DE1571646C3 - Verfahren zur Herstellung von metallurgischem Koks - Google Patents

Description

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Aus der deutschen Auslegeschrift 1 078 084 ist ein Die vorstehend genannten Ziele und Vorteile lassen

Formkoks für Gießereischachtöfen sowie ein Ver- sich bei Durchführung des durch das Fließschema

fahren zur Herstellung desselben bekannt, welches von F i g. 1 erläuterten bzw. schematischer Form in

als Rohmaterial 80 bis 90% gemahlenen Feinkoks, F i g. 2 gezeigten Verfahrens erreichen,

d. h. keinen Roherdölkoks mit flüchtigen Materialien, 5 Gemäß einer Verfahrensvariante wird auf einen

neben 10 bis 20% Bindematerial, wie Teerkoks, Koks aus zwei Ausgangsmaterialien zurückgegriffen,

Steinkohlenkoks und/oder Pechkoks, verwendet. Das d. h. Roherdölkoks und Kohle. Dabei können bis

Mischverfahren wird danach bei 100⁰C durchgeführt, zu 25 Gewichtsprozent der Gesamtmischung inerte,

was zum Überziehen der Teilchenoberflächen und d. h. während der Verkokung nicht schmelzende Ma-

Verdichten (Agglomerieren) des Gemisches führt. Die io terialieh, wie z. B. Anthrazit oder Koksklein oder

Brikettierung erfolgt außerdem danach bei Raum- kalzinierter Erdölkoks oder Erze, die bei der nach-

temperatur. folgenden Verwendung des Kokses reduziert werden

Aufgabe der Erfindung war die Entwicklung eines sollen, der Rezeptur einverleibt werden,

rasch durchführbaren, kontinuierlichen Verfahrens Das Verfahren wird nachstehend an Hand der

zur Herstellung von ausgeformten metallurgischem 15 F i g. 1 und 2 näher erläutert.

Koks. Dabei sollte die Verwendung von Pech oder Der als Ausgangsmaterial verwendete Roherdölkoks anderer Binde- bzw. Plastifizierungsmittel vermieden ist durch verzögerte Verkokung entstanden und hat werden. Durch die Auswahl bestimmter Ausgangs- einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa 8 materialien und die Anwendung streng geregelter bis 20 % und in typischer Weise von etwa 11 bis 16 %. Wärmebehandlungen zu Beginn des Verfahrens sollte 20 Vorzugsweise besitzt er weiterhin die Fähigkeit zur ein verbesserter überlegener Formkoks für metallur- Bildung eines knopfförmigen Formkörpers; diese Eigische Zwecke angestrebt werden. genschaft wird weiter unten im Zusammenhang mit .Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Her- dem Prüfversuch auf den Gehalt an flüchtigen Bestellung von metallurgischem Koks, wobei man ein standteilen beschrieben. Wenn Roherdölkoks als kohlenstoffhaltiges Roherdölkoks enthaltendes Ma- 25 alleiniges aktives Ausgangsmaterial verwendet wird, terial erhitzt, das erhitzte Material unter Druck zu muß er die' Fähigkeit zur Bildung »knopfförmiger« einem Grünkörper der gewünschten Gestalt ausformt Formkörper besitzen und weiterhin einen Mindest- und den geformten Grünkörper, während er noch gehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa 10 % heiß ist, weiter erhitzt, welches dadurch gekennzeich- aufweisen. Bei Verwendung im Gemisch mit Kohle net ist, daß das von Bindemittelmaterialien freie Ma- 30 braucht der Gehalt an. flüchtigen Bestandteilen nur terial Roherdölkoksteilchen mit einem Gehalt an 8 % zu betragen. ".'. 7 "·.

flüchtigen Bestandteilen von mindestens 12% oder Die Kohle hat einen Gehalt an flüchtigen Bestandein Teilchengemisch, das 20 bis 95 Gewichtsteile teilen von etwa 15 bis 45%. Es können Kohlen mit Roherdölkoksteilchen mit einem Gehalt an flüchtigen geringem* mittlerem oder hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von mindestens 8 %, 80 bis 5 Gewichts- 35 Bestandteilen verwendet werden,
teile einer bituminösen Kohle mit einem Gehalt an Wie in F i g. 2 erläutert wird, wird das Ausgangsflüchtigen Bestandteilen von mindestens 15% und material bzw. werden die Ausgangsmaterialien in ty-25.. bis 0 Gewichtsteile eines festen, inerten kohlen- pischer Weise in gesonderten Beschickungstrichtern 1, stoffhaltigen Materials enthält, aufweist, wobei der 2 und 3 gelagert und mit Hilfe von in der gewünschten mittlere Gehalt an flüchtigen Bestandteilen der Kohle 4° Weise eingestellten Beschickungsvorrichtungen im ge- und der Roherdölkoksteilchen zusammen nicht über wünschten Mengenverhältnis vermischt. Die Materiaetwa 20% hinausgeht; daß das Material anfangs lien in diesen Beschickungstrichtern können gegebegleichmäßig und rasch auf eine Temperatur zwischen nenfalls entwässert bzw. teilweise getrocknet worden, etwa 300 und 525⁰C in einem Inertgassystem und Dieses Gemisch wird in typischer Weise in einen im unagglomerierten Zustand erhitzt und mit einem 45 Behälter 4 oberhalb einer Mahlvorrichtung einge-Pormdruck von über 35 kp/cm² druckgeformt wird, führt, wie sie in Staubkohlenbrennern verwendet wird, während es noch die Temperatur von 300 bis 525° C In der Mahlvorrichtung 5 wird das Gemisch vermahaufweist und sein mittlerer Gehalt an flüchtiger len und gegebenenfalls zusätzlich weiter gemischt und Materie noch über 8 und unter 20 % liegt, worauf die vorerhitzt. Das Vermählen erfolgt auf eine typische ausgeformten Grünkörper weiter mit einer geregelten 50 Teilchengröße, bei der 100% der Teilchen kleiner als Aufheizgeschwindigkeit in einem Inertgassystem auf 3,17 mm sind und mindestens etwa 50% der Teilchen eine Temperatur zwischen etwa 560 und 1000⁰C er- durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von hitzt werden. 0,147 mm hindurchgehen, wenn sich die Teilchen

Der erfindungsgemäß erhaltene metallurgische Koks nicht bereits auf einer solchen Größe befinden. Es hat eine praktisch gleichmäßige Größe und Festigkeit 55 können jedoch auch noch kleinere Teilchen verwendet und ist in seiner Gesamtheit für metallurgische Zwecke bzw. die Teilchen ausgesiebt werden, so daß nur geeignet; im Gegensatz zu Koks, wie er normaler- Teilchen innerhalb eines engen Teilchengrößenbeweise in einem Nebenproduktofen erhalten wird und reichs verwendet werden, usw. Kurz gesagt, es kann durch einen beträchtlichen Anteil an Unterkornma- jede Sortierung angewendet werden, die optimale terial gekennzeichnet ist. Weiterhin hat der erfindungs- 60 Endergebnisse liefert.

