DE2643635B2

DE2643635B2 - Verfahren zur Herstellung von zum Verkoken zu Hochofenkoks geeigneten Briketts und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2643635B2
Application number: DE2643635A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Ibaragi; Yoshio Osaka Kiritani; Kunihiko Nishioka; Yoshihiko Sunami; Michio Tsuyuguchi; Katsuhiro Yano
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumikin Coke Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumikin Coke Co Ltd
Priority date: 1976-06-30
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1980-09-04
Also published as: AU1815076A; CA1083815A; JPS5737192B2; GB1545266A; FR2356712B1; NL173181B; US4178215A; AU500661B2; NL7610780A; JPS533402A; FR2356712A1; NL173181C; DE2643635A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zum Verkoken zu Hochofenkoks gereinigten Briketts aus einer Mischung von mehr als 25% schlecht oder nicht verkokbarer Kohle und weniger als 75% Kokskohle mit 4 bis 15 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf die Kohlemischung, in Form von Pech o. ä, mit oder ohne Lösungsmittel in Form von Teer o. ä, in einer Mischeinrichtung unter Hindurchleiten eines Heizmediums und anschließendes Brikettieren mit einer Walzenpresse.

Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung Von Koks vorgeschlagen, bei dem man aus einer Mischung von Kohlen Briketts herstellt und diese verkokt Bei der herkömmlichen Methode zur Herstellung von Briketts wird als Bindemittel ein bituminöses mit einem Erweichungspunkt von etwa 60 bis 80⁹C eingesetzt. Die Mischung wird beispielsweise mit einer Mischtrommel mit einem Mischwerkzeug, dessen Umfangsgeschwindigkeit 5,0 m/s oder weniger beträgt, gemischt, währenddem Dampf mit einer Temperatur von 120 bis 250°C eingeblasen wird, worauf die Mischung /u Briketts verarbeitet wird. Wesentliche Faktoren dieser Methode bestehen in der Einstellung des Erweichungspunktes des Bindemittels, der Temperatur des eingeblasenen Dampfes und der Mischzeit Üblicherweise wird dabei eine Mischzeit von etwa 4 bis 10 Minuten angewandt Demzufolge muß, um ausreichende Festigkeit des Briketts zu erreichen, ein Bindemittel mit einem Erweichungspunkt, der der Temperatur des Dampfes entspricht, ausgewählt werden und eine große Menge Dampf eingesetzt werden. Wenn eine Mischtrommel

ίο verwendet wird, ist selbst dann, wenn der Erweichungspunkt des Bindemittels, die Mischzeit und der Dampf verbrauch gut eingestellt sind, die Mischung vor dem Verpressen zu Briketts oft noch nicht zufriedenstellend gleichmäßig durchmischt

Daher wendet man zur Herstellung einer gleichmäßigen Mischung möglichst lange Mischzeiten an, wenn man langsam laufende Mischtrommeln verwendet Demzufolge ist es erforderlich, die Mischeinrichtung und demzufolge den Dampfgenerator zu vergrößern, was zu einer Steigerung der Kosten für die Anlage führt und auch Probleme hinsichtlich der Umweltverschmutzung mit sich bringen kann.

In der JP-OS Nr. 137 567/75 wurde von der Anmelderin eine Verbesserung eines herkömmlichen Brikettherstellungsverfahrens, das eine Heizstufe umfaßt vorgeschlagen, gemäß dem Briketts durch Vermischen und Brikettieren bei normaler Temperatur gebildet werden können. Als Ergebnis weiterer Untersuchungen wurde ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks hoher Qualität entwikkelt, bei dem ein Brikett mit größerer Festigkeit angewandt wird, das in technischem Maßstab hergestellt wird. Aus »Erdöl und Kohle, Erdgas, Petrolchemie« (1962)

530 bis 532, ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkoks aus zur n< rmalen Verkokung ungeeigneten Kohlen bekannt Bei diesem Verfahren werden die schlecht verkokbaren Kohlen ggf. zusammen mit Kokskohle, mit Bindemitteln brikettiert und dann zu Fonnkoks verkokt Als Bindemittel werden Teer und Pech verwendet Dabei werden auch Koks und Kohle in einem beheizten Wirbelmischer mit dem flüssig zugesetzten Teer-Pech-Gemenge zu einem gleichförmigen Brikettiergut vermischt das dann auf Walzenpres- sen brikettiert wird. - Zur Herstellung von Doppelformkoks wird dazu Primärkoks verwendet der vermählen und mit einem Teer-Pech-Gemisch brikettiert wird, welche Briketts dann in üblicher Weise verkokt werden.

