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Verfahren zur Herstellung von metallurgischem Koks aus Steinkohlen
unter Zusatz von pulverisiertem, trockenem Kalkhydrat Bei der Herstellung von metallurgischem
Koks für die Erzeugung von schwefelarmem Roheisen im Hochofen und Gußeisen im Kupolofen
verwendet man als Zusatz zur Kohle Kalkstoffe, von denen vornehmlich Kalkstein,
gebrannter Kalk oder Kalkhydrat in Frage kommen. Von diesen drei Stoffen hat sich
Kalkhydrat am besten bewährt, wie das umfangreiche Versuche bewiesen haben.
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Es ist bereits bekannt, Kalkhydrat pulverisiert und trocken, wie es
große Kalkwerke laufend herstellen, zu verwenden.
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Die mengenmäßig richtige und vor allem gleichmäßige Verteilung des
pulverisierten, ganz trockenen Kalkhydrates in dem Zustande, wie es von den kalkerzeugenden
Werken angeliefert wird, bereitet erhebliche Schwierigkeiten, und auch die starke
Staubentwicklung, die die Umgebung sehr belästigt, ist ungünstig.
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Versuche haben ergeben, daß es am zweckmäßigsten ist, das chemisch
stabile, pulverisierte Kalkhydrat zu verwenden = Ca(OH)2, es der Kohle aber nicht
ganz trocken, sondern in angefeuchtetem Zustande, z. B. als sogenannten Feuchtkalk
(= Kalkhydrat mit wenig Wasser) zuzugeben.
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Um stets einen gleichbleibenden Koks zu bekommen, muß der Kokskohle
immer dieselbe Menge Kalkhydrat zugesetzt werden, die aber auch ganz gleichmäßig
in der gesamten Kohle verteilt werden muß. Die Zugabe des pulverisierten, trockenen
Kalkhydrates in stets gleichen Mengen ist zwar möglich, aber eine innige und gleichmäßige
Vermischung mit der Kokskohle ist nur schwer erreichbar. In der feuchten Kokskohle
bilden sich zudem leicht kleinere und größere Zusammenballungen des Kalkhydrates
in Form von Klümpchen und Krümel, die sich im Koks wieder vorfinden, ohne daß sie
in irgendeine Reaktion mit dem Schwefel der Kokskohle getreten sind; sie bedeuten
also nur unnötigen Ballast. Die innige Berührung von Kalkhydrat und Kohleschwefel
ist aber notwendig, um den in der Kohle als Fe S verteilten Schwefel überall an
Kalk zu Calciumsulfid (CaS) zu binden. Hinzu kommt noch, wie schon gesagt, daß bei
der Zugabe des trockenen Kalkhydrates eine große Belästigung der Arbeiterschaft
durch umherfliegenden Kalkstaub erfolgt, die unter allen Umständen vermieden werden
muß, ganz abgesehen davon, daß auch die Gebäude, Maschinen, Einrichtungen usw. vom
Kalkstaub verschmutzt werden und darunter leiden.
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Es hat sich erfindungsgemäß als bestes Verfahren erwiesen, daß das
pulverisierte Kalkhydrat zunächst trocken, durch eine aus verschiedenen Einrichtungen
zusammengesetzte Apparatur, und zwar bestehend aus einem Vorratsbehälter (Bunker)
über eine genau regelbare Dosierungsvorrichtung, zu einer Mischvorrichtung geführt
wird. In dieser wird das Kalkhydrat unmittelbar vor seiner Zugabe zur Kohle mit
7 bis 13 % Wasser versetzt und dann gleichmäßig über die Kohle verteilt, z. B. auf
dem Kohleförderband. Dies geschieht beispielsweise in der Weise, däß der Feuchtkalk
auf die auf ein Förderband aufgebrachte Kohle von selbst auffließt oder mechanisch
aufgetragen wird. Durch entsprechende Regeleinrichtungen kann die Menge des Wassers
genau eingestellt werden. Auch wird jede Staubbelästigung der Umgebung vermieden,
zumal die ganze Apparatur staubdicht ist.
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Am günstigsten hat sich ein Zusatz von 10 % Wasser zum Kalkhydrat
für die Herstellung des Feuchtkalkes gezeigt. Diese Wassermenge entspricht dem für
die Kokskohle erforderlichen Wassergehalt von rund 10 bis 11 %, weshalb man den
Zusatz von Feuchtkalk in Hinsicht auf die Wasserbilanz bei der Koksherstellung nicht
zu beachten braucht.
