden Koksqualität und ist daher als zentrale Steuergröße
für die Bereitstellung der Einsat ^.komponenten, den
Ablauf des Verkok ungsprozesses und für die daraus resul-.
tierende Koksqualität als Zielgröße einzusetzen.
Durch die erfindungsgemäße Beimengung carbo- und/oder
petrostämmiger Binder wird die Erweichungstemperatur des Ofenbesatzes vermindert, dessen Wiederverf estigunga-temperatur
jedoch kaum verändert. Es entsteht für die plastische Zone ein größerer Temperaturbereich. Das hat
eine räumliche Ausdehnung der plastischen Zone zur Folcje,
so daß die oben erläuterten wesentliche Effekte in der Dauer der Plastizität, im Ablauf der Reaktionen, in der
Gasblasengröße und der Homogenität der Gasblasenverteilung wirksam werden.
Die erfindungsgemäße Beimengung vorerhitzter Kohle hat
gleichfalls eine Verringerung des Temperaturgradienten zur Folge. Wie bereits ausgeführt, bewirkt das eine Verbreiterung
des plastischen Bereiches in Abhängigkeit vom Abstand von der Kammerwand, wobei dieser Effekt mit zunehmender
Garungszeit an Größe und Bedeutung gewinnt.
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et »·· · rw- *- · O U 4 U J vJ I
Auch für den nachplastischen Bereich (Kontraktionsmaximum bei etwa 600 C) ist d:.e mit dem niedrigeren
Temperaturgradienten verbundene geringere Aufheizgeschwindigkeit von großer Bedeatung..Die mechanischen
Spannungen werden verringert. Damit nimmt die Tendenz zur. Rißbildung ab. Als Erfolg steigt das Ausbringen
an Hochofenkoks. Ferner steigen die Abriebfestigkeit M- ) und die Stückfestigkeit (M40). Der mittlere
Porendurchmesser·der Kokse verringert sich deutlich.
Gleichzeitig steigt die mittlere Wandstärke der Zellwände des Koksgerüstes an, die Strukturfestigkeit der
;··->"' Kokse nimmt somit zu.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Breite des plastischen Bereiches anhand der Temperaturverteilung
im Ofenbesatz gemessen. D.h. in dicht aufeinanderfolgenden Abständen von der Kammerwand bis zur
Kammermitte werden Temperaturmessungen durchgeführt.
. Die sich dabei ergebenden Temperaturwerte werden mit den Temperatursollwerten verglichen, die die Mindestbreite
des plastischen Bereiches festlegen. Bei Unterschreiten der vorgegebenen Solltemperatur wird bei
nachfolgenden Ofenchargen solange Kohlebinder und/oder r. ■ vorerhitzte Kohle der Einsatzmischung beigemengt, bis
sich im Ofen die gewünschten Solltemperaturen (Mindesttemperaturen) einstellen. Entsprechend des sich während
des Verkokungsvorganges verändernden plastischen Bereiches sind die den Grenzwerten des plastischen Bereiches
entsprechenden Solltemperaturen in jeder Verkokungsphase an anderen Stellen des Ofanbesatzquerschnittes
einzuhalten. Die Solltemperatur kann dabei konstant bleiben und einen der Werte zwischen 320 und
480 0C annehmen. Vorzugsweise wird ein Wert an der unteren Temperaturgrenze gewählt.
ORIGINAL
INSPECTED
304033
Die Steuerung der. Koksqualität kann um so genauer erfolger.,
je öfter der plastische Bereich während des Verkokungsvorganges gemessen wird. Nach der Erfindung
läßt sich bereits eine besondere Genauigkeit mit mindestens zwei Messungen im zeitlichen Abstand von mindestens
i Stunde erreichen. Die Temperaturmessungen erfolgen demnach nicht nur in räumlichen Abständen
über der Ofenkammerbreita sondern auch in zeitlichen
Abständen.