% Aus der DE-PS 4 83 355 ist es bekannt, beim Brikettieren von Kohle, Koks, Erzen und anderen Stoffen als Bindemittel Pech oder ein pechähnliches Material, wie Steinkohlenteer, zu verwenden, wobei man das Gemisch mit einem wenig oder keine

» aromatischen Bestandteile enthaltenden, Pech ausfällenden Lösungsmittel für die öligen Anteile behandelt, um die öligen Anteile des Bindemittels zu extrahieren und die einzeln miteinander zu vereinigenden Bestandteile mit einer Pechschicht zu umgeben. Als extrahieren- de Lösungsmittel werden nach diesem Stand der Technik niedrig siedende Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Dabei soll nach diesem Stand der Technik das Mischen der Kohle mit dem Bindemittel sorgfältig und gründlich auf mechanischem Wege bewirkt werden.

n> Aus der DE-PS 8 00 572 ist bekannt, beim Brikettieren von Steinkohlen unter Verwendung von Pech als Bindemittel zum Einsparen von Pech Zusätze, wie öl, Naphthalin. Schwelteere oder ähnliche Produkte in

Dampfform in das Brikettiergut einzubringen. Hierdurch wird der Erweichungspunkt und der Schmelzpunkt des Pechs erniedrigt, was dessen günstigere Verteilung bei niedrigerer Knettemperatur ermöglicht und Briketts mit höherer Festigkeit zur Folge hat

In »Technologie der Gaserzeugung«, Band I, »Entgasung und Verkokung«, 1964, S, 215 bis 217, ist ein Verfahren zur Herstellung von Koks aus nicht oder nur schwach kokenden Kohlen, bei dem hochflüchtige Gasbzw. Flammkohlen sowie EB- und Magerkohlen herangezogen werden und als Bindemittel Steinkohlenteerpech oder Erdölbitumen eingesetzt wird, beschrieben, dabei wird die auf eine Teilchengröße von weniger als 2 bis 3 mm vermahlene Kohle mit 6 bis 9% Bindemittel vermischt, worauf die Mischimg mit einer Walzenpresse brikettiert und die Briketts verkokt werden. Es ist dort weiterhin angegeben, daß zwischen der Festigkeit der Briketts und dem darauf erzeugten Formkoks eine gewisse Beziehung besteht — Auch ist dort angegeben, esa« Mischung von 70% Briketts und 30<M> Feinkohle in der Koksofenkammer zu verkoken.

Die DE-PS 8 71437 gibt an, daß man beim Brikettieren von Steinkohlen zur Verringerung des Pechverbrauchers bei gleichbleibender Brikettfestigkeit die Mischung langer (10 bis 15 Minuten bei vorgewärmter, bzw. 20 bis 25 Minuten bei nicht vorgewärmter Kohle) durchkneten soll.

Schließlich ist aus der DE-PS 2 74 109 bekannt daß bei der kräftigen, mechanischen Bearbeitung mittels stark drückender Vorrichtungen, wie schweren Kollergangen, bei der Herstellung von Briketts aus festen Brennstoffen, wie Koks und Koh?v mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Petroleum, Petroleumrückständen, Teeröl, Gasöl usw., eine Ev /ärmung des Brikettierguts um etwa 30 bis 35° C eintritt und sich eine gleichmäßige brikettiergerechte Masse ergibt

In den DECHEMA-Monographien Nr. 1193-1221", Band 66, 1971, sind Gegenstrom-Intensiv-Mischer (die auch mit Reibkollern ausgerüstet werden können) für das Kneten heiß- und kaltplastischer Massen, z. B. pech- bzw. teergebundene Kohlenstoffmischungen, beschrieben, die eine spezifischen Energie-Einleitung auf das Mischgut von 0,03 bis 0,15 kW/kg ermöglichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es gelingt, eine Mischung aus einer an sich für die Verkokung ungeeigneten Kohle und einem Bindemittel derart zu brikettieren, daß man ein Brikett mit überlegener Festigkeit erhält das in hervorragender Weise für die Herstellung von Hochofenkoks bzw. Hochofenform- so koks geeignet ist wobei das Vermischen gegebenenfalls auch bei einer unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegenden Temperatur durchgeführt werden soll.

