DE2253454A1

DE2253454A1 - Verfahren zum herstellen kohleund eisenhaltiger briketts

Info

Publication number: DE2253454A1
Application number: DE2253454A
Authority: DE
Inventors: Robert Theodore Joseph; Josiah Work
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1973-05-03
Also published as: AU462742B2; AR197387A1; DE2253454C3; CS204971B2; BE790753A; FR2158344A1; AU4768772A; JPS4852615A; ES408161A1; AT330818B; SE375802B; US3725034A; GB1364614A; ATA906772A; ZA727253B; FR2158344B1; BR7207645D0; CA972164A; DD104556A5; IT969853B

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE "

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3/M

0.1.5468

I¹MG Corporation, New York, K.Y. 10017, USA

Verfahren zum Herstellen kohle- und eisenhaltiger Briketts.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen kohle- und eisenhaltiger Briketts.

Auf dem Gebiet der Eisentechnologie ist das Problem, den Hochofen als Quelle für metallisches. Eisen zu eliminieren oder den Durchsatz des Hochofens zur Verringerung der Kosten zu vergrößern, oftmals untersucht worden. Eines dieser Verfahren bringt eine Pelletisierung des Eisenoxyds zusammen mit kohle-. haltigem Material und ein anschließendes Erhitzen mit sich, um die Reduktion des Eisenoxyds zu Eisen durch das kohlhaltige Material zu veranlassen. Im allgemeinen wurden zum Erreichen der Reduktion sehr hohe Temperaturen verwandt, z.B. Beggs et al US-PS'3 443 931, wo Temperaturen von 1250 bis 145O'°C (2300 bis 2600⁰E) verwandt wurden. Während das Verfahren ein Pellet mit hohem Eisengehalt erzeugt, ergibt sich lediglich eine ge-

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ringe oder keine Kostenersparnis gegenüber den gewöhnlichen Hochofenverfahren.

Es ist auch vorgeschlagen worden, kohlehaltiges Eisenoxydmaterial zu brikettieren und Briketts zum Beschicken eines Hochofens herzustellen. In der US-PS 1 661 636 wird eine solche Arbeitsweise für die Zurückgewinnung von Eisen aus dem Hochofengiäit staub, vorgeschlagen. Während eine solche Arbeitsweise einen engeren Kontakt zwischen dem Eisenoxyd und der Kohle liefert und damit den Betrieb des Hochofens erleichtert, gleichen die Kosten-der Brikettierung die Ersparnis beim Hochofen aus, so daß ein solches Verfahren in bemerkenswertem Ausmaß kommerziell nicht praktiziert worden ist.

Das Problem der Reduzierung der Hochofenkoeten besteht immer noch.

Erfindungsgemäß wird Röstkohle, die nach einem in den US-PS 3 140 241 und 3 140 242 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, mit einem bituminösen Bindemittel in ausreichender Menge gemischt und brikettiert, um auf der Basis der Röstkohle und des Bindemittels, zusammen mit einer feinverteilten Eisenquelle, ein grünes Brikett herzustellen, das 12 bis 25 Gew.-^ Bindemittel enthält, wobei die Verhältnisse der Bestandteile so sind, daß das gesamte grüne Brikett wenigstens 50 Gew.-/o Röstkohle plus Bindemittel, und vorzugsweise wenigstens 60% enthält. Die grünen Briketts werden dann auf eine Brikett-Temperatur zwischen etwa 230 und 300⁰G (450 bis 575°F) 80 bis 180 Min. lang unter Anwesenheit eines wenigstens 5%, vorzugsweise 15 bis 21^, Sauerstoff enthaltenden Gases erhitzt, um die Briketts auszuhärten, und die ausgehärteten Briketts werden dann unter Abwesenheit von Sauerstoff etwa 10 bis 180 Min. lang, vorzugsweise 10 bis 30 Min. lang, auf eine Temperatur zwischen etwa 870 und 98O⁰O (1600 und 1800⁰F) erhitzt, um die Briketts zu verkoken, während gleichzeitig das Eisen zu wenigstens 90'/oigem, metallischem Eisen reduziert wird. Die resultierenden

