Verfahren zum Brikettieren fester Stoffe, Pressform zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren hergestelltes Brikett Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brikettieren fester Stoffe und auf eine Pressform für eine Strangpresse zur Durchführung des Verfahrens sowie auf ein nach dem Verfahren hergestelltes Bri kett.
Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Pressform ist an einer bestimmten Stelle eine Ein schnürung vorgesehen, zum Beispiel der sogenannte Buckels> bei der Exter-Presse. Bei einer andern be kannten Ausführungsform ist eine Einschnürung da durch bewirkt, dass sich die Form von einem grösse ren zu einem kleineren Querschnitt verjüngt. Gemäss einer andern bekannten Ausführung ist die Pressform gekrümmt, so dass sich die Brikette längs einer kreis förmig gekrümmten Bahn bewegen. Jede dieser be kannten Ausführungsformen bezweckt, den Stau druck in der Pressform zu erhöhen.
Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung von Briketten beschrieben, gemäss welchem eine Fest stoffteilchenmenge, während sie unter Druck steht, einer Winkelschubverformung solcher Grösse und Verteilung unterworfen wird, dass sich Brikette grosser Festigkeit bilden.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses Verfahrens. Ferner will die Erfindung eine Pressform für eine Strangpresse schaffen, welche erlaubt, Bri- kette aus Materialien herzustellen, die mit bisher be kannten Pressen nicht brikettiert werden konnten, da sie einen zu hohen Staudruck erzeugten, und die ausserdem dichtere und/oder stärkere Brikette liefert als diejenigen, welche Pressen bekannter Art aus den gleichen körnigen oder pulverförmigen Ausgangsma terialien herstellen konnten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Brikettie ren zeichnet sich dadurch aus, dass die Winkelschub- verformung bewirkt wird, indem die Teilchenmenge durch einen sich nicht verjüngenden und keine Ver- engerung aufweisenden Kanal gepresst wird, wobei wenigstens dessen Querschnittsform sich in der Durch laufrichtung allmählich ändert, so dass die genannte Winkelschubverformung in der Teilchenmenge ent steht, während diese .den Kanal durchläuft.
Die erfindungsgemässe Pressform für eine Strang presse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform keine Verjüngung oder stellenweise Verengerung auf weist, aber dass mindestens deren Querschnittsform sich in Längsrichtung allmählich ändert, derart, dass die sich verfestigende oder pulverförmige körnige Teilchenmenge während ihres Laufes durch die Form und während sie sich in der Form unter Druck be findet, unter hohe Winkelschub.spannung versetzt wird.
Es ist vorteilhaft, wenn sich die Querschnitts form von einer Ellipse in einen Kreis, oder umgekehrt, oder von einem Rhombus in ein Quadrat, oder um gekehrt, oder von einem Kreis in ein Sechseck oder umgekehrt ändert, und es können in Längsrichtung der Pressform auch zwei oder mehrere Änderungen vorhanden sein, beispielsweise von einer Ellipse mit der grossen Achse in einer Richtung zu einem Kreis, und dann wieder zu einer Ellipse mit der grossen Achse in :einer andern Richtung.
Vorzugsweise sind die Querschnittsänderungen in der Form derart, dass sie eine Winkelschubverformung von mehr als 20 erzeugt.
Pressformen dieser Art können beispielsweise auch Anwendung finden bei einem Verfahren oder einer Vorrichtung, bei der der Reibungswiderstand oder der Staudruck des Materials zwecks Erreichung gleich bleibender Arbeitsbedingungen steuerbar ist. Die Querschnittsänderung im Innern der Press- form ist nicht zu verwechseln mit der Querschnitts- flächenänderung bekannter Formen, welche entweder zur Erhöhung des Staudruckes des Materials oder zur Erzeugung einer gleichmässigeren Entlastung der ver bleibenden elastischen Verformung und zum Erleich tern des Ausstosses dient.
Die konvergierende Düse mit sich verjüngendem Querschnitt, wie sie bei be kannten Pressen verwendet wird, kann schwarze, b'i- tumenhaltige Kohlensorten nicht verarbeiten, da die Reibung zu gross wird und der Pressdruck die Leistung der Presse übersteigt.
