DE2555431A1

DE2555431A1 - Verfahren zur herstellung von hochofenkoks

Info

Publication number: DE2555431A1
Application number: DE19752555431
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Beckmann; Horst Dungs; Karl-Heinz Dipl Ing Flasche; Hugo Dr Schmauch; Klaus Dipl Ing Urbye; Heinrich Dr Weber
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1977-06-16
Also published as: BR7608160A; FR2334739B1; GB1545255A; BE849237A; JPS5271504A; DE2555431B2; FR2334739A1; IT1079148B; JPS5821948B2

Description

Dr.F/Ke 9. Dezember 1975

Patentanmeldung

der
Firma Carl Still, Recklinghausen

Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks aus Feinkohlen in Verkokungsbatterien mit Schüttbetrieb, insbesondere für Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, bei dem Feinkohlen zu Briketts gepresst und die Briketts in den Füllbehälter von Koksofenfüllwagen abgelegt und in die Ofenkammern abgelassen werden.

Durch die französische Patentschrift 1 195 232 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem feuchte Feinkohle mit einem Wassergehalt bis zu 11 Prozent zu Briketts gepresst wird, wobei die Briketts von einem fortlaufenden Kohleband umschlossen sind und die auf diese Weise vorverdichtete Kohle bei Vermeidung ihres Auseinanderbrechens, z.B. unter Anwendung von Becherwerken, in den Füllbehälter von Koksofenfüllwagen abgelegt und aus diesen in die Ofenkammern abgelassen wird. Beim Ablassen in die Ofenkammern zerfällt ein grosser Teil der Briketts und des Kohlebandes zu verdichteter Feinkohle, die den erhalten gebliebenen Teil der Briketts einbettet und die Zwischenräume zwischen ihnen ausfüllt. Im Ganzen gesehen, ergibt sich so eine regelmässige, stetige verdichtete Füllung der Ofenkammern mit einem normalen

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Schüttgewicht, und es wird ein fester, stückiger Hüttenkoks erhalten. Dieses Verfahren wird seit vieLen Jahren mit Kohlensorten, die ohne Vorverdichtung keinen brauchbaren Hüttenkoks ergeben, mit gutem Erfolg durchgeführt.

Nachteile des Betriebes einer Verkokunqsofenbatterie in der vorstehend geschilderten Weise sind seine Bindung an nur wenige Kohlensorten, die nach Verdichtung ein normales Schüttgewicht in der Ofenkammer ergeben'und damit die Vorbedingungen für ein gutes Verkokungsergebnis erfüllen, sowie ihr erforderlicher Wassergehalt. Wenn es möglich wäre, die Feinkohle durch vorgetrocknete Kohle zu ersetzen, so würde mehr Kohle in die Ofenkammern eingefüllt und die Garungszeit abgekürzt werden können, d.h. die Produktion der Batterie könnte bei sonst gleichbleibenden Betriebsbedingungen erhöht werden.

Gleichzeitig würde es auch möglich sein, eine grössere Anzahl von Kohlesorten dieser Behandlung zu unterwerfen und daraus brauchbaren Hüttenkoks herzustellen.

Bekannt sind z.B. Vortrocknungs- und Vorerhitzungsverfahren für vermahlene Feinkohlen, bei denen die Kohlen der Einwirkung von heissen Inertgasen ausgesetzt werden, z.B. in sogenannten Flugstromtrocknern, in denen die vermahlenen Kohlen in dem heissen Inertgasstrom von unten nach oben gefördert werden. Bekanntlich ergeben vorerhitzte Feinkohlen im Verkokungs- und Schüttbetrieb ein höheres Schüttgewicht als nicht vorerhitzte Feinkohlen. _Λ

Versuche in dieser Richtung zeigten indes, dass bei einfacher Vortrocknung und Vorerhitzen von Feinkohlen, sowie

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Ersatz des Wassergehaltes durch Öle keine Briketts von geeigneter Festigkeit erhalten werden, es sei denn, dass man erheblichen Pressdruck aufwendet. Der Energieverbrauch ist dann jedoch so gross, dass die Koksherstellung unwirtschaftlich wird. Ausserdem erhalten die Briketts eine zu grosse Festigkeit, die sie für dieses Verfahren ungeeignet machen, weil man dabei darauf angewiesen ist, dass immer ein Anteil davon nach Einfüllung in die Ofenkammern wieder in Feinkohle verfallen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für ein Verkokungsverfahren der eingangs definierten Art das Spektrum der verwendbaren Kohlensorten zu vergrössern und den Koksausstoss der nach diesem Verfahren betriebenen Verkokungsbatterien zu vergrössern, ohne gleichzeitig den spezifischen Energieverbrauch wesentlich zu erhöhen.

