EP0002198A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Koks - Google Patents

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EP0002198A1
EP0002198A1 EP78101342A EP78101342A EP0002198A1 EP 0002198 A1 EP0002198 A1 EP 0002198A1 EP 78101342 A EP78101342 A EP 78101342A EP 78101342 A EP78101342 A EP 78101342A EP 0002198 A1 EP0002198 A1 EP 0002198A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coal
channels
die
coke
feed material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP78101342A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Dr. Reerink
Karl-Heinz Brachthäuser
Walter Dr.-Ing. Kaimann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Projektierung Chemische Verfahrenstechnik GmbH
Original Assignee
Projektierung Chemische Verfahrenstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Projektierung Chemische Verfahrenstechnik GmbH filed Critical Projektierung Chemische Verfahrenstechnik GmbH
Publication of EP0002198A1 publication Critical patent/EP0002198A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/228—Extrusion presses; Dies therefor using pressing means, e.g. rollers moving over a perforated die plate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the production of coke, in particular blast furnace coke, using larger proportions of low-baking or weakly baking hard coal compared to normal baking, in which coal feed material is subjected to a compacting treatment to form pressed bodies and from Products resulting from this treatment can be used as contents for the coke oven for coking in it.
  • ramming cake mechanically "is produced, which is pushed into the furnace chamber.
  • the object of the invention is to overcome existing difficulties and disadvantages in the production of coke, in particular blast furnace coke, and to open up a way of baking weaker with reasonable effort when used.
  • hard coal to receive a feed for coke ovens be.
  • the compact formed by a compacting process are such that a favorable degree of filling or a favorable filling weight when charging the coke oven 3 and thus a high coke resistance can be achieved.
  • the invention takes into account the knowledge that an optimal increase in the chamber filling or bulk density by 20 to 40% could be achieved if 60 to 70% of the bakets would enter the chamber undamaged and the intermediate space would be filled accordingly.
  • the invention provides that during the compacting, the feed material generates both a pressure which leads a guided feed movement of the material in a main direction and a force which additionally increases the combination of the material particles in the main direction of compression deviating direction in the sense of a shear or shear stress and / or a rotating stress.
  • the loading of the feed material can also cause the latter to heat up, as well as elements that come into contact with it. This promotes the formation of a hard outer skin of the pressed body.
  • the compacts produced according to the method described can fill the product alone make up the coke oven or add non-compacted material, e.g. fine coal, to it. It depends on the properties of the components whether the compact is used alone as a filling or whether it is mixed with fine coal.
  • non-compacted material e.g. fine coal
  • the addition of strong-baking coals to the pressed bodies made from weakly baking coals according to the described process can have a more favorable effect on the coca strength than if the mixture of both coals is completely compacted.
  • the method according to the invention is carried out particularly favorably in such a way that the material is shaped like a strand during the feed movement in the main pressing direction and is subsequently exposed to an action which leads to division into pieces.
  • This action can be a cutting, dividing or breaking to which the strand formed is subjected, or it can in particular be such that the sid-forming strand is exposed to the action of gravity, so that individual pieces break off under their influence .
  • the main pressing direction is selected essentially vertically downward and the strand is left with a sufficient free path on which it is not supported or otherwise held.
  • the invention provides that heat is supplied to the material during the compacting process. This can, for example, by radiation or by using elements in contact with the feed material as a heat source.
  • the addition of heat also contributes to increasing the strength and results in particular in a hard outer shell of the pressed body.
  • the process according to the invention can be carried out with coal in the state in which it is obtained, i.e. with about 6 to 12% moisture.
  • dried feed material containing or preheated to over 100.degree. C. coal although the compacting can then only be carried out with the addition of substances which act as lubricants.
  • predried brown coal to the feed material, the proportion of the latter in the mixture of the feed material being 4 to 8 percent by weight.
  • the required strength of the compacts can also be achieved.
  • the invention further provides that an addition of comminuted high-melting hydrocarbons is added to the feed material, in particular if the coal is dried and preheated to over 100 ° C. eg of ground hard pitch, hard bitumen or coal extract.
  • Such an addition which in particular can amount to approximately 2 to 6% of the feed material, has a particularly favorable effect on the coke resistance, since these solid hydrocarbons act as "back bitumen”.
  • comminuted solid hydrocarbons is also considered for the purpose of improving coke when compacting low-baking coal without prior drying and heating, both when the compacts are used alone and when they are used in a mixture with better-baking fine coal as a filling material for coke ovens.
