Przedmiotem wynalazku jest sposób, wedlug którego z wegla brunatnego i lignitów, sorto¬ wanych w znany sposób, mozna otrzymac bez¬ posrednio taki pólkoks i koks, który zachowuje postac pierwotna kawalków i który jest tak odporny na scieranie i na cisnienie mechanicz¬ ne, ze moze byc uzyty w elektrochemicznych i metalurgicznych piecach elektrycznych, w pie-r cach niskoszybowych i w znanych wielkich piecach o malej i sredniej pojemnosci w celu wytwarzania surówki zelaznej, stopów zelaza, weglików itp,, a takze jako wyzej wartosciowe paliwo we wszystkich przypadkach stosowa¬ nia koksu w kawalkach, któremu stawia sie mniej ostre warunki pod wzgledem wytrzy¬ malosci na cisnienie i scieranie: Sposób wedlug wynalazku umozliwia otrzy¬ mywanie surowego zelaza z rud zelaznych wy¬ lacznie za pomoca wegla brunatnego i ligni¬ tów, które nie nadaja sie do wytwarzania nor¬ malnego koksu metalurgicznego. Nie nalezy tez oczekiwac, aby mógl powstac prosty i tani spo¬ sób, wedlug którego wegle brunatne i lignity moglyby same dawac metalurgiczny koks o ta¬ kich wlasciwosciach fizycznych i chemicznych, które sa potrzebne do produkcji surowego ze¬ laza w wielkich piecach. Dlatego tez juz kilka lat temu opracowano agregat do produkcji surowego zelaza, w którym mozna stosowac paliwo o mniejszych wymaganiach pod wzgle- _dem wytrzymalosci i innych wlasciwosci, jak na przyklad piec niskoszybowy elektryczny lub piec niskoszybowy do którego wdmuchuje sie tlen, w których mozna stosowac paliwo o mniejszej ziarnistosci (50—40 mm) i o mniej¬ szej odpornosci statycznej oraz scieralnosci Paliwu temu stawia sie tez lagodniejsze wa¬ runki odnosnie skladu chemicznego' i pozosta¬ lych wlasciwosci pirochemicznych, o ile tylko koszt na jednostke wegla jest mniejszy, a takze ogólne koszty wytwarzania na tone surowego zelaza nie sa wyzsze, niz koszty zwyklego wy-tworzenia w wielkim piecu przy uzyciu normal¬ nego koksu met&lurgicznego.Liczne" próbyt zstapienia przy wytwarzaniu surowego zelaza w wielkich piecach o sred¬ niej sprawnosci, w piecach nisko szybowych zwyklych i elektrycznych i wogóle w przemy¬ sle metalurgicznym i elektrochemicznym zwy¬ klego metalurgicznego koksu koksem lub pol- koksem, któryby byl wytworzony wylacznie z wegla brunatnego i lignitów, zasadniczo dotych¬ czas nie powiodly sie.Proponowano juz wytlewanie lignitów w sta¬ nie surowym w celu uzyskania smoly i oleju.Otrzymywany, przy tym pólkoks stanowi juz tylko produkt uboczny i stosowany jest zwla¬ szcza do celów ogrzewczych. Wielkosc jego ziarn wynosi 0—8 mm, wskutek czego nie mo¬ zna stosowac go w piecach niskoszybowych.Wedlug innego sposobu surowy wegiel brunat¬ ny najpierw drobno sie miele a nastepnie pra¬ suje sie go pod wysokim cisnieniem z zasto¬ sowaniem spoiwa np. paku lub smoly, albo bez spoiwa, na brykiety, które nastepnie sie wy- tlewa. / Znane jest równiez wytwarzanie koksu me¬ talurgicznego w, ten sposób, ze okreslone wy- sortowane wegle brunatne albo grysik koksowy otrzymany przez wytlewanie lignitów lub we¬ gli brunatnych miele sie i tak przygotowany surowiec dodaje do wegla koksujacego o bar¬ dzo dobrej spiekalnosci, dalej zas postepuje sie tak, jak zwykle przy wytwarzaniu koksu z we¬ gla kamiennego. W ten sposób udaje sie np. zastosowac