DE2637097B2

DE2637097B2 - Verfahren zur herstellung von geformtem koks fuer metallurgische zwecke

Info

Publication number: DE2637097B2
Application number: DE19762637097
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi; Okuhara Toshiaki; Nishi Tetu; Nakama Hiroyuki; Saito Chikara; Yuta Kouichi; Kitakyushu Fukuoka Nishihara (Japan)
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1975-08-18
Filing date: 1976-08-18
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2637097A1; GB1553870A; AU502685B2; JPS6038437B2; AU1678976A; US4102750A; BR7605403A; CA1064851A; JPS5223107A; FR2321534B1; IT1064990B; FR2321534A1; DE2637097C3

Description

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Es sind bereits Verfahren zur Wärmebehandlung von brennbaren Stoffen bekannt, bei denen ein senkrecht stehender Ofen mit Gaseinlaßöffnungen in verschiedener Höhe benutzt wird.

Beispielsweise ist in der US-PS 18 22 383 ein Schwelverfahren zur Herstellung von Brennstoff aus flüchtige Anteile enthaltenden Stoffen, wie bituminöse Kohle, Holz usw. beschrieben, bei dem zunächst ein großer Teil der flüchtigen Bestandteile bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Materials abdestilliert wird ohne sie zu zersetzen, danach der feste Rückstand über die Zersetzungstemperatur der noch verbliebenen flüchtigen Bestandteile erhitzt wird, die entfernten flüchtigen Bestandteile fraktioniert kondensiert werden und der Dampf des hochsiedenden Teils der flüchtigen Bestandteile oder ein entsprechender Dampf von außerhalb des Systems auf den heißen festen Rückstand geleitet wird, wobei dieser Dampf der hochsiedenden Teile thermisch zersetzt wird und sich der bei der Zersetzung entstehende Kohlenstoff auf den festen Rückstand abscheidet. Zur Durchführung dieses Verfahrens dient ein Ofen, der an drei Stellen in verschiedener Höhe Gaseinlaßöffnungen aufweist. Die Behandlung der Beschickung erfolgt bei dem in der US-PS 18 22 383 beschriebenen Schwelverfahren bei Temperaturen unter 700°C. Somit eignet sich dieses Verfahren nicht zur Herstellung von Formkoks aus geformter Sinterkohle, da hierfür unter anderem bedeutend höhere Temperaturen erforderlich sind.

Aus der DT-AS 10 67 785 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von brennbare Substanzen enthaltendem körnigen Gut mit Spülgas in einem senkrecht stehenden Schacht bekannt, dessen oberer und unterer Teil verschiedene Durchmesser besitzen. Die Vorrichtung enthält ein zentral in den oberen Teil des Schachtes hineinragendes Rohr und einen zwischen dem unteren zylindrischen Mantel größeren Durchmessers und dem in diesen hineinragenden oberen zylindrischen Mantel kleineren Durchmessers gebildeten Ringraum. Sowohl es durch das Rohr als auch durch den Ringraum kann das Spülgas zugeführt bzw. abgeleitet werden. Auch diese Vorrichtung eignet sich nicht zur Herstellung von

Formkoks aus geformter Sinterkohle.

Bei der Herstellung von geformtem Koks wird das Verformen von Kohlepulver unter Zusatz eines Bindemittels bereits in technischem Maßstab durchgeführt, während bisher noch kein Verfahren zum Verkoken der Sinterkohle in einem solchen Maßstab erfolgreich angewendet wird, der den Anforderungen an Menge und Qualität des für den Einsatz im Hochofen bestimmten Kokses genügt. Diese Tatsache deutet an, daß es schwierig ist, in technischem Maßstab geformten Koks hoher Qualität herzustellen, ohne daß die Sinterkohle zerbricht, zusammenbackt oder Sprünge bekommt, was von den Heiz- oder Beschickungsbedingungen beim Verkokungsprozeß verursacht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von geformtem Koks für metallurgische Zwecke aus Sinterkohle zu schaffen, bei dem die Sinterkohls während des im technischen Maßstab kontinuierlich durchgeführten Verkokens ihre Form behält und bei dem gleichzeitig die Backfähigkeit der eingesetzten Kohle zur Erhöhung der Festigkeit des geformten Kokses führt. Die Herstellung des geformten Kokses soll kostensparend und in technischem Maßstab erfolgen und unter weitestgehender Verwendung von Kohle mit mäßiger Backfähigkeit soll Koks erhalten werden, der sich zur Verwendung in großen Hochöfen eignet