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Briketts können bei der Herstellung von Eisen entweder in einem Cutpolofen oder in einem Hochofen verwandt werden. Sie haben einen ausreichenden Kohleüberschuß, um wenigstens einen Teil der zum Erreichen der Eisenschmelztemperatur notwendigen Hitze in einem Cupolofen zu erzeugen, und sind für den Hochofenbetrieb nützlich, um die Produktionsraten merklich zu erhöhen.

Das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von den eisen- und kohlehaltigen Briketts, die nach dem bekannten Verfahren hergestellt sind, darin, daß es aus feinverteilten, metallischen Eisenteilchen besteht, die in eine einheitliche, kohlenstoffhaltige festkörperstruktur eingebettet und gleichmäßig darin t verteilt sind, die einheitlich im Aussehen und in der Säuerstoff-Reaktivität ist, und bei der es unmöglich ist, den kohlehaltigen Festkörper, der von der Röstkohle, stammt, von dem kohlehatigen Festkörper, der vom Bindemittel stammt, zu unterscheiden. Die zwei kohlehaltigen Komponenten haben so reagiert, daß sie unter einem Jjichtmikroskop gleichartig erscheinen und einheitlich mit Sauerstoff reagie- ren. ;

Die Erfindung hängt in ihrer Wirksamkeit von der einheitlich hohen Reaktivität der Röstkohle ab, die nach dem in den TJS-PS 5 140 241 und 3 140 242 beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Die RÖsikohle ist so reaktiv, daß sie Eisenoxydpulver zu Eisen bei Temperaturen im Bereich von 8?0° bis 980⁰C (1600 bis 1800⁰P), unter dem Sinterpunkt des erzeugten Eisens reduziert, so daß die Reduktion des Oxyds Eisen erzeugt, das zu der Brikettstruktur in derselben Beziehung, wie das ursprüngliche Eisenoxydpulver steht. Das Ergebnis ist, daß die gebildeten Briketts fest¹ sind und mechanisch verarbeitet werden können. Darüberhinaus wird die chemische Bindung zwischen dem Bindemittel und der Röstkohle, die zu dem einheitlichen Charakter der nach den US-PS 3 140 241 und 3 140 242 hergestellten Bri-

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ketts beitragt, nicht ernsthaft zerstört, so daß die zusammengesetzten Briketts wie Bolche, die ohne Eisen hergestellt sind, ohne Absplittern brennen, was sie nicht nur der Eis enherst el lung im Cupolofen, sondern auch der Verwendung im Hochofen zugänglich macht, wo sie wesentlich zum Durchsatz beitragen.