Die erfindungsgemässe Press- form dagegen eignet sich wohl zur Herstellung von Briketten aus Materialien, wie zum Beispiel schwarze Kohlensorten, da die Öffnung .der Form sich ändert, dass sie dem unter Druckbefindlichen Material eme grosse Winkelschubverformung erteilt.
Im folgenden sind einige Anwendungsbeispiele der vorliegenden Pressform angeführt: <I>Beispiel A</I> Eine bitumenha3tige Kohle mit 171/2% flüchtigen Bestandteilen, 1% Feuchtigkeitsgehalt und einer Teil- chengrösse unter 30 Maschen B. S.
S. wird bei einer Temperatur von 18 C durch eine Form gepresst, deren Querschnitt von einem Kreis mit 25,4 mm Durchmesser ausgehend in eine Ellipse mit einem kleinsten Durchmesser von 21,5 mm und einem grössten Durchmesser von 31,6 mm übergeht. Die dabei entwickelte Winkelschubverformung beträgt etwa 30 . Der Formling hat eine Dichte von 1,25 und hohe Festigkeit, während der Pressdruck etwa 940 kg/cm2 beträgt.
<I>Beispiel B</I> Eine bitumenhaltige Kohle mit 40 % flüchtigen Bestandteilen, 8%. Feuchtigkeit und einer Teilchen- grösse unterhalb 20 Maschen B. S.
S. wird bei einer Temperatur von 120 C durch eine Form gepresst, deren Querschnitt von einem Kreis mit einem Durch messer von 14,4 mm ausgehend in ein Rechteck mit abgerundeten Ecken übergeht, dessen Dimensionen 28,8 mm und 32,4 mm betragen. Dadurch entsteht eine Winkelschubverformung von etwa 30 . Bei einem Pressdruck von 940 kg/cm9 entsteht ein Produkt mit einer Dichte von<B>1,25</B> und von grosser Festigkeit.
<I>Beispiel C</I> Eine bitumenhaltige Kohle mit 40% flüchtigen Bestandteilen, 8 % Feuchtigkeit und einer Teilchen- grösse unterhalb 10 Maschen B. S.
S. wird bei einer Temperatur von 120 C durch eine Form gepresst, deren Querschnitt von einem Kreis mit einem Durchmesser von 25,4 mm ausgehend in ein Sechseck mit gerun deten Ecken übergeht, das -so gross ist, dass der Ab stand zwischen gegenüberl'iegend'en Seiten 30,5 mm beträgt. Dadurch entsteht eine Winkelschubverfor- mung von mehr als 20 . Bei einem Pressdruck von 940 kg/em2 entsteht ein Produkt mit einer Dichte von mehr als 1,2 und von grosser Festigkeit.
<I>Beispiel D</I> Eine bitumenhaltige Kohle mit 40% flüchtigen Bestandteilen und einer Teilchengrösse kleiner als 3,2 mm wird bei einer Temperatur von 420 C durch eine Form gepresst, deren Querschnitt von einem Kreis von 25,4 mm Durchmesser in ein Sechseck mit gerundeten Ecken übergeht, das so gross ist, dass der Abstand zwischen gegenüberliegenden Seiten 30,5 mm ist. Dies bewirkt eine Winkelschubverformung von mehr als 20 .
Bei einem Pressdruck von 940 kg/cm2 wird ein Produkt gebildet mit einer Dichte von mehr als 1,2, das grosse Festigkeit aufweist. Je nach dem verwendeten Material können beim Brikettieren Tem peraturen bis zu 600 C angewendet werden.
Method for briquetting solid substances, compression mold for carrying out the method and briquette produced by the method. The invention relates to a method for briquetting solid substances and to a compression mold for an extrusion press for carrying out the method and to a briquette produced according to the method.
In a known embodiment of such a mold, a constriction is provided at a certain point, for example the so-called hump> in the external press. In another known embodiment, a constriction is caused by the fact that the shape tapers from a larger to a smaller cross section. According to another known embodiment, the mold is curved, so that the briquette moves along a circularly curved path. Each of these known embodiments is intended to increase the back pressure in the mold.