  • a device designed in the manner of a roller press is used for the compacting process, which has a die with channels and at least one press wheel or the like which can be rotated relative to the die in the area of the channels of the latter. having. It can be, in particular, a device with a horizontally arranged, fixed, vertical channels having die, on which a pair of rollers designed as a pan run rotates. However, it is also possible to use a device in which a die with channels is rotated under a pair of rollers rotating on the spot.
  • At least one of the two parts which can be rotated relative to one another can be heated while working, in particular with the aid of electrical heating elements or the like.
  • One embodiment of the method which is favorable for achieving the highest possible bulk density in the koke oven chamber is that compacts of different piece weights and / or different sizes are produced simultaneously.
  • An advantageous device for forming pressed bodies which has a die provided with channels and at least one element pressing the feed material through the channels, in particular a device designed as a roller press, is characterized according to the invention in that the die has channels of different diameters.
  • the channels in particular also have different lengths.
  • Such a device is particularly suitable for carrying out the method explained. It can be used to produce different compacts in one operation in order to achieve a high bulk density in the coke oven chamber. In addition, the device is also important for the production of compacts of different weights or sizes from other feed material and for other uses.
  • the feed material A is given a feed movement in the main press direction during compression by compressive forces D acting in a main press direction P, and forces are also applied to the feed material, the direction of which deviates from the main press direction P or transversely to this, as indicated by the arrow S, so that the feed material is simultaneously subjected to a shear or shear stress.
  • Such feed and shear forces can be generated in different ways.
  • Fig. 1 shows a on the top of a molding M, such as a plate, slidable body G with a wedge-shaped inclined front, which acts on the feed material A in the manner explained and acts upon movement in the direction of arrow Z in the manner explained pushes through an opening K in the mold M.
  • This opening advantageously has a round, in particular circular, cross section.
  • rotating loads can also be achieved in the feed material.
  • the body G can also be chamfered at both ends, as shown, and can then be moved back and forth in the direction of the double arrow Z '.
  • FIG. 2 and 3 illustrate an embodiment of the method in which the stresses to be imparted to the feed material A are applied by a wheel-like body R. become, which is rotatable on a horizontal axis C, which is pivotable about a vertical axis E (Fig. 3) or rotatable by means of such an axis in the direction of arrow U, so that the wheel body R in turn in a molding tool M. Opening K can be moved away.
  • the vertical axis E is at a distance from the opening K.
  • the width of the wheel body R is greater than the diameter of the opening K which is circular in cross section.
  • the compacted strand emerging from the opening K breaks off by itself after a certain length or can be brought to a break by a short blow, so that individual pressed bodies are produced.
  • FIG. 4 shows a device suitable for the method according to the invention in its entirety.
  • This contains a housing with e.g. a closed jacket 2 or more legs 1 and an upper part 3. Both parts are detachably connected to each other by a flange 4.
  • a receptacle 5 of the lower part 1 is e.g. made of steel die 6 used, which contains a plurality of channels 7 in an annular region B, the shape of which is substantially cylindrical.
  • two press wheels 8 run on the top of the die 6, the width of each of which is slightly larger than the width of the ring region B containing the channels 7, so that the latter completely covers the press wheels 8 while rotating and with the weight of the press wheels and the build-up pressure is applied.
  • the press wheels 8 are rotatably mounted on a horizontal axis which is held by the lower part 9 of a vertical shaft 10.
  • the shaft 10 runs in axial and radial bearings 11, 12 and carries a gear 13 which is connected to it in a rotationally fixed manner and which, via further gear elements, indicated only by dash-dotted lines 14, e.g. Gears can be driven to rotate by an electric motor 16, a pinion seated on the output shaft of the latter being designated by the number 15.
  • the die 6 is also provided with a heating device which is largely indicated schematically by the letter H, energy supply lines being numbered. 18 are designated.
  • This can be a resistance heater, an inductive heating device or some other suitable embodiment, it still being possible to heat the entire die or only the vicinity of the channels 7.
  • the temperature can be selected according to the type of feed material, in particular in such a way that the softening point of the material or of a component thereof is reached or exceeded. This leads to melting and welding phenomena during the press molding, especially in the area of the edge zone.
  • a die for the production of the pressed bodies has channels with different diameters, so that differently sized or heavy pressed bodies are obtained simultaneously in one and the same production process.
  • FIGS. 5 and 6 each show a part of a die 21, namely a die for a roller press of the type shown in FIG. 4 or similar, which has two groups of channels 22 and 23 with different diameters D1 and D2.