Die bei der Herstellung der zusammengesetzten Briketts verwandte Röstkohle wurde durch Mahlen von Kohle, vorzugsweise unter dem Rang von Anthrazit, auf eine Teilchengröße, die der Fließbettbehandlung zugänglich ist, hergestellt. Die Kohle kann vorgetrocknet oder beim ersten (Katalysierung) Verfahrensschritt getrocknet werden, bei dem sie, während sie in ein Gas, entweder im Fließbett oder einer Gasförderung bei Vorhandensein von Sauerstoff, der von der Kohle (US-PS 3 140 242) oder vom Gas (US-PS 3 140 241) stammen kann, suspendiert wird, auf eine Temperatur,-die wenigstens 120°G (250⁰F) beträgt und unter der Temperatur liegt, bei der ein wesentlicher Betrag an Teer erzeugendem Dampf entwickelt wird, für eine Zeitdauer, die von wenigen Sekunden bei der Förderung zu etwa 10 bis 30 Minuten beim Fließbett reicht, erhitzt wird, um die Teilchen bei der nächsten Verfahrensstufe nicht sinternd zu machen. Bei der Virkokungsstufe werden die katalysierten Kohleteilchen in einem oder mehreren Fließbetten auf Teererzeugungstemperaturen (abhängig von der Kohle zwisohen 260 und 400⁰C (500 bis 900⁰F) für eine ausreichende Dauer schnell erhitzt, um im wesentlichen den ganzen Teer bildenden Dampf zu entfernen. Die resultierende Tiefkohle, die nun frei von kondensierbaren, flüchtigen Bestandteilen ist, jedoch noch nicht kondensierbare, flüchtige Bestandteile enthält, wird dann auf höheren Temperaturen geröstet, um den flüchtigen Gehalt auf eine ausreichend geringe Menge, unter 5$ flüchtige Bestandteile, vorzugsweise unter 3$, zu verringern, so daß die Röstkohle brikettiert werden kann, ohne daß soviel Gas erzeugt wird, daß die Briletts auseinanderbrechen. Zeit und Temperatur werden jedoch so gewählt, daß eine Tiefkohle erhalten wird, die noch mit dem zur Herstellung der Briketts verwandten Bindemittel reagiert. Um

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diese Reaktivität zu erhalten, sollte die vollendete Röstkohle wenigstens, etwa 1$· Wasserstoff enthalten. Dieses ■ Ergebnis kann dadurch erhalten werden, daß die Röstkohle bei einer'Temperatur unter 980⁰G (1800⁰P), vorzugsweise bei760 bis 87O⁰C (1400 bis 1600⁰P) und für eine Bauer von etwa 10 bis 30 Min. erfolgt. Die so hergestellte, hochreaktive Röstkohle wird dann, bevor sie der Luft ausgesetzt wird; mit einem nichtreaktiven Gas abgekühlt.

Bei der Herstellung von Formkoks wird diese reaktive Röstkohle mit einem bituminösen Bindemittel-, vorzugsweise Pech, gemischt, das dadurch gebildet wurde, daß der von der Kohle bei der Terkokungsstufe destillierte Teer mit Luft geblasen wird, wobei genügend Bindemittel verwandt wird, um die Teilchen vollständig zu überziehen, wie es in der US-PS 3 140 241 beschrieben ist. Das ' Gemisch wird zu Briketts geformt, die dadurch gehärtet werden-, daß sie bei Anwesenheit eines Sauerstoff enthaltenden Gases, das vorzugsweise wenigstens 5^, insbesondere 15$ oder mehr Sauerstoff enthält, erhitzt werden. Im allgemeinen wird das Gas mit einer Temperatur von 200⁰C (400⁰F) zugeleitet, um eine exotherme Reaktion in den Briketts einzuleiten, die offensichtlich die Reaktion des Bindemittels mit der Röstköhle und den Anstieg der Briketttemperatur auf etwa 290⁰C (550⁰P) verursacht. Bei der Röstung auf etwa 76O°C Bis 870⁰C (1400 bis 1600°F), um die flüchtigen Bestandteile auszutreiben,- werden Briketts gebildet, bei denen das Material, das sich vom Bindemittel herleitet, von dem -Ma-" terial, das sich von den Röstkohleteilchen herleitet,, ununterscheidbar

E^rfindungsgemäß ist gefunden worden, daß ein wesentlicher Betrag an eisenführendem Pulver in das "Brikettgemisch eingebracht werden kann, ohne daß dieses die enge chemische Bindung zwischen der Röstkohle und dem Bindemittel verliert, und daß der Kohienwassea?— äfcoffanteil der Brikette, wenn die gehärteten Brikett« bei einer ' Temperatur im Bereich zwischen 870⁰C! und 980^C (ΐέΟΟ bis 1Si)O verkokt werden* das eisenführende ,Pulver zu inetalliscaem Eisen

