DE2158393A1

DE2158393A1 - Process for producing coke from coal

Info

Publication number: DE2158393A1
Application number: DE19712158393
Authority: DE
Inventors: Karl Otto Paul Chilliwack British Culumien Fisher (Kanada)
Original assignee: Fischer Holdings Ltd
Current assignee: Fischer Holdings Ltd
Priority date: 1970-12-03
Filing date: 1971-11-25
Publication date: 1972-07-20
Also published as: IE35862B1; BE776155A; US3758385A; FR2117210A5; AU3613871A; IT945260B; DE2158393C3; AU448453B2; JPS5110601B1; CA946327A; IE35862L; DE2158393B2

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl. -Chem. I. SCHULZE βθ Heidelberg ι oicpoqoDipl. -Chem. I. SCHULZE βθ Heidelberg ι oicpoqo

^r Gaisbergstraße 3 C I 0 O V \t V ^r Gaisbergstrasse 3 C I 0 OV \ t V

Dipl.-Ing. E. GUTSCHER Telephon 232 69Dipl.-Ing. E. GUTSCHER telephone 232 69

Γ Abs. Dipl.-Chem. I. Schulze, Dipl.-Ing. E. Gutscher, Patentanwälte ~\ UNSER ZEICHEN: 2337Γ Paragraph Dipl.-Chem. I. Schulze, Dipl.-Ing. E. Gutscher, patent attorneys ~ \ OUR CHARACTER: 2337

6900 Heldeiberg, Gaisbergstraße 3 ,„„ zeichen·6900 Heldeiberg, Gaisbergstraße 3, "" sign ·

Anmelder: Fischer Holdings Ltd., 219 Riverside Drive, Chilliwack, Br Britisch Coluobien, GanadaApplicant: Fischer Holdings Ltd., 219 Riverside Drive, Chilliwack, Br Britisch Coluobien, Ganada

Verfahren zum Herstellen von Koks aus JSrdkohleProcess for making coke from coal

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkoken von Erdkohle«The invention relates to a method for coking coal.

Beim Schmelzen von Bisenerz wird ein Hochofen gewöhnlich mit nach unten gehenden Lagen von zerkleinertem Kalk, Eisenerz und Koks beschickt und durch diese Schichten wird mit hohe® Durchsatz nach oben strömendes heisses Gas geleitet. Der verwendete Koks muss eine ausreichende Druckfestigkeit aufweisen, um das Gewicht des Eisenerzes und des Kalkes zu tragen, ohne selbst zerdrückt zu werden. Koks der zusammengepresst w*sd, bricht gewöhnlich leicht in kleine Stückchen, die nicht nur den Durchgang des heiasen Gaees durch den Ofen störenWhen smelting bison ore, a blast furnace is usually made with down layers of crushed lime, iron ore and coke is charged and hot gas flowing upwards is passed through these layers with a high throughput. The one used Coke must have sufficient compressive strength to support the weight of the iron ore and lime, without being crushed by yourself. Coke that is compressed is usually easy to break into small pieces that do not only disturb the passage of the hot gas through the oven

209830/0534209830/0534

und behindern, sondern während der anfänglichen Schmelzstufen verloren gehen können, wodurch die Leistung des Ofens verringert und die Produktionskosten erhöht werden.and hinder, but can be lost during the initial melting stages, reducing the performance of the furnace can be reduced and the production cost can be increased.

Die meisten bituminösen Kohlen bzw. Steinkohlenarten, die bei gleichmässig ansteigender Temperatur in Abwesenheit oder teilweiser Abwesenheit von Luft erwärmt werden, schmelzen und werden plastisch. Solche Kohlenarten werden als Fettkohle oder backende Fettkohle mit hohen Sinterungs- und Bindewerten bezeichnet. Der Grad dieser Sintereigenschaften ist bei verschiedenen Kohlenarten unterschiedlich.Most bituminous coals or types of coal that with a steadily increasing temperature in the absence or partial absence of air are heated, melt and become plastic. Such types of coal are called fatty coal or baked charcoal with high sintering and binding values. The degree of these sintering properties is at different types of coal.

