Procédé amélioré de fabrication de coke métallurgique à partir d'un mélange de charbons.
La présente invention" est relative à un procédé amélioré pour la fabrication de coke métallurgique, utilisable notamment comme constituant de la charge des hauts fourneaux.
A l'heure actuelle, le coke métallurgique est généralement fabriqué par enfournement de matières premières, principalement du charbon cokéfiable, dans des cellules de carbonisation, et par chauffage de ces matières qui, par distilla� tion et agglutination, donnent un produit ayant les propriétés bien connues du coke utilisé dans les usines sidérurg iques.
La fabrication de coke suivant le processus classique à partir de charbons cokéfiables rencontre des difficultés croissantes en raison de la diminution des réserves de charbon cokéfiable et de l'augmentation résultante du prix de ces charbons.
Depuis plusieurs années, l'industrie cherche à remédier à ces difficultés en tentant de diversifier ses sources d'énergie, notamment en introduisant dans la charge des fours
à coke des proportions aussi élevées que possible de charbons peu ou non cokéfiables.
parmi les techniques proposées antérieurement à
cet effet, en particulier par le même demandeur, on connaît notamment des procédés consistant à agglomérer du charbon fin,
peu ou non cokéfiable, par exemple sous forme de boulets ou de briquettes, et à enfourner ces agglomérés dans une cellule de carbonisation, éventuellement en mélange avec du charbon fin cokéfiable finement divisé.
Cette technique, qui conduit à des résultats extr�mement satisfaisants en ce qui concerne la qualité du coke produit, présente cependant l'inconvénient de nécessiter le compactage du charbon fin peu ou non cokéfiable. Il est à présent apparu qu'il
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certaines qualités de charbons peu ou non cokéfiables,.moyennant un traitement approprié ne comportant pas cette opération de compactage
On sait par ailleurs que la cokéfaction des charbons est influencée défavorablement par leur humidité naturelle.
En effet, la durée de cokéfaction est d'autant plus longue et la qualité du coke obtenu est d'autant moins bonne que l'humidité
du charbon est plus élevée.
Au cours de ses recherches, le demandeur a constaté qu'il était possible de façon simple, d'éliminer ou du moins de réduire sensiblement l'influence de l'humidité et de produire un coke de qualité accrue, tout en améliorant la productivité
des installations.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention permet d'atteindre cet objectif, tout en remédiant aux inconvénients précités, en sorte qu'il conduit à une fabrication/ économique d'un coke métallurgique de bonne qualité à partir d'un mélange pouvant contenir une proportion importante de charbon peu ou non cokéfiable.
Le procédé de fabrication de coke métallurgique à partir d'un mélange de charbon fin peu ou non cokéfiable et de charbon fin cokéfiable, qui fait l'objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on ramène la teneur en humidité du dit charbon fin peu ou non cokéfiable à une valeur
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non cokéfiable séché un liant et/ou un solvant en proportion 'appropriée, en ce que l'on mélange le dit charbon fin peu ou non cokéfiable séché et enrobé d'un liant et/ou d'un solvant avec le dit charbon fin cokéfiable et en ce que l'on enfourne le dit mélange tel quel dans le four de carbonisation.
Selon une modalité particulière de mise en oeuvre,
on réduit la teneur en humidité du charbon fin peu ou non cokéfiable par chauffage à une température appropriée aux diverses conditions opératoires, notamment à la nature du charbon. Il importe par ailleurs, que le séchage, en particulier par chauffage, n'entraîne aucune oxydation du charbon fin.
Suivant l'invention, le chauffage du charbon fin
peu ou non cokéfiable,est effectué sous atmosphère non oxydante, composée par exemple de fumées neutres ou de vapeur sèche.
Il est également intéressant, suivant l'invention,
de chauffer le charbon fin peu ou non cokéfiable,de préférence
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dre 300[deg.]C, ce qui a pour effet de réduire encore la durée de cokéfaction de la charge et d'améliorer la qualité du coke produit.