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reduziert. Wenn das Eisen weit unter seinem Schmelzpunkt ist, schmilzt es weder noch sintert es, so daß die Brikette nicht auseinanderbrechen. Das hat zur Eolge, daß das Produkt nicht absplitternd bleibt. Es kann zur Erzeugung von Eisen durch Beschicken eines Cupolofens verwandt werden, wo die Verbrennung des kohlenwasserstoffhaitigen Materials einen Teil der Wärme produziert, die zum Schmelzen des Eisen notwendig ist, oder es kann in einen Hochofen geladen werden, um seinen Eisengehalt zu dessen Produkt hinzuzufügen und seinen Kohlenwasserstoffanteil als Wärmequelle und Reduktionsmittel für das in den Hochofen eingeladene Eisenerz abzugeben.

Die gebildeten grünen Briketts enthalten wenigstens 507$, vorzugsweise wenigstens 60$ des gesamten Brikettgewichts Kohlenwasserstoff material, das aus 12 bis 25$ Bindemittel und 88 bis 75$ Röstkohle besteht, wobei der Ausgleich Eisen enthaltendes Material ist. Das Eisen enthaltende Material kann Eisenerz, d.h. Hematit, Magnetit, oder andere Oxyde oder eisenführendes Material sein. Es kann Gichtstaub sein, der eine Mischung aus Eisenoxyd, kohlenhaltigem Material und Asche ist, es kann Walzenschlacke sein, die weitgehend Eisenoxyd ist, es kann feines Stahlschrott-* Bchnitzelmaterial sein, das unvermeidlich so stark oxydiert ist, daß es zum Einschmelzen in einem Cupolofen nicht brauchbar ist, oder es kann irgendeine, andere, fein verteilte Eisenquelle, wie basischer Sauerstoffofenstaub sein.

Die Eisenoxydqulle ist bei weitem schwerer als das Röstkohlebindemittelgefüge, so daß das Volumenverhältnis von Röstkohle-Bindemittel zur Eisenquelle immer bei weitem höher als das Gevichtsverhältnis ist. Bei den höchsten Beträgen an eisenhaltigem Material (40 bis 50 Gew.-$) ist es jedoch wünschenswert, nahe .. der oberen Grenze des Bindemittel- zu-Röstkohle-^Verhältnisses in der Grünbrikett-Mischung zu arbeiten. Die Bindemittelmenge in.der Mischung hängt ebenfalls von der gewünschten Festigkeit ab.

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Die grünen Briketts -werden, wie in der US-PS 3 140 241 beschrieben, dadurch gehärtet, daß sie einem Gas ausgesetzt werden, das zwischen 5 und 21$, vorzugsweise wenigstens 15$ Sauerstoff ent** hält. Das über die Briketts strömende Gas ist auf etwa 200⁰G (400⁰P) (190 bis 230°C bzw. 375 bis 45O⁰P) erhitzt. Das Gas leitet eine exotherme Reaktion in den Briketts vm^ix?$&&ü'^ '" Innentemperatur auf Werte zwischen etwa 230 und '300⁰C (450 und 575⁰S¹), vorzugsweise etwa 290⁰O (555^dP) bringt. -Ein Aufenthalt von etwa -80 bis 180 Min. im Härteofen Vollendet die Verschmelzung der Röstkohle und des Bindemittels zu einer einheitlichen Masse, die das eisenhaltige Material einschließt»

Die gehärteten Formen werden dann etwa 10 bis 180 Min., vorzugsweise 10 bis 30 Min. lang bei einer Temperatur im Bereich von 870 bis 980⁰O (1600 bis 1800⁰P) - etwa 50 bis 100⁰O (100 bis 200⁰P) höher als es im alllgemeinen bei der Herstellung von Porftikoks der Pail ist, geröstet. Die verwandte Atmosphäre sollte frei von Kohlendioxyd sein, das BGhnell mit den grünen Briketts reagieren würde, und sollte so wenig Wasserdampf wie möglich enthalten. Eine neutrale Propangasflamme ist wünschenswert.