Erforderlich ist dazu, dass, wie vorstehend ausgeführt, die Briketts eine begrenzte Festigkeit besitzen und ein Teil von ihnen nach dem Einfüllen in die Ofenkammern in verdichtete Feinkohle zerfallen ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Feinkohle so weit zerkleinert wird, dass 85 bis 95 Prozent der Kohlekörner bis zu 3 mm-fein und der Rest nicht über Io mm grob ist, die Kohle bei Ho bis 25o° C getrocknet und vorerhitzt wird, mit Teer, Teerölen, Mineralölen oder Aufarbeitungsrückständen von Mineralölen in einer Menge von 3 bis 8 Gewichts-% vermischt und anschliessend vorverdichtet und vorverdichtete Feinkohle zu Briketts mit ε:

3 mit einer Dichte von l,o bis 1,2 g pro cm gepresst

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Für bestimmte Kohlensorten (z.B. Saarkohlen) sollte die Vorerhitzungs temper a tür 17o° C nicht überschreiten, da höhere Temperaturen der Koksqualität abträglich sind.

Für das Vorpressen in Preßschnecken haben sich spezifische Drucke von o,l bis l,o atu ]
fläche als ausreichend erwiesen.

sehe Drucke von o,l bis l,o atü pro cm Schneckengrund-

Die Pressung zu Briketts geschieht zweckmässig auf Walzenpressen mit einem Druck von 2 bis 5 t pro cm Arbeitsbreite.

Wenn diese erfindungsgemäss hergestellten Briketts unter den angegebenen Vorsichtsregeln transportiert und in die Ofenkammern eingefüllt werden, so ergibt sich eine gleichmässige, stetige, homogen!sehe Kohleschüttung in den Ofenkammern mit einem Schüttgewicht, das über dem für gute Kokskohlen liegt und das auch höher ist als das nach bekannten Vorerhitzungsverfahren, sowie nach dem bekannten Verfahren gemäss der F-PS 1 195 232 erzielt wird.

Bei abgekürzten Garungszeiten wird erfindungsgemäss auch aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften fester, stückiger, reaktiver und gut klassierba'rer Hüttenkoks erhalten«

Die Ausbildung eines Kohlebandes, in das die Briketts bei dem bekannten Verfahren eingebettet sind, ist er— findungsgemäss ohne Bedeutung, wodurch das Pressverfahren bedeutend vereinfacht wird. *

Als besonderer Vorteil wirkt es sich auch aus, dass die der zerkleinerten und getrockneten Feinkohle zugegebenen Teere oder Mineralöle staubbindend sind. Die bei be—

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kannten Verfahren zu beobachtende grosse Staubentwicklung beim Einfüllen der Kohle in die Ofenkammern, sowie zu Beginn der Verkokung in den Ofenkammern wird erfindungsgemäss vermindert. ·..'.'

Eine besondere Ausführung des er findung sgemüssen Verfahrens besteht darin, dass man die Trocknung, Vorerhitzung und weitere Zerkleinerung der Feinkohle in einem einzigen Verfahrensgang in einem Inertgasstrom durchführt. Ein bevorzugtes Temperaturgebiet des Inertgasstromes für diese Behandlung liegt zwischen 4oo bis 7oo° C. Dadurch wird es nur notwendig, einen kleinen Anteil der eingesetzten Feinkohle in einem Mahlwerk mechanisch zu zerkleinern, und das Mahlwerk wird entsprechend kleiner dimensioniert und für seinen Antrieb wird nur ein Bruchteil der Energie aufgewendet, die für die Vermahlung der gesamten Feinkohle notwendig wäre. Beim Trocknen und Vorerhitzen der Feinkohle mit den heissen Inertgasen zerplatzen, wahrscheinlich unter der Wärmeeinwirkung, namentlich gröbere Kohlekörner in kleinere und besonders solche Kohlekörner, die Wassereinschlüsse haben und in deren Innern Dampf- und Druckentwicklung stattfindet. Aber auch mechanische Faktoren scheinen dabei eine Rolle zu spielen.

Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Behandlung nur etwa 25 Prozent des Kohleeinsatzes gemahlen werden müssen.

Für die erfindungsgemässeVortrocknung und Vorerhitzung haben sich Flugstromtrockner als besonders geeignet

erwiesen, von denen je nach gewünschter Vorerhitzungstemperatur auch zwei Einheiten hintereinander geschaltet werden können. ■ - ■* ■

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Sie werden vorzugsweise z.B. mit Stickstoff, Kohlendioxid und ihren Gemischen mit und ohne Wasserdampf als Inertgase betrieben.