Diese Aufgabe wird nun durch das Verfahren gemäß Hauptanspruch gelöst

Die Unteransprüche 2 bis 6 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Briketts für die Herstellung von Hochofenkoks bzw. Hochofenformkoks gemäß Anspruch 7.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, auch bei einer Mischtemperatur unterhalb des Erweichungspunktes ein Brikett mit ausreichender Festigkeit zu bilden, und dies bei einer Mischdauer von gegebenenfalls 1 bis 2 Minuten, wodurch sich der für die Herstellung der Briketts erforderliche Energieaufwand wesentlich verringern läßt

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermischt man die zur Herstellung des Briketts eingesetzte Kohle mit einem Bindemittel mit einem Erweichungspunkt von 40 bis 250⁰C und mischt während l bis 10 Minuten, vorzugsweise während 2 bis 5 Minuten, bei einer Temperatur von 40 bis 350⁰C, die auch unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegen kann, mit einem kräftigen Mischer durch, der auf das Mischgut eine spezifische Mischintensität von mehr als 0,02 kW/kg auszuüben vermag, wobei man gleichzeitig ein Heizmediujn, beispielsweise Dampf oder dergleichen, durch die Mischung hindurchleitet Anschließend brikettiert man das Mischgut mit einer Walzenpresse zu Briketts. Die in dieser Weise erhaltenen Briketts werden direkt oder nach dem Vermischen mit für die Koksofenbeschickung geeigneter Kohle verkokt

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man als Bindemittel eine bituminöse Substanz mit einem Erweichungspunkt von 40⁰C oder mehr, gegebenenfalls zusammen mit einem Lösungsmittel in Form von Teer o. ä\, das sich in dem Bindemittel löst, bei der Mischtemperatur flüssig ist und diesen Zustand beibehält Die Erhitzungstemperatur wird dabei während des kräftigen Mischens unterhalb des Erweichungspunkts des Bindemittels gehalten.

Erfindungsgemäß kann man auch das Mischen bei einer Temperatur durchführen, die unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegt Der Verbrauch des eingesetzten Dampfes wird dadurch wesentlich verringert Wird die Mischung mit einem Bindemittel mit einem Erweichungspunkt von 40° C oder mehr durch das Heizmedium erhitzt, so daß sie, durch die Ausübung starker mechanischer Kräfte gleichmäßig vermischt eine geeignete Plastifizierung erreicht so kann wegen der geringeren Mischdauer ebenfalls Heizmedium eingespart werden.

Erfindungsgemäß kann man als Bindemittel mit einem Erweichungspunkt von 40° C bis 250⁰C Teerasphalt Asphalt oder Pech einsetzen, das man durch Wärmebehandlung oder durch Lösungsmittelextraktion von Teerasphalt Asphalt Erdölrückstandsöl oder dergleichen, erhält Man kann das oben beschriebene Bindemittel auch unter Zusatz von Kohleteer, Straßenteer, Propanasphalt ode/ dergleichen als Lösungsmittel verwenden. In diesem Fall wird ein Mischverhältnis von 4 bis 15 Gew.-% als für dieses Brikettierverfahren geeignet angesehen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein Hochgeschwindigkeitsrotationsmischer eingesetzt der ein Mischwerkzeug (einschließlich eines Hilfsmischwerkzeugs) umfaßt, das mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/s oder schneller betrieben wird, oder aber eine Mischvorrichtung, die einen Druck von 45 kg/cm² oder mehr ausübt

Beispielsweise kann man eitlen Eirich-Mischer einsetzen, der mit einem Drehteller und einer Vielzahl von mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Mischwerkzeugen ausgerüstet ist, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s umlaufen. Dabei wird während des Mischens pro Gewichtseinheit des zu vermischenden Materials eine spezifische Mischintensität von etwa 0.05 bis 03 kW/kg zugeführt

Als Mischer mit Druck kann man einen Müller-Mi-

scher verwenden, bei dem das Gewicht des Kollerrades durch eine Feder eingestellt werden kann, so daß der Druck mnnerhajb eines gewissen Bereiches ausgewählt werden kann. Die spezifische Mischintensität beträgt dabei etwa 0,02 bis 0,13 kW/kg,

Als Kohle zur Herstellung der Briketts kann man mehr als 25% einer nicht verkokbaren oder schlecht verkokbaren Kohle mit weniger als 75% einer harten, halbharten und/oder weichen Kokskohle in einem beliebigen Verhältnis mischen, wobei die Kohlen derart gewählt und vermischt werden, daß das unter Zugabe des Bindemittels hergestellte Brikett eine Bruchfestigkeit von mehr als 80 bei dem ASTM-Fallfestigkeitstest D 14t und eine TrommelfestigKeit von mehr als 90 bei dem JNR-Trommeltest besitzt

Vorzugsweise mischt man zur Herstellung von Fonnkoks mehr als 60% einer nicht verkokbaren und/oder schlecht verkokbaren Kohle mit weniger als 40% einer harten, halbharten und/oder weichen Kokskohle in einem bestimmten Verhältnis. Das Bindemittel wird in einer solchen Menge eingemischt, daß das Brikett eine Bruchfestigkeit von mehr als 80, eine Trommelfestigkeit von mehr als 90 und eine Druckfestigkeit von mehr als 50 aufweist