Sintern ist eine wichtige Eigenschaft der Kohle, die bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Koks verwendet wird. Stärker sinternde Kohlearten, gewöhnlich hochwertige Fettkohle, gibt Koksarten mit guter Quellung und guter Zellstruktur und mit der erforderlichen Druckfestigkeit für die Verwendung beim Schmelzen von Eisenerz. Moorkohle oder schwärzer Lignit und Anthrazit gelten als nicht-elnternd. £rdkohlen, die Lignit und Braunkohle umfassen, schmelzen nicht leicht und natürlicher Koks, d.h. Koks hergestellt aus Kohle, die vor dem Verkoken nur auf die entsprechende Teilchengröase zerkleinert aber sonst nicht weiter behandelt worden war, weist nicht die erforderliche Druckfestigkeit zur Verwendung beim Schmelzen von Eisenerz auf.Sintering is an important property of coal used in known processes for making coke. More strongly sintering types of coal, usually high-quality fatty coal, give types of coke with good swelling and good cell structure and with the required compressive strength for use in smelting iron ore. Bog coal or black lignite and anthracite are considered non-parent. Coal, the lignite and brown coal do not melt easily and naturally Coke, i.e. coke made from coal, which is only crushed to the appropriate particle size before coking but not otherwise treated, does not have the required compressive strength for use in melting of iron ore on.

Vorhandene Ablagerungen von guter Verkokungekohle werden schnell abgebaut und sind rasch erschöpft. Daher wurden erhebliche Anstrengungen gemacht, um einen brauchbaren Koks aus Erdkohlen herstellen, der sich für Schmelzen in Hochofenprozessen eignet. Existing deposits of good coking coal are quickly broken down and are quickly exhausted. Hence, they were substantial Efforts have been made to produce a usable coke from coal that is suitable for smelting in blast furnace processes.

Bei bekannten Verfahren zum Herstellen von Kok· aus Erdkohle wird dies· zunächst gemahlen, und zwar bis zu einer maximalen Sellchengrösse von etwa 4 mm. Die gemahlen· Kohle wirdIn known processes for producing coke from coal this is first ground to a maximum size of about 4 mm. The ground · coal is made

209830/0534209830/0534

dann getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 10 % zu verringern. Ein Bindemittel, gewöhnlich ein asphaltiseher Binder, wird sugegeben und anschliessend wird die Sohle zu einem plastisch verformbaren Gemisch geknetet. Dieses Gemisch wird tinter hohem Druck brikettiert und die dabei gebildeten Briketts werden verkokt. Der so hergestellte Koks, auch Hüttenkoks genannt, kann hinsichtlich der Grosse und der Gestalt der einzelnen Koksstückchen kontrolliert werden· Sin aus guter Sinterkohle so gebildeter Koks hat eine gro9se Druckfestigkeit, die für Schmelszwecke geeignet ist und er ist ferner ein ideales Reduktionsmittel für Sehmeisen, da Grosse und Gestalt der einseinen Koksstückchen genau kontrolliert und auf die Granulatgröase des Erzes eingestellt werden können. Hüttenkohle hergestellt aus Erdkohlen gemäss dem obengenannten Verfahren weist aber nicht eine für Schmelakoke ausreichende Druckfestigkeit auf«then dried to reduce the moisture content to about 10 % . A binding agent, usually an asphaltic binding agent, is added and then the sole is kneaded into a plastically deformable mixture. This mixture is briquetted under high pressure and the briquettes formed are coked. The coke produced in this way, also known as metallurgical coke, can be controlled with regard to the size and shape of the individual coke pieces.Coke formed in this way from good sintered coal has a high compressive strength that is suitable for smelting purposes and it is also an ideal reducing agent for hoisting irons The size and shape of the individual pieces of coke can be precisely controlled and adjusted to the granulate size of the ore. Metallurgical coal produced from earth coal according to the above-mentioned process does not have sufficient compressive strength for Schmelakoke "

Ausserdem ist das bekannte Verfahren kostspielig, da die Kosten des Energieverbrauchs hoch sind, insbesondere bei den Pressverfahren zum Formen der Briketts. Entsprechend 1st die Produktion langsam.In addition, the known method is expensive because the Energy consumption costs are high, particularly in the pressing processes for forming the briquettes. Accordingly, the Production slow.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen von Hüttenkoks aus Erdkohlenarten zu schaffen, der eine hohe Druckfestigkeit aufweist.The object of the invention is to provide a method for producing metallurgical coke from types of coal that has a high Has compressive strength.

Im wesentlichen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zunächst ein Brei aus Kohle und Wasser hergestellt und anschliessend dieser Brei in gleichgerichtete bzw. glelchachsige Stücke geteilt wird, die dann getrocknet werden, wobei der Feuchtigkeitsgehalt auf unter 10 % gebracht wird, und anachliesaend die getrockneten Stücke verkokt werden.Essentially, this object is achieved by first making a pulp from coal and water and then dividing this pulp into rectified or symmetrical pieces, which are then dried, bringing the moisture content below 10 % , and then the dried pieces be coked.