A cet égard, il s'est avéré particulièrement in-
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cokéfiable, dans une atmosphère non oxydante produite.par exemple au moyen d'un brûleur alimenté avec un.excès ménagé d'oxygène
(par exemple excès d'air)de telle façon que l'oxygène apporté
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tout en ne laissant qu'un excès d'oxygène insuffisant pour provoquer l'oxydation du charbon fin ou la dégradation de ses propriétés confiantes, et d'abaisser ensuite la température des produits de la combustion dès la sortie du brûleur et avant qu'ils entrent en contact avec le charbon fin, à une valeur in-
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En pratique, cet excès ne doit pas dépasser 1 à
3 % en volume dans les fumées. De cette façon, le gaz, de séchage
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ment basse pour éviter toute oxydation du charbon fin.
Suivant une modalité opérationnelle, on fait usage d'une partie au moins des produits de combustion ayant déjà cédé leurs calories au charbon fin, pour refroidir, à due température, les produits de combustion juste à la sortie du brûleur, avant qu'ils aient. été à leur tour mis en contact avec le charbon fin à sécher.
Lorsque le charbon fin peu ou non cokéfiàble est
à la température voulue, il est particulièrement avantageux de l'introduire, le plus rapidement possible, dans une enceinte d'enrobage, où on lui ajoute le liant et/ou le solvant appropriés.
Le liant et/ou le solvant sont avantageusement ajoutés sous forme liquide, de préférence par pulvérisation à l' a ide d'un dispositif faisant l'objet d'une autre proposition du même demandeur.
11. cet égard, il s'est avéré spécialement intéressant de transférer le charbon fin dans l'enceinte d'enrobage
dès sa sortie du dispositif de séchage afin de réduire les ma-
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pertes thermiques.
Suivant une modalité préférentielle de mise en <EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1>
atmosphère protectrice, de préférence sous atmosphère non oxy-
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Le demandeur fait remarquer que le procédé de l'invention est différent des techniques connues de préchàuffage du charbon avant son introduction dans les cellules de carbonisation.
Les techniques connues de préchauffage du charbon fin et de manipulation du charbon préchauffé présentent en effet divers inconvénients. En premier lieu, elles exigent d'importantes installations nécessitant des frais d'investissement élevés, pour le transport du charbon fin, ainsi que pour l'élimination des poussières. En outre, elles sont sujettes à de fréquentes pannes. mécaniques qui réduisent leur productivité, ainsi qu'à des pertes thermiques importantes, qui influencent défavorablement la consommation d'énergie. Enfin, elles subissent des arrêts fréquents en raison de l'encrassement ou du bouchage des conduites.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, ne présente pas ces inconvénients. En particulier, il permet d'éviter ou tout au' moins de réduire très fortement les manipulations de charbon séché. Selon ce procédé en effet, le charbon fin séché et éventuellement préchauffé ne subit qu'une seule manipulation, à savoir le transfert de l'enceinte de séchage à l'enceinte d'enrobage. A la sortie de cette dernière enceinte, le
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quates à du charbon fin cokéfiable et on enfourne le mélange dans les cellules de carbonisation.
En outre, si on applique l'ensemble des opérations :
le procédé de l'invention permet d'effectuer de façon particulièrement aisée et économique le séchage et éventuellement le.pré-
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dition de liant et/ou de solvant et l'introduction du mélange dans les cellules de carbonisation.
Le séchage et éventuellement le préchauffage du, charbon fin peu ou non cokéfiable, avant l'addition de liant
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qu'économiques.-
par rapport à la technique antérieure, ils permettent d'obtenir un coke métallurgique présentant une résistance mécanique accrue, au départ d'un même mélange initial de charbons.
Inversement, il est possible, grâce au séchage et à l'enrobage, éventuellement au préchauffage conformes à l'invention, de produire du coke métallurgique de même résistance mécanique que par les procédés connus, mais à partir de charbons dont le pouvoir cokéfiant est nettement moins élevé.
