DE2613495C2

DE2613495C2 - Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks

Info

Publication number: DE2613495C2
Application number: DE19762613495
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6606 Ottenhausen Groß; Heinrich Dipl.-Ing. 6603 Sulzbach Petak
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1982-06-24
Also published as: DE2613495A1; FR2346431A1; PL106946B1; FR2346431B1; DD132975A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischen Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit gemäß den Oberbegriffen der nebeneinander gestellten Ansprüche 1 und 2.

Für den Betrieb elektrometallurgischer öfen, die z. B. für die Herstellung von C'alziumkarbid. für die Phosphorproduktion oder für die F.rzeugung von Ferrolegierungen verwendet werden, wird als Reduktionsmittel ein Koks benötigt, der kleinstückig ist und der zudem einen großen spezifischen elektrischen Widerstand sowie große Reaktionsfähigkeit besitzt. Dabei wirkt bereits die Kleinstückigkeil des Kokses im Sinne einer großen Reaktivität da kleinere Korngrößen des Kokses größere Kontaktflächen zur Folge haben.

An den als Elektroofen-Reduktionsmittel eingesetz* ten Koks werden je nach dem Verwendungszweck auch besondere Bedingungen in bezug auf den Asche-, Schwefel- und Eisengehalt gestellt, möglicherweise ebenfalls hinsichtlich des Aluminium- und Phosphorgehaltes.

Es wurde gefunden, daß der elektrische Widerstand und die Reaktionsfähigkeit des Kokses sowohl von den Einsatzstorfen für den Verkokungsprozeß als auch von den Verkokungsbedingungen abhängig sind, daß der Gehalt des Kokses an Asche, Schwefel und Eisen sowie

ίο an Aluminium und Phosphor hingegen fast ausschließlich durch die verwendeten Einsatzstoffe bestimmt wird. Dabei hat sich außerdem gezeigt, daß diejenigen Einsatzstoffe, welche die Anforderungen an die Zusammensetzung des Kokses befriedigen könnten, häufig durch ein unzureichendes Koksbildungsvermögen ausgezeichnet sind.

Es ist bekannt (DE-OS 21 54 474), daß die hinsichtlich ihres Asche-, Schwefel-, Eisen-, Aluminium- und Phosphorgehaltes für die Erzeugung von Elektroofen-Koks geeigneten Einsalzstoffe sich dann unter günstigeren Bedingungen^verkoken lassen, wenn ihnen aromatische bituminöse Substanzen zugesetzt werden. Der auf diese Weise hergestellte Koks erfüllt andererseits aber .nicht die an die Reaktionsfähigkeit und Stückigkeit eines Elektroofen-Reduktionsmittels gestellten Anforderungen.

Ferner ist es aus der DE-OS 15 71672 bekannt, Einsatzkohle bzw. eine Kohlemischung mit feingemahlenem Hartpech. Brikettpech aus Steinkohlenteer oder mit feingemahlenem, hochschmelzendem Bitumen aus der Erdölindustrie oder aus der Kohlenextraktion zu vermengen Der Anteil dieser Bindemittel an der Mischung oeträgt mindestens 10 bis 20%. Obwohl derartige Bindemittel vergleichsweise teuer und im praktischen Betrieb auch schwierig zu handhaben sind, war die Fachwelt bislang fest in der Vorstellung verhaftet, daß auf den Zusatz von Bindemitteln grundsätzlich nicht verzichtet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischen Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 bereitzustellen, welches im Vergleich zum Stand der Technik ohne teure und schwierig zu handhabende Binderzusätze auskommt.

Diese Aufgabe wird zum einen durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I und /um an·leren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

|ede Einsatzkohle bildet ein geschlossenes System. Der Wegfall oder der Ersatz einer Einzelkomponente — selbst wenn ihr Anteil an der Mischung relativ klein ist - führt folglich in aller Regel zu vollkommen anderen Eigenschaften des erzeugten Kokses. Eine Komponente kann mithin nicht ohne weiteres hinzugefügt oder weggenommen werden. In jedem Einzelfall wäre es nämlich erforderlich, sich durch eine Reihe verschiedener Überlegungen Klarheit darüber zu verschaffen, welche Konsequenzen mit der Hinzufügung bzw. der Wegnahme einer Komponente des Gesamtsystems gegebenenfalls verbunden sind und wie die Eigenschaften des Gesamtsystems unter Umständen verändert werden.

