DE2131519C3

DE2131519C3 - Process for improving the abrasion resistance and breaking strength of hot briquettes

Info

Publication number: DE2131519C3
Application number: DE19712131519
Authority: DE
Inventors: Kurt Kleisa; Joachim Dipl.-Ing. Dr. Lehmann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH; Metallgesellschaft AG
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; GEA Group AG
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2131519B2; DE2131519A1

Description

Bei Heißbriketts handelt es sich um bindemittellose Briketts, die aus Kohle oder Kohle-Schwelkoksgcmisch bestehen und durch Vorpressen bei Temperaturen von etwa 400 bis 540° C hergestellt werden. Solche Heißbriketts werden beispielsweise hergestellt, indem ²/₃ Teile auf Temperaturen von 600 bis 900 ° C erhitzter feinkörniger Koks mit V₃ Teilen getrockneter, gegebenenfalls erhitzter backender Steinkohle gemischt und bei einer Temperatur von 400 bis 540° C auf einer Walzenpresse brikettiert werden. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Heißbriketts manchmal eine nicht genügend hohe Abriebfestigkeit besitzen und demzufolge, z. B. beim Transport, eine Staubbelästigung hervorrufen. In manchen Fällen genügt die Abriebfestigkeit der auf diese Weise erzeugen Heißbriketts auch nicht für eine Verwendung im Hochofenprozeß.Hot briquettes are binderless briquettes that consist of coal or a mixture of coal and low-temperature coke and are produced by pre-pressing at temperatures of around 400 to 540 ° C. Such hot briquettes are prepared, for example, by ^_2/3 parts heated to temperatures of 600 to 900 ° C of fine-grained coke V ₃ parts of dried, optionally heated caking coal are mixed and briquetted at a temperature of 400 to 540 ° C on a roller press. However, it has been found that these hot briquettes sometimes do not have a sufficiently high abrasion resistance and consequently, for. B. cause a dust nuisance during transport. In some cases, the abrasion resistance of the hot briquettes produced in this way is also insufficient for use in the blast furnace process.

Es ist bekannt, Heißbriketts mit einem abriebfesten Überzug zu versehen und zu diesem Zweck die Briketts in Ol oder verflüssigtes Pech zu tauchen. So werden beispielsweise Briketts, die aus Kohle oder Koks unter Verwendung von Sulfitablauge oder unter anderem von Pech durch Verpressen hergestellt sind, in Teer getaucht, der auch erhitzt sein kann, z. B. damit er wasserfrei ist, um dann anschließend bei annähernd 400° C für etwa 5 Minuten geschwelt zu werden. Bei dieser Behandlung wird der äußerliche Teerüberzug verkokt, um die Briketts in erster Linie wasserfest zu machen. Die Verbesserung der Abriebfestigkeit dieser kalt geformten Briketts ist gering.It is known to provide hot briquettes with an abrasion-resistant coating, and for this purpose the briquettes to dip in oil or liquefied pitch. For example, briquettes made from coal or coke are made are produced using sulphite waste liquor or, among other things, pitch by pressing, dipped in tar, which can also be heated, e.g. B. so that it is anhydrous, then then at approximately 400 ° C for about 5 minutes. In this treatment, the external The tar coating is coked to make the briquettes primarily waterproof. The improvement in abrasion resistance this cold formed briquette is low.

Es ist weiterhin bekannt, oberhalb etwa 350° C thermisch vorbehandelte stückige oder geformte Kohle und/oder Kokse, also auch Heißbriketts, in flüssige verkokbare Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Steinkohlenteer, Steinkohlenpech oder Rückstände der Erdöldestillation zu tauchen und anschließend mit Aufheizgeschwindigkeiten in der Randzone der getauchten Produkte von über etwa 250" C zu schwelen oder zu verkoken. Die Tauchzeil beträgt bei diesem Verfahren nur wenige Sekunden.It is also known that lumpy or shaped pieces that have been thermally pretreated above about 350 ° C Coal and / or coke, including hot briquettes, in liquid coking hydrocarbons, preferably To dip coal tar, coal pitch or residues of petroleum distillation and then with heating rates in the edge zone of the immersed products of over about 250 ° C smolder or coke. The diving line is at this process only takes a few seconds.