Um die Temperatur im Bereich von 870.bis 980⁰C (1600 bis 1800°P) zu halten, kann dieses'Verkokungsgas mit einem Teil oder der gesamten Menge des Abgases vom Verkokungskesseli das'gekühlt und vom Teer und dem im Kokereikessel erzeugten Peststoffen gereinigt ist, nacherhitzt werden. Die heiß verkokten Pormen werden dadurch abgekühlt, daß etwas von diesem gekühlten und gereinigten Abgas über und durch das Bett der heißen Briketts geleitet wird.

Bei der Prüfung unter dem Xichtmikroskop bestehen die Briketts aus einem einheitlichen Gefüga von kohlehaltigem. Material, in dem ungeschmolzene Eisenteilchen in im wesentlichen der Porm verteilt sinÄ» in der das ursprüngliche eisenhaltige Material in die ursprünglichen grünenv Briketts eingelagert worden war.» Es^: ist unmöglich, irgendeine Trennlinie zwischen der ursprünglichen'

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Röstkohle und dem ursprünglichen Bindemittel zu sehen. Die Eisenteilchen sind in dieses Gefüge eingelagert. Beim Oxydieren brennt das kohlehaltige Material einheitlich wie eine einzige Substanz.

Der Eisengehalt der eisentragenden Substanz wird durch ein herkömmliches Verfahren der Metal Powder Producers Association unter dem Kennwort MPIP 7—61 analysiert, das es ermöglicht, den gesamten Eisengehalt zu bestimmen, d.h. die Summe des Eisens, das frei, oder metallisch oder ohne Wertigkeit vorliegt, und des Eisens, das mit einer Wertigkeit von +2 oder +3 gebunden ist. Dasselbe Verfahren ermöglicht auch die Bestimmung des freien oder metallischen Eisens in der gleichen Substanz. Vor der Mischung, Härtung und Verkokung in Verbindung mit der Herstellung von"reaktivem Formkoks"kann dieser Gesamteisengehalt der eisentragenden Substanz bis zu 85$ betragen, wie es manchmal der Fall bei Autoschrott ist, oder er kann NuIl sein, wie es der Pail bei Roherzen ist. Beim reduzierten Eisenprodukt ist die Menge des freien oder metallischen Eisens in bezug auf den Gesamteiscngehalt gleich dcta Grad oder dem Prozentsatz der Reduktion, Dieses Verhältnis is immer größer als 90$ bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Briketts.

Für ;Jeden praktischen Zweck wird die Qualität der fertig verkokten Briketts durch zwei spezifische Charakteristika gemessen. Die erste Messung ist eine Messung des Druo kv; id er stand es oder der Druckfestigkeit, die durch die Kraft bestimmt ist, die notwendig ist, eine Pormkoksporbe zu zerbrechen oder zu zerstören, wenn die Kraft zwischen parallelen Platten einer geeigneten hydraulischen oder mechanischen Vorrichtung angelegt wird, die zum Ausüben einer Kraft ausgelegt ist. Im PalIc von quaderförmigen Briketts wird diese Zahl als die Gesamtkraft ausgedrückt und ist spezifisch für die Größa und Gestalt des geprüften Briketts. Im Falle von regelmäßigen ZyI indem- mit einem· Querschnitt von 6,5 cm (1 inch square) zwischen den parallelen Grundflächen,

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wird die zum Zerbrechen notwendig Kraft in Krafteinheiten pro Flächeneinheit ausgedrückt. · .

