DD141840A1

DD141840A1 - Verfahren und vorrichtung zum stueckigmachen feinkoerniger stoffe

Info

Publication number: DD141840A1
Application number: DD77200547A
Authority: DD
Inventors: Ursula Eisel
Original assignee: Ursula Eisel
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1980-05-21
Also published as: DE2822660A1; BR7804965A; US4183731A

Description

Verfalrren und Vorrichtung zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe, insbesondere von Koks- und Holzkohlegrus mit Hilfe von Bindemitteln für metallurgische Zwecke und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver~ fahrensβ

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Die Herstellung von Koks erfolgt allgemein zu dem Zweck, einen Brennstoff mit reaktionsfreudiger Oberfläche und angereichertem Kohlenstoffgehalt zu erzeugen» Mir metallurgische Verfahren wie z„B» im Hochofenprozeß wird Koks mit bestimmter Druckfestigkeit, Abriebfestigkeit und Reaktionsfähigkeit benötigt, außerdem soll er„eine einheitliche Mindeststückgröße aufweisen» Die Forderungen können nur erfüllt werden, wenn bei der Koksher st-ellung nach klassischen Verfahren ausgewählte Kohlesorten, deren Anteil an den bekannten Kohlevorkommen nur etwa 10 % beträgt, verwendet werden* Deshalb wurden durch die Kohleindustrie seit langem Verfahren entwickölt, die Koks, insbesondere Formkoks z.B. als Briketts aus hochflüchtigen, schwach backenden.bzw· nicht backenden Kohlesorten oder Gemischen aus diesen Kohl&oorten ggfc unter Zugabo von Koksgrus herstellen»

Die Herstellung erfolgt in der Weise, daß diese Kohlesorten nach einer thermischen Vorbehandlung oder .unter Zusatz von Bindemittel^brikettiert und thermisch gehärtet bzw« verschwelt¹ werden (DB-PS 881188, DE-AS 1180713, DE~PS 834691, DE-PS 852835, DE-PS 1051798, DB-AS- 1696509, DE-AS 2358122)«

Es ist auch bekannt, Koksformkörper aus feinkernigen backenden und nichtbackenden Kohlen oder Koksgrus ggf. unter Zusatz von festen und/oder flüssigen Bindemitteln auf Pelletisiertellern oder in Pelletisiertrommeln durch Wälz»· bzw« Abrollbewegungen herzustellen* Diese Pellets werden ggf. nach einer Vortrocknung verkokt und gehärtet bzw» gebrannt,, (DE-OS 1571703, DE-OS 1571698, DE-OS 1671366)

Die Nachteile dieser Verfahren zur.Herstellung von Pormkoks bestehen hauptsächlich darin, daß sie in mehreren Stufen und Aggregaten durchgeführt werden und daß zum thermischen Härten bzw«, verkoken ein großer Energieaufwand erforderlich ist.

Durch Brikettierverfahren wird die Gasdurchlässigkeit des Formkoks durch eine verhältnismäßig dichte äußere Schicht eingeschränkt. Kokspellets dagegen weisen hinsichtlich ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit und ihrer einheitlichen Stückgröße zu verbessernde Eigenschaften auf.

Die Verfahren sind im allgemeinen auf bestimmte Kohlesorten beschränkt und gestatten nur die Verarbeitung geringer Koksgrus-Mengen bzw« nur von Koksgrus sehr feiner und gleichmäßiger Körnung*

Zur Herstellung sehr reiner Stahlsorten wird als Hochofenreduktionsmitt.el auch Holzkohle verwendete Hierbei fallen etwa 10 % der eingesetzton Menge als Holzkohlegrus an, der mit den zur Verfügung stehenden Verfahren

nicht mit angemessenem Aufwand für seinen vorgesehenen Verwendungszweck nutzbar gemacht werden kann.

Ziel der Erfindung

Zweck der Erfindung ist, den bei metallurgischen Verfahren, wie dem Hochofenprozeß, anfallenden Grus von Koks und Holzkohle mit hoher Arbeitsproduktivität und geringem.laschinen- und Energieaufwand für den gleichen Verwendungszweck, ζ_βΒ_β als Hochofenreduktionsmittel nutzbar zu machen.

Darlegung des V/es ens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, die es ermöglichen, aus Kohlegrus in einem Arbeitsgang und mit Hilfe eines Aggregats Stücke gleicher Größe, bestimmter Porosität und Festigkeit herzustellen.