gemäß erhaltene Koks einen geringen Aschegehalt und Die Ausgangsmaterialien werden in typischer Weise

besitzt eine Porosität und Dichte, die sich genau und vorzugsweise in der Mahlvorrichtung 5 vorer-

regeln lassen. hitzt, während sie in ihr gemischt und vermählen

Weiterhin läßt sich nach dem erfindungsgemäßen werden, und zwar auf eine Konditioniertemperatur Verfahren Koks in beträchtlich kürzerer Zeit her- 65 unterhalb derjenigen Temperatur, bei der sie leicht stellen als nach den üblichen Nebenprodukt-Koks- agglomerieren, wie z. B. auf eine Temperatur unterofenverfahren, die in typischer Weise etwa 18 bis halb von 300°C oder häufig zwischen etwa 230 und 24 Stunden in Anspruch nehmen. 280⁰C. Die Mahlvorrichtung 5 kann mit Hilfe

heißer, praktisch inerter Gase auf die gewünschte turbereiche nicht mit den »nicht kritischen« verTemperatur erhitzt werden. Die vorerhitzten Teilchen schmolzen, so daß die Vorerhitzungsanlage einfacher werden von den heißen Gasen in einem Zyklon- sein kann, weil keine Gefahr einer Agglomerierung kollektor 6 getrennt. Zum Erhitzen auf diese Vorer- besteht; und die »kritische« Erhitzungsanlage kann hitzungstemperatur kann jede bequem erscheinende 5 kleiner und besser und weniger kostspielig konstruiert Zeit angewendet werden (d. h., es kann je nach werden, da sie dann nur für eine engere Phase des Wunsch rasch oder langsam erhitzt werden bzw. je Verfahrens benötigt wird. Dies führt zu einem genauer nachdem, wie es für die Produktionsgeschwindigkeiten und leichter regelbaren Verfahren, einer erhöhten bzw. die zur Verfugung stehende Verfahrensanlage Produktionsleistung und einer wesentlichen Verrinam besten ist), da die Teilchen zu diesem Zeitpunkt io gerung des Investitionskapitals zum Bau der Vernoch praktisch nicht zusammenschmelzen. Die Teil- fahrensanlage. Dadurch lassen sich die Teilchen chen können auch nach irgendeinem anderen Ver- weiterhin sehr rasch auf ihre Agglomerierungstempefahren vorerhitzt werden. ratur erhitzen, weil der Temperaturanstieg geringer

Die vorerhitzten Teilchen aus dem Zyklonkollek- ist. Dies bedeutet weiterhin, daß höhere Temperaturen tor 6 werden dann in typischer Weise dispergiert, 15 leichter erreicht werden können,
weitergeleitet und erhitzt, und zwar mit Hilfe eines Wie vorstehend dargelegt wurde, müssen die Teilheißen Inertgasstromes in einer Leitung 7, in der die chen unabhängig davon, welche Vorerhitzungsappa-Teilchen ausreichend lange verweilen, daß sie die ratur angewendet bzw. auf welche Vorerhitzungstemgewünschte Temperatur erreichen. Danach werden peratur erhitzt wird, auf eine beträchtlich oberhalb die Teilchen von den Gasen in einem isolierten 20 dieser Vorerhitzungstemperatur liegende Temperatur Zyklon 8 abgetrennt. Der Zyklonkollektor 8 ist mit erhitzt werden, ehe sie preßverformt werden, damit einer motorangetriebenen Förderschnecke 9 bzw. sie ihre Funktion bei dem Verfahren erfüllen können, einem Schabersystem versehen, das die Teilchen aus Innerhalb breiter Bereiche werden sie rasch auf eine dem Zyklon entfernt. Wenn sich die Teilchen im Temperatur von etwa 300 bis 525 ⁰C und typisch auf »plastischen« Zustand befinden, besitzen sie eine gewisse 25 eine Temperatur von etwa 325 bis 470⁰C erhitzt. Neigung, sich an den Wandungen des Zyklons abzu- Unter »rasch« ist zu verstehen, daß die Teilchen innerscheiden. Das Förderschnecken- bzw. Schabersystem halb einer Maximalzeit von weniger als etwa 5 Minudient zur kontinuierlichen Entfernung der Teilchen. ten — typisch innerhalb einer Maximalzeit von 1 bis Der Zyklonabscheider 8 kann entweder allein oder 2 Minuten und vorzugsweise innerhalb einer Zeit von — wie in F i g. 2 erläutert wird — in Verbindung mit 30 weniger als 40 Sekunden — auf eine Temperatur einer motorangetriebenen Schneckenvorrichtung 9 in- innerhalb dieser Bereiche erhitzt werden. Falls bei nerhalb des Zyklons verwendet werden, die so kon- dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Kohle mit struiert ist, daß eine geringe bzw. verdünnte Ladung einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von mehr der Teilchen in der Schnecke vorhanden ist, so daß als etwa 20% verwendet werden soll, d. h. eine bituin der .Schnecke eine verhältnismäßig geringe Ge- 35 minöse Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bewichtsmenge Teilchen und ein großer freier Raum standteilen von bis zu "etwa 45%, so werden diese vorhanden ist, während die Teilchen in eine Form- Kohlen auf irgendeine bekannte Weise teilweise von apparatur 10 weitergeleitet werden, wobei es sich in ihren flüchtigen Bestandteilen befreit, so daß die ertypischer Weise um eine Wälzenbrikettierpresse han- haltene Mischung einen Gehalt an flüchtigen Bestanddelt. Ein derartiger Zyklo.nabscheider kann eine zylin- 40 feilen von nicht mehr als etwa 20 Gewichtsprozent drische Form haben und eine rotierende Schnecke aufweist. Wenn dies zu einer übermäßigen Äggloaufweisen, die das Material aus der Apparatur be- merierüng der Kohle führt, kann sie vor Einführung fördert. '■■"-...· .....'.'. in das Verfahren auf eine zweckmäßige Teilchengröße

Es ist darauf hinzuweisen, daß die »Vorerhitzungs- yorzerkleinert werden, wonach sie bei dem erfindungsstufe« eine .»Konditionierstufe« in dem Sinne ist, daß 45 gemäßen Verfahren als Ausgangsmaterial verwendet die Teilchen auf eine wesentlich oberhalb ihrer An- werden kann. Unter »bituminöser Kohle« ist hier und fangstemperatur liegende Temperatur erhitzt werden, im folgenden Kohle entweder in ihrem Anfangsjedoch auf eine Temperatur unterhalb der kritischen zustand oder in einem teilweise von ihren flüchtigen »Agglomerierterhperätur«, auf die sie in der Erriit- Bestandteilen befreiten Zustand zu verstehen,
zungsleitung 7 erhitzt werden und die allgemein etwa 50 Während der Stufe des Verfahrens, in der die Teil-300 bis 525⁰C und, typisch etwa 325 bis 470⁰C beträgt, chen auf die höhere Temperatur erhitzt werden, wobei diese Temperatur von den jeweils verwendeten werden die Teilchen bis zu einem Punkt erhitzt, bei Ausgangsmaterialien und ihren Mengenverhältnissen dem die Gesamtmischung einen durchschnittlichen und Eigenschaften, wie z. B. dem Gehalt der Kohle . Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa an flüchtigen Bestandteilen, davon, ob der Erdölkoks 55 8 bis 20% aufweist. Die Teilchen werden weiterhin die. Fähigkeit zur Bildung »knopiförmiger« Form- sämtlich »gleichmäßig« erhitzt. Sämtliche Materialien körper besitzt, von der Zeitdauer, in der sich die in der Mischung werden praktisch auf die gleiche Teilchen auf den yo.rerhitzungstemperatüren befinden, Temperatur erhitzt. Bei diesem Verfahren werden usw!, abhängt. Obgleich nicht absolut notwendig, ist jedoch die verschiedenen Bestandteile unterschiedlich die. Anwendung _:einer solchen »Konditionierstufe« 60 beeinflußt. Wenn z. B. ein praktisch inertes Material sehr vorteilhaft. Wenn z. B. das gesamte Erhitzen wie Anthrazit verwendet wird, wird er typisch ledigder Teilchen, in einer Einheit durchgeführt wird, lieh auf die Arbeitstemperaturen erhitzt, ohne daß müssen die Heizleitung? und der Kollektorzyklön8 flüchtige Stoffe verlorengehen. Die. Erhitzungszeit ziemlich groß und'_'kostspielig konstruiert werden, __t ürid/oder die Temperatur, die beim Erhitzen . der um die Teilchen - über den erhöhten Temperatur- 65 Teilchen in dieser Erhitzungsstufe des Verfahrens arigradienten zu erhitzen und die Gefahr einer vorzeitigen gewendet wird, ist weiterhin von einer Reihe weiterer Agglomerierung zu vermeiden. Bei Anwendung einer Faktoren außer den vorstehend genannten abhängig. Vorerhitzungsstufe werden die »kritischen« Tempera- Wenn z. B. das erhitzte Material· zu 100% aus RoIv

erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa 12% besteht, sind die Bedingungen anders, als wenn ein Material verwendet wird, das zu 100% aus Roherdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 15 oder 18% besteht, usw. Wenn Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 8 oder 9% verwendet wird, kann der Erdölkoks nicht allein verwendet werden, sondern wird in typischer Weise in Verbindung mit wesentlichen Mengen Kohle verwendet. Es liegt weiterhin auf der Hand, daß die Bedingungen bei solchen Systemen wie dem folgenden variieren können; all dies liegt innerhalb des Erfindungsbereichs und innerhalb des Fließschemas von F i g. 1.

	Erdölkoks	Gehaltan	Bituminöse Kohle	Gehalt an
		flüchtigen Bestand-		flüchtigen Bestand
	Teile	teilen (%)	Teile	teilen (%)
		13		45
a)	90	13	10	20
b)	90	20	10	40*)
c)	50	9	50	17
d)	50	15	50	30*)
e)	20	11	80	25*)
f)	20	9	80	45*)
g)	20	80

*) In den vorstehenden Beispielen c, e, f und g wurde die bituminöse Kohle teilweise von flüchtigen Bestandteilen befreit (um zu gewährleisten, daß der Gehalt der Kohle-Erdölkoks-Gemische an flüchtigen Bestandteilen nicht oberhalb 20% liegt), ehe die Kohle mit dem Erdölkoks vermischt und erfindungsgemäß behandelt wurde. Während des Erhitzens auf die höhere Temperatur wurden die Teilchen in sämtlichen Fällen lange genug (innerhalb der vorstehend genannten Temperaturbereiche) und/ oder auf eine ausreichend hohe Temperatur (ebenfalls innerhalb der vorstehend diskutierten Temperaturbereiche) erhitzt, um den durchschnittlichen Gehalt der erhitzten Teilchen an flüchtigen Bestandteilen auf einen Wert zwischen etwa 8 und etwa 20 % zu bringen, jedoch nicht so lange und/oder nicht auf so hohe Temperaturen, daß eine zu weit gehende Entfernung von flüchtigen Bestandteilen stattfindet.

Die zur Durchführung des Erhitzens verwendete Apparatur muß mehrere Bedingungen erfüllen. Sie muß die Teilchen gleichzeitig weiterbefördern und erhitzen, während die Teilchen in einem verhältnismäßig unagglomerierten und vorzugsweise verdünnten System gehalten werden, wie z. B. in einem Strom eines heißen Gases der vorstehend beschriebenen Art oder in Form eines dünnen Stromes bzw. Bettes auf einem sich bewegenden Rost oder Förderband. Die Vorrichtung muß eine übermäßige Agglomerierung zwischen den Teilchen verhindern. Sie darf keine »toten Bereiche« besitzen, in denen einige Teilchen über längere Zeiten oder auf höhere Temperaturen als der allgemeine Strom der Teilchen erhitzt werden. Umgekehrt darf die Vorrichtung — wenn überhaupt — nur wenige Teilchen so rasch behandeln bzw. weiterleiten, daß sie nicht geeignet bzw. ausreichend erhitzt werden. Die Teilchen selbst sollten nicht überhitzt und auch nicht auf eine zu niedrige Temperatur erhitzt werden, da sich dies auf den übrigen Teil des Verfahrens nachteilig auswirkt und zur Bildung schlecht gebundener »grüner« Formkörper bzw. zur Bildung von verkokten Formkörpern von schlechter Festigkeit führt, usw.

Zur Durchführung der vorstehend erläuterten Erhitzungsstufe können mehrere Vorrichtungen bzw. Apparaturen verwendet werden. Die Teilchen können mit Hilfe eines erhitzten Inertgasstromes bzw. Trägergases in einem geeignet isolierten Metall- oder Keramikrohr bzw. einer Metall- oder Keramikkammer weitergeleitet werden, wie z. B. in der Leitung 7, wobei die Teilchen mit Hilfe der aus einem Verbrennungsofen 11 erhaltenen heißen Inertgase erhitzt werden. Wie in F i g. 2 gezeigt wird, kann das Inertgas gegebenenfalls (und vorzugsweise) durch die Verbrennung der flüchtigen Bestandteile erhitzt werden, die von

ίο den in der Formapparatur 10 erhaltenen Formkörpern abgetrieben werden..

Eine weitere Möglichkeit zur Erhitzung der Teilchen in der gewünschten Weise und zu ihrer Aufrechterhaltung in Form eines dünnen Stromes oder in geeignet dünnen Schichten besteht darin, sie in einer inerten Atmosphäre in einer Erhitzungsanlage 12, wie z. B. einer vibrierenden Schale bzw. auf einem sich bewegenden Rost oder Förderband, zu erhitzen. Eine derartige Vorrichtung kann in Kombination

zo mit der Anordnung aus Erhitzungsleitung 7 und Zyklonabscheider 8 oder aber — wie durch die punktierten Linien in F i g. 2 angedeutet — als Ersatz für eine solche Anordnung verwendet werden.

Andere Apparaturen oder Verfahren können ebenfalls angewendet werden, solange sie zum raschen, kontinuierlichen und gleichmäßigen Erhitzen der Teilchen unter Vermeidung einer übermäßigen Oxydation und Agglomerierung geeignet sind.
Unabhängig von der Art des Erhitzungsverfahrens bzw. der angewendeten Erhitzungsapparatur werden die Teilchen nach dem Erhitzen auf die gewünschte Temperatur gebracht (zwischen etwa 300 und 525⁰C und vorzugsweise zwischen etwa 325 und etwa 470 ⁰C) und, während sie sich auf etwa dieser Temperatur befinden, praktisch sofort preßverformt. Wie oben angegeben, können sie der Preßverformungsvorrichtung direkt aus der Erhitzungsapparatur zugeführt und dort kontinuierlich ausgeformt werden, wie z. B. mit Hilfe einer Walzenbrikettiermaschine.

Die Formapparatur 10 bzw. die Walzen der Brikettiermaschine können sich auf irgendeiner gewünschten Temperatur befinden, wie z. B. auf der gleichen Temperatur, die die Teilchen besitzen, oder auf Raumtemperatur oder auf einer dazwischenliegenden Temperatur, usw. Die Brikettierwalzen können mit Hilfe von Wasser, Öl usw. gekühlt werden. Es liegt auf der Hand, daß die erhitzte Feststoffmasse vor dem Brikettieren vor einer übermäßigen atmosphärischen Oxydation geschützt werden muß, die sich auf die Festigkeit des Produktes nachteilig auswirkt. Hierzu kann eine Inertgasatmosphäre verwendet werden. Es liegt weiterhin auf der Hand, daß in Gegenwart überschüssiger Luft die Gefahr einer Entzündung und Verbrennung besteht.