ι Der nach deto erfindungsgem&ssen Verfahren hergestellte Hüttenkoks ist billiger als der nach den bekannten Verfahren er-ι The metallurgical coke produced according to the method according to the invention is cheaper than the known method

209830/0534209830/0534

haltene Koks, da Energieverbrauch und daher die damit verbundenen Kosten geringer sind. Bindemittel sind nicht erforderlich und die Produktionerate ist grosser.keep coke because of energy consumption and therefore the associated Costs are lower. Binders are not required and the production rate is higher.

Bei dem erfindungsgemäesen Verfahren wird Erdkohle bis auf eine maximale !Eeilehengruese von 0,15 mm zerkleinert und su einem Brei mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 30 und 60 % verarbeitet. Dann werden aus dem Brei gleichgerichtete £tük~ ke geformt» die bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1Q % getrocknet werden· Diese Stücke werden dann verkokt.In the process according to the invention, coal is crushed to a maximum length of 0.15 mm and processed into a pulp with a moisture content between 30 and 60 % . Then from the pulp straightened pieces are formed, which are dried to a moisture content of about 10 %. These pieces are then coked.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, deren einsige Figur schematiech eine Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene zeigt, näher beschrieben.The invention is based on the drawing, the single figure of which schematically shows an apparatus for carrying out the method shows, described in more detail.

Das erfindungsgem&sse Verfahren sur Herstellung von Koks aus Erdkohle kann in die folgenden allgemeinen Verfahrensstufen eingeteilt werden:The inventive method for the production of coke from Charcoal can be divided into the following general process stages:

Stage I making a pulp from coal; Stage II cutting the pulp into rectified pieces

vorbestimmter Gröesej
Stufe III Trocknen der Stücke ι
Stufe IV Verkoken der getrockneten Stücke.predetermined size
Stage III drying the pieces ι
Stage IV coking the dried pieces.

Anhand der Zeichnung lassen sich die allgemeinen Verfahrenestufen wie folgt erläutert:The general process stages can be explained as follows using the drawing:

Stufe ILevel I.

Erdkohle wird suerst durch eine Mühle 10, beispielsweise eine Kugelmühle oder dergleichen, gegeben, um die Teilchengrösse auf etwa 4 mm zu zerkleinern. Die gemahlene Kohle wird dann über Siebe 11 geführt, um die Holzbestandteile su entfernen, die gewöhnlich in Braunkohle gefunden werden. Zu grosse Kohleteilchen werden wieder in die Mühle 10 surückgeführt, um weiter serkleinert su werden»Coal is suerst by a mill 10, for example a Ball mill or the like, given to the particle size to be crushed to about 4 mm. The ground coal is then passed over sieves 11 to remove the wood components, commonly found in lignite. Too large particles of coal are returned to the mill 10 to be further crushed. »

209830/0534209830/0534

Die Siebkohle wird dann in einer Kolloidmühle 12 noch mehr zerkleinert und tu eine« Brei verarbeitet. Die gewünschte Teilchengröese beträgt hierbei weniger ala 0,15 am. & kann eine herkömmliche Kolloidmühle verwendet werden« wie aie beispielsweise von der Pulverisierung von Holssellatoff bekannt ist und die Snet- und Zerkleinerungerotoren 15 aufweist. Der Feuchtigkeitsgehalt dea Kohlebreies wird auf mindestens 50 % gehalten« wobei 55 # das Optimum ist. Folglich muss während des Knetens in die Kolloidmühle Wasser sugegeben werden« g um einen Brei mit den gewünschten feuchtigkeitsgehalt su bilden, wenn trockenere Sohle verarbeitet wird·The charcoal is then comminuted even more in a colloid mill 12 and processed into a pulp. The desired particle size is less than 0.15 μm. A conventional colloid mill can be used, as is known, for example, from the pulverization of Holssellatoff and which has 15 grinding and comminution rotors. The moisture content of the coal pulp is kept to at least 50 % , with 55 # being the optimum. Consequently must sugegeben during kneading in the colloid mill water "g a slurry with the desired moisture content below form when drier sole is processed ·

Vm Hüttenkoks herzustellen, wird die Sohle in der Kolloidmühle auf eine Teilchengröße »wischen etwa 0,08 bis 0,12 am serkieinert, und wenn ein Koks gebildet werden soll, der die Struktur von tiolskohle hat, beträgt die (Beilchengröese etwa 0,12 bis 0,15 mm.The sole is made in the colloid mill to produce iron and steel coke to a particle size of between about 0.08 to 0.12 μm, and if a coke is to be formed, the Has the structure of tioletite, the size of the beetle is about 0.12 to 0.15 mm.