Als Kokskohle wird eine Kohle beigemischt, die 25 bis 30% flüchtige Bestandteile enthält und einen FSI-Wert (ASTM-Methode D 720 Fluidity Swelling Test) von 3 bis

Tabelle I

8 aufweist Die Briketts können zusammen mit 5 bis 85% solcher Kokskohle gemischt oder für sich verkokt werden, so daß der Koks in jedem Falle eine Trommelfestigkeit Dl$ von mehr als 92 und DI¹?? von mehr als 80 aufweist

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man beschickt einen Erich-Mischer, einen Müller-Mischer und eine Mischtrommel ι," dti in der folgenden Tabelle I angegebenen Kohlen und 8% Teerasphalt mit einem Erweichungspunkt von 65° C und mischt das Material unter Einleiten von Dampf bei einer Temperatur von 75°C bis 80"G Dann bereitet man mit einer Walzenpresse ein Mashek-Brikett (32 mm χ 32 mm χ 18 mm) und bestimmt dann die Bruchfestigkeit bzw. SturzfeMgkeit, die Trommelfestigkeit und die Druckfestigkeit des e rhaitenen Briketts. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse und auch die Mischzeit sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt. Vor dem Mischen mit dem Bindemittel wird die Kohle so vorbereitet daß 84% des Materials durch ein Sieb mit quadratischen Maschen und einer Maschenweite von 3 mm dringen und die Kohle eine Gesamtfeuchtigkeit von 8% aufweist

Kohle

Versuch Nr.

Kurzanalyse (%)

3

0

Asche

4

0

flüchtige

5

0

FSI-Wert

gemäß

6

0

Misch-

7

0

1 2

enthaltene

Materialien

(ASTM

verhältnis

Durchmischen im 0 0

Feuchtigkeit

6,9

19,8

3

D 720»

10

(%)

15

Harte US-Kokskohle

Eirich-Mischer*)

1,2

9,1

21,1

70,3

9

86,2

4

91,5

Harte australische Kokskohle

Durchmischen im

1,3

2

9,5

5

20,4

84,0

8'/2

91,7

5

92,8

Hartp kanadische Kokskohle

Müller-Mischer*)

1,1

82,8

7,6

91,0

27,6

unter

7

54

10

66

Halbharte US-Kokskohle

Durchmischen in

1,6

90,9

7,8

94,2

27,3

30

7'/2

9

Halbharte australische Kokskohle

der Mischtrommel*)

2,{

50

8,7

65

35,5

3'/2

11

Weiche australische Kokskohle

Mischzeit (Min.) 1 3

3,7

8,9

89,0

3'/2

5

Weiche japanische Kokskohle

Bruchfestigkeit 88,8 92,5

2,3

12,7

34,2

4

6

Nichtverkokbare und schleth'verkokbare

Trommelfestigkeit 92,0 94,5

3,3

1

50

Kokskohle

Druckfestigkeit 57 70

Tabelle II

(kg/Einheit)

Bemerkungen erfindungs- erfindungs- erfindungs- erfindungs- Vergleich

Vergleich

gemäß gemäß

*) Mischbpdingun^r"n siehe die folgende Tabelle Ha.

Tibelle Mn

Mischungsari

Imfangsgeschwincligkcit oiler Beschickung*· Angewandte Spezifische Druckkraft des Mischwerk/eugs gcwiv ht Leistung Mischintensitiil

kW

kg

Durchmischen im Eirich-Mischer Umfangsgeschwindigkeit 35

- 20 m/Sek.

Durchmischen im Müller-Mischer Druckkraft ~ 60 kg/cnr 35

Durchmischen in der Umfangsgeschwindigkeit IO

Mischtrommel - 2,5 m/Sek.

0.4

kW/kg

0.251

0.031 0.040

Wie aus der obigen Tabelle Ii hervorgeht, erzielt man bei dem Mischen mit einem Eirich-Mischer oder einem Müller-Mischer eine Bruchfestigkeit von mehr als 80.

nil««* TmtninolffirtinLni I «>>->n

Druckfestigkeit von mehr als 50 kg/Einheit, wobei man ein für industrielle Anwendung geeignetes Brikett bei einer Mischzeit von lediglich 5 Minuten erhält. Wahrend in der üblichen Mischtrommel für gleiche Werte ein Mischen von 10 bis 15 Minuten erforderlich ist (Tesi Nr. 6 oder 7). sind mit dem Eirich-Mischer lediglich 1 bis 3 Minuten und mit dem Müller-Mischer 2 bis 5 Minuten erforderlich, um ein Produkt gleicher oder besserer Festigkeit zu erhalten. Obwohl man in der Praxis längere Mischzeiten anwendet, weil die Festigkeit des Briketts um so höher ist. je länger die Mischzeit ist. kann die Mischzeit unterhalb 10 Minuten gehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem eine kräftige Durchmischung mit einem Eirich- oder einem Müller-Mischer durchgeführt wird, erfordert einen geringen Platzbedarf für die Vorrichtungen und eine" geringen Dampfverbrauch zur Aufrechterhaltung der Mischtemperatur. Es werden dadurch eine Mehrstufenanlage und ein großer Dampfgenerator vermieden, der erforderlich wäre, um die Mischtrommel auf Mischtemperatur zu halten.