Der bei der Verformung angewendete Druck ist in Abhängigkeit von der Temperatur der verformten Teilchen, der verarbeiteten Rezeptur usw. variierbar. Im allgemeinen wird er größer als 35 kg/cm² sein. Es sollte kein höherer Druck angewendet werden als der Druck, der zur Bildung eines grünen Formkörpers mit einer Porosität von mindestens etwa 8% führt, während andererseits mindestens ein solcher Druck angewendet wird, daß ein Grünkörper mit einer Porosität von nicht mehr als etwa 35 % erhalten wird.

Mit anderen Worten, wenn die Porosität des grünen Formkörpers unter etwa 8 oder über etwa 35% liegt bzw. sich nicht auf dem gewünschten Wert befindet, kann der angewendete Druck entsprechend verringert

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oder erhöht werden, bis die Porosität der erhaltenen rend der Vorerhitzungskonditionierstufe oder (mit

Grünkörper sich auf dem gewünschten Wert befindet. Grenzen) innerhalb der nachfolgenden Verkokungs-

Die Herstellung von Grünkörpern mit einer Porosität stufe können jedoch Unregelmäßigkeiten bzw. Stau-

von etwa 15 bis 30% wird bevorzugt. ungen auftreten, ohne daß Nachteile bzw. allzu große

Eine Walzenpresse ist zur Massenproduktion am 5 Nachteile in bezug auf die Qualität der erhaltenen

besten geeignet. Wenn eine derartige Formapparatur Produkte bzw. Schwierigkeiten bei der Durchführung

verwendet wird, beträgt die »Preßzeit« (die Zeit, in des Verfahrens auftreten.

der sich die auszuformenden Teilchen tatsächlich Bei genauer Befolgung der vorstehend beschriebenen

unter Druck befinden bzw. wenn Druck tatsächlich Verfahrensstufen können die durch Preßverformung

angewendet wird) gewöhnlich weniger als 2 Sekunden io hergestellten Formkörper »rasch« (d. h. viel schneller

und typisch weniger als 1 Sekunde. Andere Form- als innerhalb von 18 bis 24 Stunden, der bei den be-

apparaturen, wie z. B. Strangpreßvorrichtungen, kön- kannten Verfahren erforderlichen Zeit) verkokt wer-

nen ebenfalls verwendet werden. den. Bei einer Temperatur von etwa 560 bis 1000⁰C

Die grünen Formkörper sollten eine Mindestporo- (bzw. zur Bildung eines Produktes mit einem Gehalt

sität von etwa 8% besitzen, damit beim Ausformen 15 an flüchtigen Bestandteilen von 5% oder darunter)

und Brennen so wenig Probleme wie möglich entstehen sind maximal 8 Stunden erforderlich, ohne daß sich

und damit das Brennen rasch durchgeführt werden die Qualität des Produktes verschlechtert. Verkokungs-

kann. Wenn die Porosität der Formkörper zu gering zeiten von 1 bis 4 Stunden sind typisch. Natürlich

ist und Versuche zu einer raschen Verkohlung dieser können auch längere Zeiten angewendet werden, doch

Formkörper unternommen werden, führen die ent- 2° ist dies gewöhnlich unvorteilhaft,

weichenden Restanteile an flüchtigen Bestandteilen Da die Teilchen auf eine ziemlich hohe Temperatur

zu einem Bruch der Formkörper und zur Bildung erhitzt werden (auf eine bestimmte Temperatur inner-

von Koks, der für metallurgische Zwecke von unge- halb des Temperaturbereiches von 300 bis 525⁰C in

eigneter Größe bzw. Festigkeit ist. " Abhängigkeit von den Eigenschaften der verarbeiteten

Eine Änderung der Temperatur, auf die die Teilchen 25 Ausgangsmaterialien und/oder der angewendeten Reerhitzt werden, oder eine Vornahme von Änderungen zeptur usw., wie oben diskutiert wurde), tritt bei der in der Rezeptur, die zur Herstellung der Grünkörper Behandlung der grünen Formkörper in der heißen angewendet wird, beeinflußt natürlich ebenfalls die Verkokungsanlage 13 gewöhnlich keine erneute ErPorosität der erhaltenen Formkörper. Wie oben weichung, Verklebung oder Verformung ein. Andererbereits gesagt, beträgt die maximale Porosität der 3° seits sind wegen der hohen Temperaturen, auf die die grünen Formkörper etwa 35 %. Bei höherer Porosität Teilchen während der Hochtemperatur-Erhitzungssind die Formkörper zu schwach bzw. haben nach stufe erhitzt werden, und wegen ihrer Preßverformung der Verkokung eine zu geringe Dichte für ihren Ver- bei diesen hohen Temperaturen die Bindungen zwiwendungszweck. Die scheinbare Dichte des verkohlten sehen den Teilchen in den einzelnen Formkörpern Produktes liegt im allgemeinen zwischen etwa 1,0 35 sehr gut und weisen die erhaltenen verkokten Formund 1,5 g/cm³. Die scheinbare Dichte der grünen körper eine überlegene Festigkeit auf. Bei bestimmten Formkörper sollte über etwa 0,9 g/cm³ liegen; Form- Rezepturen und unter bestimmten Bedingungen haben körper mit geringerer Dichte haben natürlich eine jedoch die Briketts die Neigung, aneinander zu kleben, höhere Porosität und Grünkörper mit höherer Dichte Wenn während der Verkokung eine Neigung zum Zueine geringere Porosität. 40 sammenkleben der Briketts besteht, können sie einer

Nach der Preßverformung der Teilchen werden die kurzen Oberflächenoxydation unterworfen werden, »grünen« Formkörper praktisch sofort verkokt, ehe um sie zu härten und eine erneute Erweichung ihrer eine wesentliche Abkühlung eintritt. Obgleich sich Oberflächen während der Verkokung zu verhindern, die Preßverf ormungsapparatur bei oder nahe bei Die grünen Formkörper können in einem Drehrohr-Raumtemperatur befinden kann, sind die Formkörper 45 ofen oder in einem Schachtofen oder auf einem benoch heiß und befinden sich noch nahe der Tem- wegten Rost oder in irgendeiner anderen geeigneten peratur, auf die die Teilchen erhitzt worden sind. Die Verkokungsapparatur verkokt werden. Zur Erzielung Formkörper werden in noch heißem Zustand in eine bester Ergebnisse wird die Verkokungsapparatur 13 Verkokungskammer 13 geschickt, da gefunden wurde, jedoch so konstruiert bzw. reguliert, daß die grünen daß, wenn die Temperatur der Formkörper zwischen 5o Formkörper in. einer gut geregelten Weise auf die geder Verformung und der Verkokungs- bzw. Brenn- wünschte Verkokungsendtemperatur erhitzt werden stufe zu stark absinken gelassen wird, sich in den können. Mit anderen Worten, wenn die gewünschte Formkörpern unerwünschte Risse bzw. Fehler ent- End temperatur 800° C beträgt und die grünen Formwickeln, auch wenn bei ihrer Abkühlung und er- körper eine Temperatur von 400⁰C aufweisen, wenn neuten Erhitzung große Sorgfalt angewendet wird. 55 sie die Formapparatur 10 verlassen und in die Ver-