tylko 20—30% wegla koksujacego odpowiednio przygotowanego weglem brunat¬ nym lub lignitem.Bezowocne byly próby wytworzenia z wegla brunatnego i lignitów paliwa do pieców elek¬ trycznych, niskoszybowych elektrometaljurgi- cznych itp., gdyz po wytlewaniu takich wegli otrzymuje sie pólkoks lub koks w postaci gry¬ siku, który jest za mieki i za drobny, by mógl byc uzyty we wspomnianych piecach redukcyj¬ nych, które wymagaja paliwa o kawalkach od¬ powiedniej wielkosci i wytrzymalosci. Równiez wytlewanie frakcji ksylitowych niektórych li¬ gnitów nie stanowi rozwiazania, gdyz wegiel ksylitowy, otrzymywany wedlug tego typowego sposobu zweglania w mielezach, nie moze w zadnym razie pokryc zapotrzebowania powaz¬ niejszej produkcji metalurgicznej i elektroche¬ micznej, jako ze w calej masie lignitów takie frakcje ksylitowe stanowia zwykle tylko nieznaczny procent.Badania i próby, w czasie których poslugi¬ wano sie nowymi do tego celu oprocowan^mi metodami badan, umozliwily ustalenie z góry, dla poszczególnych gatunków wegla brunatnego i lignitów, warurików, w których mozna wy¬ twarzac z nich wytrzymaly pólkoks lub koks w kawalkach.Lignity zawieraja glównie celulozy, hemice- lulozy i substancje lignitowe, natomiast wegle brunatne — lotne skladniki i bitumy, które w czasie wytlewania wykazuja charakterystyczne efekty termiczne, a mianowicie naogól efekty endotermiczne z minimum w temperaturze 320°C i efekty egzotermiczne z maksimum w temperaturze 380°C i 420°C. Próby laboratoryj¬ ne i dokonywane na duza skale wykazaly po¬ nadto, ze z wegli brunatnych i lignitów w ka¬ walkach mozna otrzymac równiez pólkoksy w kawalkach o duzej wytrzymalosci, jesli wytle¬ wanie tych materialów prowadzi sie w warun¬ kach scisle okreslonych i charakterystycznych dla kazdego gatunku wegla, które to warunki zaleza do ilosci obecnych skladników celulozo¬ wych, hemicelulozowych lignitowych albo bi¬ tumów, a które to ilosci okresla sie juz wczes¬ niej wedlug wspomnianych metod badania, przy czym ilosci tych skladników powoduja i wyznaczaja szybkosc ogrzewania i zawartosci wilgoci paliw, które maja byc w kawalkach poddane wytlewaniu. Pierwotny ksztalt kawal¬ ków zostaje przy tym zachowany, a jedynie ich wielkosc ulega zmniejszeniu proporcjonalnie do zachodzacej kontrakcji.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze lignity i (lub) wegle brunatne w postaci orzecha, kostki lub kawalków poddaje sie wy¬ tlewaniu przy takiej poczatkowej zawartosci wil¬ goci, która jest odwrotnie proporcjonalna do zawartosci celulozy, hemicelulozy i ligniny w lignitach oraz do zawartosci skladników lotnych lub - bitumów w weglu brunatnym i wynosi ponizej 25%, przy czym lignity wzglednie we¬ giel brunatny ogrzewa sie najpierw do tempe¬ ratury 450°C z szybkoscia od 3 do 8°C/min. i dalej do temperatury 900°C z szybkoscia do 10°C/min. Szybkosc ogrzewania jest równiez odwrotnie proporcjonalna do zawartosci celu¬ lozy, hemicelulozy i lignin oraz do zawartosci skladników lotnych wzglednie bitumów w lig¬ nitach wzglednie w weglu brunatnym.W czasie wytlewania tworza sie zwiazki chemiczne i produkty, które wiaza powstajace czastki wegla w twarde kawalki. Wytlewane kawalki pólkoksu i koksu wykazuja przy pra¬ widlowym przebiegu procesu duza