Stufe II ' Stage II '

Der in der Kolloidmühle hergestellte Brei wird dann auf einem Pörderrost 15 durch einen Extruder 14 geführt. Ü9V Extruder kann eine Schneckenpresse sein und arbeitet bei niedrigem | Druck, da der Brei flüssig ist.The slurry produced in the colloid mill is then passed on a conveyor grate 15 through an extruder 14. Ü9V extruder can be a screw press and works at low | Pressure as the pulp is liquid.

extrudierte Brei wird dann durch ein über dem Pörderrost angeordneten fleeter 1? in gleichachsig« und. gleichgerichtete Stücke 16 »erschnitten. Das in der Zeichnung dargestellte Messer kann rotierend ausgebildet und mit radial abstehen- '-den Sonneiden versehen sein, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidspitsen die gleiche iet wie die Sewegungsge-t schwindigkeit des FÖrderrostes. Die Abmessungen der ala End- ' produkt gewünschten Koksstückchen bestimmen die erforderlichen Grossen der Breietücke. Aus diesem Grund werden die DickeThe extruded pulp is then passed through a conveyor grate arranged fleeter 1? in equiaxed «and. rectified pieces 16 »cut. The one shown in the drawing Knife can be designed to rotate and protrude radially Sunid be provided, the peripheral speed of the cutting tips the same as the Sewegungsge-t speed of the conveyor grate. The dimensions of the ala end ' The coke pieces required for the product determine the required The size of the slices. Because of this, the thickness will be

209830/0534209830/0534

des su extrudierenden Breies und der Abstand der Schneidmesser so eingestellt, dass die vorbestimmte Grosse der Breietücke gewährleistet ist.of the pulp to be extruded and the distance between the cutting blades adjusted so that the predetermined size of the slices is guaranteed.

8tufe_r III8tufe _r III

Sie Breistücke werden durch den Förderrost in eine Trockenvorrichtung 18 geführt, wo ihr Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 10 # gesenkt wird.They are chunks through the conveyor grate into a drying device 18 where their moisture content is lowered to less than 10 #.

Um das Springen und Brechen der Stücke su verringern, wird unter kontrollierten Temperaturbedingungen, vorzugsweise in einem warmen Luftstrom zwischen 20 und 50° C getrocknet.To reduce the jumping and breaking of the pieces su will under controlled temperature conditions, preferably in dried in a stream of warm air between 20 and 50 ° C.

Während des Trocknens schrumpfen die Stücke, wobei die Eanten Iftnge. auf etwa 50 % der ursprünglichen Länge verringert wird. Gleichseitig steigt das spezifische Gewicht um etwa 300 %. Die Stücke werden ausreichend hart, um in üblicher Weise gehandhabt und transportiert su werden, ohne dabei übermftssig oder unzulässig su brechen.During the drying process, the pieces shrink, with the length of the pieces. is reduced to about 50 % of the original length. At the same time, the specific weight increases by around 300 %. The pieces become hard enough to be handled and transported in the usual manner without breaking excessively or inappropriately.

Die gertrockneten Stücke werden dann in einem Ofen 19 in an sich bekannter Weise getrocknet.The dried pieces are then placed in an oven 19 in dried itself in a known manner.

Um Hüttenkoks herzustellen» werden die Stücke, welche aus auf eine Seilohengtfösse von etwa 0,08 bis 0,12 mm serklelnerter Sohle geformt worden war, bei einer Temperatur swischen 930 bis 1100° C verkokt. Um Koks mit Holzkohlenstruktur herausteilen, werden die Stücke, welche aus auf eine Teilchengröaae von etwa 0,12 bis 0,15 mm serkleinerter Sohle geformt worden waren, bei einer Temperatur »viachen 600 bis 650° C verkokt.In order to produce metallurgical coke »the pieces which are made on a rope length of about 0.08 to 0.12 mm thicker Sole had been molded at a temperature between 930 coked up to 1100 ° C. To cut out coke with a charcoal structure, the pieces are made of a particle size from about 0.12 to 0.15 mm of comminuted sole were coked at a temperature of between 600 and 650 ° C.

Hüttenkoks, der nach dem erfindungsgamässen Verfahren hergestellt worden iat, hat ein feines poröses Gefüge und weist Metallurgical coke, which has been produced according to the method according to the invention, has a fine, porous structure and has

209 830/0534209 830/0534

eine hohe Druckfestigkeit auf. Abreibungs- und Verschlelseprüfungen ergaben bis zu 85 % und schneiden bei einem Vergleich ait den besten Steinkohlen-Kokearten gut ab.high compressive strength. Abrasion and encryption tests showed up to 85 % and performed well in a comparison with the best types of hard coal and coke.