Ein Brikett mit einer Druckfestigkeit von mehr als 50 kg'Einheit erleichtert auch seine Handhabung, beispielsweise beim Transport; denn spezielle Maßnahmen, die das schonende Aufbringen auf das Förderband

Tabelle III

ermöglichen, sind nicht notwendig.

Wie oben gezeigt, wird das Mischen mit einem Eirich-Mischer oder einem Müller-Mischer erreicht. Es ;,-* .■■.::... I i L1.

diese Mischeinrichtungen in Kon

r r ι τ ei ι ivj 11

miteinander anzuwenden, so daß man unter bestimmten Bedingungen noch bessere Ergebnisse erzielt.

Beispiel 2

Man mischt die in der folgenden Tabelle IM angegebenen Kohlen für die Herstellung von Formkoks mit 6% eines Bindemitteis, das man durch Behandlung von Erdölrückstandsöl erhält und das einen Erweichungsp -..ikt von 196⁰C aufweist, und führt die Mischung in einen Eirich-Mischer. einen Müller-Mischer und eine Mischtrommel ein. Dann gibt man 5% eines Lösungsmittels zu. das man durch Vermischen von 1 Teil Straßenteer mit einem Erweichungspunkt von 30"C mit 0.5 Teilen Kohlenteer erhält. Die Mischung mischt man bei einer Temperatur von 79 bis 8PC unter Einleitung von Dampf, formt sofort mit einer Walzenpresse Mashek-Briketts (65 mm χ 65 mm χ 45 mm) und bestimmt die Bruchfestigkeit, die Trommelfestigkeit und die Druckfestigkeit des erhaltenen Briketts. Die Ergebnisse sind ebenso wie die Mischzeit in der Tabelle IV zusammengestellt. Die Kohlen werden vor dem Vermischen derart vorbereitet, daß 95% des Materials durch ein Sieb mit quadratischen Maschen und einer lichten Maschenweite von 3 mm dringen, wobei sie eine Gesamtfeuchtigkeit von 6% aufweisen.

kohle	Versuch Nr.	Durchmischen im	Kurzanalyse (	10	0	\.)	11	0	flüchtige	12	FSI-Wert	13	Misch	14
	8 9	Eirich-Mischer*) 0 0	enthaltene			Asche			Materialien		(ASTM		verhältnis
	Durchmischen im	Feuchtigkeit					10.5		D 720)		Γ )
Anthrazit aus Südafrika	Müller-Mischer*)	3.2	11,0	13.2		-		10
Petrolkoks	1.2	0.5	20.5		-		20
Nicht-verkokbare kanadische Kohle	4.5	12.8	31.2	1/,	15
Schlecht-verkokbare südafrikanische Kohle	2.8	6.5	27.7	1	40
Halbharte australische Kokskohle	2.2	9.2		4	15
Tabelle IV

	26 9	43 635	2	Il	5	10	12	0	13	0	10	14	0
Fortsetzung			85.(i		91.2		3	79.1	15
	Versuch Nr		91.3	93.'		73.4	85.7	88.9
	8 ')	IO	140	169	79.7	66	91,5
Durchmischen in der Mischt-nmmel*)			erfindungs- gcmiiß	Vergleich	45	Vergleich	149
Mischzeit (Min.)	1 3		die Tabelle 1 angegeben sind.	Vergleich
Bruchfestigkeit	90.1 9V8
frommelfesiigkeit	93.5 94.3
Druckfestigkeit ι kg/Finhcit)	151 \|7()
Bemerkungen	ertmdungs- erfindungs- gemiiß geniiiLt
') Die Ntischheitiiigungcn	sind die gleichen, wie sie für

Aus der Tabelle IV ist zu ersehen, daß man ein Brikett erhält, das eine Bruchfestigkeit von mehr als 85, eine Trommelfestigkeit von mehr als 90 und eine Druckfestigkeit von mehr als 140 kg/Einheit aufweist.