wytrzyma^ losc. statyczna i wytrzymalosc na scieranie.przy czym powstaje tylko niewielka ilosc gry¬ siku i pylu,'których nie mozna stosowac do pie¬ ców redukcyjnych. Najlepsze wyniki otrzymuje sie w przypadku stosowania tych sort wegla brunatnego i lignitów, które opuszczaja urza¬ dzenia sortownicze kopalni jako najmocniejsze mechanicznie i ze. wzgledu na sklad najcen¬ niejsze. Tymi sortami sa orzech, kostka i ka¬ walki.Tak scislego kontaktu i tak korzystnego roz¬ dzialu ziarn elementarnych, jaki wspomniane sorty maja juz z natury, nie mozna uzyskac przez sztuczne sprasowanie zmielonego uprze¬ dnio paliwa, nawet pod duzymi cisnieniami.W przypadku paliwa uprzednio zmielonego, w czasie wytlewania nie zachodza w wymaganym stopniu te reakcje, które tworza potrzebne wia¬ zania, wskutek czego wytlewany produkt nie uzyskuje pozadanej wytrzymalosci.Chcac ze zmielonego wegla brunatnego lub lignitów wytworzyc brykiety termiczne i che¬ micznie nie obrobione lub brykiety wytlewane o wytrzymalosci odpowiedniej do celów meta¬ lurgicznych albo chcac nawet z paliw tych wy- towrzyc uzyteczny koks, trzeba koniecznie do¬ dac do surowca bitumicznych srodków wiaza¬ cych o scisle okreslonych wlasciwosciach i to w ilosci wiekszej od ilosci tych srodków, któ¬ ra uzyskuje sie w czasie destylacji i wytlewa¬ nia danych paliw. Dlatego tez tak wytworzone brykiety i koksy sa kosztowne.Zawartosc wilgoci, jaka wegle brunatne i lignity winny posiadac w mysli wyzej podanych rozwazan, nim zostana poddane procesowi wy¬ tlewania, musi byc ograniczona w przypadku lignitów do maksimum 20°/o a w przypadku wegla brunatnego do maksimum 25°/o. Jesli za¬ wartosc wilgoci jest wyzsza, zwlaszcza w przy¬ padku stosowania lignitów, nalezy sorty prze¬ znaczone do wytlewania uprzednio podsuszyc.Sposób suszenia musi byc jednak tak dobrany, aby przy zastosowaniu go nie zostala zniszczo¬ na lub uszkodzona naturalna chemiczna i fi¬ zyczna struktura paliwa i aby sklad chemiczny zostal zasadniczo zachowany. Te warunki spel¬ nia dla przewaznej liczby sort lignitów i- wegli brunatnych np. sposób suszenia Fleissnera, przy którym zastosowane cisnienia i tempera¬ tury nalezy empirycznie dostosowac do kazdo¬ razowej sorty wegla. Juz niewielkie odchyle¬ nia od tej optymalnej zawartosci wilgoci uzy¬ tego paliwa przy wejsciu do pieca do wytlewa¬ nia powoduja spadek wytrzymalosci oraz wy¬ dajnosci pólkoksu i koksu w kawalkach. Desty¬ lacja i wytlewanie przebiegaja dalej prawidlo¬ wo tylko wówczss, jesli bedzie dokladnie prze¬ strzegana odpowiednia szybkosc ogrzewania.Szybkosc ta wynosi naogól w przypadku lig¬ nitów 3—8°C/min. Przy wiekszej szybkosci ogrzewania otrzymuje sie mniejsza ilosc ziarn o pozadanej wielkosci, a równoczesnie spada¬ ja tez wymagane wartosci wilgotnosci albo otrzymywany produkt nadaje sie do opisa¬ nych zastosowan. Jesli natomiast wytlewanie prowadzi- sie prawidlowo, otrzymuje sie pól- koksy lub koksy w kawalkach, które ze wzgle¬ du na ksztalt, wielkosc, jak tez wlasciwosci chemiczne i fizyczne moga byc wprost uzyte w poprzednio opisanych agregatach wytwór¬ czych. ^ -.