En outre, l'addition de liant et/ou de solvant assure l'enrobage des grains de charbon par une couche qui les protège contre l'oxydation par l'air ambiant.
Enfin, le séchage et éventuellement le préchauffa-
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du temps nécessaire à la cokéfabtion de la charge, et par conséquent conduisent à un accroissement de la productivité des fours à coke.
A titre purement exemplatif et sans que cette représentation respecte une quelconque échelle, la figure jointe illustre un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé qui fait l'objet de la présente invention.
Dans cette figure, on a représenté en 1 une coupe longitudinale d'un four cylindrique, dans lequel s'effectue le séchage du charbon fin. peu ou non cokéfiable. Le charbon, broyé à due dimension, est stocké en 2 et déversé par 3 dans l'enceinte 4 où s'effectue, après fractionnement des mettes éventuelles du charbon, son séchage proprement dit sous l'action des fumées 5 provenant d'une flamme 6 engendrée par un brûleur 7 alimenté en
8 par de l'air et en 9 par un combustible approprié: Après avoir
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accompagnement des produits de combustion, au travers de conduite dans lesquels se poursuivent les échangea calorifiques entre' le.
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Sortant des conduits 10, il débouche dans une enceinte 11 où s'effectue la séparation d'avec les fumées.
Le charbon ainsi séché et préchauffé sort de l'en- ceinte 11 par l'orifice 12 pour pénétrer, par l'intermédiaire d' un sas éventuel, dans l'enceinte 13 dans laquelle, sous atmosphère non ! oxydante, obtenue par exemple par une prise de fumée à la sortie
19, s'effectue le mélange charbon fin - liant/solvant (solide ou liquide), ce dernier étant amené dans l'enceinte 13 par 14. A la sortie de l'enceinte 13, le charbon peu ou non cokéfiable, séché
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sitif non représenté et le mélange est enfourné dans des cellules de carbonisation.
Par ailleurs, les gaz sortent de l'enceinte 11 par l'ouverture 15, pénètrent dans une chambré 16 où ils sont dépoussièrés en 17. Les poussières récupérées sont évacuées en 18 tandis que les gaz dépoussiérés s'échappent dans 1'atmosphère en.l9.Une partie de ceux-ci est toutefois déviée en 20 et recyclée en 21 dans une chambre de mélange 22, disposée entre la flamme 6 proprement dite et l'enceinte 4, afin d'abaisser la température de la flamme 6 et d'empêcher l'oxydation du charbon, et/ou éventuellement la dégradation de ses propriétés cokéfiantes. A cet effet, on a prévu en 23 un échangeur de chaleur sur le tra-
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jecter en 21. Ou
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de coke métallurgique à partir d'un tnélange de charbon fin peu ou non cokéfiable et .de charbon fin cokéfiable, caractérisé en ce que l'on ramène
13 teneur en humidité du dit charbon fin peu ou non cokéfiable à une valeur inférieure à 3 %, en ce que l'on ajoute au dit charbon fin peu ou non cokéfiable séché un liant et/ou un solvant en proportion appropriée, en ce que l'on mélange le dit charbon fin peu ou non cokéfiable, séché et enrobé de liant et/ou de solvant, avec le dit charbon fin cokéfiable, et en ce que l'on enfourne le dit mélange tel quel dans le four de carbonisation.
Improved process for the manufacture of metallurgical coke from a mixture of coals.
The present invention "relates to an improved process for the manufacture of metallurgical coke, usable in particular as a constituent of the charge of blast furnaces.
At present, metallurgical coke is generally produced by charging raw materials, mainly coking coal, in carbonization cells, and by heating these materials which, by distilling � tion and agglutination, give a product having the well known properties of coke used in steel factories.