Die Wirkung des Lösungsmittels zusammen mit dem erfindungsgemäßen kräftigen Mischen ist so groß, daß man ungeachtet der Tatsache, daß das Mischen bei etwa 80°C durchgeführt wird, einer Temperatur also, die unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegt, ein Brikett mit sehr hoher Festigkeit erhält. Demgegenüber ergibt das Mischen in einer Mischtrommel während einer Mischzeit von 10 Minuten lediglich eine Druckfestigkeit von etwa 60 kg/Einheit, was aus dem Versuch Nr. 13 hervorgeht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem ein kräftiges Mischen eine gleichmäßige Mischung sicherstellt, kann man eine deutliche Verbesserung der Brikettfestigkeit erzielen, welche das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen den Kohleteilchen, dem Bindemittel, dem Lösungsmittel und der kräftigen Mischwirkung ist.

Beispiel 3

Man mischt die in der Tabelle I angegebenen Kohlen mit Bindemitteln unterschiedlicher Erweichungspunkte und füllt die Mischung in einen Eirich-Mischer bzw. in eine Mischtrommel ein. Dann führt man bei einem Bindemittel mit einem Erweichungspunkt von Q0°<" oder mehr Kohlenteer, Straßenteer oder ein gemischte-, Lösungsmittel, das einen Teil Straßenteer und 0,5 Teile Kohlenteer enthält, in einer Menge bis zu 5% zu und micht unter Einleitung von Dampf durch. Anschließend stellt man nach der in Beispiel 1 beschriebenen

Tabelle V

Verfahrensweise die Briketts her und ermittelt deren Festigkeit. Man verwendet einen Eirich-Mischer. der mit einem Mischwerkzeug ausgerüstet ist, das mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 m/s betrieben wird, 3 Minuten lang, während man mit einer Mischtrommel, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2 m/s betrieben wird, 10 Minuten lang mischt. Die Ergebnisse, der Erweichungspunkt des Bindemittels, die Art des Lösungsmittels und die Mischtemperatur sind in der Tabelle V zusammengestellt.

	Versuch Nr.	98	17	18	19	20	21
	15		126	168	250	98	250
Erweichungspunkt des	43	Kohlenteer
Bindemittels (⁰C)			Kohlenteer	Kohlenteer	Straßenteer	Straßenteer	Straßen
Arides Lösungsmittels	keines	Eirich-		Straßenteer			teer
		Mischer	Eirich-	Eirich-	Misch	Misch
Art des Mischers	Eirich-	60	Mischer	Mischer	trommel	trommel
	Mischer	92,6	60	75	90	60	90
Mischtemperatur (⁰C)	50	93,9	91,8	89,4	88,4	45,3	12,4
Bruchfestigkeit	91,7	erfindungs	94,5	91,0	92,1	71,3	26,0
Trommelfestigkeit	94,0	gemäß	erfindungs	erfindungs	Vergleich	Vergleich
Bemerkungen	erfindungs		gemäß	gemäß
	gemäß

Wie aus der Tabelle V zu ersehen, wird es mit dem erfindungsgemäßen kräftigen Mischen möglich, ein Brikett mit einer Bruchfestigkeit von mehr als 80 und einer Trommelfestigkeit von mehr als 90 herzustellen. Demgegenüber besitzt das mit der Mischtrommel gebildete Brikett eine sehr geringe Festigkeit und ist industriell nicht anwendbar, was aus den Ergebnissen der Versuche Nr. 20 und 21 hervorgeht Dies ist eine Folge des zum Teil ungeeigneten Bindemittels, des ungeeigneten Lösungsmittels, der nicht geeigneten Mischtemperatur und des Mischers.
Man kann nicht nur eine Mischtemperatur anwenden.

die unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegt, sondern man kann auch beim Mischen eine Temperatur anwenden, die oberhalb des Erweichungspunktes liegt. Demgemäß kann die Mischtemperatur innerhalb eines Bereiches ausgewählt werden, dessen Obergrenze etwa 250°C beträgt, da dies die Maximaltemperatur ist, bei d.r das Mischen mit einer üblichen Mischtrommel durchgeführt werden kann, so daß man in einfacher Weise ein Brikett gleichmäßiger Qualität herstellen kann.

Beispiel 4

Man vermischt die in Tabelle I angegebene Kohle mit 6% eines Bindemittels mit einem Erweichungspunkt von 140⁰C, das man durch Wärmebehandeln eines Erdöl-Rückstandsöls erhält, und führt die Mischung in versetzt das Materim mit 7% auf 50⁰C erhitzten Kohlenteer als Lösungsmittel und führt das Vermischen unter Einleiten von Dampf bei einer Temperatur von 69 bis 71°C durch. Unmittelbar im Anschluß daran bereitet man nach der in Beispiel I beschriebenen Verfahrensweise die Briketts und bestimmt deren Festigkeit. Da der Zweck dieses Beispiels darin besteht, die Wirkung der relativen Geschwindigkeit zwischen den durchmischten Teilchen und dem Mischwerkzeug oder des angewandten Druckes auf die Eigenschaften des erhaltenen Briketts festzustellen, werden die Drehzahl des Mischwerkzeugs des Eirich-Mischers und die Feder des Müller-Rades des Müller-Mischers verändert, um verschiedenartige Bedingungen zu erreichen. Die erzielten Ergebnisse und die Mischzeit sind für die Anwendung des Eirich-Miichers in der Tabelle Vl und für die Anwendung des Miiller-Mischers in tier Tabelle