Die zweite Messung ist die Messung der Neigung zur !Erzeugung von Eigenstaub. Bei dem"Topfschütteltest" ("Jar Shaker Test") genannten Verfahren werden vier Briketts in einem geschlossenen, niedrigen 16- oder 32-Unzen-Topf mit einer Verschlußkappe gegeneinander geschüttelt. Es wird eine Schüttelmaschine, wie z.B. ein Standaxd-Gotenk-Sehüttelapparat, verwandt. Die im A.H. Thomas-Katalog für 1968 als Nr. 8900 aufgeführte "-Bur eil "-Maschine wurde verwandt. Diese Vorrichtung wurde auf ihre maximale Amplitude eingestellt. Bei diesem Test wurde als Staub das trockene, feine Pulver angesehen, das durch ein Prüfsieb mit einer Maschenweite von 0,044 mm (USS-Sieb 325) geht. !fach Beendigung des Schüttelbetriebes wird der Topf vom.Prüfstand entfernt und geöffnet. Die aufsteigende WoIe wird als "staubig", "leicht staubig" oder. "Hase und Hals nicht, reizend" klassifiziert. Diese Staubcharakteristik kann auch durch den ASTM "Trommel-Test", D-294, gemessen werden, der insofern modifiziert ist, daß er anstelle von I4OO Umdrehungen in 56 Min. 700 Umdrehungen in 28 Min. dreht.

Es ist gefunden worden, daß die Qualität dieser reaktiven Formkoksproben, die aus reaktiver Röstkohle, einem bituminösen Bindemittel und eisenhaltigen Substanzen hergestellt wurden, ge~ nessen durch diese Tests, um 136 kg (300 lbs) fester beim Druckwiderstand und nur ein Drittel so staubig wie das Kontrollgegenstück, das ohne den Zusatz von eisenhaltigen Substanzen hergestellt wurde, ist. Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an einigen besonderen Beispielen erläutert.

Beispiel 1 .

160 g Eisenoxyd (IPe₂O,), ein chemisches Reagens, werden mit 160 g Röstkohle, die entsprechend der US-PS 3 140 242 aus Wyoming stark säuerstoffhaltiger, sub-bituminöser B Kohle (Elko!) herge-

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stellt wurde, und 40 g Bindemittel gemischt, das durch Heißblasen von bei der Herstellung der Röstkohle erzeugtem Teer auf einen Erweichungspunkt von 65⁰C (150⁰P) hergestellt wurde. In einer Form mit einem Durchmesser von 2,9 cm (1 1/8 inch) wurden Portionen in einer Laboratoriumspresse bei einem Druck von 1400kg/cm (20000 psi) komprimiert, um verdichtete Zylinder mit einem Durchmesser von 2,9 cm (1 1/8 inch) und einer Höhe von 1,9 cm (3/4 inch)herzustellen. Diese Probestücke wurden in einem Luftzirkulationsofen 120 Min. lang bei 23O°O (45O°P) ausgehärtet. Die ausgehärteten Zylinder werden in einem Muffelofen in nichtoxydierender Atmosphäre aus flüchtigen Kohlesubstanzen und Stickstoff bei 95O°G (1750⁰P) 30 Min. lang verkokt. Nach dem Abkühlen waren diese Zylinder zum Anfassen sauberund nahezu frei von Staub, wenn sie geschüttelt wurden. Eine Analyse dieses Materials zeigte eine 92$ige Umwandlung des Oxydes in freies Eisen.