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die E/findung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von geformtem Koks für metallurgische Zwecke aus Kohlepulver durch Verkoken von aus dem Kohlepulver und einem Bindemittel, wie Teer, Pech oder Asphalt, hergestellter Sinterkohle in einem aufrecht stehenden Verkokungsofen durch kontinuierliches Heizen mit einem auf hohe Temperaturen erhitzten Gas als Heizmittel, das durch im mittleren und unteren Teil des Verkokungsofens angebrachte Einlaßöffnungen zugeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß durch die Einlaßöffnung im mittleren Teil des Verkokungsofens Heizgas mit einer Temperatur von 600 bis 800° C und mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt wird, daß seine Temperatur im oberen Teil des Verkokungsofens 300 bis 500° C beträgt, und daß höchstens 50% der insgesamt zugeführten Wärmemenge durch die untere Einlaßöffnung dem unteren Teil des Verkokungsofens zugeführt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Aufgabe, Formkoks mit der für die Verwendung im Hochofen nötigen Qualität in technischem Maßstab und wirtschaftlich aus geformter Sinterkohle herzustellen, erstmals gelöst. Die zu diesem Zweck gegebene neue technische Lehre ist das Ergebnis umfangreicher Untersuchungen über das Verhalten von geformter Sinterkohle während des Verkokungsvorganges. Zur Durchführung dieser neuen technischen Lehre sind die beispielsweise aus der US-PS 18 22 383 und der DT-AS 10 67 785 bekannten öfen mit Gaseinlaßöffnungen in verschiedener Höhe nicht geeignet.

Zur Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden umfangreiche Untersuchungen über den Einfluß des Heizens und der Art der Beschickung auf das Verhalten der Sinterkohle während der Verkokung und über die Festigkeit und sonstigen Eigenschaften des geformten Kokses durchgeführt. Die Untersuchungen erfolgten in einem sogenannten Verkokungsofen-Simulator, in dem die Heiz- und Beschickungsbedingungen beliebig eingestellt werden können. Ein Ergebnis der

Untersuchungen besagt, daß der in F i g. 1 gezeigte, im Inneren der Sinterkohle gemessene Bereich der Heizgeschwindigkeit günstig ist. Diese Meßdaten bieten wertvolle Informationen zur Bestimmung der günstigsten Heizbedingungen, unter denen Koks von höchster Qualität bei niedrigsten Produktionskosten erhalten werden kann. Dabei ermöglicht das Untersuchungsverfahren die Berücksichtigung aller im Verkokungsofen im technischen Maßstab möglicherweise auftretenden Erscheinungen.

Es wurde die Ober- und Untergrenze der Heizgeschwindigkeit bestimmt, bei der die Temperatur im Inneren iitr Sinterkohle zwischen 200 und 400⁰C gehalten wird. Damit werden die besten Bedingungen zur Erhöhung der Festigkeit des geformten Kokses erreicht, da die Geschwindigkeit, mit der die Kohleteilchen, beginnend an der Oberfläche und fortschreitend zum Inneren der Sinterkohle, erweichen und zusammenschmelzen, mindestens auf einem bestimmten Wert gehalten wird. Gleichzeitig werden damit ungünstige Erscheinungen, wie das Zerbrechen, Zusammenbacken oder Springen an der Oberfläche der Sinterkohle während des Verkokens vermieden.

Es ist bereits qualitativ bekannt, daß beim Erhitzen der Sinterkohle auf Temperaturen über 400° C infolge der Wiederverfestigung und Schrumpfung der Agglomerate Sprünge an ihrer Oberfläche auftreten können. In den Untersuchungen zur Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens konnte diese Erscheinung quantitativ erfaßt werden. Vom Standpunkt des Wirkungsgrades der Anlagen ist es wünschenswert, die Verkokung bei Temperaturen durchzuführen, die nahe an der vorgenannten oberen Grenze liegen. Im erfindungjgemäßen Verfahren erfolgt die Verkokung auf der Basis der in F i g. 1 gezeigten Ergebnisse der Untersuchung der Heizgeschwindigkeiten, mit denen die Temperatur im Inneren der Sinterkohle von 200 auf 1000°C erhöht wird. Die nach F i g. 1 günstige Heizgeschwindigkeit hängt natürlich von den Herstellungsverfahren, der Größe und Zusammensetzung der Kokskohle und der im Verkokungsofen herrschenden Anfangstemperatur ab. Der Verlauf der Kurven als Ganzes und das Grundprinzip bleiben jedoch unverändert.