Das erflndungsgemasse Verfahren kann sehr vorteilhaft beim Schneisen von Eiaenerzklein verwendet werden· Normalerweise kann Eisenerzklein nur mit grossen Schwierigkeiten und mit hohen Kosten geschmolzen werden. Während des Herstellens des Kohlebreies kann Eisenerzklein zugegeben werden, so dass ein homogenes Gemisch aus Kohle und Erz gebildet wird. WShrend des Verkokens und während der folgenden Verwendung des * Koks im Hochofen bleibt das Erzklein in den Stücken eingeschlossen. The method according to the invention can be used very advantageously when cutting small iron ore. Normally, small iron ore can only be melted with great difficulty and at high costs. During the production of the coal pulp, iron ore can be added so that a homogeneous mixture of coal and ore is formed. WShrend coking and during the subsequent use of the * coke in the blast furnace, the ore fines in the pieces remains trapped.

Braunkohle, die eine weiche erdige Struktur und einen eigenen feuchtigkeitsgehalt zwischen 50 und 60 # aufweist, ist sür Herstellung von Koks nach dem erfindungsgeaaesen Verfahren ideal geeignet. £s wird nur wenig oder gar kein Wasser bei der Bildung des Kohlebreies benötigt. Ausserdem ist der¹ Energieverbrauch in der Kolloidmühle zum Zerkleinern der Kohle auf die erforderliche Teilchengrösse ebenfalls niedrig. Der den Ligniten eigene feuchtigkeitsgehalt liegt bei etwa 50 bis 45 %. Geringwertige Lignite sind weicher und habin einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als höherwertige Lignite. " Baraus folgt, dass der Energieverbrauch, insbesondere beim Zerkleinern und Trocknen, grosser und die Produktion geringer ist je höherwertig die Lignite sind. Lignite, which has a soft earthy structure and its own moisture content between 50 and 60 #, is ideally suited for the production of coke by the process according to the invention. Little or no water is required to form the coal pulp. In addition, the ¹ Energy consumption is also low in the colloid mill for grinding of coal to the required particle size. The moisture content of the lignites is around 50 to 45 %. Low-quality lignites are softer and have a higher moisture content than higher-quality lignites. "It follows from this that the higher the quality of the lignites, the higher the energy consumption, especially during the chopping and drying, and the lower the production.

Die qualitativ besten Lignite, die manchmal als niederwertige Moorkohle oder schwarser Lignit klassifiziert werden,können gegebenenfalls für das erfindungsgemässe Verfahren nicht zweckmässig sein, da sie gewöhnlich als Brei nicht ausreichend Feuchtigkeit zurückhalten, um vor und wärend dem Trocknen die gewünschte Form beizubehalten. Demnach eignet sich das erfin-The best quality lignites, sometimes called low quality Bog coal or black lignite can be classified possibly not for the process according to the invention be expedient, as they are usually not sufficient as a porridge Retain moisture before and during drying Maintain desired shape. Accordingly, the inven-

209830/0534209830/0534

dungegemässe Verfahren insbesondere wir Herstellung von Hüttenkoks aus Braunkohle und, üblicherweise, aua minderwertigeren Ligniten.Inadequate processes, especially such as the production of metallurgical coke from lignite and, usually, also from lower quality Lignites.

209830/053A209830 / 053A

Claims

(1. ) Method sum production of coke from ßrdkohle, characterized in that a pulp made of coal with a moisture content of about 30 to 60 % and this pulp is divided into equiaxed and aligned pieces »these pieces to a moisture content of less than about 10 % are dried and then coked.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of the pulp the sole is first crushed to a maximum particle size of about 4 mm and this crushed coal is then ground to a maximum particle size of about 0.15 mm.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that that the pulp is extruded onto a conveyor grate and divided into pieces of equal size.

4-, method according to claims 1 to 3 »characterized in that that the pieces of the coal pulp in a stream of warm air be dried from about 20 to 30 ° C.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that that the maximum particle size of the coal in the coal pulp is between about 0.12 mm and 0.15 mm.

6. The method according to claims 1 to 4, characterized in that that the maximum particle size of the coal in the coal pulp is about Is 0.08 to 0.12 mm.

7. The method according to claim 5, characterized in that the dried pieces are coked at a temperature between about 600 and 750 ° C.

209830/0534

8. The method according to claim 6, characterized in that the dried pieces are coked at a temperature between about 900 and 1110 ° 0.

9 * method according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that Er2klβin is issued during the production of the carbon paste.

209830/0 534 original inspected