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Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen Kokses für metallurgische
Zwecke Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines insbesondere für metallurgische
Zwecke, wie als Gießereikoks, besonders geeigneten Kokses. Sie schafft ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Kokses, der in optimaler Weise die Eigenschaften hoher
Stückfestigkeit, außerordentlicher Dichte bzw. geringer Porosität, gegeben durch
extrem dicke Zellwände, mit der Eigenschaft einer großen Reaktionsträgheit vereinigt.
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Für die Eigenschaften eines Kokses sind bekanntlich sowohl die Wahl
geeigneter Ausgangsstoffe nach Art und anteiliger Menge in der zu verkokenden Mischung
als auch deren richtige Körnung, Dosierung, Mahlung der Komponenten und die Einhaltung
ganz bestimmter Temperaturverhältnisse beim Verkokungsvorgang bestimmend.
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Es ist bereits bekannt, hochwertigen metallurgischen Koks von in ihrer
Gesamtheit vorteilhaften Eigenschaften aus Mischungen von Petrolkoks, mittelflüchtiger
Fettkohle, Anthrazit und Hartpech herzustellen. Bei diesem bekannten Verfahren,
wie es z. B. in der britischen Patentschrift 737 063 beschrieben ist, werden
Ausgengsmischungen verwendet"die einen sehr hohen Anteil an Petrolkoks, nämlich
von 40 -bis 75%, enthalten, der damit die Hauptkomponente der Mischung darstellt
und mengenmäßig die -Gesamtmenge der eigentlich backenden Mischungskomponenten
- des Pechs und der backenden Kohle -, meist auch die Gesamtheit särntlicher
Mischungskomponenten einschließlich des Anthrazits überwiegt.
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Die Produkte des bekannten Verfahrens sind deshalb als Petrolkokse
mit nur vergleichsweise geringen Beimengungen an Anthrazit und backenden Kohlen
anzusprechen, deren Eigenschaften weitgehend von denen des Petrolkokses der Ausgangsmischung
bestimmt werden. Die Eigenschaften des Petrolkokses sind vielfach nicht gleichmäßig.
Dies gilt in erster Linie für den Schwefelgehalt. Viele im Handel erhältliche Sorten
von Petrolkoks haben einen vergleichsweise hohen Schwefelgehalt von 1,6 bis
1,711/o, der sich im Endprodukt gerade im Hinblick auf dessen Ver-Wendung für metallurgische
Zwecke ungünstig auswirkt.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren, welches es ermöglicht, unter
voller Ausnutzung der vorteilhaften Auswirkungen eines Petrolkokszusatzes zu einer
zu verkokenden Mischung im Hinblick auf die grundsätzlichen Eigenschaften des daraus
hergestellten Kokses die Nachteile zu vermeiden, die der bisher als erforderlich
erachtete hohe Petrolkoksanteil zur Folge hat, und durch eine neuartige Kombination
von Mischungskomponenten einen Qualitätskoks herzustellen, der hinsichtlich seiner
Eignung für die Verwendungszwecke eines solchen den Erzeugnissen des bekannten Verfahrens
wenigstens gleichkommt, sich dabei aber durch eine immer gleichbleibende Beschaffenheit
auszeichnet.
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Es ist bereits versucht worden, zwecks Verkokung von sehr stark blähenden
Kohlen diesen neben anderen Magerungsmitteln, wie Koksgrus, kleine Mengen von etwa
5 bis 1511/9 an Petrolkoks zuzusetzen. Hierbei spielt aber der Petrolkoks
lediglich die Rolle eines Magerungsmittels für die zum ganz überwiegenden Teil aus
der blähenden Basiskohle bestehende Mischung.
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Der erzeugte Koks erreicht jedoch nicht die Qualität eines Spezialkokes
für metallurgische Zwecke gemäß der Erfindung.
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Es wurde nunmehr gefunden, daß die charakteristischen Eigenschaften
des nach dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren hergestellten Qualitätskokses,
die vor allem auf seiner geringen Porosität bei vergleichsweise sehr dicken Zellwänden
beruhen, für deren Aufbau bei dem bekannten Verfahren in erster Linie der Petrolkoks
verantwortlich ist, auch erhalten werden, wenn ein erheblicher Teil der für dieses
Verfahren vorgeschriebenen Menge an Petrolkoks durch entsprechende Erhöhung des
Anteils de#r Ausgangsmischung an Anthrazit und Fettkohle ersetzt wird, wobei die
Mischung der Bedingung genügen muß, da.B bei einem Höchstgehalt an Anthrazit (mit
dem üblichen Gehalt eines solchen an flüchtigen Bestandteilen von 6 bis 1011/o)
von 35%, die Gesamtmenge
an Pech und Fettköhle größer, vorzugsweise
wesentlich größer ist als die des Petrolkokses. Unter Umständen kann der Petrolkoksanteil
in solchen Mischungen bis auf eine untere Grenze von 10%, vermindert werden.