Das Gesamtverfahren spielt sich derart ab, daß kokungsanlage 13 eintreten, werden sie vorzugsweise

zum Erhitzen der Teilchen auf eine Temperatur von mit einer sehr genau geregelten Aufheizungsgeschwin-

300 bis 325°C bzw. 325 bis 47O⁰C, ihrer Preßverfor- digkeit von 400 auf 800⁰C erhitzt, wie z. B. mit einer

mung und der Einführung der Formkörper in die Geschwindigkeit von nicht mehr als 400⁰C pro

Verkokungsvorrichtung in typischer Weise nicht mehr 60 Stunde auf eine Temperatur zwischen etwa 500 und

als etwa 2 bis 3 Minuten erforderlich sind. Während etwa 650⁰C und sodann mit einer Geschwindigkeit

dieser Phasen des Verfahrens treten praktisch keine von nicht mehr als etwa 500⁰C je Stunde bis auf eine

Unregelmäßigkeiten bzw. Stauungen auf. Die er- Endtemperatur von 800⁰C. Bis die grünen Formkörper

hitzten kohlenstoffhaltigen Teilchen bzw. die ge- eine kritische Temperatur erreicht haben bzw. bis sie

bildeten kohlenstoffhaltigen Massen werden in sehr 65 bleibend »gehärtet« sind (was in typischer Weise bei

gleichmäßiger bzw. regelmäßiger Bewegung gehalten, 600 bis 700⁰C der Fall ist), werden in typischer Weise

ohne daß eine wesentliche Ansammlung in irgend- langsamere Aufheizungsgeschwindigkeiten angewen-

einem Teil der Verfahrensanlage erlaubt wird. Wäh- det, wonach zum Erhitzen auf die gewünschte End-

temperatur etwas schnellere Aufheizungsgeschwindigkeiten angewendet werden können. Beim Erhitzen muß nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gearbeitet werden; ein sofortiges Erhitzen der heißen Formkörper von 400 auf 800⁰C darf nicht erfolgen. Vorzugsweise wird die Temperatur der Formkörper weiterhin innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls praktisch linear gesteigert. Zum Beispiel bedeutet dies, daß während der ersten Phase der Aufheizung, in der die Temperatur um nicht mehr als 400⁰C pro Stunde gesteigert wird, die Temperatur recht gleichmäßig mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als etwa 10° C pro Minute erhöht wird und. daß während der zweiten Phase der Aufheizung, in der die Temperatur um nicht mehr als 500⁰C pro Stunde gesteigert wird, die Temperatur um nicht mehr als etwa 13⁰C pro Minute erhöht wird; anstatt die Formkörper z. B. 1 Stunde auf 500⁰C zu erhitzen und sie sodann für eine weitere Stunde in eine Zone von 600° C weiterzuleiten usw.

Vorzugsweise werden in der Verkokungsstufe Aufheizungsgeschwindigkeiten von nicht mehr als 300⁰C pro Stunde bzw. von nicht mehr als 8⁰C je Minute, wie z. B. von 3⁰C pro Minute, angewendet. Die speziell angewendete Aufheizungsgeschwindigkeit innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche hängt weiterhin von der Dichte, der Porosität, der Größe, der Gestalt und dem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen der grünen Formkörper ab.

Zur Verkokung sind Drehrohrofen, Schachtofen und sich bewegende Roste geeignet, bei denen die Formkörper nach und nach durch Zonen mit ansteigender Temperatur gelangen.

Nachdem die Formkörper auf die gewünschte Temperatur erhitzt worden sind, werden sie allmählich in der Kühlvorrichtung 14 abgekühlt, in der eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird, bis die Formkörper eine Temperatur von etwa 300⁰C oder darunter erreicht haben. Eine einzige Apparatur, die mit Heizzonen und Kühlzonen versehen ist, wie in F i g. 2 gezeigt wird, kann sowohl zum Verkoken als auch zum Abkühlen verwendet werden; oder das Abkühlen kann in einer besonderen Vorrichtung erfolgen. Der abgekühlte geformte Koks (der als »Formkoks« bezeichnet werden kann) wird dann in einem Produktbehälter 15 gelagert.

Das Erhitzen und Abkühlen der festen Ausgangsmaterialien bzw. des geformten Kokses erfolgt nach F i g. 2 durch Wärmeübertragung mit Hilfe von zirkulierenden Gasen. Die Gase fließen in F i g. 2 wie folgt: Zur Inbetriebnahme werden Luft und Brennstoff in die Verbrennungskammer 11 eingeführt. Nachdem die Anlage in Betrieb ist, werden die in den Abgasen aus der Verkokungsanlage 13 enthaltenen flüchtigen Bestandteile als Brennstoff verwendet. Die Gase aus der Verbrennungskammer 11 können in ihrer Temperatur innerhalb des Bereiches von 600 bis 1500⁰C variiert werden und werden auf einem Sauerstoffgehalt von praktisch Null gehalten. Ein Gasüberschuß kann aus der Kammer 11 an die Atmosphäre abgelassen werden. Das Gas aus der Kammer 11 wird direkt in die Verkokungsanlage 13 geleitet, wo es weiterhin mit Inertgasen aus dem Kollektor-Kühler 17 vermischt wird, der zum Abkühlen des Formkokses verwendet wird. Die heißen Gase werden in die Verkokungsanlage in typischer Weise an einem Punkt eingeführt, an dem der Formkoks bzw. die Briketts ihre Maximaltemperatur erreichen. Das kalte Inertgas aus 17 wird in typischer Weise in die Abkühlvorrichtung 14 nahe an ihrem Boden eingeführt. Dieses Gas steigt natürlich innerhalb der Abkühlvorrichtung und der Verkokungsanlage hoch, während es sich erwärmt. Weiteres Gas aus der Verbrennungskammer 11 wird mit kaltem Inertgas temperiert, das aus dem Gaskühler 16 und/oder dem Zyklonkollektor-Kühler 17 erhalten wird. Ein Teil dieses Gases, das eine Temperatur von 450 bis 850°C aufweist, wird zum Erwärmen der gemahlenen Ausgangsmaterialien in der Leitung 7 verwendet. Ein anderer Teil dieses Gases wird weiter mit kaltem Gas aus 17 verdünnt, um ein Gemisch mit einer Temperatur von 200 bis 400° C zu erhalten. Mit dieser Temperatur wird das Gemisch in die Mühle 5 eingeführt und zur Vorerhitzung des gemahlenen Ausgangsmaterials verwendet. Durch Einleiten der Abgase aus dem Kollektor 8 in den Kühler 16 und den Zyklon-Kühler 17 wird gekühltes Gas mit geringer Feuchtigkeit erhalten. Heißes Gas

ao aus der Kammer 11 kann weiterhin in die gegebenenfalls vorgesehene Erhitzungsvorrichtung 12 durch eine Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Einlaßöffnungen eingeführt werden.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein getrocknetes, gemahlenes (100% der Teilchen sind kleiner als 3,17 mm) und gut durchmischtes Gemisch aus 90% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13,6% und 10% einer nicht zusammenbackenden Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 41,7% wurde in einer Vorerhitzungsvorrichtung in der oben beschriebenen Weise innerhalb von 3 Minuten von 25 auf 250°C erhitzt und sodann in dünner Schicht auf eine Vibrierschale gegeben, wo es weiter innerhalb von 60 Sekunden auf eine Temperatur von 350 bis 425⁰C erhitzt wurde. Sodann wurde das Gemisch sofort unter einem Druck von etwa 140 kg/cm² zu Briketts verpreßt. Die geformten »grünen« Briketts enthielten 14,4 bis 15,4 % flüchtige Bestandteile. In Abhängigkeit von der Preßtemperatur der Briketts waren die Eigenschaften der verkokten Briketts wie folgt, wenn in der oben beschriebenen Weise bis auf eine Temperatur von 960⁰C innerhalb von etwa 8 Stunden verkokt wurde:

Temperatur der Teilchen beim Brikettieren(°C)	Scheinbare Dichte (g/cm3)	Druck festigkeit (kg/cm2)
350 395 425	1,37 1,48 1,48	330 660 253

Aus diesen Daten ist ersichtlich, daß für ein gegebenes System die scheinbare Dichte des Produktes und/oder seine Festigkeit geregelt bzw. die gewünschten Werte erhalten werden können, wenn man die Temperaturen variiert, bei denen die Teilchen brikettiert werden.