  • the term channel here means a cylindrical part of the entire passage in the die 21 which represents the actual compacting space.
  • conical regions 24, 25 and cylindrical end regions 26, 27 adjoin it.
  • the channels 23 with the larger diameter D2 are longer than the channels 22 with the smaller diameter D1.
  • the die can also have more groups with other different dimensions.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Hochofenkoks, unter Verwendung grösserer Anteile von schwach oder vergleichsweise schwächer backender Steinkohle mit einer Kompaktierungsbehandlung zur Bildung von Presskörpern, die allein oder in Mischung mit weiterem Material als Füllgut für einen Koksofen zur Verkokung darin verwendet werden. Das Kohle-Aufgabematerial (A) wird bei der Kompaktierung Kraftwirkungen in unterschiedlichen Richtungen (D, T) ausgesetzt, im Sinne der Erzeugung von Schub- bzw. Scherbeanspruchungen und/oder einer drehenden Beanspruchung, was einen besonderen Mechanismus der gegenseitigen Anlagerung und Verbindung der Kohle-Teilchen zur Erzielung von Presskörpern mit hoher Festigkeit und gutem Erhaltungsgrad ergibt. Dem Material kann während des Kompaktierungsvorganges Wärme zugeführt werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Matrize und ein das Aufgabematerial durch Kanäle der Matrize drückendes Element auf. Die Kanäle haben unterschiedliche Durchmesser und können ausserdem von unterschiedlicher Länge sein.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Koks, insbesondere Hochofenkoks, unter Verwendung größerer Anteile von schwach backender oder im Vergleich zu normal backender schwächer backender Steinkohle, bei dem Kohle-Aufgabematerial einer Kompaktierungsbehandlung zur Bildung von Preßkörpern unterzogen wird und aus dieser Behandlung hervorgehende Produkte als Füllgut für den Koksofen zur Verkokung in diesem verwendet werden.
  • Während die Anforderungen an die Festigkeit von Hochofenkoks mit der Vergrößerung der Hochöfen und ihrer spezifischen Durchsatzleistung steigen, nimmt in den wichtigsten Kohle fördernden Ländern die Menge der verfügbaren erstklassigen Kokskohle ab. In wachsendem Umfang müssen daher schwächer backende Steinkohlen, oft auch solche mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, an der Herstellung einer das Füllgut für den Koksofen bildenden Kokskohleneinsatzmischung beteiligt werden, so daß weitere technische Maßnahmen angewendet werden müssen, um auch unter diesen Bedingungen einen hochwertigen und stückfesten Hochofenkoks herstellen zu können.
  • Ein seit langem im Großbetrieb benutztes Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Koks aus Kokskohlenmischungen, die zu einem erheblichen Teil oder auch überwiegend aus schwächer backender Kohle bestehen, ist der sog. Stampfbetrieb, bei dem durch Stampfen der Kokskohle außerhalb des Koksofens auf mechanischem Wege ein "Stampfkuchen" hergestellt wird, der in die Ofenkammer geschoben wird. Durch das "Stampfen" läßt sich die Koksofenfüllung gewichtsmäßig enhöhen, weil der Stampfkuchen ein Volumengewicht von etwa 1000 kg/m3 erreicht, während das Schüttgewicht von normal in die Kammer eingefüllter feuchter Kohle je nach Wassergehalt und Körnung nur 650 bis 750 kg/m3 beträgt. Diese beträchtliche Erhöhung des Schüttgewichtes beim Stampfbetrieb hat eine entscheidende Verbesserung der Koksqualität zur Folge.
  • Da der Stampfbetrieb hohe Anlage- und Betriebskosten bedingt, wurde vorgeschlagen, stattdessen die Kokskohle vor dem Einfüllen in den Koksofen durch Brikettierung in Doppel-Walzen-Pressen zu verdichten und die entstandenen Briketts unmittelbar in den Koksofen zu füllen. Dabei findet jedoch infolge der nur geringen Festigkeit.der durch Walzenpressen bei Normaltemperatur erzeugten Briketts ein so starker Zer--fall der letzteren statt, daß die Kammerfüllung lediglich 20 bis 30 % an Briketts, aber 70 bis 80 % an Feinkohle enthält. Daher erhöht sich die Verdichtung der Kammerfüllung nur um 10 bis 15 % gegenüber normalem Schüttbetrieb.