Die geforderte hohe Aufheizgeschwindigkeit bei der Schwelung oder Verkokungsoll ein Abdestillieren größerer Mengen an verkokbaren Kohlenwasserstoffen aus der Randzone der Produkte vermeiden. Die Technik der schockartigen Erhitzung ist jedoch sehr aufwendig.The required high heating rate for the smoldering or coking should be distilled off Avoid large amounts of coking hydrocarbons from the edge zone of the products. the However, the technique of shock-like heating is very complex.

Durch die kurzen Tauchzeiten von z. B. 2 bis 5 Sekunden soll offensichtlich erreicht werden, daß eine zu starke Durchtränkung der Briketts mit den verkokbaren Kohlenwasserstoffen vermieden wird, so daß keine Verstopfung der Poren bei der Verkokung eintritt. Eine Verstopfung der Poren sollte jedoch auf jeden Fall vermieden werden, weil sie die Reaktionsfähigkeit der Briketts bei der Vergasung im Hochofen vermindern könnte.Due to the short diving times of z. B. 2 to 5 seconds should obviously be achieved that a excessive impregnation of the briquettes with the carbonizable hydrocarbons is avoided, so that no clogging of the pores occurs during coking. A clogging of the pores should occur, however In any case, they should be avoided because they reduce the reactivity of the briquettes during gasification in the blast furnace could decrease.

- Im Hinblick darauf, daß die aus den Kohlenwasserstoffen gebildeten Koksrückstände während der Verbrennung oder Vergasung der Heißbriketts nicht bevorzugt ausgebrannt werden, erscheint die Einhaltung einer kurzen Tauchzeit mit nicht zu starker Durchtränkung der Heißbriketts nur allzu berechtigt.- In view of the fact that the coke residues formed from the hydrocarbons during combustion or gasification of the hot briquettes are not preferably burned out, compliance appears A short immersion time with not too much saturation of the hot briquettes is only too justified.

Man hat schließlich bereits vorgeschlagen, zur Herstellung von abriebfesten Formkoksen Heißbriketts vor ihrer Verkokung in einem hocherhitzten Wärmeträger, vorzugsweise Sand, für eine Zeit bis zu 120 Sekunden, vorzugsweise 30 bis 60 Sekunden, in ein auf 200 bis 400° C gehaltenes Pechbad zu tauchen. Die an sich aus der Verkokung in sehr harter und bruchfester Form hervorgehenden Formkokse zeigen indessen durch die Einwirkung des Sandes oder dergleichen eine sehr rauhe Oberfläche, während sie nach der Vorbehandlung mit Pech ein glatteres Aussehen ihrer Oberfläche aufweisen, wodurch auch die Abriebfestigkeit verbessert wurde. Demgegenüber betrifft die Erfindung die Verbesserung der Abrieb- und Bruchfestigkeit von Heißbriketts, die nicht einer regelrechten Verkokung unterworfen werden sollen, bevor sie einer metallurgischen Verwendung zugeführt werden, indem ihre an sich bereits glatte Oberflächenzone durch Einlagerung von harten Kohlenwasserstoff-Rückständen abriebfester gemacht wird.Finally, it has already been proposed that hot briquettes be used to produce abrasion-resistant molded cokes before coking in a highly heated heat transfer medium, preferably sand, for a period of up to 120 Seconds, preferably 30 to 60 seconds, to immerse in a pitch bath maintained at 200 to 400 ° C. Show the molded cokes that result from the coking in a very hard and break-proof form however, due to the action of the sand or the like, a very rough surface while it is after After pretreatment with pitch, their surface will have a smoother appearance, which also increases the abrasion resistance has been improved. In contrast, the invention relates to the improvement of the abrasion and Breaking strength of hot briquettes that should not be subjected to regular coking, before they are put to a metallurgical use, by removing their already smooth surface zone is made more abrasion-resistant by embedding hard hydrocarbon residues.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem bekannten Verfahren, bei dem Heißbriketts, die die Brikettpresse mit einer Temperatur von 400 bis 450° C verlassen, in ein auf 200 bis 450° C gehaltenes Teerbad getaucht und anschließend mittels eines hocherhitzten inerten Spülgasstromes geschwelt werden, dadurch gelöst, daß die Briketts vor der Schwelung 30 bis 60 Sekunden in das Teerbad getaucht und anschließend 20 bis 30 Minuten bei einer Temperatur von 500 bis 600° C geschwelt werden, wobei die Heißbriketts erst nach einer Wartezeit von 1 bis 5 Minuten in das Tauchbad eingeführt werden.This object is achieved according to the invention in the known method, in the case of the hot briquettes, which the briquette press with a temperature of 400 to 450 ° C, into a tar bath kept at 200 to 450 ° C are immersed and then smoldered by means of a highly heated inert purge gas stream, thereby solved that the briquettes dipped 30 to 60 seconds in the tar bath before the smoldering and then 20 to 30 minutes at a temperature of 500 to 600 ° C, with the Hot briquettes are only introduced into the immersion bath after a waiting time of 1 to 5 minutes.

Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es erforderlich, daß bei den Heißbriketts, also Briketts einer Temperatur von 400 bis 450° C, der Teer oder dergleichen in die Oberflächenzoiien eindringt. Dabei war zu befürchten, daß im Anschluß an die Tauchung sofort eine Abdampfung des Tauchmediums stattfindet und dadurch der erwünschte Effekt nicht eintreten würde. Erst recht war völlig ungewiß, ob der eingedrungene Teer nicht sofort wieder aus den Briketts abdampfen würde, sobald die Briketts mit den nur bis zu 600° C heißen Spülgasen behandelt werden. Es war also damit zu rechnen, daß ein Ab- und Ausdampfen des jeweiligen !mprägniermitteis schneller vonstatten gehen würde als eine thermische Crackling. Es wurde jedoch überraschenderweise gefunden, daß man beim erfindungsgemäßen Verfahren zu hoch abriebfesten Heißbriketts gelangt.For the effectiveness of the method according to the invention, it is necessary that in the case of the hot briquettes, that is, briquettes at a temperature of 400 to 450 ° C., the tar or the like in the surface zoils penetrates. It was to be feared that following the immersion, the immersion medium would evaporate immediately takes place and thereby the desired effect would not occur. It was even more uncertain whether the tar that had penetrated would not evaporate from the briquettes again immediately as soon as the briquettes were opened can be treated with the flushing gases, which are only up to 600 ° C. So it was to be expected that evaporation and evaporation of the respective impregnating agent faster than thermal crackling. However, it was surprising found that the process according to the invention leads to highly abrasion-resistant hot briquettes.

ohne daß auch die Reaktionsfähigkeit der Briketts nachteilig verändert worden ist.without the reactivity of the briquettes being adversely affected.

Überraschenderweise hat sich bei diesem Verfahren auch gezeigt, daß es wesentlich ist, die frischen Heißbriketts erst nach einer kurzen Wartezeit in das Tauchbad zu geben. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die frischen Heißbriketts noch einige Zeit, z. B. etwa 1 bis 5 Minuten, nachentgasen, wodurch die Aufnahme des Teeres behindert wird. Diese Gasentwicklung ist anfangs stärker und schwächt sich nach wenigen Minuten bereits ab.Surprisingly, this process has also shown that it is essential to use the fresh Only add hot briquettes to the immersion bath after a short waiting period. It turned out that that the fresh hot briquettes for some time, z. B. about 1 to 5 minutes, post-degassing, whereby the absorption of the tar is hindered. This gas development is stronger at the beginning and then weakens a few minutes.

Als Tauchmedium eignen sich außer Teer alle bei 200 bis 450° C flüssigen, bei thermischer Crackung ein Koksgerüst bildenden Kohlenwasserstoffe, wie Steinkohlenpech, Steinkohlenteerpech oder Bitumen der Erdölindustrie. Vorzugsweise verwendet man Destillationsprodukte, die bei der Erzeugung der für die Heißbriketts benötigten Feinkokse anfallen. Alle diese Produkte werden von den Heißbriketts begierig aufgenommen, so daß die Briketts bei ihrem Transport zum Spülgasofen bereits wieder ein trockenes Aussehen besitzen.Apart from tar, all are suitable as a dipping medium 200 to 450 ° C liquid hydrocarbons which form a coke skeleton on thermal cracking, such as Coal pitch, coal tar pitch or bitumen from the petroleum industry. Preference is given to using distillation products that arise in the production of the fine coke required for the hot briquettes. All these products are eagerly received by the hot briquettes, so that the briquettes during their transport already look dry again compared to the purge gas oven.