Erfindungsgemäß wird eine temperierte Mischung aus Kohlegrus und einem gelösten Bindemittel in einen Silo eingebracht und auf Mischtemperatur gehalten« Gleichzeitig wird in einer hermetisch verschlossenen Form ein Vakuum von etwa = 70 % hergestellt. Danach wird ein. zwischen dem Silo und der Form befindliches Absperrorgan schlagartig geöffnet und die Form durch Implosionswirkung gefüllt und-die Mischung vorverdichtete Nach dem Schließen des Absperrorgans wird aus der Msehung mittels Vakuum das Lösungsmittel entfernt und entsprechend des Lösungsmittelverlustes in einer Richtung zusammengedrückte Nach dem Öffnen der Form wird der Kohlegrusformling beim Entfernen aus der Form infolge einer Bruchkerben-Profilierung au Stücken gebrochene

Das Bindemittel "wird vorzugsweise in Wasser gelöst und mit dem Kohlegrus auf 40 bis 70 ⁰C erwärmt, wobei beim oberen Wert ein Vakuum von 70 % und beim unteren Wert ein Vakuum von 95 % hergestellt wird« Diese Werte entsprechen der den jeweiligen Bedingungen zugehörigen Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels« Zur Intensivierung des Entwässerungsprozesses kann die Form zusätzlich aufgeheizt werden« Die erfindungsgeinäße Vorrichtung besteht aus einem in seiner oberen Lage verriegelbaren Rezipient, der über eine umlaufende, zusammendrückbar©' Dichtung, die auf einer mit einem Chassis verbundenen Dichtkante auf·» sitzt einen hermetisiorbaren Raum bildet, der mit einem Vakuumerzeuger in Verbindung steht und durch einen im Rezipienten angeordneten Vorschluß mit dem Innenraum des Silos, der verzugsweise als beheizbarer Chargenmischer ausgebildet ist, verbunden werden kann» Die an der Innenseite des Rezipienten angeordneten Bruchkerben« und Randbildner und das auf dem Chassis kippbar angeordnete Filtersieb bilden den Formungs-, Verdichtungsund Trocknungsraum für den Kohlegrusformling,

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung näher erläuterte Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Pigs 1 eine Anlage zum Herstellen von Formungen aus

Koks« oder Holzkohlegrus Figo 2 eine Draufsicht auf die Anlage

Die Anlage besteht aus einem Silo 1, der über einem konischen durch eins η Stempel 2 betätigten Verschluß 3

mit einem Recipienten 4 verbunden ist· Der Rezipient 4 ist auf seiner Innenseite mit Bruchkerben- und Randbildnern 5; versäien und besitzt auf seinem äußeren Rand eine umlaufende Dichtung 7, die über eine an einem Chassis 8 befestigte Dichtkante 9 greift. Durch die Verriegelungen 14 wird der Recipient in einer oberen Lage g-ehalten. Auf dem Chassis 8 ist ein im Abstand gehaltenes kippbares Piltersieb 10 befestigt. Eine durch das Chassis 8 geführte Leitung 11 ist mit dem Vakuumerzeuger 12 verbunden. Durch diese Anordnung wird '

1. ein hermetisierbarer Raum gebildet, der aus dem Rezi- · pienten 4 mit dem Verschluß 3_S der umlaufenden äußeren Dichtung 7 und dem Chassis 8 mit der Dichtkante 9 besteht und

2. ein Pormungs-, V^rdichtungs- und Trocknungsraum, der aus dem im Rezipienten 4 angeordneten Verschluß $, dem Bruchkerben- und Randbildner 5;6 und dem filtersieb 10 besteht.

In der bevorzugten Ausführung ist der Silo 1 als beheizbarer Chargenmischer ausgebildet.

Zur Herstellung der Formlinge wird der hermetisierbare Raum über den Vakuumerzeuger 12 mit einem Vakuum von 70 % beaufschlagt. Danach wird der Verschluß 3 zwischen dem Silo 1 und dem Rezipienten 4 entriegelt und dadurch schlagartig eine Öffnung freigegeben. Die auf 70 ⁰C erwärmte Mischung aus Kohlegrus und wassergelöstem Bindemittel implodiert durch diese Öffnung in den Formungs-, VerdichtungS" und Trocknungsraum. Dadurch wird die Mischung infolge Beschleunigung, Abbremsung und Masseträgheit zu einer Kohleplatte geformt und verdichtet» Der Verschluß 3