pinpn Firirh-MiQrhprc ι mn ριηρη Miilipr-Micr	hm· pin VII ,,,_ro„,„.	23	24	25
Tabelle Vl		10	20	25
	Versuch Nr.	3	3	3
	22	94,5	98,3	97,4
Relative Geschwindigkeit (m/Sek.)	5	92,3	95,1	95.4
Mischzeit (Min.)	3
Bruchfestigkeit	88,3
Trommelfestigkeit	90.3	27	28	29
Tabelle VII		45	60	100
	Versuch Nr.	4	4	4
	26	90,6	91,8	y3,0
Angewandter Druck (kg/cm²)	35	91,2	93,0	94,2
Mischzeit (Min.)	4
Bruchfestigkeit	81,4
Trommelfestigkeit	89,8

Wie aus den Tabelle Vl und VII zu ersehen, kann man mit einem Eirich-Mischer, der mit einem Mischwerkzeug mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s betrieben wird, oder einem Müller-Mischer, der mit einem Kollerrad mit einem Druck von mehr als 45 kg/cm² betrieben wird, ausreichend feste Briketts herstellen. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs des Eirich-Mischers unterhalb 5 m/min liegt, kann die Brikettfestigkeit nicht ausreichend sein.

Tabelle VIII Beispiel 5

Man mischt Briketts der Versuche Nr. 2, 3 und 7 des Beispiels 1 und der Versuche 16, 19, 20 und 21 des Beispiels 3 mit Kokskohle, die in der folgenden Tabelle VIII angegeben ist, und verkokt die Mischung gemäß den Verfahrensweisen des JIS Boxtests M 8801 5.3. Die

so Trommelfestigkeit des Kokses und das Brikettmischverhältnis sind in der folgenden Tabelle IX zusammengestellt

Kohle

Kurzanalyse (%)

enthaltene Asche
Feuchtigkeit

flüchtige
Materialien

FSI-Wert

(ASTM
D 720)

Mischverhältnis

Harte US-Kokskohle
Harte australische Kokskohle
Harte kanadische Kokskohle
Halbharte US-Kokskohle
Halbharte australische Kokskohle
Weiche australische Kokskohle
Weiche japanische Kokskohle

1,2	6,9	19,8	9	8
1,3	9,1	21,1	8'/2	10
1,1	9,5	20,4	7	20
1,6	7,6	27,6	7¹A	18
2Λ	7,8	27,3	Vh	22
8,7	8,7	35,5	3'/2	10
2,3	8,9	39.0	4	12

Tabelle IX

	DlJV	Versuch Nr.	j	16	19	7	20	21	Als Koksofen-
	DIjj"		20	30	10	30	30	10	bes^hickuni·.
		2	92,8	93.6	93.0	93,1	92,6	91,3	geeignete Kohle
Brikettmischverhältnis (%)	45	82.9	83.7	83,0	83,0	«2.6	77.2	0
Trommelfestigkeit	93,0		crfindiingsgcmüß			Vergleich		92,8
	83,1						81,4
Bemerkungen

Wie aus der Tabelle IX zu ersehen, besitzt der nach dem erfindungsgemäßen Ver.dhren hergestellte Koks eine hohe Festigkeit DlJ" von mehr als 92 und DIjJ" von mehr als 82 und ist als Hochofenkoks geeignet, obwohl eine große Menge nicht verkokbarer und/oder schlecht verkokbarer Kohie bei der Brikett'nersteiiung eingemischt wird. In diesem Beispiel wird das Mischen mit Briketts identischer Form verdeutlicht, wobei ein Brikettmischverhältnis bis zu 45% angewandt wird. Das Brikettmischverhältnis kann bis zu etwa 85% gesteigert

Tabelle X

werden, wenn Briketts unterschiedlicher Foim eingesetzt werden.

Beispiel b

Man verkokt die Briketts der Versuche Nr. 8, 9. 10. 11 und i4 des Beispiels 1 direkt unter Anwendung des IIS-Boxtestverfahrens M 8801 5.8 und bestimmt dann die rrommelfestigkeit und die Bruchfestigkeit des gebildeten Kokses. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X zusammengestellt.

