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Verfahren zur Herstellung eines Hochofenkokses Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Hochofenkokses aus Mischungen von backenden
und nicht oder schwach backenden Steinkohlen. Es werden also solche Kohlen mit hohem
Gehalt an flüchtigen Bestandteilen benutzt, die wegen ihrer fehlenden oder zu geringen
Schmelzbarkeit für sich genommen als unverkokbar gelten. Die Erfindung ermöglicht
es, derartige Kohlen in Mischung von verkokbaren Kohlen in wesentlich höheren Prozentsätzen
zu verwenden als in bisher bekannten Verfahren. Insbesondere können nach dem Verfahren
nach der Erfindung Gas- oder Gasflammkohlen ohne vorhergraphischen Trennung ihrer
petrographischen Bestandteile zur Kokserzeugung herangezogen werden und dabei den
Hauptteil der Einsatzkohle ausmachen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, zur Herstellung eines
Hochofenkokses an sich nicht verkokbare Gas- und Gasflammkohlen zu benutzen, suchte
man bisher gewöhnlich auf empirischem Wege zu lösen. Bei den bekannten Verkokungsverfahren
dieser Art wird üblicherweise der eigentlichen Kokskohle ein geeignetes Magerungsmittel
in Form von nicht verkokbaren Kohlen, Koks oder Halbkoks zugesetzt. Auch hat man
vorgeschlagen, nicht oder schwer verkokbare Kohlen auf mechanischem Wege in schmelzbare
und unschmelzbare Bestandteile zu zerlegen und die schmelzbaren Bestandteile in
geeigneter Körnung für sich zu verkoken.
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Bei diesen bekannten Verfahren ergeben sich mehrere wesentliche Nachteile.
Zunächst kann man der eigentlichen schmelzbaren Kohskohle höchstens 15 bis 20°/o
unschmelzbarer Magerungsmittel zusetzen. Sodann muß man die unschmelzbaren und in
der Regel sehr harten Mischungsbestandteile der Einsatzkohle, z. B. Flammkohle,
Durit, Koks oder Kalbkoks, zur Erzeugung eines guten Hochofenkokses sehr fein zerkleinern.
Wegen der Härte dieser Bestandteile ergeben sich dabei hohe "Zerkleinerungskosten.
Ferner setzt die Zumischung von Magerungsmitteln wie Anthrazit, Koks oder Halbkoks,
die während des Verkokungsvorganges nicht oder nur sehr wenig schrumpfen, die Ausbeute
an Gas und Kohlenwertstoffen beträchtlich herab, da solche Zusätze keine nennenswerten
Mengen an flüchtigen Bestandteilen enthalten.
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Es ist auch bekannt, Hochofenkoks aus einer Brennstohmischung zu erzeugen,
die im wesentlichen aus nicht oder nur schlecht schmelzbaren Kohlen unter Zusatz
von Kohlenwasserstoffen als Bindemittel besteht. Jedoch muß man dann je nach der
Beschaffenheit der Kohle dieser bis zu 20°/o der hochwertigen Bindemittel zusetzen.
Infolgedessen ist in der Regel eine Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens nicht mehr
gegeben.
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Schließlich ist noch ein Vorschlag zu erwähnen, ein Brennstoffgemisch
aus Anthrazit, feinen und gröberen Kohlenanteilen unter Zugabe von einem Öl als
Bindemittel zu erhalten. Hierbei handelt es sich aber um die Verwendung des nicht
blähenden und praktisch gasfreien Anthrazits, so daß man die für Anthrazit bestimmten
Angaben nicht auf andersartige Kohlensorten übertragen kann.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Verfahren zur
Erzeugung eines Hochofenkokses unter Verwendung von backenden und nicht oder schwach
backenden Steinkohlen in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu beseitigen. Die
Erfindung besteht darin, daß der nicht oder schwach backenden, grobkörnigen Kohle,
insbesondere Gas- oder Gasflammkohle, solche backenden, feinkörnigen Kohlen, insbesondere
Fettkohlen, zugemischt werden, die während der Verkokung erst bei solchen Temperaturen
wieder erstarren, die mindestens ebenso hoch liegen wie diejenigen Temperaturen,
bei welchen die nicht oder schwach backenden Kohlen bereits geschrumpft sind.
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Bei der Verkokung einer nach vorstehenden Vorschriften hergestellten
Kohlenmischung wird die Oberflächenreaktion zwischen beiden Mischungsbestandteilen
auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Dadurch verringert sich die bei den bekannten Verfahren
auftretende Tendenz zu einer Diffusion zwischen beiden Mischungsbestandteilen, die
nachteilige Folgen hat. Infolge einer solchen Diffusion wird nämlich diejenige Temperatur,
bei welcher die Kohlemischung nach Durchlaufen der Erweichungszone wieder erstarrt
(Beginn der Koksbildung), beträchtlich herabgesetzt. Dadurch wiederum wird ein gutes
Fließen der
Mischungsbestandteile in der Erweichungszone beeinträchtigt
und umgekehrt die Rissebildung bei der später einsetzenden Schrumpfung des entstehenden
Kokses begünstigt.