wird danach durch den Stempel 2 geschlossen und die Verriegelung 14 des Rezipienten 4 gelöst» Durch die vorgegeben© Iviischungst emperat ur und das Vakuum verdampft ein Teil des Wassers aus der Kohleplatte und wird wie der Rest des Überschußwassers über das Filtersieb 10 abgesaugt» Das durch den Wasserverlust der Kohleplatte verminderte Volumen wird durch Komprimierung der Dichtung infolge der Wirkung des atmosphärischen Druckes auf die Oberfläche des Rezipienten 4 ausgeglichen« Die Oege Bedingungen wie erhöhte Temperatur und Vakuum, denen die entstehende Kohleplatte ausgesetzt ist, führen zur Formung und Verdichtung und gleichzeitig zur Trocknung der Platte· Dieser Trocknungsprozeß wird, durch ein zusätzliches Aufheizen der Mischung im Rezipienten 4 unterstützte Danach wird der Rezipient 4 von dem Chassis abgehoben und das Filtersieb 10 mit der Kohleplatte gekippt« Die mit Bruchkerben versehen© Platte fällt in einen Transportraum 13 und bricht zu Formungen vorbestimmter Größe_e Dieser Vorgang wird taktweise wiederholt.

Das neue Verfahren snr Herstellung von Formungen aus Koks- oder Holzkohlegrus bietet folgende Vorteile:

- Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen, daß in -* einem Arbeitsgang und mit Hilfe einer kompletten Anlage Kohlegrus mit Bindemittel gemischt, in die Form eingebracht, geformt, verdichtet und'getrocknet und anschließend zu Formungen gebrochen wird.

- Der Formling kann auf diese Weise in vorbestimmter

Größe, Porigkeit entsprechend der gewünschten Gasdurchlässigkeit und Festigkeit hergestellt werden«.

• - Das Herstellungsverfahren ermöglicht insbesondere die Arbeitsprodukti%^rität gegenüber den herkömmlichen Vor-

fahren bedeutend zu steigern, den Automatisierungsgrad zu erhöhen, die Energiekosten zu senken und auf Grund der kompakteren Bauweise der Anlage den Aufwand für die technische Ausrüstung zu verringern.

Claims

Erf jjo

1. Verfahren zum .Stückigmachen feinkörniger Stoffe, ins~ besondere von Koks~ und Holzkohlegrus mit Hilfe von Bindemitteln, gekennzeichnet dadurch, daß eine temperierte Mschung aus Kohlegrus und einem gelösten Bindemittel in einen Silo (1) eingebracht und auf Mischtemperatur gehalten wird, daß gleichzeitig in einer hermetisch verschlossenen Form ein Vakuum von ca, = 70 % hergestellt wird, daß danach ein zwischen Silo (1) und Porin befindliches Absperrorgan geöffnet · wird und die Form durch Implosionswirkung schlagartig gefüllt wird, daß nach dem Schließen des Absperrorgans das Lösungsmittel aus der Mischung mittels Vakuum entfernt und entsprechend des Lösungsmittelverlustes in einer Richtung zusammengedrückt wird und daß nach dem Öffnen der Form der Kohlegrusformling beim Entfernen aus der Form infolge einer Bruchkerbenprofilierung zu Stücken gebrochen wird.

2« Verfahren zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe nach Punkt 1, daß das Bindemittel in Wasser gelöst und mit dem Kohlegrus auf 40 bis 70 ⁰C erwärmt wird, wobei beim oberen Wert ein Vakuum von 70 % und beim unteren Wert ein Vakuum von 95 % hergestellt wird, so daß die zugehörige Verdampfungstemperatur des Wassers er~ reicht wird*
3. Verfahren zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Form zur Intensivierung des Entwässerungsprozesses aufgeheizt wird· ·

4ο Vorrichtung zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß ein in seiner oberen Lagerverriegelbarer Rezipier (4) über eine umlaufende zusammendrückbare Dichtung (7), die auf einer mit einem Chassis (8) verbundenen Dichtkante (9) aufsitzt, zu einem Formraum angeordnet ist, der mit einem Vakuumerzeuger (12) in Verbindung steht und durch einen,im Rezipienten (4) angeordneten Verschluß (3) mit dem Innenraum des Silos (1 ) verbindbar ist und d'aß an der Innenseite des Rezipienten (4) befestigte Bruchkerben- und Randbild.ner (5;6) mit einem auf dem Chassis (8) kippbar gelagertes Filtersieb (10) zu einem Formungs-, Verdichtungs- und Trocknungsraum für den Kohleformling angeordnet sind.

5* Vorrichtung zum Stückigmachen feinkörniger Stoffe nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Silo (1) als beheizbarer Chargenmischer ausgebildet ist«

.Hierzu /f Seite . Zeichnung