Auch wenn das in F i g. 1 gezeigte neue Heizschema bekannt ist, bleiben bei der Anwendung der Kenntnis noch große Schwierigkeiten, um mit den bekannten Verfahren zur Verkokung von Kohle eine kontinuierliche Verkokung in technischem Maßstab zu erreichen. Beispielsweise ist nämlich die Verwendung eines aufrecht stehenden Ofens, z. B. eines Lurgi-Verkokungsofens und eines Gases als Heizmittel bei der kontinuierlichen Verkokung von Kohle oder Sinterkohle bekannt Die bekannten Verkokungsöfen eignen sich jedoch nicht zur Verwirklichung der in F i g. 1 gezeigten komplizierten Bedingungen für die Heizgeschwindigkeit. Wenn für die Heizgeschwindigkeit schwierigere Bedingungen einzuhalten sind, wird die Verkokung deshalb im allgemeinen nacheinander in mehreren Verkokungsöfen durchgeführt, um die Bedingungen einhalten zu können. Bei einem solchen Verfahren treten jedoch gewöhnlich technische Schwierigkeiten bei der Handhabung der heißen Kohle und beim Abdichten der heißen Gase auf. Aus diesen Gründen wurden bereits einige andere Verfahren zum Einstellen der Heizgeschwindigkeit vorgeschlagen. Beispielsweise <ή werden die Bereiche der Schwelzone, in denen eine relativ niedrige Heizgeschwindigkeit erforderlich ist, mit einem kalten Gasstrom gekühlt und ein Teil des Heizgases wird aus dem Ofen abgeblasen. Das erforder jedoch kompliziertere Anlagen und verhindert dami Anlagen größeren Maßstabs.

Zur Lösung dieser Probleme wurden bei de; Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens dii Änderung der thermischen Eigenschaften der Sinter kohle, wie spezifische Wärme and Wärmeleitfähigkei während des Verkokungsvorgangs, und die bein Erhitzen der Sinterkohle mit einem Gas als Heizmitte auftretenden Erscheinungen unter theoretischen um praktischen Gesichtspunkten untersucht. Mit den erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb in Überein Stimmung mit dem bei den Untersuchungen erhaltene! Heizschema eine neue Lehre für die Bedienung de: Verkokungsofens zur Verfugung gestellt. Die Besonder heit der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß dii Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit dei durch Einlaßöffnungen im mittleren und unteren Tei des Verkokungsraums eines aufrecht stehenden Verko kungsofens zugeführten Heizgases derart gesteuer werden, daß die nach F i g. 1 erforderlichen Versuchsbe dingungen eingehalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand dei Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine graphische Darstellung des in erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigen Berei ches der Heizgeschwindigkeit bei der Verkokung.

F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatui und der Verkokungsdauer. Die F i g. 3a, 3b und 3c zeiget den Einfluß von Temperatur und Strömungsgeschwin digkeit des durch die Einlaßöffnungen zugeführtei Heizgases auf die Temperaturverteilung im Verko kungsofen und auf die Heizgeschwindigkeit im Innerei der Sinterkohle.

F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung de: erfindungsgemäßen Verfahrens.

F i g. 2 zeigt die Temperaturverteilung des Heizgase: und der Sinterkohle, bezogen auf die besondere: Bedingungen, die in einem Verkokungsofen auftreten der Einlaßöffnungen für das Heizgas in verschiedene! Höhe besitzt. Nach F.ig. 2 wird der Verkokungsofer erfindungsgemäß vorzugsweise unter folgenden Bedin gungen betrieben:

Volumen der Sinterkohle-Briketts: 80 cm³, Zuführung des Heizgases an der unteren Einlaßöffnung mit einei Temperatur von 1050° C und einer Strömungsgeschwin digkeit von 800 NmVt trockener Kohle und an der in Mittelteil befindlichen Einlaßöffnung mit einer Tempe ratur von 700° C und einer Strömungsgeschwindigkei von 2400 NnWt trockener Kohle. In Fig.2 ist eir spezielles Beispiel der Temperaturverteilung darge stellt, bei dem die Temperaturkurve im Bereich der in Mitteilteil befindlichen Einlaßöffnung des Verkokungs ofens einen Wendepunkt aufweist, der vermutlich au die Existenz dieser Einlaßöffnung zurückzuführen ist Die Oberflächentemperatur der Sinterkohle steigt naci dem Einfüllen im oberen Teil des Ofens rasch bis in di« Nähe der Temperatur des Gases im oberen Teil de! Ofens an. Mit dem Absinken der Sinterkohle in Verkokungsofen nähert sie sich der Temperatur dei Heizgases. In unmittelbarer Nähe der im Mitteltei befindlichen Einlaßöffnung ist ihre Temperatur nahezi so hoch wie die des durch die Einlaßöffnung zugeführtei Heizgases. Andererseits steigt aber infolge der sehi niedrigen Wärmeleitfähigkeit von 0,2 kcal/mh°C dii Temperatur im Inneren der Sinterkohle bis zu Wiederverfestigung der Agglomerate nur mit betracht !icher Verzögerung gegenüber der Oberflächcntempe

ratur an. Der Wiederverfestigungsbereich ist bei etwa 500⁰C durchschritten und danach nähert sich die Temperatur im Inneren der der Oberfläche an. Im Bereich der im Mittelteil befindlichen Einlaßöffnung des Ofens sind sie nahezu gleich. Unterhalb der im Mittelteil befindlichen Einlaßöffnungen nimmt die Steigung der Kurve wieder zu, d. h., die Temperatur des Heizgases ändert sich schneller. Die Temperatur der Sinterkohle, deren thermische Leitfähigkeit auf über 0,8 kca!/mh°C angestiegen ist, erhöht sich jetzt gleichzeitig mit der des Heizgases bis zur Erreichung der endgültigen Verkokungstemperatur.

Das Verkokungsverfahren unter Verwendung von Heizgas aus in verschiedener Höhe angebrachten Einlaßöffnungen ist dadurch gekennzeichnet, daß im Verkokungsofen leicht eine Temperaturverteilung des Heizgases erreicht wird, die dem in F i g. 1 gezeigten günstigen Verlauf der Heizgeschwindigkeitskurve entspricht. Die Wirkung der erfindungsgemäß einstellbaren Größen, nämlich der Temperatur und der Menge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des durch die Einlaßöffnungen zugeführten Heizgases, auf die Temperaturverteilung des Heizgases im Verkokungsofen und auf die Heizgeschwindigkeitskurve im Inneren der Sinterkohle wird anhand von F i g. 3 weiter erläutert.

F i g. 3a zeigt die Wirkung einer Änderung der Menge des Heizgases, das durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung zugeführt wird. Die Änderung der Temperatur des Heizgases im oberen Teil des Verkokungsofens beeinflußt hauptsächlich die Heizgeschwindigkeit im Inneren der Sinterkohle von 200 bis 400°C. Fig.3b zeigt die Wirkung der Änderung der Temperatur des im Mittelteil zugeführten Heizgases, wenn die durch die Heizgase an jeder Einlaßöffnung zugeführte Wärmemenge konstant gehalten wird. In diesem Fall verursacht die Änderung der Temperatur, die dem Wendepunkt der Temperaturkurve des Heizgases in der Nähe der im Mittelteil befindlichen Einlaßöffnung entspricht, eine Verschiebung des Minimums der Heizgeschwindigkeitskurve für das Innere der Sinterkohle, wodurch die Heizgeschwindigkeit zwischen 500 und 1000° C beeinflußt wird. F i g. 3c zeigt die Wirkung der Änderung des Verhältnisses der durch da; Heizgas dem mittleren und dem unteren Teil des Ofens zugeführten Wärmemenge, wobei die gesamte Wärmemenge der zugeführten Heizgase und ihre Temperaturen konstant gehalten werden. Der ursprüngliche günstige Verlauf der Heizgeschwindigkeitskurve bleibt nicht erhalten, wenn das Verhältnis der durch die Heizgase zugeführten Wärmemenge einen bestimmten Wert überschreitet.