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Die folgende Tabelle gibt die Temperaturen der Wiedererstarrung und
des Endes der Schrumpfung für verschiedene Kohlensorten wieder, wobei berücksichtigt
ist, daß diese Temperaturen mit der Geschwindigkeit der Erwärmung variieren und
die Tabelle dies für eine Geschwindigkeit von 2° C pro Minute aufführt.
| Temperaturen, |
| Wieder- bei denen die |
| Herkunft der Kohle erstarrungs- zeitlich kurze |
| temperaturen Schrumpfung |
| beendet ist |
| °C 0C |
| Kokskohle ........... 490 bis 500 490 bis 500 |
| Fettkohle ............ 480 bis 485 485 |
| Gaskohle ............ 475 bis -180 485 |
| Gasflammkohle ...... 470 485 |
| Flammkohle ......... nicht -175 |
| schmelzbar |
Die Tabelle läßt erkennen, daß allein die Kokskohle vollständig der gestellten Bedingung
entspricht. daß das Ende des zeitlich kurzen Schrumpfungsprozesses im Augenblick
ihrer Wiedererstarrung erreicht ist. Demnach sind allein diese K=ohlensorten geeignet,
ohne Mischung einen guten Koks zu ergeben.
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Die Fettkohlen lassen einen Koks mit mittleren Eigenschaften entstehen,
während Gaskohle und Gasflammkohle lediglich zur Gewinnung eines sehr stark splitternden
Kokses geeignet sind.
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Demgegenüber schafft die Erfindung eine Möglichkeit, eine befriedigende
Qualität durch Mischung einer I-,okskolile mit einer Fettkohle und selbst mit einer
Gaskohle zu schaffen. Auf keinen Fall indessen ist eine Mischung aus Fettkohle und
Gasflammkohle verwendbar.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die backende Kohle auf eine Korngröße
von weniger als 0,3 mm und die nicht oder schwach backende Kohle auf eine Korngröße
von etwa 2 bis 3 mm zu bringen. Vorzugsweise nimmt man für die backende Kohle nur
diejenigen Körner, die durch ein Sieb mit 0,2 mm Lochweite gehen. Die bei der Zerkleinerung
der nicht backenden Kohle anfallenden feinen Körnungen werden zweckmäßig vor dem
Mischen dieser Kohle finit der gut backenden Kohle durch Absiebe entfernt und können
beispielsweise in einer Staubfeuerung o1. dgl. ausgenutzt werden.
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Die Herstellung der Einsatzmischung läßt sich ohne weiteres mit Hilfe
der üblichen Kohlenzerkleinerungs-, Sieb- und 2vTischanlagen durchführen. Die Verkokung
der Einsatzmischung kann man in allen geeigneten stetig oder unstetig betriebenen
Verkokungs-bzw. Schwefelöfen bei entsprechend hoher oder niedriger Temperatur vornehmen.
Die Zusammensetzung des schmelzbaren Mischungsbestandteiles läßt sich mit Hilfe
bekannter Mittel genau einregeln, z. B. durch Mischung bestimmter Kohlensorten und/oder
durch Zusatz bestimmter gemahlener Kohlenfraktionen. Das Verfahren nach der Erfindung
ermöglicht die Verwendung von Kohlen mit einem Gehalt bis zu 40% an flüchtigen Bestandteilen.
Ferner erhält inan eine beträchtlich höhere Beschickungsdichte als aus den üblichen
Kokskohlen. Das ist wahrscheinlich einerseits auf die erfindungsgemäße unterschiedliche
Körnung der Einsatzmischung und anderseits auf die hohe Dichte der Flammkohle zurückzuführen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der nachstehenden
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Beispiel l Als Einsatzmischung zur Verkokung in einem Koksofen üblicher
Bauart wurde eine solche aus 60 Teilen einer Flammkohle und 40 Teilen einer gut
backenden Kokskohle verwandt. Die nicht blähende und auf eine Körnung zwischen etwa
2 und 3 mm gebrachte Flammkohle hatte einen Gehalt von 40% flüchtigen Bestandteilen.
Von der gut backenden Kokskohle, die einen Gehalt von 250/e flüchtigen Bestandteilen
und einen Blähungsgrad von 9 aufwies, wurden nur die durch ein Sieb mit 0,2 mm Lochweite
durchgefallenen Körnungen verwandt.
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Bei der Verkokung der so hergestellten Einsatzmischung in der üblichen
Weise fiel ein gut geschmolzener, rissefreier und dichter Hochofenkoks an. Beispie12
An Stelle von 40 Teilen einer Kokskohle einheitlicher Beschaffenheit wurden 40 Teile
einer Kokskohlenmischung verwendet. Und zwar bestand diese Mischung je zur Hälfte
aus einer Kokskohle mit 25% flüchtigen Bestandteilen und einem Blähungsgrad von
9 sowie einer weiteren Kohlensorte (Gaskohle) mit 35°/o flüchtigen Bestandteilen
und einem Blähungsgrad von B.
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Bei im übrigen unveränderten Verhältnissen fiel ein Koks mit firn
wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel an.
In beiden Fällen ließ sich der anfallende Koks bei sonst unveränderten Bedingungen
noch dadurch verbessern, daß die 60 Teile der Flammkohle mit Wasser oder
Öl
angefeuchtet und die 40 Teile der Kokskohle vorzugsweise trocken bzw. getrocknet
miteinander vermischt wurden. Dabei erhielt man eine besonders gute und gleichmäßige
Umhüllung der groben Körner der Flammkohle durch die feinen Körner der Kokskohle.