Die Spülgasbehandlung läßt sich in bekannten Spülgasöfen mit inerten Gasen, vorzugsweise Rauchgas, durchführen. Durch diese Maßnahme lagert sich, wie bei mikroskopischer Betrachtung eines Brikettanschliffes deutlich zu erkennen ist, Pechkoks in den Hohlräumen der Oberflächenzonen der Briketts ein. Ferner ist eine dünne Ummantelung der Briketts mit Pechkoks in einer Schichtdicke von 0,05 bis 0,1 mm zu beobachten.The flushing gas treatment can be carried out in known flushing gas ovens with inert gases, preferably flue gas, carry out. As a result of this measure, like a microscopic examination of a briquette joint, is deposited it can be clearly seen that pitch coke enters the cavities of the surface zones of the briquettes. In addition, the briquettes are thinly coated with pitch coke in a layer thickness of 0.05 to 0.1 mm to observe.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Bruch- und insbesondere die Abriebfestigkeit von Heißbriketts auf einfache und nicht aufwendige Weise beträchtlich verbessern, und zwar weit mehr als bei nachträglicher Verkokung der getauchten Briketts bei ca. 900° C.With the method according to the invention, the breaking strength and, in particular, the abrasion resistance of Improve hot briquettes considerably in a simple and inexpensive way, far more than with subsequent coking of the dipped briquettes at approx. 900 ° C.

Überraschenderweise hat sich auch gezeigt, daß der Restteergehalt in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Briketts nicht angestiegen ist, was besonders wichtig für eine metallurgische Verwendung der Briketts - beispielsweise im Hochofenprozeß — ist.Surprisingly, it has also been shown that the residual tar content in the according to the invention Process treated briquettes has not increased, which is particularly important for metallurgical use the briquettes - for example in the blast furnace process - is.

Die Tauchung läßt sich mühelos in einer Anlage ausführen, die beispielsweise aus einem Förderband besteht, das zu einem Tauchbad führt, in welchem ein schräg aufwärts führendes durchlöchertes Förderband installiert ist, das zu einem Transportorgan führt, welches die getauchten Briketts auf den Spülgasofen aufgibt. The immersion can be carried out effortlessly in a system, for example from a conveyor belt exists, which leads to an immersion bath in which a Inclined upward leading perforated conveyor belt is installed, which leads to a transport member, which puts the dipped briquettes on the purge gas oven.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbarc Abriebverminderung (Differenz zwischen im Micumtest bestimmten Abrieb in % von nicht behandelten und behandelten Briketts), die größer ist als bei älteren Verfahren (vgl. Beispiele 2 und 3 der DOS 1923390, nämlichThe following examples show the reduction in abrasion which can be achieved by the process according to the invention (Difference between abrasion determined in the Micum test in% of untreated and treated Briquettes), which is larger than with older processes (see examples 2 and 3 of DOS 1923390, namely

8% vorher, 3,8% nachher, also eine Differenz von 4,2% und8% before, 3.8% after, i.e. a difference of 4.2% and

14,7% vorher, 5,2% nachher, also eine Differenz von 9,5%14.7% before, 5.2% after, i.e. a difference of 9.5%

sowie Beispiele 1 und 2 der deutschen Patentschrift 2019569, nämlichas well as examples 1 and 2 of the German patent specification 2019569, namely

14,5% vorher, 5,2% nachher, also eine Differenz von 9,32% und14.5% before, 5.2% after, i.e. a difference of 9.32% and

8,4% vorher, 4,1% nachher, also eine Differenz von 4,3%.8.4% before, 4.1% after, i.e. a difference of 4.3%.