/-^ · Den räumlichen Abständen kann durch eine Anzahl über
der Ofenkammerbreite verteilt angeordneter Temperaturmeßgerate oder durch ein einziges, über den Ofenkammerbreite
hin- und herbewegbares Temperaturmeßgerät Rechnung getragen werden. Als Temperaturmeßgerate können
Thermoelemente eingesetzt werden, die vorzugsweise mit Schutzrohren versehen vor Beginn der Verkokung in den
Ofenbesatz eingeführt werden. Bei geeigneter Materialauswahl der Schutzrohre (z.B. Incoly) können längere
Standzeiten erzielt werden.
Die Thermoelemente lassen sich in eine elektrische Vergleichsschaltung mit Sollwertgebern, z.B. Potentiell;
. meter, bringen. Die Differenzspannung kann dann als
Maß für die notwendige Zugabe vorerhitzter Kohle und/ oder vorteilhafter Kohlebinder genommen v/erden.
Ein Überschreiten der nach der Erfindung vorgegebenen Sollwerte ist unschädlich, da mit der Beimischung vorerhitzter
Kohle und vorteilhaften Kohlebindern nur eine begrenzte Vergrößerung der plastischen Zone erreichbar
ist. Die Begrenzung bei der Beimischung vorerhitzter Kohle ergibt sich aus der maximalen Vorerhitzungstemperatur
von 250 C, die Begrenzung bei den Kohlebindern aus der maximal beimischbaren Menge, die
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JU^U JJ I
-Vi-
unter Berücksichtigung der Koksqualität ein bestimmtes Verhältnis Kohlesubstanz zur Menge plastifizierender
Hilfsstoffe. nicht überschreiten sollte.
Üblicherweise wird jede neue Einsatzmischung vor dem großtechnischen Einsatz in Versuchsöfen erprobt. Im
Ausführungsbeispiel werden mit einer Einsatzmischung bestehend aus 67 % Gasflammkohle (36 % FB waf) und
r- 33 % Eßkohle (16 % FB waf) vor Einsatz in den Betriebsöfen der Kokereien Verkokungεexperimente in 350 kg
Versuchsöfen durchgeführt. Der Versuchsofen ist den betrieblichen Verhältnissen nachgebildet. Er hat eine
Breite von insgesamt 340 mm.
Während des Verkokungsvorganges verlaufen die Temperaturänderungen
in der Ofencharge symmetrisch zur Koksofenkammermitte hin. Es ist daher ausreichend, den
Bereich zwischen einer Kammerwand und der Ofenmitte zu messen'. Im Ausführungsbeispiel sind in Abständen
von 20 nun Schutzrohre im Ofen angebracht, die bei gefülltem' Ofen von oben in die Ofenschüttung hineinragen
\jtm- und während des Verkokungsvorganges das Einführen von ·
Thermoelementen und Temperaturmessungen im Ofenbesatz bis zur Hälfte der Ofencharge erlauben.
Innerhalb der ersten zehn Stunden des Verkokungsvorganges wird in stündlichem Abstand die Temperatur an den vorbereiteten
Meßstelien gemessen. Die sich dabei ergebenden Ist-Werte werden mit den zu stündlicher Messung gehörenden
Soll-Werten verglichen. Es sit möglich, auch andere Zeitintervalle für die Temperaturmessung· zu wählen.
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ORIGINAL INSPECTED
Bei Zoitintervallen, die zwischen den vorgegebenen halbstündlichen und stündlichen Messungen liegen,
wird zwischen den vorgegebenen Sollwerten der benachbarten halbstündlichen bzw. stündlichen Temperaturmessungen
linear extrapoliert.
Die Soll-Temperatur ist eine Temperatur zwischen 32Ο und 480 °C. D.h., abhängig vom Fortgang des Verkokungsprozesses ergibt sich nach ein, zwei, vier usw.
Stunden eine Stelle in der von der Temperaturmessung erfaßten Ofenhälfte, an der die Temperatur der Einsatzcharge
im Minimum 320 °C betragen soll. Ein Überschreiten dieser Temperatur ist unschädlich. Dagegen ist bei
einem Unterschreiten der Solltemperatur nicht gewährleistet, daß ein qualitätsgerechter Hochofenkoks err
zeugt wird.