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Die den verstehenden Bedingungen entsprechenden Ausgangsmischungen
liegen innerhalb der im folgenden angegebenen größenordnungsmäßigen Bereiche der
Mischungskomponenten: Petrolkoks ............. 10 bis 35 % Anthrazit
.............. 15 bis 3511/o Pech ................... 10 bis 20% Fettkohle
............... 20 bis 45 % Günstige Ergebnisse wurden z. B. bei Verwendung
einer Ausgangsmischung erzielt, die aus 25 "/o Petrolkoks, 2211/aAntl-irazit,
15"/äPech und 3811/oFettkohle bestand und der als solcher noch in grundsätzlich
be-
kannter Weise eine kleine anteilige Menge an Koksgrus, jedoch gemäß der
Erfindung einem Koksgrus, der nach dem gleichen Verfahren hergestellt wurde, in
der Größenordnung von 2 bis 4% zugesetzt werden kann. Dieser K oksgrus wirkt sich
günstig auf die Stückigkeit des Kokses aus.
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Eine andere Ausgangsmischung, die ebenfalls besonders günstige Ergebnisse
lieferte, bestand aus 15%Petrolkoks, 30,1feAnthrazit, 12,501&Pech und 42,51/o
Fettkohle, ebenfalls mit einem Zusatz von etwa 2 bis 411/o Koksgrus, wie oben beschrieben,
zu der fertigen Mischung.
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Voraussetzung für den Erfolg des Verfahrens ist die Verwendung der
einzelnen Mischungsbestandteile in bestimmten Korngrößen, -und zwar des Petrolkokses
in einer Korngröße von unter 10 mm, vorzugsweise unter 7 mm, der Fettkohle
in einer Korngröße von, unter 10 mm, vorzugsweise unter 5 mm, des
Anthrazits in einer Korngröße von unter 4 mm, hiervon 90 % unter
3 mm, des Hartpechs unter 1 mm und des etwa verwendeten Koksgruses
in einer Korngröße von unter 1 mm.
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Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen ergab sich als weiterer
Vorteil, daß die Verkokungstemperatur, die im Falle des bei dem bekannten Verfahren
vorgeschriebenen hohen Petrolkoksanteils zwischen 982 und 12040
C liegt, wesentlich, nämlich bis auf 950' C, herabgesetzt werden konnte,
wobei nach einer normalen Garungsdauer von 34 bis 36 Stunden der Koks in
der erwünschten grobstückigen Beschaffenheit mit wenig Längs- und Querrissen anfiel.
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Die Herabsetzung der Verkokungstemperatur ist bei dem neuen Verfahren
wahrscheinlich deshalb möglich, weil infolge des geringen Petrolkoksgehalts der
Mischung die Austreibung der in diesem vorhandenen flüchtigen Bestandteile sich
schon bei niedrigen Temperaturen vollzieht.
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Untersuchungen an Koksen, die in immer gleichbleibender Beschaffenheit
gemäß der Erfindung im v"esentlichen aus Steinkohle hergestellt wurden, ergaben,
daß die Dicke der Zellwände dieser Kokse völlig der Dicke der Z - ellwände
des eigentlich als Petrolkoks zu bezeichnenden Oualitätsgießereikokses entsprach,
der gemäß dem Virfahren der 'britischen Patentschrift 737 063 hergestellt
wird. Dabei übernimmt offensichtlich der nunmehr stärker beteiligte Anthrazit in
der Mischung zum Teil die Rolle des Petrolkokses als zellwandbildendes bzw. zellwandverstärkendes
Agens. Die im Kupolofenbetrieb bei Verwendung des neuen Kokses gemachten Erfahrungen
zeigten eine deutliche Überlegenheit des neuen Kokses gegenüber den bekannten hochwertigen
Spezialkoksen auf reiner Steinkohlenbasis dadurch, daß er im Kupolofen praktisch
überha.upt nicht zerfällt. Diese Eigenschaft macht den neuen Koks besonders geeignet
auch für die Vermischung mit normalen Gießereikoksen, um dadurch je nach
dem Mischungsverhältnis den Betrieb eines Kupolofens nach Wunsch zu steuern.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben.
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Zusammensetzung der verschiedenen Komponenten nach Korngrößen: Petrolkoks
mit einem Schwefelgehalt von etwa 1,6%,: über 6 mm ...... ....... 60/a
über
3 mm .............. 4% über 2 mm .............. 8% über 1 mm ..............
17% über 0,5 mm ............ 34% unter 0,5 mm ............ 31% 2. Anthrazit:
3. Pech: über 3 mm .............. 4% über 2 mm .............. 12,%
über 1 mm .............. 25% über 0,5 mm ............ 25()/o
unter 0,5 mm ............ 34% unter 1 mm .............. 100% 4. Fettkohle:
über 6 mm .............. 5% über 3 mm ...... . ....... 130/9
über 2 mm .............. 181)/o über 1 mm .............. 261)/o
über 0,5 mm ............ 23% unter 0,5 mm ............ 15% Diese Bestandteile wurden
in folgenden anteiligen Mengen miteinander gemischt: 25 l)/o Petrolkoks,
22 l)/o Anthrazit, 15 II/o Pech, 38 % Fettkohle.
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Der fertigen Mischung wurden 40/9 Koksgrus einer Korngröße von unter
1 mm zugesetzt, die Mischung in einen normalen Koksofen eingesetzt und bei
930
bis 940' C Heizungstemperatur verkokt. Die Garungsdauer entsprach
der normalen für die Herstellung von handelsüblichen für Gießereikoks in Betracht
kommenden von 34 bis 36 Stunden. Der hergestellte Koks fiel in erwünschter
großstückiger, nicht rissiger, blockiger Form mit einem Schwefelgehalt von
1 D/o an. Seine Micum-Festigkeit betrug 89 bis 92.