Beispiel 2

Es wurde eine Mischung aus 20g Autoschrott von einer Autoverschrottungsanlage mit einer grünen Brikettmischung hergestellt, die aus 87 g Röstkohle, die aus Illinois Hr. 6 Kohle (bituminös A) durch das Verfahren nach der US-PS 3 140 241 hergestellt wurde, md aus 13g eines Bindemittels aus derselben Quelle (Heißblasen auf den 65°C-Erweichungspunkt (150⁰P) ) besteht. Der Autoschrott war hochoxydiert und bestand aus feinen Schnitzeln mit einer mittleren Länge von 1,3 cm (1/2 inch). Das Gemisch wurde zu Zylindern mit einem Durchmesser von 2,9 cm (1 1/8 inch) und einer Höhe von 1,9 cm (3/4 inch) geformt. Bei der Brikettierung wurde das verschrottete Eisen vollständig zu einem Pulver vermählen und angefeuchtet. Ein Probestück der Zylinder wurde in Toluol gelöst und frei von Röstkohle und Bindemittel gewaschen. Der Rückstand wurde leicht mit einem starken Magneten getrennt und nach freiem und gebundenem oder Gesamteisengehalt durch die oben beschriebenen Verfahren analysiert. Der Rest der Zylinder wurde an der Luft 120 Min. lang bei 23O°C (450⁰P) ausgehärtet.

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Die ausgehärteten Probestücke wurden 30 min. lang in H₂ und flüchtigen Kohlesubstanzen bei einer Temperatur von 95O°G (1750° ]?) verkokt. Acht dieser verkokten Zylinder wirden,wie im Vorhergehenden "beschrieben,zerbrochen. Die mittlere Druckfestigkeit betrug 300 kg/cm (4300 psig). Die Analysewerte für Eisen vor und nach der Entgasung bei 930⁰G (1700⁰I¹) waren folgende;

grüner Zylinder verkokter

vor der Verkokung Zylinder

freies Eisen 30$ . 95,0$

Eisen gesamt 75$ 99,0$

Umwandlungsverhältnis -

freies Eisen zu Eisen gesamt 40$ 95,9$

Hach den bekannten Techniken war es sehr schwierig, den oxydierten Automobilschrott, der bei diesem Beispiel verwandt wurde, zu beseitigen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein ökonomischer Weg, dieses sonst äußerst unbrauchbare Material zu verwenden. ■'.■-.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 15,5 kg (34 lbs) Röstkohle, hergestellt aus · Illinois Hr. 6 Kohle, 2,7 kg (6 lbs) oxydiertem Bindepech, das zusammen mit der Röstkohle hergestellt wurde, und 4,5 kg (10 lbs) Walzzunder, der soweit ze.rmahlen wurde, daß er durch ein 0,3 cm -Loch (1/8 inch square) paßt, wurde in einem einteiligen Kollermühlenmischer hergestellt, der an einer Komarek-Greaves— Brikettpresse mit einer Walze von 25,4 cm Durchmesser (10 inch) angebracht war. Bei einer Kompressionskraft von 1790 kg/cm linearer Walzenbreite (10000 lbs/inch) oder 18100 kg { 40000 lbs .) Gesamtkraft wurden grüne Briketts hergestellt. Diese Briketts wurden in einem 30 cm (1 foot) weiten Schwenkkorbofen bei 23O°C (450⁰IT) Gastomperatur 120 Min. lang ausgehärtet. Sie wurden in einem vertikalen Schachtofen mit 22,9 cm (9 inch) ,

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Innendurchmesser und 270 cm (9 foot) Höhe bei 900⁰C (1650⁰F) verkokt, wobei ein Verbrennungsgas verwandt wurde, das mit Stickstoff erhitzt wurde und keinen Sauerstoff enthielt. Die ausgehärteten Briketts wurden 30 Min. lang bei 900⁰C (165O⁰F) im Durchgang durch den Schachtofen gehalten. Die Analyse dieser Koksproben ergab folgende Werte:

Walζζunder zugefügt

Kontrolle

Druckfestigkeit

Staubindex Topfschütteltest -(325mesh) Maschenweite 0,044 mm

modifizierte Trommelfestigkeit

Dichte durch Quecksilberver drängung

Bindemittelgehalt zugefügter Walzzunder

freies Eisen (metallisches Eisen, elementares Eisen usw.)