B e i s ρ i e 1 2

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch mit der Abänderung, daß die Temperatur der Teilchen

beim Brikettieren konstant bei 395°C gehalten und lediglich der Brikettierdruck von 35 bis 280 kg/cm² variiert wurde. Der Effekt des Brikettierdruckes auf die Eigenschaften der verkokten Briketts ist wie folgt:

Brikettier	Scheinbare Dichte	Verkokt	Druck
druck	(g/cm3)	1,20	festigkeit
(kg/cm2)	Grünzustand	1,39	(kg/cm2)
35	0,99	1,44	77,3
70	1,13	1,46	429
105	1,18	1,46	597
140	1,18	1,46	660
175	1,20	1,46	675
210	1,19	1,46	597
245	1,19	597
280	1,19	492

Verkokungsbedingungen	Endtemp.	Scheinbare	Druck
Zeit	(0C)	Dichte	festigkeit
(Minuten)	560	(g/cm3)	(kg/cm2)
55	660	1,13	98,5
88	760	1,16	295
122	860	1,27	330
155	960	1,38	351
188	1,49	386

Beispiel 3

Zusätzliche Versuche wurden wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch unter Verwendung verschiedener Kohlen (10 Gewichtsprozent) in Verbindung mit dem gleichen Erdölkoks (90 Gewichtsprozent), der einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13,6% hatte. In jedem Falle wurde beim Brikettieren eine Temperatur von 385°C und ein Druck von 140 kg/cm² angewandt. Die Eigenschaften der verkokten Briketts waren in Abhängigkeit von den verschiedenen Kohlen wie folgt:

Kohle

Herkunft

Timtony
River King
Pocohontas
Wilmington

ο/ /ο

flüchtige
Bestandteile

26,1
41,1
16
41,7

Scheinbare
Dichte
(g/cm³)
Grün

zustand

1,16
1,15
1,21
1,19

Verkokt

1,47
1,50
1,46
1,49

Druckfestigkeit

(kg/cm²)

Die vorstehenden Daten zeigen, daß der Gehalt der Kohle an flüchtigen Bestandteilen innerhalb eines breiten Bereiches, wie z. B. von etwa 15 bis etwa 45 %, variieren kann, wobei in jedem Falle zufriedenstellende bzw. gute Produkte erhalten werden. Wegen des geringen prozentualen Anteils der Kohle in der Ausgangsrezeptur war eine Entfernung von flüchtigen Bestandteilen aus der Kohle vor dem Vermischen mit dem Erdölkoks nicht notwendig.

Beispiel 4

Nach Beispiel 1 bei einer Brikettiertemperatur von 395° C erhaltene grüne Formkörper wurden bei verschiedenen Brenntemperaturen gebrannt bzw. verkokt, wobei eine Erhitzungsgeschwindigkeit von 3 ° C/ Minute angewendet wurde. Aus der folgenden Tabelle ist der Einfluß der beim Verkoken angewendeten Endtemperatur auf die Eigenschaften der Kokskörper ersichtlich:

Die vorstehenden Daten zeigen, daß im allgemeinen Verkokungstemperaturen von mindestens 560° C erforderlich sind und daß höhere Verkokungstemperatüren von z. B. 860 bis 960°C zur Erzielung optimaler Eigenschaften zu bevorzugen sind. Temperaturen oberhalb von 960°C können auch angewendet werden, sind jedoch zur Herstellung eines zufriedenstellenden Handelsproduktes im allgemeinen nicht erforderlich.

Die vorstehenden Daten zeigen weiterhin, daß zur Herstellung von Formkörpern mit sehr zufriedenstellenden Eigenschaften Verkokungszeiten von 4 Stunden oder weniger zufriedenstellend sind. Wie oben erläutert, können bisweilen auch größere Erhitzungs-

a5 geschwindigkeiten als der in diesem Beispiel genannte Wert von 3°C/Minute angewendet werden, in Abhängigkeit von der jeweiligen Rezeptur, der Größe und der Gestalt der Grünkörper usw.
Die nach Beispiel 1 erhaltenen Briketts waren kissenförmig und hatten eine Länge von 7,5 cm, eine Breite von 5 cm und eine maximale Dicke von 3,75 cm. Die Grünkörper können jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine andere Gestalt aufweisen, wie z. B. eine halbzylindrische, röhrenförmige oder pfannkuchenförmige Gestalt usw., was zum großen Teil von der Notwendigkeit bzw. Zweckmäßigkeit der Erzielung eines porösen Betts in dem metallurgischen Ofen abhängig ist, in dem der Koks verwendet wird. Eine solche andere Gestalt der Formkörper kann weiterhin dazu beitragen, das Entweichen der flüchtigen Bestandteile während der Verkokung und damit eine rasche Verkokungsstufe zu erleichtern und gleichzeitig die Ausbildung von Fehlern, Rissen oder ein Zerbrechen usw. während der Verkokungsstufe so weitgehend wie möglich zu verhindern. Im allgemeinen haben jedoch die erfindungsgemäß erhaltenen Grünkörper eine solche Gestalt, daß mindestens eine ihrer Abmessungen nicht größer als etwa 5 cm ist.

In den vorstehenden Beispielen betrug weiterhin der berechnete Gehalt der aus 90% Erdölkoks und 10% Kohle bestehenden Gemische an flüchtigen Bestandteilen 16,4%, wobei die Gemische 1 bis 2% flüchtige Bestandteile während des Aufheizens der Teilchen in der Vorerhitzungsvorrichtung und in der Vibratorofenschale verloren.

Die folgenden Beispiele erläutern weitere Behandlungsverfahren und Rezepturen sowie weitere experimentelle Daten bzw. Ergebnisse, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden können.

Beispiel 5

Unter Verwendung einer Ausgangsbeschickung aus 50% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13,6% und 50% Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 22,2% wurde

eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute auf 96O⁰C und einer Brikettiertemperatur von 310 bis 390⁰C hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:

Brikettier	Scheinbare	Dichte	Relative
temperatur	(g/cm	3)	Trommelwerte
CQ	Grünzustand	Verkokt
310	1,08	1,09	74
330	1,10	1,15	74
350	1,11	1,17	84,8
370	1,14	1,29	82,5
390	1,18	1,08	94,5

Von Interesse ist, daß bei diesen Werten der maximale Trommelwert bei der maximalen Formtemperatur zu beobachten ist, während die maximale scheinbare Dichte des fertigen Kokses bei einer niedrigeren Brikettiertemperatur erhalten wird.