Es bildet nun ein Verdienst der Erfindung, erkannt zu haben, welchen überaus starken Einfluß die Stampftech' nik auf die jeweilige Einsatzmischung bzw. die Eigenschaften des erzeugten Kokses hat. Es war nämlich mit normalen fachmännischen Überlegungen

nicht vorauszusehen, daß unter Anwendung der Stampftechnik die Eigenschaft »schwachbackend« einer Einsatzkohle ohne jeden Binderzusatz kompensiert werden kann. Diese erfindungsgemäße Erkenntnis führt aber nunmehr zu der überaus vorteilhaften Eigenschaft, daß jetzt sowohl schwachbackende Steinkohle als auch nichtbackende Kohlenstofflräger in Mischungen mit einem Anteil backender Kohle ohne jeden Binderzusatz verkokt werden können, wobei ein hochwertiger Koks hoher Reaktionsfähigkeit erzeugt wird. Die Verfahrensschritte nach der Erfindung sind folglich nicht nur einfacher, sondern auch mit einem wesentlich geringeren Kostenaufwand durchzuführen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Grundgedanken bilden Bestandteil der Merkmale der Ansprüche 3 bis 6.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen erläutert

Beispiel 1

Hochflüchtige Steinkohlen mit 39% (waf) flüchtigen Bestandteilen, einem Blähgrad von 5 und einer Dilatation von etwa 0% wurden zu 95% unter 3 mm zerkleinert, auf 10% Wassergehalt angefeuchtet und auf 1,05 t/m³ verdichtet Der so erzeugte Kohlekuchen wurde in einen Horizontalkammerofen eingeschoben und bei einer Heizzugtemperatur von 1350⁰C verkokt. Der Kammerinhalt wurde nach einer Garungsdauer von 20 h auf übliche Weise ausgestoßen und gelöscht. Der Koks fiel dabei kleinstückig an. Er zeigte eine Koksfestigkeit M 40 von 30% und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 600 Ω · mm² · m-'. Die Reaktionsfähigkeil betrug 0,45 cmVg · s, womit sie mehr als doppelt so hocn wie die Reaktionsfähigkeit des normalen Hochofenkokues war.

Beispiel 2

Als Einsatzstoffe wurde eine Mischung aus 85% gutbackender Kohle mit 35% (waf) flüchtigen Bestandteilen, einem Blähgrad von 8 und einer Dilatation von 100% sowie 15% Torf-Sodenabrieb mit 67% (waf) flüchtigen Bestandteilen verwendet Die Mischung wurde zu 95% unter 3 mm aufgemahlen, bei einem Wassergehalt von 11% auf 0,95 t/m³ verdichtet in einen Horizontalkammerofen eingebracht und bei einer Heizzugtemperatur von 1300⁰C verkokt Der erzeugte Koks fiel wiederum kleinstückig an, wobei sein

spezifischer elektrischer Widerstand

600n-mm²-m-' und seine Reaktionsfähigkeit 0,9 cm³/g · s betrugen.

Beispiel 3

Es wurde eine Mischung aus 80% gutbackender Kohle mit 35% (waf) flüchtigen Bestandteilen sowie 20% zerkleinerten Braunkohlebriketts hergestellt Die Mischung hatte 39% (waf) flüchtige Bestandteile und bei einer Dilatation von —20% nur ein geringes Koksbildungsvermögen. Die Mischung wurde zu 95% unter 3 mm aufgemahlen, auf einen Wassergehalt von 10% gebracht und nach einer Verdichtung auf 1,05 t/m³ bei einer Heizzugtemperatur von 1350⁰C verkokt Der Koks fiel auch hier kleinstückig an. Er hatte trotz Anwendung der hohen Verkokungstemperatur bei normalem Ausgarungszustand einen spezifischen elektrischen Widerstand von 630 Ω · mm² · m~' und eine Reaktionsfähigkeit von mehr als 1,5 cmVg · s.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischen Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen Öfen, wobei die Einsatzkohle zu etwa 95% auf eine Korngröße von unter 3 mm aufgemahlen, in einer Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens 03 t/m³ (Wassergehalt 7 bis 12%) verdichtet und in einem für die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Einsatzkohle hochflüchtige, schwachbackende Steinkohlen mit mehr als 35% flüchtigen Bestandteilen und einem Blähgrad von unter 5 eingesetzt werden.

2. Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischen Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen öfen, wobei die Einsatzkohle zu etwa 95% auf eine Korngröße von unter 3 mm sufgernahlen, in eir.er Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens oj) t/m^J (Wassergehalt 7 bis 12%) verdichtet und in einem für die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Emsatzkohle eine Mischung aus einerseits backenden Steinkohlen mit mehr als 28% flüchtigen Bestandteilen und einem Blähgrad von über 5 und andererseits hochflüchtigen, nichtbackenden Kohlenstoffträgern, wie Torf, Braunkohle, zerkleinerte Braunkohlebriketts oder Flammkohle, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der backenden Steinkohlen an flüchtigen Bestandteilen größer als 32% ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von 5 bis 50% der Mischung verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von 10 bis 20% verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung bei Heizzugtemperaturen von mindestens 1350°C durchgeführt wird.