example 1

Aus 1 Gew.-Teil Kokskohle (30% Fl.B.) und 2Gew.-Teilen Schwelkoks (2% Fl.B.) bei einer Brikettiertemperatur von 480° C hergestellte Heißbriketts werden nach einer 3 Minuten dauernden Zwischenspeicherung in einem Bunker, während der die Nachentgasung in den grünen Heißbriketts abklingt, in ein 450° C heißes Steinkohlenteerbad getaucht. Innerhalb einer Tauchzeit von 30 see nehmen die Briketts im Durchschnitt 11 % Steinkohlenteer auf. Unmittelbar danach erfolgt die Behandlung im Spülgasofen, indem man ihnen 580° C heiße inerte Spülgase entgegenführt. Nach einer Verweilzeit von 20 Minuten besitzen die aus dem Spülgasofen abgezogenen Heißbriketts einen Abriebwert im Micumtest nach DIN 51717 von 3,8%, wohingegen unbehandelte Heißbriketts einen Abriebwert von 17% aufweisen. Die Abriebverminderung, beträgt demnach 13,2%.From 1 part by weight of coking coal (30% Fl.B.) and 2 parts by weight of low-temperature coke (2% b.c.) hot briquettes produced at a briquetting temperature of 480 ° C are stored in a bunker for 3 minutes, during which the Post-degassing in the green hot briquettes subsides, immersed in a 450 ° C hot coal tar bath. Within After a dive time of 30 seconds, the briquettes absorb an average of 11% coal tar. Direct Thereafter, the treatment takes place in the purge gas oven, in that they are 580 ° C hot inert purge gases leading towards. After a dwell time of 20 minutes, the purging gas oven has withdrawn Hot briquettes have an abrasion value in the Micum test according to DIN 51717 of 3.8%, whereas untreated ones Hot briquettes have an abrasion value of 17%. The reduction in abrasion is accordingly 13.2%.

Example 2

Heißbriketts, bestehend aus 25 Gew.-Teilen bakkender Kohle (28% Fl.B.) und 75 Gew.-Teilen Feinkoks (5% Fl.B.) mit einer Temperatur von etwa 450° C werden durch ein auf 400° C vorerhitztes Bad aus Brikettierpech (Erweichungspunkt 70° C) hindurchgeführt. Durch fortwährenden Ersatz des verbrauchten Pechs durch kaltes Pech wird die Temperatur des Bades auf etwa 420° C gehalten. Nach einer Tauchzeit von 50 see, wobei etwa 9 % Pech aufgenommen werden, werden die Briketts auf kürzestem Wege einem Spülgasofen zugeführt, in welchem sie mit 550° C heißem und im Gegenstrom geführten Rauchgas behandelt werden. Nach einer Verweilzeit von 30 Minuten werden die Briketts aus dem Spülgasofen abgezogen und gekühlt. Neben einem erheblichen Bruchfestigkeitsanstieg von 150 kg auf 300 kg - ermittelt durch Abdrucken der Heißbriketts zwischen zwei sich mit konstanter Geschwindigkeit nähernden Platten - beträgt der im Micumtest nach DIN 51717 gemessene Abrieb 3%. Die nicht vorbehandelten Heißbriketts besitzen dagegen einen Abrieb von 13%. Die Abriebverminderung beträgt demnach 10%.Hot briquettes, consisting of 25 parts by weight of baking coal (28% Fl.B.) and 75 parts by weight of fine coke (5% Fl.B.) with a temperature of about 450 ° C are preheated to 400 ° C by a bath from briquetting pitch (softening point 70 ° C) passed through. By continually replacing the used one Bad luck due to cold pitch, the temperature of the bath is kept at around 420 ° C. After a Diving time of 50 seconds, with about 9% bad luck being absorbed, the briquettes are removed by the shortest possible route fed to a purge gas oven, in which they are heated with 550 ° C and led in countercurrent flue gas be treated. After a dwell time of 30 minutes, the briquettes are withdrawn from the purge gas oven and chilled. In addition to a significant increase in breaking strength from 150 kg to 300 kg - determined by printing the hot briquettes between two approaching ones at constant speed Plates - the abrasion measured in the Micum test according to DIN 51717 is 3%. The not pretreated Hot briquettes, on the other hand, have an abrasion of 13%. The reduction in abrasion is accordingly 10%.

Claims

Patent claims:

1. Process for improving the abrasion resistance and breaking strength of hot briquettes, whereby hot briquettes with a temperature of 400-450 ° C after leaving the briquette press in one at a temperature from 200 to 450 ° C held tar bath immersed and using a highly heated, inert Purge gas flow are smoldered, characterized in that the briquettes before smoldering 30 to 60 seconds are immersed in the tar bath and 20 to 30 minutes at one temperature from 500 to 600 ° C, the hot briquettes only after a waiting time of about 1 to 5 minutes into the immersion bath.

2. The method according to claim 1, characterized in that instead of tar other liquid, Hydrocarbons such as hard coal pitch that form a coke structure during the purge gas treatment or bitumina from the petroleum industry.