  • Um die Festigkeit der Briketts und damit ihren Erhaltungsgrad nach dem Füllen des Koksofens zu erhöhen, kann daran gedacht werden, die Kokskohle oder einen angemessenen Teil derselben mit Bindemittel wie Teer, Teerpech, Erdölrückständen u.dgl. in üblicher Weise bei 80 bis 90 0 C zu brikettieren. Nachteilig ist dabei aber, daß hierdurch nicht nur erheblich höhere Kosten für das Bindemittel und für die Brikettierung bei entsprechend höheren Betriebstemperaturen entstehen, sondern daß auch Erschwernisse und Gefährdungen am Arbeitsplatz sowie Umweltbelästigungen infolge unvermeidbarer Emission von Teer- und Öldämpfen verursacht werden.
  • Es sind auch Verfahren zur Vorerhitzung von Kokskohle entwickelt worden, bei denen etwa 200° C heiße Kokskohle in die Koksöfen gefüllt werden kann. Hierdurch wird eine Erhöhung des Schüttgewichts der Kohle gegenüber der Verkokung feuchter Kokskohle im Schüttbetrieb um 10 bis 15 % und eine entsprechende Verbesserung der Koksfestigkeit erzielt. Jedoch sind die Anlage- und Betriebskosten einer Kokerei mit Vererhitzung der Kokskohle erheblich höher als die des normalen Schüttbetriebes. Sie dürften in der Größenordnung des "Stampfbetriebes" sogar noch höher liegen.
  • Arfgabe der Erfindung ist es, bestehende Schwierigkeiten und Nachteile bei der Herstellung von Koks, insbesondere Hochofenkoks, zu überwinden und dabei einen Weg zu eröffnen um mit vertretbarem Aufwand bei Verwendung schwächer backen. der Steinkohle ein Einsatzgut für Koksöfen zu erhalten, be. dem durch einen Kompaktierungsvorgang gebildete Preßkörper so beschaffen sind, daß sich ein günstiger Füllgrad bzw. ein günstiges Füllgewicht bei der Beschickung des Koksofen3 und damit eine hohe Koksfestigkeit erreichen läßt. Mit die ser Aufgabe zusammenhängende weitere Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Echauterung der aufgezeigten Lösung.
  • Die Erfandung berücksichtigt die Erkenntnis, daß eine opti- maie Erhöhung der Kammerfüllung bzw. des Schüttgewichts un 20 bis 40 % erreicht werden könnte, wenn 60 bis 70 % der Baketts unzerstört in die Kammer gelangen würden und der Zwschenraum entsprechend ausgefüllt wird. Bei einem Ver- fahren der eingangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß das Aufgabematerial bei der Kompaktierung sowohl einen eine gaführte Vorschubbewegung des Materials in einer Haup pcebrichtung erzeugenden Druck als auch einer den Zusammeit" schluß der Materialpartikel zusätzlich verstärkenden Kraft wirdung in von der Hauptpreßrichtung abweichender Richtung im Sinne einer Schub- bzw. Scherbeanspruchung und/oder einer drehenden Beanspruchung unterworfen wird.
  • Bei einer solchen Behandlung des Aufgabematerials sind nicht nur in einer Richtung oder, wie bei einer Doppelwalzenpresse, in einander entgegengesetzten Richtungen wirkende Kräfte vorhanden, sondern es werden auf das Material gleichzeitig Kräfte zur Einwirkung gebracht, welche die Teile des Materials schiebend und/oder drehend beanspruchen. Hierdurch wird ein besonderer Mechanismus der gegenseitigen Anlagerung und Verbindung der verschiedenen und unterschiedlich großen Kohlekörner erreicht, etwa im Sinne einer "Verzahnung" derselben. Es ergeben sich dabei Preßkörper mit einer hohen Festigkeit, so daß ein sehr guter Erhaltungsgrad der Preßkörper im Füllbetrieb erzielt wird, auch wenn dieselben bei der Beschickung der Koksöfen mittels Füllwagen, ggfs. nach einer Zwischenbunkerung, mehrfach aus mehr oder weniger großer Höhe herabfallen.
  • Bei der erläuterten Art der Kompaktierung läßt sich durch die Beanspruchung des Aufgabematerials auch eine Erwärmung des letzteren wie mit ihm in Berührung kommender Elemente bewirken. Dies fördert die Entstehung einer harten Außenhaut der Preßkörper.