The main patent describes a process for the production of briquettes, according to which a quantity of solid particles, while it is under pressure, is subjected to angular shear deformation of such size and distribution that briquettes of great strength are formed.
The invention relates to an improvement in this method. The invention also seeks to create a mold for an extrusion press which allows briquettes to be produced from materials that could not be briquetted with previously known presses because they generated too high a dynamic pressure, and which also delivers denser and / or stronger briquettes than those who could produce presses of a known type from the same granular or powdery starting materials.
The inventive method for briquetting is characterized in that the angular shear deformation is brought about by the quantity of particles being pressed through a non-tapering and no narrowing channel, at least the cross-sectional shape of which changes gradually in the direction of flow, see above that said angular shear deformation occurs in the amount of particles while this .through the channel.
The mold according to the invention for an extrusion press is characterized in that the mold has no tapering or narrowing in places, but that at least its cross-sectional shape changes gradually in the longitudinal direction, such that the solidifying or powdery granular amount of particles during their passage through the mold and while it is under pressure in the mold, it is subjected to high angular shear stress.
It is advantageous if the cross-sectional shape changes from an ellipse to a circle, or vice versa, or from a rhombus to a square, or vice versa, or from a circle to a hexagon or vice versa, and it can also be used in the longitudinal direction of the mold two or more changes may be present, for example from an ellipse with the major axis in one direction to a circle, and then again to an ellipse with the major axis in: another direction.
Preferably, the cross-sectional changes in shape are such that they produce an angular shear deformation greater than 20%.
Press molds of this type can also be used, for example, in a method or a device in which the frictional resistance or the dynamic pressure of the material can be controlled in order to achieve constant working conditions. The change in cross-section inside the compression mold should not be confused with the change in cross-sectional area of known shapes, which is used either to increase the back pressure of the material or to produce more even relief from the remaining elastic deformation and to facilitate the ejection.
The converging nozzle with a tapering cross-section, as used in known presses, cannot process black, bitumen-containing types of coal, since the friction becomes too great and the pressing pressure exceeds the performance of the press.
The press mold according to the invention, on the other hand, is well suited for producing briquettes from materials such as black types of coal, since the opening of the shape changes so that it gives the material under pressure a large angular shear deformation.
In the following some application examples of the present press mold are given: <I> Example A </I> A bitumen-containing coal with 171/2% volatile components, 1% moisture content and a particle size below 30 meshes B. S.
S. is pressed at a temperature of 18 C through a mold whose cross-section changes from a circle with a diameter of 25.4 mm into an ellipse with a smallest diameter of 21.5 mm and a largest diameter of 31.6 mm. The angular shear deformation developed in the process is around 30. The molding has a density of 1.25 and high strength, while the pressing pressure is around 940 kg / cm2.
<I> Example B </I> A bituminous coal with 40% volatile components, 8%. Moisture and a particle size below 20 mesh B. S.
S. is pressed at a temperature of 120 C through a mold whose cross-section changes from a circle with a diameter of 14.4 mm starting into a rectangle with rounded corners, the dimensions of which are 28.8 mm and 32.4 mm. This creates an angular shear deformation of around 30. At a pressure of 940 kg / cm9, a product with a density of <B> 1.25 </B> and great strength is created.
<I> Example C </I> A bituminous coal with 40% volatile components, 8% moisture and a particle size below 10 mesh B. S.
S. is pressed at a temperature of 120 C through a mold, the cross-section of which, starting from a circle with a diameter of 25.4 mm, changes into a hexagon with rounded corners, which is so large that the distance between opposite l ' the lying sides are 30.5 mm. This creates an angular shear deformation of more than 20. At a pressure of 940 kg / em2, a product with a density of more than 1.2 and high strength is created.
<I> Example D </I> A bituminous coal with 40% volatile components and a particle size of less than 3.2 mm is pressed at a temperature of 420 C through a mold whose cross section is a circle with a diameter of 25.4 mm in a hexagon with rounded corners passes over, which is so large that the distance between opposite sides is 30.5 mm. This causes an angular shear deformation of more than 20.
At a pressure of 940 kg / cm2, a product is formed with a density of more than 1.2, which has great strength. Depending on the material used, temperatures of up to 600 C can be used during briquetting.