Trommelfestigkeit Dl₁'"

Druckfestigkeit (kg/Einheit)
Bemerkungen

Aus der obigen Tabelle X ist zu ersehen, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Koks eine Festigkeit DI-JV von mehr als 94 und DI¹J,' von mehr als 84 und eine Druckfestigkeit von mehr als 420 kg/Einheit aufweist, so daß der Koks für praktische Anwendungszwecke geeignet ist.

Beispiel 7

Man vermischt die in der Tabelle Xl angegebene Kohle zur Herstellung von Formkoks mit 7% Teerasphalt mit einem Erweichungspunkt von 82⁼C.

Tabelle XI

Versuch Nr.	95,3	9	97.0	Ki	Il	14
S	85.3	87.1	94.0	96.2	94.3
432	489	84.2	86.5	85.1
erfindungsgemaß	421	453	423
			Vergleich

füllt die Mischung in einen Eirich-Mischer ein, gibt 3% auf 50⁰C erhitzten Kohlenteer als Lösungsmittel zu und mischt unter EinleitL/i von Dampf bei einer Temperatur von 85 bis 90⁼C. Anschließend bereitet man mit einer Walzenpresse Mashek-Briketts (55 mm y 55 mm χ 35 mm) und bestimmt die Bruchfestigkeit, die Trommelfestigkeit und die Druckfestigkeit ei".\s Teils der Briketts. ^Λ Mießend verkokt man die restlichen Briketts na·..: n ]IS-Boxtestverfahren M 8801 5.3 und ermittelt die Trommelfestigkeit und die Druckfestigkeit des Kokses. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XII zusammengestellt.

Kohle	sichle	Kurzanalvse (%)	flüchtige	FSl-Wert	DI	Misch-
		enthaltene Asche	Materialien	(ASTM	DI	verhäitnis
		Feuchtigkeit	24.3	D 720)		(%)
		4,0 8,8	29.5	-	25
	90,8	3,8 9.2	27.2		35
	94,7	2,2 9.2		3¹A	40
Nicht-verkokbare südafrikanische Kohle	153
Schlecht-verkokbare südafrikanische 1	Koksfestigkeit
Halbharte australische Kokskohle	Trommelfestigkeit		is 93,8
Tabelle XII		Druckfestigkeit (ke/Einheit)	'ι? 77.3
Brikettfestigkeit		200
Bruchfestigkeit
Trommelfestigkeit
Druckfestigkeit (kg/Einheit)

Aus der Tabelle XII ist zu ersehen, daß man ohne weiteres einen als Hochofenkoks geeigneten Koks herstellen kann, wenn man zur Herstellung der zu verkokenden Briketts Kohlen einsetzt, die aus einer Mischung 60% nicht verkokbarer und schlecht verkokbarer Kokskohle mit 40% halbharter Kokskohle bestehen.

Wie oben ausgeführt ist, kann durch das erfindungsgemäße kräftige Mischen mit Eirich-Mischern oder Müller-Mischern unter Erhitzen ein ausreichend gleich-

mäßig gemischtes Brikettiergut während einer kurzen Zeit erhalten werden, wobei durch die Zugabe eines Lösungsmittels zum Bindemittel die Festigkeit der Briketts erhöht wird. Demzufolge kann eine wirtschaftliehe Anlage angewandt werden, weil kein großer Dampfgenerator erforderlich ist. Selbst wenn ein großer Anteil nicht und/oder schlecht verkokbarer Kohle eingesetzt wird, erhält man einen Koks mit hoher Festigkeit, der als Hochofenkoks eingesetzt werden ίο kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von zum Verkoken zu Hochofenkoks geeigneten Briketts aus einer Mischung von mehr als 25% schlecht oder nicht verkokbarer Kohle und weniger als 75% Kokskohle mit 4 bis 15 Gew,-% Bindemittel, bezogen auf die Kohlemischung, in Form von Pech o.ä, mit oder ohne Lösungsmittel in Form von Teer o. ä, in einer Mischvorrichtung unter Hindurchleiten eines Heizmediums und anschließendes Brikettieren mit einer Walzenpresse, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Bindemittel einen Erweichungspunkt von 40 bis 250° C aufweist und

- daß die Mischung mit einer spezifischen Mischintensität von mehr als 0,02 kW/kg, vorzugsweise 0,05 bis 03 kW/kg,

- bei 40 bis 250⁰C bzw. bei einer unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegenden Temperatur gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischdauer 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Minuten beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs mehr als 5 m/s beträgt

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen mit einem einen Druck von mehr als 45 kg/cm² ausübenden, rotierenden Mischwerkzeug ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel bei der Mischtemperatur flüssig ist

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittelmenge 3 bis 15 Gew.-% ausmacht.

7. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Briketts zur Herstellung von Hochofenkoks, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit 5 bis 85% Kokskohle in bekannter Weise gemischt und/oder für sich verkokt werden.