Den Plugstromtrocknern wird dann zweckmässig eine Siebanlage nachgeschaltet mit einer Mahlanlage für das Grobkorn, deren Abgang mit dem unteren Teil des Plugstromtrockners selbst oder einer Zuführung verbunden ist.

Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist mit einer grossen Anzahl von Kohlensorten möglich, die ohne Vorverdichtung nur mindere Koksqualitäten ergeben, und es ist erfindungsgemäss auch gelungen, den Koksausstoss der Batterien wesentlich zu erhöhen, ohne gleichzeitige wesentliche Erhöhung des spezifischen Energieverbrauches.

Verqleichsbeispiel:

In einer Verkokungsofenbatterie mit Ofenkammern von 6 m Höhe und einem nutzbaren Kammerinhalt von 24,4 m soll eine Kohlemischung, die 6o % Saarkohle mit minderen Verkokungseigenschaften" enthält, verkokt werden. Die Körnungsanalyse ergab:

Io bis 3 mm - 2 %

3 bis o,l mm - 89 %

^¹G₁I mm - ?9 %

Wassergehalt - 7,5 % Das SchUttgewicht dieser Kohle beträgt nur

65o kg/m . Für die Herstellung von Koks für den

Eisenhüttenbetrieb muss sie daher verdichtet

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werden. Sie wird auf einer Walzenpresse mit einem Pressdruck von 3 t/cm Arbeitsbreite zu Briketts von 5o g Gewicht verpresst. Die Briketts werden von einem Becherwerk aufgenommen und in den Füllbehältern eines Füllwagens für die Ofenkammern abgelegt. Der Füllwagen wird über die füllende Ofenkammer verfahren und die Briketts ohne besondere Vorsichtsmassregeln durch die Füllschächte in die Ofenkammern abgelassen« Dabei ergibt sich eine reichliche Staubentwicklung. Es entsteht eine regelmässige, stetige Ofenfüllung von 18,87 t Kohle (wasserfrei gerechnet) mit einem Schüttgewicht von 836 kg/m , bezogen auf wasserhaltige und einem solchen von 773 kg/m , bezogen auf trockne Kohle. Nach 18-stündiger Garungszeit wird fester stückiger, für den Eisenhüttenbetrieb geeigneter Koks erhalten.

Die gleiche Kohlemischung wurde gemäss der Erfindung in vorgetrocknetem Zustand eingesetzt. Dazu wurde die Kohlemischung eine vorherige Vermahlung in einem Flugstromtrockner von ca. 36 m Länge und ca. o,3 m Durchmesser mit einem Inertgasstrom von 6oo° C getrocknet und vorerhitzt. Danach beträgt die Temperatur der Kohle 15o° C und ihr Wassergehalt Körnung liegt zu 75 % unter 3 mm.

Kohle 15o° C und ihr Wassergehalt noch o,33 %, die

Die 25 % gröberen Kornanteile werden abgesiebt, bzw. abgetrennt, in einer kleinen Mühle bis auf unter 3 mm Korngrösse zerkleinert und die zerkleinerte Kohle im Unterteil des Flugstromtrockners wieder mit dem Feinanteil vereinigt.

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Die getrocknete, zerkleinerte Kohle wird mit 14o C in einen geschlossenen Mischer überführt und mit 5 Gew.-% Wasserarmem Rohteer vermischt, die warxme Mischung in Vorpress-

schnecken mit einem Druck von α,3 atü pro cm Schneckengrundfläche vorgepresst und anschliessend auf Walzenpressen gegeben, in denen sie mit einer Presskraft von 3,5 t pro cm Arbeitsbreite bei 12o° C zu Briketts von 5o g Gewicht mit

3 einer Dichte von l,o bis 1,2 g/cm verpasst wird. Mit den Briketts wird weiter verfahren, wie vorstehend ausgeführt,und man erhält Of enkammerfüllungen von 21,5o t mit einem vernachlässigbaren Wassergehalt. Das Schüttgewicht beträgt 88o kg/m . Nach 14-stündiger Verkokungszeit wurde daraus bei sonst gleichen Betriebsbedingungen fester, stückiger, gut klassierbarer Eisenhüttenkoks erhalten. Pro Kammerfüllung wurde eine Durchsatzsteigerung von 2,63 t wasserfreier Kohle und eine Verkürzung der Garungszeit um 4 Stunden erreicht.

Die Erfindung wird beispielsweise durch die Figur erläutert.