Wie vorstehend erläutert, wird mit dem Verkokungsverfahren der Erfindung unter Verwendung von in verschiedener Höhe am Ofen angebrachten Einlaßöffnungen für das Heizgas der in F i g. 1 gezeigte vorteilhafte Verlauf der Heizgeschwindigkeitskurve erreicht. Besonders wichtig ist jedoch die richtige Wahl der Temperatur und der an jeder Einlaßöffnung zugeführten Menge des Heizgases. Der für die praktische Durchführung des Verfahrens geeignete Bereich dieser Größen wurde auf der Grundlage von theoretischen Untersuchungen der Wärmeleitfähigkeit und mit Hilfe von Versuchen bestimmt.

Die Menge des durch die im Mittelteil des Ofens befindliche Einlaßöffnung zugeführten Heizgases soll so eingestellt werden, daß die Temperatur des Heizgases im oberen Teil des Verkokungsofens 300 bis 500°C beträgt, vgl. Fig.3a. Die untere Grenze dieses Temperaturbereichs entspricht in etwa der Temperatur, bei der das Erweichen der Kohle beginnt und die Obergrenze der Temperatur, bei der die Wiederverfestigung vollständig ist. Die unteren Grenzwerte der günstigen Heizgeschwindigkeitskurve der Fig. 1 zwischen 200 und 400°C im Inneren der Sinterkohle bestimmen im wesentlichen den Anstieg der Temperatur im Inneren der Sinterkohle, wenn ihre Erweichung beginnt. Aus diesem Grund soll die Temperatur des Heizgases mindestens so hoch sein, wie die Erweichungstemperatur der Kohle. Auf der anderen Seite bestimmt die notwendige Begrenzung der Temperatur zur Vermeidung des Auftretens von Sprüngen an der Oberfläche der Sinterkohle, die als Folge von Volumenänderungen entstehen, die Obergrenze der Temperatur des Heizgases. Vermutlich ist diese Temperatur nahezu gleich der Wiederverfestigungstemperatur.

Die Temperatur des durch die im Mittelteil des Verkokungsofens befindliche Einlaßöffnung zugeführten Heizgases soll im Bereich von 600 bis 800°C liegen, vgl. F i g. 3b. Wie in Verbindung mit F i g. 2 erläutert wurde, besteht in diesem Bereich nur ein geringer Unterschied zwischen der Temperatur des Heizgases und der der Sinterkohle, so daß, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, die geringste Heizgeschwindigkeit im Temperaturbereich der Sinterkohle von 600 bis 800° C benötigt wird. Aus diesem Grunde ist es vernünftig, daß dieser Temperaturbereich mit dem günstigsten Temperaturbereich des durch die im Mittelteil des Verkokungsofens befindliche Einlaßöffnung zugeführten Heizgases übereinstimmt.

Die Wärmemenge des durch die unteren Einlaßöffnung zugeführten Heizgases soll höchstens 50% der gesamten Wärmemenge betragen, die dem Verkokungsraum zugeführt wird, vgl. Fig.3c. Die Festlegung dieses Wertes geschieht vor allem unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Heizgeschwindigkeit im Inneren der Sinterkohle im Temperaturbereich von 500 bis 800° C den oberen Grenzwert nicht überschreiten soll.

In der in F i g. 4 gezeigten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutet 1 die Beschickungskammer für die Sinterkohle, 2 den Verkokungsraum, 3 den Auslaß für den geformten Koks und 4 ein Wasserbad. Die Einlaßöffnungen 5 und 6 sind im mittleren und unteren Teil des Verkokungsraumes 2 angeordnet. Das auf die vorstehend beschriebenen Temperaturen erhitzte Gas zum Heizen der Sinterkohle wird den Einlaßöffnungen von den Hochtemperaturgaserzeugern 7 und 8 zugeführt. Während die durch die Beschickungskammer 1 eingespeiste Sinterkohle im Verkokungsraum herabsinkt, wird sie von den an den Einlaßöffnungen 5 und 6 zugeführten Heizgasen entsprechend der Heizkurve, wie sie beispielsweise in F i g. 2 gezeigt ist, bis auf die endgültige Verkokungstemperatur aufgeheizt. Hierauf wird der geformte Koks durch den Auslaß 3 entnommen und im Wasserbad 4 gekühlt. Durch die Auslaßöffnung 9 entweicht das

W) Abgas, das aus dem zugeführten Heizgas und den während der Verkokung von der Sinterkohle abgegebenen gasförmigen Produkten (Rohgas) besteht. Das Abgas wird durch eine Vorrichtung 10 zur Entfernung von Teer geleitet und kann nach entsprechender

es weiterer Behandlung als Heizgas verwendet werden.