Λ Beispielo

Unter Verwendung eines Ausgangsmaterials aus 40% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 14,0% und 60% einer teilweise von flüchtigen Bestandteilen befreiten Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 23% (die Rohkohle hatte vor der teilweisen Entfernung der flüchtigen Bestandteile einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 37,5%) wurde eine Anzahl von Briktets unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute auf 96O⁰C und einer Brikettiertemperatur von 330 bis 39O°C hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:

Brikettiertemperatur

CQ

330
360
390

Scheinbare Dichte
(g/cm³)

Grünzustand I Verkokt

1,06
1,09
1,19

0,89
0,96
1,10

Relative
Trommelwerte

95,8
100
75,5

Brikettiertemperatur

CO

330
360
390

Scheinbare Dichte
(g/cm³)

Grünzustand I Verkokt

1,07
1,07
1,13

0,92
0,80
0,81

Relative
Trommelwerte

25,5
46,4
51,0

Wenn die Ergebnisse dieses Beispiels, wo 20 % Erdölkoks verwendet wurden, mit denen des Beispiels 6 verglichen werden, wo 40% Erdölkoks verwendet wurden, ist eine bedeutende Verringerung in den Trommelwerten und den Dichten des Formkokses im verkokten Zustand festzustellen. 20% Erdölkoks stellen daher für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kokses mit einigermaßen guten Eigenschaften die Mindestmenge dar.

Beispiel 8

Unter Verwendung eines Ausgangsmaterials aus 60% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 14% und 40% Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 27% wurde eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute bis 960°C und einer Brikettiertemperatur von 310 bis 410⁰C hergestellt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Brikettier	Scheinbare	Dichte	Verkokt	Relative
temperatur	(g/cm	3)	1,201	Trommel
CC) 25	Grünfestigkeit	1,158	werte
310	1,106	1,183	54,6
330	1,095	1,178	91
350	1,116	1,245	94
30 370	1,128	1,207	97,3
390	1,173	93,2
410	0,941	86

Wie im Beispiel 5 fällt der maximale Trommelwert nicht mit der maximalen Dichte des fertigen Kokses zusammen.

Beispiel 7

Unter Verwendung eines Ausgangsmaterials aus 20% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13,6% und 80% Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 22,2% wurde eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute bis 96O⁰C und einer Brikettiertemperatur von 330 bis 390⁰C hergestellt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Bei Verwendung von 60% Erdölkoks und
Kohle werden also hohe Trommelwerte innerhalb eines Dichtebereiches von 1,16 bis 1,25 erhalten.

B eispiel 9

Unter Verwendung eines Ausgangsmaterials aus 70% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13 % und 30 % Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen· Bestandteilen von 31% wurde eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute bis 960°C und einer Brikettiertemperatur von 310 bis 410⁰C hergestellt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Brikettier temperatur	Scheinbare Dichte (g/cm3)	Verkokt	Relative Trommel
(0C)	Grünfestigkeit	1,290	werte
310	1,116	1,230	83
330	1,140	1,250	97,9
350	1,157	1,271	96
370	1,190	1,299	97,3
390	1,165	1,262	89,8
' 410	1,081	95

Bei. Verwendung der obigen Gemische wurden also innerhalb des ganzen untersuchten Temperaturbereichs hohe Trommelwerte und hohe scheinbare Dichten erhalten.

Beispiel 10

Unter Verwendung einer Beschickung von 80% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestand-

309 583/9

teilen von 15% und 20% Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 24% wurde eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute bis 960⁰C und einer Brikettiertemperatur von 310 bis 410°C hergestellt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

bis 960°C und einer Brikettiertemperatur von 470°G hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:

Brikettiertemperatur

(⁰C)

Brikettier temperatur	Scheinbare Dichte (g/cm3)	Verkokt	Relative Trommel
(0C)	Grünfestigkeit	1,296	werte
310	1,126	1,30 .	95,8
330	1,142	1,320	92,6
350	1,165	1,293	96,8
370	1,180	1,316	100
390	1,130	1,303	100
410	1,200	95,9

470

Scheinbare Dichte (g/cm³)

Grünzustand

Verkokt

1,19

1,48

Relativer
Trommelwert

50,5

Für dieses Beispiel lassen sich ähnliche Schlußfolgerungen wie für Beispiel 9 ziehen.

Beispiel 11

Unter Verwendung einer Beschickung aus 90 % Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 13% und 10% Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 23% wurde eine Anzahl von Briketts unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3,0°C/Minute bis 960° C und einer Brikettiertemperatur von 310 bis 410°C hergestellt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Brikettier temperatur	Scheinbare Dichte (g/cm3)	Verkokt	Relative Trommel
CQ	Grünzustand	■1,35	werte
310	1,14	1,36	93,7
330	1,15	1,39	83,7
350	1,17	1,41	93
370	1,175	1,42	86
390	1,18	1,40	92,5
410	1,19	86,8

Unter Anwendung von 140 kg/cm² und Brikettiertemperaturen von 310 bis 41O⁰C kann also aus einer Mischung aus 90% Erdölkoks und 10% Kohle Koks mit der höchsten Dichte und mit guten Trommelwerten erhalten werden.

Beispiel 12

Briketts wurden weiterhin unter Verwendung einer Beschickung aus 100% Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 12% und unter Anwendung eines Brikettierdruckes von 140 kg/cm², einer Verkokungsgeschwindigkeit von 3°C/Minute Weitere Versuche wurden mit der gleichen Rezeptur wie im Beispiel 1 sowie unter Verwendung anderer Rezepturen und unter Anwendung eines Temperaturbereiches in der Vorerhitzungsvorrichtung von 230 bis 280° C durchgeführt, wobei bei 25O⁰C die besten Ergebnisse erhalten wurden. Weiterhin wurden auf der Vibratorofenschale in Verbindung mit verschiedenen Rezepturen innerhalb des Erfindungsbereichs Mindesttemperaturen von 300⁰C und Maximaltemperaturen von 525 ⁰C angewendet. Die Erhitzungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der auf höhere Temperaturen erhitzt wird, wurde weiterhin unter Anwendung der gleichen Mindest- und Höchsttemperaturen von 300 bzw. 525⁰C mit der oben beschriebenen Inertgasstromleitungs-Zykoln-Anordnung durchgeführt. Bei den meisten Systemen und/oder Rezepturen wurde gefunden, daß die besten bzw. optimale Ergebnisse bei Temperaturen von etwa 395 bzw. zwischen 325 und 47O⁰C (mittlere bzw. durchschnittliehe Temperatur der Teilchen zum Zeitpunkt der Brikettierung bzw. Preßverformung) erhalten wurden.

Der Gehalt der Roherdölkokse und Kohlen, die

erfindungsgemäß als Ausgangsmaterialien verwendet werden, an flüchtigen Bestandteilen wird nach dem ASTM-Prüfverfahren Nr. D 271-48 in der für Torf und Braunkohle modifizierten Ausführungsform durchgeführt und bezieht sich auf den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ausschließlich des Wassergehaltes. Bei diesem Prüfverfahren wird eine verhältnismäßig kleine Probe des Erdölkokses bzw. der Kohle etwa 5 bis 10 Minuten auf 950°C erhitzt. Der Unterschied zwischen dem Gewicht der Probe vor und nach dem Erhitzen stellt den Gehalt des geprüften Materials an flüchtigen Bestandteilen dar. Wie oben bereits festgestellt, ist es zweckmäßig, daß die erfindungsgemäß verwendeten Roherdölkokse nicht nur den angegebenen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa 8 bis etwa 20% und vorzugsweise von etwa 11 bis 16% aufweisen, wenn sie zusammen mit Kohle verwendet werden, bzw. von mindestens etwa 10% bei alleiniger Verwendung, sondern daß sie weiterhin ein hartes, »knopfförmiges« Koksagglomerat bilden, wenn sie nach dem vorstehend genannten ASTM-Prüf verfahren (unter Verwendung einer 5-g-Probe an Stelle einer 1-g-Probe) erhitzt werden. Diese letztgenannte Eigenschaft ist von wesentlicher Bedeutung, wenn der Erdölkoks als alleiniges aktives Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

einem Grünkörper der gewünschten Gestalt ausformt Patentansprüche: und den geformten Grünkörper, während er noch heiß ist, weiter erhitzt.