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Die Zugabe des Kalkhydrates kann auch in der Weise geschehen, daß
es - auf seinem Zuführungswege zur Kohle in der Apparatur nach außen hin staub-
und luftdicht abgeschlossen - trocken auf die sich auf dem Kohleförderband bewegende
Kohle aufgebracht wird, wobei gleichzeitig die Anfeuchtung des Kalkhydrates und
die Niederschlagung des entstehenden Kalkstaubes beispielsweise durch einen rund
um die Austrittsöffnung angeordneten Wasserschleier (Brause) erfolgen kann, so daß
auch hier das Kalkhydrat wieder als Feuchtkalk auf die Kohle gelangt.
Es
hat sich nun herausgestellt, daß der beste und festeste Koks erreicht wird, wenn
der CaO-Gehalt des Feuchtkalkes zwischen 2 und 8 0/a der Kokskohlenmenge liegt.
In diesem Fall wird einerseits die größte Menge des Schwefels an Ca0 als CaS gebunden:
andererseits entsteht aber auch ein Koks, der in der Regel noch härter und fester
als der ohne Kalkhydrat hergestellte Normalkoks ist, wenn man die übliche Verkokungstemperatur
von 1100° C einhält. Auch zeigt sich bei der Verwendung von Feuchtkalk, daß das
Bruchaussehen des Kokses vollkommen gleichartig und gleichmäßig und daß vor allem
keine freien Kalkteilchen mehr sichtbar sind. Geht man mit dem Kalkhydratzusatz
höher als 8% Ca 0 entspricht, dann wird der Koks weicher und bröckeliger und eignet
sich nicht mehr für metallurgische Zwecke, ganz abgesehen davon, daß dann auch der
Aschengehalt des Kokses und damit die Schlackenmenge im Hochofen unnötig vergrößert
wird.
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Durch die Begrenzung des im Kalkhydrat vorhandenen Ca 0-Gehaltes von
2 bis 8 % ist dem Fachmann die Möglichkeit gegeben, einen metallurgischen Koks herzustellen,
dessen Asche bei der Verschlakkung im Hochofen die ähnliche Zusammensetzung hat,
wie die gewünschte Hochofenschlacke. Es ist also dem Fachmann an Hand gegeben, die
Koksaschenschlacke der Hochofenschlacke in geeigneter Weise anzupassen.
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Es hat sich herausgestellt, daß man an Stelle des pulverisierten,
trockenen Kalkhydrates auch pulverisierten, trockenen gebrannten Kalk (ungelöscht)
verwenden kann. Dieser gebrannte Kalk wird in der Mischvorrichtung durch Zugabe
von Wasser gelöscht und in gleicher Weise, wie bei Kalkhydrat, mit den entsprechenden
Mengen Wasser in Feuchtkalk umgewandelt und der Kokskohle zugeführt. Die Verwendung
von gebranntem ungelöschtem Kalk hat unter anderem jedoch den Nachteil, daß bei
Undichtigkeiten der Zuführungsapparatur Kalkstaub umherfliegt, der bei den arbeitenden
Menschen leicht Ätzungen an den Schleimhäuten hervorruft, was bei Kalkhydrat nicht
der Fall ist.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine besondere
Apparatur entwickelt. Das pulverisierte, trockene Kalkhydrat bzw. der gebrannte
Kalk wird aus Silowagen in einen für diesen Zweck zur Verfügung gestellten großen
Behälter, z. B. Kohlenbunker, mittels Preßluft eingefüllt. Am unteren Ausgang des
Bunkers befindet sich eine regelbare Zuteilungsvorrichtung, beispielsweise ein Zellenrad,
das schneller oder langsamer laufend eingestellt werden kann und auf diese Weise
je nach Bedarf größere oder kleinere Mengen Kalkhydrat aus dem Bunker weitergibt.
Dieses Zellenrad dient gleichzeitig auch als dichter Verschluß des Bunkerausganges.
Das aus der Zuteilungsvorrichtung kommende, mengenmäßig genau dosierte Kalkhydrat
wird z. B. durch eine Transportschnecke der Mischvorrichtung für Kalkhydrat und
Wasser zugeführt. Hier wird das Kalkhydrat mit der notwendigen Menge Wasser versetzt
und dann aus der Mischvorrichtung als Feuchtkalk auf die auf einem Kohlenförderband
liegende Kohle aufgebracht. Mit Hilfe des Kohlenförderbandes wird das Kalk-Kohle-Gemisch
in großen Kohlemischeinrichtungen,wie Schleudermühlen, Doppelschnecken u. dgl.,
gut und gleichmäßig gemischt und dann in den Koksofen gegeben. Man kann den Feuchtkalk
auch unmittelbar in die Kohlenmischvorrichtung hineingeben. In gleicher Weise wird
verfahren, wenn ungelöschter, gebrannter Kalk verwendet wird.
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Zum Schluß sei noch bemerkt, daß man das Kalkhydrat direkt bei den
Kalkwerken mit 10 0/a Wasser herstellen und als Feuchtkalk beziehen kann.