Gesamteisengehalt (gebundenes Eisen)

Umwandlungsverhältnisfreies Eisen zu Gesamteisen

Brikettgröße

kg (1041 lbs) Gesamtkraft

272 kg (600 lbs) Gesamtkraft

3,0 Gew.-#	7,9 Gew.~#
22,4 Gew.-^	35,4 Gew.-^
1,24 g/cm³	0,98 g/cm⁵
13,1 Gew.-56 . des Gemisches	13,1 Gew.-$ des Gemisches
20,0 Gew.-^ des Gemisches	0,0 Gew.-Io des Gemisches
92 Gew.-#
99 Gew.-$

93^ 3,2 cm x 2,54 cm

χ 2,2 cm (1-1/4"x1" x 7/8)

3,2 cm χ 2,54 cm

χ 2,2 cm (1-1/4"x1" x 7/8")

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Die zerbrochenen Briketts wurden pulverisiert und das Eisen wurde mit einem starken Magneten getrennt. Das magnetische Material wurde durch die oben beschriebenen Yerfahren auf den' freien Eisengehalt und den. Gesamteisengehalt analysiert.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen kohlehaltiger,eis entragender Briketts, dadurch gekennzeichnet, daß reaktive Röstkohle hergestellt wird, indem Kohleteilchen bei Anwesenheit von Sauerstoff bei einer Temperatur von 12O°C (250°F)bis kurz unter der Temperatur, bei der wesentliche Mengen von teerbildenden Dämpfen freigesetzt werden, katalysiert werden, diese Kohleteilchen auf höhere Temperaturen in einem oder mehreren Fließbetten schnell erhitzt werden, um nahezu den gesamten, teerbildenden Dampf zu entfernen, die auf diese Weise von den Teerbildnern befreite Tiefkohle auf eine höhere Temperatur unter 980°0 (1800⁰F) erhitzt wird, um die flüchtigen Bestandteile auf unter 5$ zu verringern, während in dem Material wenigstens 1$ Wasserstoff verbleibt und die auf diese Weise erzeugte,hochreaktive Röstkohle abgekühlt wird, daß die reaktive Röstkohle mit einem bituminösen Bindemittel und eisentragendem Teile henoiaterial gemischt und brikettiert wird, um ein Gemisch zu erzeugen, das wenigstens 50 Gew.-?» Bindemittel plus Röstkohle enthält, wobei das Bindemittel 12 bis 25$ der Gesamtmenge Bindemittel plus Rös'tkohle ausmacht, daß die auf diese Weise hergestellten Briketts dadurch ausgehärtet werden, daß sie 80 bis 180 Minuten lang in einem Gas erhitzt werden, das wenigstens 5/5 Sauerstoff enthält, um eine Temperatur zwischen 230 und 300⁰C (450 und 570⁰F) im Inneren der Briketts zu erzeugen, daß die Briketts weiter bei Abwesenheit von Sauerstoff auf einer Temperatur zwischen 870 und 980⁰C (1600 und 1800⁰F) 10 bis 80 Minuten lang erhitzt werden, um gleichzeitig die Briketts zu verkoken und das eisenhaltige Teilchonmaterial auf wenigstens 90/S metallisches Eisen zu reduzieren,und daß die resultierenden Briketts abgekühlt werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die grünen Briketts wenigstens 60$ Gew.-^ Bindemittel plus Röstkohle enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung in einer Atmosphäre erfolgt, die 15 Ms 21$ Sauerstoff enthält. ,

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aushärtungsstufe das Innere der Briketts eine Temperatur von 290°0 (550⁰F) erreicht.

5. Kohlhaltiges Brikett, dadurch gekennzeichnet, daß es Teilchen von eisentragendem Material enthält, die zu wenigstens 90$ gleichmäßig verteiltes metallisches Eisen sind und in eine größere Menge, als es das Gewicht des Eisens angibt, eines kohlhaltigen Gefüges eingebettet sind, das in seinem Aussehen unter einem Lichtmikroskop einheitlich ist und einheitlich mit Sauerstoff reagiert. .

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