Der Verkokungsraum hat folgende Maße: Innendurchmesser: 0,8 m; Abstand von der Beschickungsöffnung für die Sinterkohle zu der im Mittelteil

angebrachten Einlaßöffnung für das Heizgas: etwa 5 m; Abstand zwischen den beiden Einlaßöffnungen für das Heizgas: etwa 2 m; Tagesproduktion an geformtem Koks: etwa 20 Tonnen. Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist von mittlerer Größe.

Der Wärmegehalt des heißen Kokses nach beendeter Garung kann zum Vorheizen von weiterem Heizgas für den Verkokungsofen dienen. Ebenso können die Abgase aus dem Verkokungsofen im Kreislauf zum Vorheizen weiteren Heizgases verwendet werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In diesem Beispiel ist die Herstellung von geformtem Koks für metallurgische Zwecke nach dem Verfahren der Verkokung bei hohen Temperaturen beschrieben. Das Verfahren wird in einem aufrecht stehenden kontinuierlich arbeitenden Verkokungsofen mit Sinterkohle und Anthrazit als Hauptbestandteilen durchgeführt, die unter hohem Druck zusammen mit 8% Teer oder Pech zu Briketts verpreßi werden.

Die Briketts haben ein Volumen von etwa 80 cm³, eine Dichte von etwa 1,3 g/cm³ und sie enthalten 6,0% Wasser, 22,1% flüchtige Bestandteile und 9,4% Asche. Die Briketts werden kontinuierlich in einer Menge von 750 kg/h durch die Beschickungsöffnung 1 in den in F i g. 4 gezeigten Verkokungsofen eingespeist. Durch die im Mittelteil des Ofens befindliche Einlaßöffnung 5 wird Heizgas mit einer Temperatur von 720⁰C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2000 NmVh und durch die untere Einlaßöffnung 6 Heizgas mit einer Temperatur von 1100°C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 NmVh eingeblasen. Das durch die Auslaßöffnung 9 im oberen Teil des Ofens entweichende Abgas hat eine Temperatur von 420°C.

Der unter diesen Bedingungen hergestellte geformte Koks hat die folgenden Eigenschaften:

Dichte: 1,22 g/cm³, Porosität: 35%, flüchtige Bestandteile: 0,8% und Aschegehalt: 12,7%. Die Trommelprobe ergibt folgende Indizes: D¹V =84,3% und D™ =80,0%. Der erhaltene geformte Koks besitzt die für den großtechnischen Einsatz als Hochofenkoks erforderlichen Eigenschaften.

Beispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wird geformter Koks für metallurgische Zwecke hergestellt, jedoch werden die Sinterkohlebriketts in einem mit Heizgas betriebenen Vorheizofen auf 250° C vorgeheizt.

Die vorgeheizten Briketts werden in einer Menge von 800 kg/h in den Verkokungsofen eingespeist. Durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung wird Heizgas mit einer Temperatur von 72O⁰C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1400 NmVh und durch die untere Einlaßöffnung Heizgas mit einer Temperatur von 1IOO°C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 NmVh eingeblasen. Die Temperatur im oberen Teil des Ofens beträgt etwa 470° C.

Der geformte Koks hatte nahezu die gleichen Eigenschaften wie der in Beispiel 1 erhaltene. bo

Vergleichsbeispiel I

Gemäß Beispiel 1 wird geformter Koks hergestellt, jedoch wird das Heizgas durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung mit einer Strömungsgcschwindigkeit von 1300 NmVh statt 2000 NmVh eingeblasen. Infolgedessen beträgt die Temperatur des Gases im oberen Teil des Ofens nur 280⁰C. Der geformte Koks weist im Vergleich zu dem in Beispiel 1 erhaltenen besonders deutliche Unterschiede im Trommelindex auf. Es werden die Werte D '„'=66,6% und D ;,y =63,4% erhalten. Die Ursache dafür ist vermutlich die Heizgeschwindigkeit im Bereich von 200 bis 400⁰C im Inneren der Briketts, die viel geringer ist als der in Fig. 1 gezeigte günstige Bereich der Heizgeschwindigkeit.