The manufacture of coke according to the conventional process from coking coals is encountering increasing difficulties due to the decrease in the reserves of coking coal and the resulting increase in the price of these coals.
For several years, the industry has sought to remedy these difficulties by trying to diversify its energy sources, in particular by introducing ovens into the load.
as high a proportion of coke as little or non-coking coals.
among the techniques proposed before
this effect, in particular by the same applicant, processes are known which consist in agglomerating fine coal,
little or not coking, for example in the form of balls or briquettes, and to bake these agglomerates in a carbonization cell, possibly in mixture with fine coking coal finely divided.
This technique, which leads to extremely satisfactory results with regard to the quality of the coke produced, has the drawback, however, of requiring the compacting of fine coal which is not very coking or not. It has now emerged that
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certain qualities of coals little or not coking, .means an appropriate treatment not comprising this compacting operation
We also know that the coking of coals is adversely affected by their natural humidity.
In fact, the duration of coking is all the longer and the quality of the coke obtained is all the less good as the humidity
coal is higher.
During his research, the applicant found that it was possible in a simple way, to eliminate or at least to reduce significantly the influence of humidity and to produce a coke of increased quality, while improving productivity
installations.
The process which is the subject of the present invention makes it possible to achieve this objective, while remedying the aforementioned drawbacks, so that it leads to a manufacturing / economic of a metallurgical coke of good quality from a mixture which may contain a large proportion of carbon which is not very coking or not.
The process for the production of metallurgical coke from a mixture of fine carbon with little or no coking and fine coking coal, which is the subject of the present invention, is essentially characterized in that the moisture content is reduced of said fine coal that is not very coking or not at a value
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non-coking dried a binder and / or a solvent in an appropriate proportion, in that the said fine charcoal is mixed little or not coking dried and coated with a binder and / or a solvent with the said coking fine charcoal and in that one puts the said mixture as it is in the carbonization oven.
According to a particular method of implementation,
the moisture content of the fine coal which is not very coking or not is reduced by heating to a temperature suitable for the various operating conditions, in particular the nature of the coal. It is also important that drying, in particular by heating, does not cause any oxidation of the fine charcoal.
According to the invention, the heating of fine coal
little or not coking, is carried out under a non-oxidizing atmosphere, for example composed of neutral smoke or dry steam.
It is also interesting, according to the invention,
to heat fine or little coking coal, preferably
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dre 300 [deg.] C, which has the effect of further reducing the coking time of the feed and improving the quality of the coke produced.
In this regard, it has been found particularly
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coking, in a non-oxidizing atmosphere produced, for example by means of a burner supplied with a controlled excess of oxygen
(e.g. excess air) in such a way that the oxygen supplied
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while leaving only an excess of oxygen which is insufficient to cause oxidation of the fine charcoal or the degradation of its trusting properties, and then to lower the temperature of the products of combustion as soon as they leave the burner and before they come into contact with fine charcoal, at an in-
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In practice, this excess should not exceed 1 to
3% by volume in the fumes. In this way, the gas, drying
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low to avoid oxidation of fine charcoal.
According to an operational modality, use is made of at least part of the combustion products which have already yielded their calories to fine charcoal, to cool, at due temperature, the combustion products just at the outlet of the burner, before they have . in turn been brought into contact with the fine charcoal to dry.
When fine or not coking fine charcoal is
at the desired temperature, it is particularly advantageous to introduce it, as quickly as possible, into a coating chamber, where the appropriate binder and / or solvent is added to it.
The binder and / or the solvent are advantageously added in liquid form, preferably by spraying with the aid of a device which is the subject of another proposal from the same applicant.
11. In this regard, it has proved particularly advantageous to transfer the fine carbon into the coating enclosure.
as soon as it leaves the drying device in order to reduce the
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heat losses.
According to a preferred method of setting <EMI ID = 10.1> <EMI ID = 11.1>
protective atmosphere, preferably in a non-oxy-
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The applicant points out that the process of the invention is different from the known techniques for preheating coal before its introduction into the carbonization cells.