-__¦; ,•- ^ ;: ;_ . /-;.:'•..Sposobem wedlug wynalazku wytwarza sie wiec bez mielenia i brykietowania z surowego sortowanego lignitu albo z kawalków wegla brunatnego pólkoks albo koks, którego wielkosc ziarn o przewadze ziarn wiekszych jest bardzo korzystna do stosowania w piecach elektroche¬ micznych i metalurgicznych, niskich piecach szybowych i zwyklych wielkich piecach o mniejszej lub sredniej pojemnosci. Koks tne posiada ziarnistosc w okolo : 80% , powyzej 20 mm,, -,, :. .;/;¦¦;; Do ^ wytlewania na duza skale mozna stoso¬ wac dowolne piece do wytlewania o znanej konstrukcji z ogrzewaniem przeponowym lub bezposrednim. Piece te jednak musza byc tak zbudowane, aby w kazdej strefie wytlewania mozna bylo scisle utrzymywac odpowiednia temperature i szybkosc ogrzewania, co dotyczy zarówno fazy suszenia, jak tez odgazowywania oraz wytlewania w temperaturach niskich, srednich i wysokich. Tylko w ten sposób z uzytych sort i klas wegla, a mianowicie orze¬ chu, kostki i kawalków uzyskuje sie pólkoks lub koks w kawalkach, w których zawartosc pylu i grysiku ponizej 15 mm nie przekroczy 10% calkowitej ilosci.Przyklad. Lignit A przy sortowaniu daje nastepujace ilosci klas ziarn: okolo 33% wegla w kawalkach, 45% orzecha i kostki i 22% drobniejszych klas ziarn, jak groszku, grysiku i pylu. Procentowy udzial klasy kostki i orze¬ cha mozna przez pokruszenie wegla w kawal¬ kach odpowiednio zwiekszyc. Ta klasa ziarn posiada nastepujacy sklad chemiczny: wilgo¬ tnosc = 45% (0%), popiól = 6,3% (11,45%), C = 34,2% (62,03%), H = 2,51% (4,56%), O + N = 11,8% (21,6%), pozostalpsc koksowa 28,3% (51,5%), czesci lotne = 26,7% (48.5%), Cfix = = 22,0% (40,05%), materialów palnych = 48,7% (88,55%), S calkowita = 0,7% (1,27%), S lotna — 3 —= 0,2V# (0,36*/»), S popiól = 0,5*/o (0,9lV#). Po¬ wyzsze liczby bez nawiasów oznaczaja procen¬ towy sklad surowca wilgotnego a liczby w na¬ wiasach — sklad surowca po wysuszeniu, a Cfix zawartosc stalego wegla, wyliczona z ana¬ lizy wedlug wzoru 100 — (•/• wody -I- •/•popio¬ lu + •/• lotnych czesci skladowych).Lignit o zawartosci 45°/© wilgotnosci wstepnie wysuszono do 18°/t wilgotnosci, np. sposobem Fleissnera. Po dobraniu wskazanych klas ziarn ogrzewano w piecu do wytlewania w ciagu 3 godzin od temperatry 20°C do temperatury 600°C, przy czym do tempertaury 450°C ogrze¬ wano z szybkoscia 3°C/minute, badz w piecu retortowym z ogrzewaniem przeponowym, badz przez ogrzewanie bezposrednie za pomoca ga¬ zów wywiazujacych sie w czasie destylacji i odpowiednio wstepnie ogrzanych. Proces wy¬ trwaniu przebiega przy tym tak, ze pierwotny ksztalt kawalków nie ulega zmianie. Na skutek kontrakcji kawalki skurczyly sie, ale koks po¬ siada duza wytrzymalosc na scieranie, która mierzona w bebnie Micuma, wynosila m-2 = 6 — 12°/©, a m+2o = ponad 75°/o, Wartosc m_2 oznacza ilosc ziarn o wielkosci ponizej 2 mm, które po próbie w bebnie Micuma przechodza przez sito o 2 mm wielkosci oczek, podczas gdy m+2o oznacza czesci, które pozostaja w si¬ cie o 20 mm wielkosci oczek. Po odsianiu i transporcie otrzymuje sie wiec 80 — 90*/» pól- koksu o klasach ziarn, uzywanych w piecach niskoszybowych, elektrycznych itd. Otrzymany pólkoks posiadal nastepujacy sklad wilgotno¬ sc = Wo, popiól = 16,2Vo, G = 73,4*'/o, H = 2,2Vo, O + N = 8,2°/«, pozostalosc koksowa = 80,5*/o, skladniki lotne = 19,5°/o Cfix = 64,4Vo, mate¬ rialy palne = 83,8Vo, S calkowita = 1,45°/*. PL