Es wird von der Vorstellung ausgegangen, daß mit Beginn des Verkokungsvorganges zwei plastische Zonen entstehen,
■ die an den Ofenwänden ihren Ausgang nehmen und sich mit fortschreitender Verkokung aufeinander zubewegen und zum
Ende der Garungszeit sich in der Kammermitte vereinigen. 'ff*- Im Ausführungsbeispiel kennzeichnet die Solltemperatur
^" immer die Soll-lage an der der Kammermitte zugewandten
Grenze der plastischen Zone. An der der Kammerwand zugewandten Grenze der plastischen Zone herrscht infolge
der indirekten Beheizung und des Temperaturabfalls zur
Kammermitte hin naturgemäß eine höhere Temperatur. Steuergröße ist nach der Erfindung im Ausführungsbeispiel
die der Kammermitte zugewandte Grenze der plastischen Zone. Teilweise kann auch die andere Grenze der plastischen
Zone als Steuergröße gewählt werden. Dann ist die Solltemperatur 480 0C und der Mindestabstand von der
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-Vl-
Kammerwand gleicht dem Mindestabstand für eine Soll-Temperatur von 320 °C minus der nach der Erfindung ve
gegebenen Mindestbreite für die plastische Zone.
Im Ausführungsbeispiel ergeben sich nach vier, sechs, acht und zehn Stunden Garungszeit für die Soll-Temperatur
320 C folgende Mindestabstände von der Kammerwand:
| Garungs- zeit OO . |
1 naß (mm) |
1 Pech 15 % (mm) |
vorerh. 50 % (mm) |
min (mm) |
| 1 | 2,5 | 9,5 | 22,0 | 18,0 |
| 2 | 14,0 | 25,0 | 46,0 | 40,0 |
| 3 | 35,0 | 48,O | 65,0 | 64,0 |
| 4 | 60,0 | 69,0 | 81,O | 84,0 |
| 5- | 78,0 | 90,0 | 109, O | 1O8,O |
| 6 | 104,0 | 114,0 | 122,0 | 130,0 |
| 7 | 128,0 | 136,0 | 144,0 | 148,0 |
| 8 | 145,0 | 156,0 | 164,0- | 167,0 |
| 9 | 162,0 | 172,0 | 187,O | 187,0 |
| 10 | 184,0 | 190,0 | 215,0 | 2O6,O |
G-■ ■
Meßgenauigkeit allgemein: + 5 mm
Im Ausführungsbeispiel weichen die gemessenen Abstände
bei Verwendung feuchter Einsatzmischung von den Mindestabs
bänden obiger Tabelle wie folgt ab: statt 84 mm nach vier Stunden nur 60 ran, statt 130 mm
nach sechs Stunden nur 104 mm, statt 167 mm nach acht Stunden nur 145 mm und statt 206 mm nach 10 Stunden
nur 184 mm.
- 13 -
ORIGINAL INSPECTED
: L ·*·.<
Ί 304033
4$
-IA -
Nach der Erfindung wird die Differenz zwischen den Mindestabständen und den Sollabständen beispielhaft
durch Zugabe von Cärbopech und/oder vorerhitzter Kohle verringert. Die Zugabe von Cärbopech bringt
maximal 0,5 - 0,8 mm Verringerung der Differenz pro Prozent Carbopech-Beimengung. Dabei kann von einer
Obergrenze von etwa 15 % Cärbopech ausgegangen werden. Oberhalb von 15 % verändert sich die Koksquaüität
wieder zur. Negativen hin, weil die Menge plastischer Komponenten im Verhältnis zum Rest-Kohlenstoffgerüst
zu groß wird (abhängig von der Kohlenart).