Known techniques for preheating fine coal and handling preheated coal have various drawbacks. Firstly, they require large installations requiring high investment costs, for the transport of fine coal, as well as for the elimination of dust. In addition, they are subject to frequent breakdowns. mechanical which reduce their productivity, as well as significant heat losses, which adversely influence energy consumption. Finally, they undergo frequent shutdowns due to fouling or blockage of the pipes.
The process which is the subject of the present invention does not have these drawbacks. In particular, it makes it possible to avoid or at the very least to reduce very considerably the handling of dried coal. According to this method, in fact, the dried and possibly preheated fine coal undergoes only one manipulation, namely the transfer from the drying chamber to the coating chamber. At the end of this last enclosure, the
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quates with coking fine charcoal and the mixture is placed in the carbonization cells.
In addition, if we apply all the operations:
the process of the invention makes it possible to carry out, in a particularly easy and economical manner, the drying and possibly the.
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dition of binder and / or solvent and the introduction of the mixture into the carbonization cells.
The drying and possibly the preheating of fine charcoal with little or no coking, before the addition of binder
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than economic.
compared to the prior art, they make it possible to obtain a metallurgical coke having increased mechanical strength, starting from the same initial mixture of coals.
Conversely, it is possible, by drying and coating, possibly preheating in accordance with the invention, to produce metallurgical coke with the same mechanical resistance as by known methods, but from coals whose coking power is clearly lower.
In addition, the addition of binder and / or solvent ensures the coating of the carbon grains with a layer which protects them against oxidation by ambient air.
Finally, drying and possibly preheating
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of the time necessary for the coking of the feed, and consequently lead to an increase in the productivity of the coke ovens.
By way of example only and without this representation respecting any scale, the attached figure illustrates a device making it possible to implement the method which is the subject of the present invention.
In this figure, there is shown in 1 a longitudinal section of a cylindrical furnace, in which the drying of the fine charcoal takes place. little or not coking. The coal, ground to size, is stored in 2 and poured by 3 into the enclosure 4 where, after fractionation of any charcoal, the actual drying takes place under the action of the fumes 5 coming from a flame 6 generated by a burner 7 supplied with
8 with air and 9 with an appropriate fuel: After
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support of combustion products, through pipes in which heat exchanges continue between.
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Leaving the conduits 10, it opens into an enclosure 11 where the separation takes place with the fumes.
The coal thus dried and preheated leaves the enclosure 11 through the orifice 12 to penetrate, by means of a possible airlock, into the enclosure 13 in which, under a non-atmosphere! oxidant, obtained for example by a smoke outlet
19, the fine charcoal - binder / solvent (solid or liquid) mixture is carried out, the latter being brought into the enclosure 13 by 14. At the outlet of the enclosure 13, the carbon, little or not coking, dried
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sitive not shown and the mixture is placed in carbonization cells.
Furthermore, the gases leave the enclosure 11 through the opening 15, enter a chamber 16 where they are dusted at 17. The recovered dust is discharged at 18 while the dusted gases escape into the atmosphere. l9.A part of these is however diverted at 20 and recycled at 21 in a mixing chamber 22, disposed between the flame 6 proper and the enclosure 4, in order to lower the temperature of the flame 6 and prevent the oxidation of carbon, and / or possibly the degradation of its coking properties. To this end, a heat exchanger has been provided at 23
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ject in 21. Or
CLAIMS.
1. A process for the manufacture of metallurgical coke from a mixture of fine coal that is little or not coking and. Of coking fine carbon, characterized in that one brings back
13 Moisture content of said fine carbon with little or no coking at a value of less than 3%, in addition to said fine carbon with little or no coking, dried, a binder and / or a solvent in suitable proportion, in that mixing said fine carbon little or not coking, dried and coated with binder and / or solvent, with said coking fine carbon, and in that one puts said mixture as is in the carbonization oven.