Vcrgleichsbeispiel2

Gemäß Beispiel 2 wird geformter Koks hergestellt, jedoch wird das Heizgas durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2300 NmVh statt 1400 NmVh eingcblasen. Infolgedessen hat das Gas im oberen Teil des Ofens eine Temperatur von 550°C. Der Trommelindex des erhaltenen geformten Kokses hat folgende Werte: D V₅" =82,7% und D »' =52,6%. Der erste Wert stimmt mit den in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen nahezu überein, während der zweite Wert viel kleiner ist. Die Ursache dafür ist vermutlich die Heizgeschwindigkeit, die viel höher ist, als der günstige Bereich für das Innere der Sinterkohlenbriketts bei 200 bis 500°C. Dies verursacht ein Aufquellen und anschließendes Springen der Briketts.

Vergleichsbeispiel 3

Gemäß Beispiel 1 wird geformter Koks hergestellt, jedoch wird das Heizgas durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung mit einer Temperatur von 820°C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1700 NmVh eingeblasen. Die Temperatur im oberen Teil des Ofens beträgt 450°C.

Der Trommelindex des erhaltenen geformten Kokses hat folgende Werte: D7? =81,0% und D',? =66,50/0. Der Wert für Dy₃" ist im Vergleich mit den in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen auffällig niedrig. Die Ursache dafür ist vermutlich die Heizgeschwindigkeit, die höher ist als der günstige Bereich im Inneren der Briketts bei 500 bis 700⁰C. Infolgedessen entstehen in den Briketts beim Erhitzen Sprünge.

Vergleichsbeispiel 4

Gemäß Beispiel 2 wird geformter Koks hergestellt, jedoch wird das Heizgas durch die im Mittelteil befindliche Einlaßöffnung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von nur 900 NmVh, durch die untere Einlaßöffnung dagegen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 700 NmVh eingeblasen. Die Temperaturen der Heizgase werden gegenüber Beispiel 2 nicht verändert. Der Trommelindex des erhaltenen geformten Kokses hat die Werte D)" -83,3% und D?¥ =64,7%. Der zweite Wert ist im Vergleich zu den in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen auffallend niedrig. Die Ursache dafür ist vermutlich die llcizgeschwindigkeit, die oberhalb der Obergrenze des für das Innere der Briketts bei 600 bis 800"C günstigen Bereiches liegt. Vermutlich führt das zu schnelle Aufheizen zu Sprüngen in den Briketts.

In den vorstehenden Beispielen und Vcrgleichsbeispiclcn wird die Festigkeit des erhaltenen Kokses durch den Trommelindex beschrieben. Die Festigkeit ist eine der wichtigsten Eigenschaften des geformten Kokses bei seiner Verwendung für metallurgische Zwecke. Dadurch wird die Bedeutung ersichtlich, die der im erfindungsgemäßen Verfahren definierte günstige Bereich der Hcizgcschwindigkcit bei der Verkokung der Sintcrkohlcbriketts besitzt.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wurde auch der Einfluß der Zusammensetzung der Kokskohle und der Größe der Briketts untersucht. Die Versuche wurden mit Sinterkohle durchgeführt, die einen Anteil von 20 bis 35% an flüchtigen Bestandteilen besaß. Dabei wurde geformter Koks erhalten, dessen Festigkeit mindestens genau so groß war, wie die von üblichem Hochofenkoks. Die untersuchten Brikettgrößen reichten von 27 bis 112 cm¹.

Der günstige Bereich der Heizgeschwindigkeit hängt im geringen Maße von der Zusammensetzung und der Größe der Briketts ab. Die Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens bleiben jedoch unverändert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von geformtem Koks für metallurgische Zwecke aus Kohlepulver durch Verkoken von aus dem Kohlepulver und einem Bindemittel wie Teer, Pech oder Asphalt hergestellter Sinterkohle in einem aufrecht stehenden Verkokungsofen durch kontinuierliches Heizen mit einem auf hohe Temperaturen erhitzten Gas als Heizmittel, das durch im mittleren und unteren Teil des Verkokungsofens angebrachte Einlaßöffnungen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einlaßöffnung im mittleren Teil des Verkokungsofens Heizgas mit einer Temperatur von is 600 bis 800° C und mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt wird, daß seine Temperatur im oberen Teil des Verkokungsofens 300 bis 500°C beträgt, und daß höchstens 50% der insgesamt zugeführten Wärmemenge durch die untere Einlaßöffnung dem unteren Teil des Verkokungsofens zugeführt wird.