Im Ausfünrungsbeispiel konnten bei den hier ausgewählten Garungsintervallen von vier, sechs, acht und zehn
Stunden folgende Annäherungen an die vorgegebenen Mindestabstände des 320 °C-Grenzwertes durch Zusatz von
15 % Cärbopech gemessen werden; statt 60 mm nach vier Stunden 69 mm, statt 104 mm nach sechs Stunden 114 mm,
statt 145 mm nach acht Stunden 156 "nun und statt 184 mm nach zehn Stunden 190 mm.
Die zum Erreichen der vorgegebenen Sollwerte nach Beimengung des Carbopechs noch fehlenden Differenzen zum
Mindestabstand könnten durch Beimengung vorerhitzter Kohle zum feuchten Einsatzgut aufgehoben werden. Im
Ausführungsbeispiel wird aus wirtschaftlichen Überlegungen anstelle von Cärbopech ausschließlich auf die
Beimengung vorerhitzter Kohle abgestellt. Dabei bringt die Beimengung vorerhitzter Kohle im Mittel etwa 4 mm
Annäherung pro 10 % Beimengung vorerhitzter Kohle von 220 0C Vorerhitzungs-Temperatur. Das gilt generell füi
alle Vorerhitzungs-Temperaturen oberhalb 200 C,
_ 14-
- TA-
Unter 200 0C ergeben sich geringfügige Abweichungen,
bedingt durch die dannstärkere Abhängigkeit der Schüttdichte
von der Vorerhitzungstemperatur.
Nach der oben vorgegebenen überschlägigen Kalkulation erbringt bereits eine Beimengung von 50 % Vorerhitzter
Kohle von 220 C die gewünschten Abstände bei der fortlaufenden Temperaturmessung. Bei vollständiger Vorerhitzung
des gesamten Einsatzgutes ist dann ein bei weitem ausreichender Qualitätseffekt sichergestellt.
Die erfindungsgemäß vorgegebenen Soll-Werte gelten nicht nur für die im Ausführungsbeispiel gewählte Einsatzkohle
sondern auch für andere Einsatzkohlen bzw. Einsatzmischungen, da der Einfluß der Wärmeleitfähigkeit
des Einsatzgutes auf den Verlauf der Temperaturfelder gering ist.
ORIGINAL INISPECTED
Claims (6)
1. Verfahren zur Steuerung der Qualität von Kokskohlen aus Einsatzinischungen, dadurchg.e kennzeichnet,
daß bei der Verkokung der plastische Bereich innerhalb folgender Grenzen gemessen wird
Breite der plastischen Zone in Abhängigkeit von der Garungszeit
_ .. I1. (nun) Mindestabstand
Garungszeit pl. man. von der Kammer
wand (mm) bei T = 320 QC
1 2,2 18 1,5 3,7
2 5,0 4O 2,5 6,4
3 8,0 64 3,5 9,2
4 10,8 . · -84 4,5 12,3
5 13,5 1Ο8 5,5 15,0
6 16,2 130 6,5 17,6
7 18,9 148 7,5 20,0
.8 20,9 167
8,5 21,3
9 21,5 187
9,5 21,6
21,8 206 und bei Unterschreiten der sich in Abhängigkeit von der
Garungszeit ergebenden Sollwerte werden vorerhitzte Kohle und/oder carbo- und/oder petrostäirjnige Kohlebinder beigemengt
.
ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des plastischen Bereichs durch Tempera türmen sung gemessen wird.
3. Vprfnhrr-n nach Anspruch 2, qc»}tenn7-e.ichnet durch
mindestens zwei Messungen im zeitlichen Abstand von mindestens 1 Stunde.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß· in räumlichem Abstand verteilt über
der Breite der Koks of enkeiinner (Ofenbesatz) Meßpunkte
liegen.
5. Verfahren nach ein oder mehreren der Ansprüche 2 bis A, gekennzeichnet durch die Verwendung von
TherruO-Klerr.enten zur Temperaturmessung.
6. Verfahren· nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vergleichsschaltung zwischen den Thermoelementen
und Sollwertgebern für die Temperatur.
