DE2613495A1

DE2613495A1 - Verfahren zur herstellung von kleinstueckigem reduktionskoks

Info

Publication number: DE2613495A1
Application number: DE19762613495
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Petak
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: DD132975A5; FR2346431A1; PL106946B1; FR2346431B1; DE2613495C2

Description

Saarbergwerke Aktiengesellschaft , 6600 Saarbrücken

Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischem

Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen öfen.

Für den Betrieb elektrometallurgischer öfen, die z.B. für die Herstellung von Calziumkarbid, für die Phosphorproduktion oder für die Erzeugung von Ferrolegierungen verwendet werden, wird als Reduktionsmittel ein Koks benötigt, der kleinstückig ist und der zudem einen großen spezifischen elektrischen Widerstand sowie große Reaktionsfähigkeit besitzt. Dabei wirkt bereits die Kleinstückigkeit des Kokses im Sinne einer großen Reaktivität, da kleinere Korngrößen des Kokses größere Kontaktflächen zur Folge haben.

An den als Elektroofen-Reduktionsmittel eingesetzten Koks werden je nach dem Verwendungszweck auch besondere Bedingungen in bezug auf den Asche-, Schwefel- und Eisengehalt gestellt, möglicherweise ebenfalls hinsichtlich des Aluminium- und Phosphorgehaltes.

Es wurde -gefunden, daß der elektrische Widerstand und die Reaktionsfähigkeit des Kokses sowohl von den Einsatzstoffen für den Verkokungsprozeß als auch von den Verkokungsbedingungen abhängig sind, daß der Gehalt des Kokses an Asche, Schwefel und Eisen sowie an Aluminium und Phosphor hingegen fast ausschließ-

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lieh durch die verwendeten Einsatzstoffe bestimmt wird. Dabei hat sich außerdem gezeigt, daß diejenigen Einsatzstoffe, welche die Anforderungen an die Zusammensetzung des Kokses befriedigen könnten, häufig durch, ein unzureichendes Koksbildungsvermöger. ausgezeichnet sind.

Es ist bekannt, (DT-OS 2 164 474), daß die hinsichtlich ihres Asche-, Schwefel-, Eisen-, Aluminium- und Phosphorgehaltes für die Erzeugung von Elektroofen-Koks geeigneten Einsatzstoffe sich dann unter günstigeren Bedingungen verkoken lassen, wenn ihnen aromatische bituminöse Substanzen zugesetzt werden. Der auf diese Weise hergestellte Koks erfüllt andererseits aber nicht die an die Reaktionsfähigkeit und Stückigkeit eines Elektroofen-Reduktionsmittels gestellten Anforderungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Reduktionskokses mit großem elektrischem Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen öfen bereitzustellen, wobei der aus dem Koksofen gedrückte Koks unmittelbar in relativ kleinen Korngrößen anfällt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe zum einen durch ein Verfahren gelöst, bei welchem hochflüchtige schwachbackende Steinkohlen mit mehr als 35 % flüchtigen Bestandteilen zu etwa 95 % auf eine Korngröße von unter 3 mm aufgemahlen, in einer Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens 0,9 t/m , bezogen auf eine Substanz mit 7 bis 12 % Wassergehalt, verdichtet und in einem für die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt werden. Dabei weisen die hochflüchtigen, schwachbackenden Steinkohlen vorzugsweise einen Blähgrad von unter 5 auf.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zum anderen aber auch durch ein Verfahren gelöst, bei welchem eine -Tischung aus einerseits backenden Steinkohlen mit mehr als 23 % flüchtigen Bestandteilen und andererseits hochflüchtigen, schwachbackenden und/oder nichtbackenden Kohlenstoffträgern, wie Torf, Braunkohle, zerkleinerten Braunkohlebriketts oder Flammkohle j zu etwa 95 % auf eine Korngröße von unter 3 mm aufgemahlen werden, in einer Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens 0,3 t/m·⁵ (Wassergehalt 7 bis 12 %) verdichtet werden und sodann in einem für· die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt werden. In diesem Fall weisen die backenden Steinkohlen vorteiihafterweise einen Blähgrad von über 5 auf.

Es hat sich gezeigt, daß das mit einer Mischung aus backenden Steinkohlen sowie hochflüchtigen, schwachbackenden und/oder nichtbackenden Kohlenstofffasern arbeitende Verfahren dann besonders günstig ausgebildet ist, wenn der Gehalt der backenden Steinkohlen an flüchtigen Bestandteilen größer als 32 % ist. Dabei sollten die hochflüchtigen, schwachbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von mindestens 50 % der Mischung, andererseits die nichtbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von 5 bis 50 %, vorzugsweise 10 bis 20 %, der Mischung verwendet werden.

Es empfiehlt sich, sowohl bei Verwendung hochflüchtiger, schwachbackender Steinkohlen als auch beim Einsatz einer Mischung aus backenden Steinkohlen sowie hochflüchtigen, schwachbackenden und/oder nichtbackenden Kohlenstoffträgern so die Einsatzstoffe auf eine Dichte von mehr als 1,05 t/nr (Wassergehalt 7 bis 12 %) zu verdichten

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und die Verkokung bei Heizzugtemperaturen von mindestens 135O°C durchzuführen.

Bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren hat das Verdichten der gev?ählten Einsatzstoffe zur Folge, daß diese Substanzen trotz ihres von Natur aus unzureichenden Koksbildungsvermögens gut verkokbar sind. Andererseits ist der unter Anwendung dieser Substanzen hergestellte Koks gerade durch einen großen elektrischen Widerstand und große Reaktionsfähigkeit ausgezeichnet; dabei wird die große Reaktivität des Kokses augenscheinlich auch durch eine feine Ausbildung seines Porensystems bewirkt. Das Verdichten hat aber auch eine große Substanzfestigkeit des erzeugten Kokses zur Folge. Schließlich ist der nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Koks jedoch vor allem durch eine erhöhte Rißbildung in der gröberen Struktur gekennzeichnet. Mit letzterem liegt der Koks nach seinem Ausdrücken aus dem Koksofen unmittelbar in kleineren Stückgrößen vor, so daß die Kosten für eine nachträgliche Zerkleinerung des Kokses auf die für den Einsatz in Elektroöfen gewünschten Korngrößen von z.B. bis zu 60 mm entweder ganz entfallen oder, soweit der Koks nach seinem Ausdrücken noch nicht kleinstückig genug vorliegt und eine nachträgliche Zerkleinerung erforderlich ist, jedenfalls erheblich vermindert sind.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen erläutert:

Beispiel 1

Hochflüchtige Steinkohlen mit 39 % (waf) flüchtigen Bestandteilen, einem Blähgrad von 5 und einer Dilatation von etwa 0 % wurden zu 95 % unter 3 mm zerkleinert, auf 10 % Wasser-

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gehalt angefeuchtet und auf 1,05 t/ra^ verdichtet. Der so erzeugte Kohlekuchen wurde in einen Horizontalkammerofen eingeschoben und bei einer Heizzugtemperatur von 135O°C verkokt. Der Kammerinhalt wurde nach einer Garungsdauer von 20 h auf übliche Weise ausgestoßen und gelöscht. Der Koks fiel dabei kleinstückig an. Er zeigte eine Koksfestigkeit M 40 von 30 % und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 600 -Xl· mm · m~ . Die Reaktionsfähigkeit betrug 0,^5 cm^/g · s, womit sie mehr als doppelt so hoch wie die Reaktionsfähigkeit des normalen Hochofenkokses war.

Beispiel 2

Als Einsatzstoffe wurde eine Mischung aus 85 % gutbakkender Kohle mit 35 % (waf) flüchtigen Bestandteilen, einem Blähgrad von 8 und einer Dilatation von 100 % sowie 15 % Torf-Sodenabrieb mit 67 % (waf) flüchtigen Bestandteilen verwendet. Die Mischung wurde zu 95 % unter 3 mm aufgemahlen, bei einem Wassergehalt von 11 % auf 0,95 t/m* verdichtet, in einen Horizontalkammerofen eingebracht und bei einer Heizzugtemperatur von 1300⁰C verkokt. Der erzeugte Koks fiel wiederum kleinstückig an, wobei sein spezifischer elektrischer Widerstand 600XL· mm · m~ und seine Reaktionsfähigkeit 0,9 cm^/g · s betrugen.

Beispiel 3

Es wurde eine Mischung aus 80 % gutbackender Kohle mit 35 % (waf) flüchtigen Bestandteilen sowie 20 % zerkleinerten Braunkohlebriketts hergestellt. Die Mischung hatte 39 % (waf) flüchtige Bestandteile und bei einer Dilatation von -20 % nur

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ein geringes Koksbildungsvermögen. Die Mischung wurde zu 95 % unter 3 mm aufgemahlen, auf einen Wassergehalt von 10 % gebracht und nach einer Verdichtung auf 1,05 t/m-⁵ bei einer Heizzugtemperatur von 135O°C verkokt. Der Koks fiel auch hier kleinstückig an. Er hatte trotz Anwendung der hohen Verkokungstemperatur bei normalem Ausgarungszustand einen spezifischen elektrischen Widerstand von 63Ο-Ω. · mm · π und eine Reaktionsfähigkeit von mehr als 1,5 cm^/g · s.

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Claims

Patentansprüche:

fl.J Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischem Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen öfen, dadurch gekennzeichnet, daß hochflüchtige, schwachbackende Steinkohlen mit mehr als 35 % flüchtigen Bestandteilen zu etwa 95 % auf eine Korngröße von unter 3 mm aufgemahlen, in einer Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens 0,9 t/m^ (Wassergehalt 7 bis 12 %) verdichtet und in einem für die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die hochflüchtigen, schwachbackenden Steinkohlen einen Blähgrad von unter 5 aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung von kleinstückigem Reduktionskoks mit großem elektrischem Widerstand und großer Reaktionsfähigkeit für die Verwendung in elektrometallurgischen öfen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einerseits backenden Steinkohlen mit mehr als 28 % flüchtigen Bestandteilen und andererseits hochflüchtigen, schwachbackenden und/oder nichtbackenden Kohlenstoffträgern, wie Torf, Braunkohle, zerkleinerten Braunkohlebriketts oder Flammkohle, zu etwa 95 % auf eine Korngröße von unter 3 nun

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aufgemahlen, in einer Stampfmaschine auf eine Dichte von mindestens 0,9 t/nr (Wassergehalt 7 bis 12 #) verdichtet und in einem für die Stampfbeschickung eingerichteten Koksofen verkokt werden.

H. Verfahren nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet , daß die backenden Steinkohlen einen Blähgrad von über 5 aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder ^₃ dadurch gekennzeichnet , daß der Gehalt der backenden Steinkohlen an flüchtigen Bestandteilen größer als 32 % ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3» ^ oder 5_S dadurch gekennzeichnet , daß die hochflüchtigen, schwachbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von mindestens 50 J der Mischung verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbackenden Kohlenstoffträger in einer Menge von 5 bis 50 % der Mischung verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die nichtbackenden Kohlenstoff träger in einer Menge von 10 bis 20 % verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstoffe auf eine Dichte von mehr als 1,05 t/nr (Wassergehalt 7 bis 12 %) verdichtet werden.

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10, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung bei Heizzugtemperaturen von mindestens 1350° C durchgeführt wird.

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