1. Verfahren zur Herstellung von metallurgi- Die erfindungsgemäß herstellbare Koks ist in schem Koks, wobei man ein kohlenstoffhaltiges 5 Kupolofen, Hochöfen und anderen metallurgischen Roherdölkoks enthaltendes Material erhitzt, das Arbeitsgängen einsetzbar und ausgezeichnet geeignet, erhitzte Material unter Druck zu einem Grün- Bisher waren ansätzweise arbeitende Verkokungskörper der gewünschten Gestalt ausformt und verfahren in Anwendung, um Koks in einem Nebenden geformten Grünkörper, während er noch heiß produktofen durch Erhitzen .von Roherdölkoksteilist, weiter erhitzt, dadurch gekenn- io chen und erheblichen Mengen an Bindemitteln, wie zeichnet, daß das von Bindemittelmaterialien Pech oder anderen Plastifizierungsmitteln, herzufreie Material Roherdölkoksteilchen mit einem stellen. Nach Entfernung des Kokses aus dem Ver-Gehalt an flüchtigen Bestandteilen Von min- kokungsofen wurde dieser zu einem Grünkörper destens 12% oder ein Teilchengemisch, das 20 von Brikettform druckgeformt und weiter erhitzt, bis 95 Gewichtsteile Roherdölkoksteilchen mit 15 Die bekannten Verfahren des Standes der Technik einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von waren nicht nur zeitraubend, sondern wegen der Vermindestens 8%, 80, bis 5 Gewichtsteile einer bitu- Wendung von Bindemitteln und Plastifizierungsmitteln minösen Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen zusätzlich noch unwirtschaftlich. Derartige Binde-Bestandteilen von mindestens 15% und 25 bis mittel und Plastifizierungsmittel zeigen außerdem die 0 Gewichtsteile eines festen, inerten kohlenstoff- ao Tendenz, in einem kontinuierlichen Verfahren Appahaltigen Materials enthält, aufweist, wobei der rateteile zu verstopfen, daher ist der Anwendungsmittlere Gehalt an flüchtigen Bestandteilen der bereich der bekannten Verfahren auf ansatzweise Ver-Kohle und der Roherdölkoksteilchen zusammen kokungsverfahren beschränkt gewesen.

nicht über etwa 20% hinausgeht; daß das Material Aus der USA.-Patentschrift 2 808 370 ist ein Veranfangs gleichmäßig und rasch auf eine Tempera- as fahren zur Herstellung von Gießereikoks bekannttur zwischen etwa 300 und 525⁰C in einem Inert- geworden, bei welchem ein inniges Gemisch aus gassystem und im unagglomerierten Zustand er- einem Hauptanteil Erdölkoks mit einem Gehalt an hitzt und mit einem Formdruck von über 35 kp/ flüchtigen Bestandteilen von etwa 5 bis 14 Gewichtsem² druckgeformt wird, während es noch die prozent, etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent Anthrazit und Temperatur von 300 bis 525⁰C aufweist und sein 30 einem im wesentlichen Kohlenwasserstoff-Pechbinder mittlerer Gehalt an flüchtiger Materie noch über in Mengen zwischen 10 und 30% sowie einer bitumi-8% und unter 20% liegt, worauf die ausgeformten nösen Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestand-Grünkörper weiter mit einer geregelten Aufheiz- teilen zwischen etwa 14 und 22 Gewichtsprozent gegeschwindigkeit in einem Inertgassystem auf eine bildet und in einer vertikalen Verkokungszone indirekt Temperatur zwischen etwa 560 und 1000° C er- 35 durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 980 hitzt werden. bis 1205⁰C verkokt wird. Dieses bekannte Verfahren

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stellt ein ansatzweises Verkokungsverfahren in einem zeichnet, daß das Ausgangsmaterial auf eine Nebenproduktverkokungsofen dar und ist nicht auf Konditionierungstemperatur oberhalb etwa 200⁰C, die Herstellung von metallurgischem Koks gleichjedoch unterhalb der Agglomerierungstempera- 40 förmiger Größe abgestellt. Außerdem erfordert dieses tür vorerhitzt wird. Verfahren zwingend die Verwendung von Pech,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch . welches gleichzeitig der teuerste Bestandteil der vergekennzeichnet, daß die Roherdölkoks-Ausgangs- wendeten Materialien ist. Damit haften diesem beteilchen einen Gehalt an flüchtiger Materie zwi- kannten Verfahren alle oben skizzierten Nachteile sehen etwa 11 und etwa 16 % aufweisen. 45 an. Erfindungsgemäß sollte dagegen die Verwendung

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch von Pech und anderen Bindematerialien ausgeschaltet gekennzeichnet, daß die heißen ausgeformten werden.

Grünkörper auf eine Temperatur über 800⁰C Ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden

innerhalb von 8 Stunden erhitzt werden. durch Erhitzen eines Gemisches aus feingemahlenem

5. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch 50 Koks und einem Plastifizierungsmittel, welches prakgekennzeichnet, daß die heißen Grünkörper auf tisch keine unter 260⁰C siedenden Bestandteile enthält eine Temperatur von etwa 65O⁰C mit einem und sich bei dieser Temperatur noch nicht zersetzt, streng kontrollierten Temperaturgradienten von Formen der Mischung unter Druck und Brennen des bis zu 400° C/h bzw. bis zu 10°C/Min. erhitzt Fonnkörpers ist aus der deutschen Patentschrift werden, während der Temperaturgradient ober- 55 969 036 bekannt, bei welchem ein aus verflüssigbaren halb 650⁰C auf bis zu 500°C/h bzw. bis zu 13°C/ Kohlenwasserstoffen erzeugter Rohkoks, z. B. Petrol-Min. eingestellt wird. koks, der außer Wasser 8 bis 20% im wesentlichen

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis gleichmäßig verteilte, flüchtige Bestandteile enthält, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen mittels in Mischung mit 10 bis 40 % eines flüssigen oder festen einer Walzbrikettierung bei einer Preßzeit von 60 organischen Plastifizierungsmittels zunächst auf etwa nicht länger als 1 Sekunde ausgeformt werden. 38 bis 250⁰C vorerhitzt, zwecks Bildung einer homogenen, unter dem angewendeten Druck plastischen

— Masse, dann geformt und der Formkörper bei von

550 bis 1100⁰C allmählich ansteigenden Temperaturen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- 65 gebrannt wird. Nach dem bekannten Verfahren ist stellung von metallurgischem Koks, wobei man ein das Plastifizierungsmittel ein wichtiger Bestandteil; kohlenstoffhaltiges Roherdölkoks enthaltendes Ma- dieses Verfahren ist außerdem ein ansatzweise arbeiterial erhitzt, das erhitzte Material unter Druck zu tendes Verfahren.