Die zu verkokende Feinkohle wird durch die Fördervorrichtung 1 entweder direkt oder wahlweise auf dem Umweg über den Abzweig 2, die Mahlanlage 3 und Fördereinrichtung in den Flugstromtrockner 5 gefördert und in ihm durch einen heissen Inertgasstrom aus dem Heissgaserzeuger 1$ und Leitung 16 getrocknet und auf 17o° C erhitzt. In dem Sichter 6 wird der geringe Anteil Grobkorn abgetrennt und durch die Falleitung 7 der kleinen Hammermühle 8 zugeführt.

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Das zerkleinerte Gut wird durch Leitung 9 wieder in den Flugstromtrockner 5 zurückgegeben. Die Feinkohle mit einer Korngrösse unter 3 mm wird durch Leitung Io in den Staubabscheider 11 gefördert und das von Staub befreite Inertgas durch Leitung 12 abgezogen und zum grossen Teil durch Leitung 14 in den Heissgaserzeuger 15 zurückgeführt, in dem es mit durch Verbrennung von Kohle, Öl oder Gas frisch erzeugten Inertgas vermischt und durch Leitung 16 in den Apparat 5 zurückgeführt wird. Der Wassergehalt der Kohle wird mit überschüssigem Gas durch Leitung 13 aus dem Verfahren ausgeschleust. Die Kohle wird durch die Verbindungsieitung 17 in den Mischer 18 gefördert und hier mit wasserarmem Rohteer aus Leitung vermischt. Die Mischung hat bei ihrem Austritt aus dem Mischer 18 in die Fördereinrichtung 2o etwa 16o° C, und sie tritt mit dieser Temperatur in die Vorlage 21 für die Vorpress-Schnecken 22 ein. Die in den Vorpressschnecken 22 vorverdichtete Kohle wird auf die Walzenpressen 24 gegeben und zu Briketts verpresst. Das Förderband 25 übergibt sie über ein nichtgezeichnetes Becherwerk in den Zwischenbunker 26 mit den Auslassen 27, durch die die Briketts ebenfalls über ein Becherwerk in den Füllbehältern der Füllwagen für die Ofenkammern abgelegt werden. 23 ist ein Abzweig von der Fördereinrichtung 2o, der unmittelbar und unter Umgehung der Walzenpressen auf das Förderband 25 führt. Hierdurch kann bei Bedarf vorverdichtete, aber nicht brikettierte Kohle auf das Förderband 25 gegeben werden, die dann mit den Briketts' zusammen in den Zwischenbunker 26 gegeben und in die Ofenkammer eingefüllt wird· · ■■*

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks in Verkokungsbatterien mit Schüttbetrieb, insbesondere aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, die ohne Vorbehandlung minderwertigen Koks ergeben, wobei Feinkohlen zu Briketts verpresst und die Briketts in den Füllbehältern von Koksofenfüllwagen abgelegt und in die Ofenkammern abgelassen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinkohle so weit zerkleinert wird, dass 85 bis 95 % der Kohlekörner bis zu 3 mm fein und der Rest nicht über Io mm grob ist, die Kohle bei llo bis 25o° C getrocknet und vorerhitzt wird, mit wasserarmem Rohteer, Teerölen, Mineralölen oder Aufbereitungsrückständen von Mineralölen in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-% vermischt und anschliessend vorverdichtet und die vorverdichtete

Feinkohle zu Briketts von einer Dichte von l,o bis

3
1,2 g pro cm gepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Kohle bei der Trocknung und Vorerhitzung zwischen llo und 17o C liegt.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverdichtung der Kohle in.Press— schnecken mit einem spezifischen Pressdruck von o,l

bis l,o atu pro cm Schneckengrundfläche erfolgt.

4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorverdichtete Kohle auf

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ORIGINAL INSPECTED

Walzenpressen mit einer Presskraft von 1 bis 5 t pro cm Arbeitsbreite der Presse vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung und Vorerhitzung der Feinkohle in einem Inertgasstrom von 4oo bis 7oo° C, insbesondere 55o bis 65o° C, vorgenommen wird, danach die Kohle abgesiebt und der verbliebene Anteil mit einer Korngrösse von über 3 mm in einer Mühle zerkleinert und die zerkleinerte Kohle in die Trocknung zurückgegeben wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, bestehend aus einem Mahlwerk, Trocknern für die Feinkohle, einer Mischvorrichtung für die Zumischung von Teer- oder Mineralölen, einer Vorpressvorrichtung und Brikettpressen, gekennzeichnet durch als Flugstromtrockner (5) ausgebildete Trockner mit nachgeschalteten Sichteranlagen (6) und einer Mahlanlage (8) für das Grobkorn, deren Abgang (7) mit einem Flugstromtrockner (5) verbunden ist.

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