BAD OR/GfNAL
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| DE19803040331 DE3040331A1 (de) | 1980-10-25 | 1980-10-25 | Verfahren zur steuerung der koksqualitaet |
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19803040331 DE3040331A1 (de) | 1980-10-25 | 1980-10-25 | Verfahren zur steuerung der koksqualitaet |
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Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2149421B (en) * | 1983-11-07 | 1986-08-20 | Mitsubishi Chem Ind | Method of regulating fuel for a coke oven |
| ES8801355A1 (es) * | 1985-05-06 | 1988-01-01 | Didier Eng | Un metodo para generar coque con su correspondiente recipiente e instalacion |
| TWI453382B (zh) * | 2012-12-28 | 2014-09-21 | China Steel Corp | 焦炭溫度量測系統 |
| RU2637965C1 (ru) * | 2016-11-02 | 2017-12-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") | Нефтяная коксующая добавка |
| CN107038529B (zh) * | 2017-04-07 | 2023-09-12 | 天地科技股份有限公司 | 条带充填体稳定性的评价方法 |
| CN110739029B (zh) * | 2019-09-20 | 2022-06-07 | 武汉钢铁有限公司 | 煤质评价方法及装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR752468A (fr) * | 1932-03-14 | 1933-09-23 | Mij Voor Keramische En Chemisc | Perfectionnements à la fabrication du coke à température moyenne |
| DE2257668B1 (de) * | 1972-11-24 | 1973-09-06 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur herstellung von steinkohlenkoks mit erhoehter stueckgroesse und verbesserter stueckfestigkeit im hochleistungs-horizontalkammerofen |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE564101A (de) * | ||||
| GB779218A (en) * | 1954-09-21 | 1957-07-17 | Charbonnages De France | An improved method of producing metallurgical coke |
| DE1771688B1 (de) * | 1968-06-26 | 1972-02-03 | Koppers Gmbh Heinrich | Verfahren zur Regelung der Beheizung von Verkokungsoefen |
| US3970523A (en) * | 1972-11-24 | 1976-07-20 | Bergwerksverband Gmbh | Processes of producing cokes of large lump size and improved strength from bituminous coals |
| JPS5156801A (ja) * | 1974-11-14 | 1976-05-18 | Sumitomo Metal Ind | Yakinyokookususeizonikyosuru kaishitsutanno seizohoho |
| ZA753956B (en) * | 1975-06-20 | 1977-07-27 | H Hahn | Improvements in carbonaceous material |
| CA1114765A (en) * | 1978-04-28 | 1981-12-22 | Keith Belinko | Production of metallurgical coke from poor coking coals using residue from processed tar sand bitumen |
| DE2819232C2 (de) * | 1978-05-02 | 1985-01-17 | Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen | Verfahren zum Vorerhitzen und unmittelbar anschließenden Verkoken von Kohle |
| FR2464984A1 (fr) * | 1979-09-10 | 1981-03-20 | Charbonnages De France | Procede de traitement par sechage et/ou prechauffage de charbon a cokefier et installation pour la mise en oeuvre du procede |
-
1980
- 1980-10-25 DE DE19803040331 patent/DE3040331A1/de active Granted
-
1981
- 1981-07-29 EP EP81105965A patent/EP0048802B1/de not_active Expired
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- 1981-10-23 US US06/314,259 patent/US4421604A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR752468A (fr) * | 1932-03-14 | 1933-09-23 | Mij Voor Keramische En Chemisc | Perfectionnements à la fabrication du coke à température moyenne |
| DE2257668B1 (de) * | 1972-11-24 | 1973-09-06 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur herstellung von steinkohlenkoks mit erhoehter stueckgroesse und verbesserter stueckfestigkeit im hochleistungs-horizontalkammerofen |
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| EP0048802A2 (de) | 1982-04-07 |
| JPS57100182A (en) | 1982-06-22 |
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| EP0048802B1 (de) | 1985-06-12 |
| US4421604A (en) | 1983-12-20 |
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