  • Je nach den Gegebenheiten können die nach dem erläuterten Verfahren hergestellten Preßkörper allein das Füllgut.für der koksofen ausmachen oder denselben kann auch noch nicht konpaktiertes Material, z.B. Feinkohle, zugegeben werden. Ob man die Preßkörper allein als Füllgut verwendet oder ob man sie mit Feinkohle mischt, hängt von den Eigenschaften der komponenten ab. Die Zumischung von starkbackenden Kohlen zu den aus schwächer backenden Kohlen nach dem beschrie- beaen Verfahren hergestellten Preßkörpern kann sich auf die kokafestigkeit günstiger auswirken, als wenn man die Mischung beicer Kohlen vollständig kompaktiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders günstig in der Weise durchgeführt, daß das Material bei der Vorschubbewegung in der Hauptpreßrichtung strangartig geformt und an- schließend einer zur Unterteilung in Stücke führenden Einwirkung ausgesetzt wird. Diese Einwirkung kann eine schneidende, zerteilende oder brechende sein, der der gebildete Strang unterworfen wird, oder es kann insbesondere so sein, daß der sid bildende Strang der Einwirkung der Schwerkraft ausge- satzt wird, so daß unter deren Einfluß jeweils ein Abbrechen einzelner Stücke stattfindet. Dazu wird die Hauptpreßrichtur.g zweckmabing im wesentlichen vertikal nach unten gewählt und den Strang ein ausreichender freier Weg belassen, auf dem er nicht unterstützt oder sonstwie gehalten ist.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens sieht die Erfindung vor, daß dem Material während des Kompaktierungsvorganges Wärme zugeführt wird. Dies kann z.B. durch Strahlung oder durch Verwendung von mit dem Aufgabematerial in Berührung kommenden Elementen als Wärmequelle durchgeführt werden. Die Wärmezufuhr trägt weiterhin zur Erhöhung der Festigkeit bei und ergibt insbesondere eine harte Außenschale der Preßkörper.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Kohle in dem Zustand durchführen, wie sie anfällt, d.h. mit etwa 6 bis 12 % Feuchtigkeit. Es kann aber auch von Vorteil sein, getrocknete und auf über 100° C vorgewärmte Kohle enthaltendes oder durch diese gebildetes Aufgabematerial zu verwenden, obwohl sich dann die Kompaktierung nur bei Zusatz von Stoffen durchführen läßt, die als Gleitmittel wirken. So wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, dem Aufgabematerial vorgetrocknete Braunkohle zuzusetzen, wobei der Anteir der letzteren an der Mischung des Aufgabematerials 4 bis 8 Gewichtsprozent betragen kann. So läßt sich beispielsweise bei einer getrockneten und auf über 100° C vorgewärmten Kokskohlen-Mischung mit einem größeren Anteil harter, hochflüchtiger Kohle durch einen geringen Zusatz von vorgetrockneter Braunkohle ebenfalls die benötigte Festigkeit der Preßkörper erzielen.
  • Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß dem Aufgabematerial, insbesondere wenn es sich dabei um getrocknete und auf über 100° C vorgewärmte Kohle handelt, ein Zusatz von zerkleinerten hochschmelzenden Kohlenwasserstoffen zugegeben wird, z.B. von gemahlenem Hartpech, Hartbitumen oder Kohleextrakt. Ein solcher Zusatz, der insbesondere etwa 2 bis 6 % des Aufgabematererials betragen kann, wirkt sich besonders günstig auf die Koksfestigkeit aus, da diese festen Kohlenwasserstoffe als "Backbitumen" wirken.
  • Der Zusatz von zerkleinerten festen Kohlenwasserstoffen kommt aber zum Zwecke der Koksverbesserung auch bei der Kompaktierung schwachbackender Kohle ohne vorherige Trocknung und Erwärmung in Betracht, sowohl wenn die Preßkörper allein als auch wenn sie in Mischung mit besser backender Feinkohle als Füllgut für Koksöfen verwendet werden.
  • In besonders vorteilhafterweise wird für den KompaktierungsVorgang eine nach Art einer Kollerpresse ausgebildete Vorrichtung verwendet, die eine Matrize mit Kanälen und wenigstens ein relativ zur Matrize im Bereich der Kanäle der Ietzteren drehbares Preßrad od.dgl. aufweist. Es kann sich cabei insbesondere um eine Vorrichtung mit einer horizontal angeordneten, feststehenden, vertikale Kanäle aufweisenden Matrize handeln, auf der ein als Kollergang ausgebildetes Walzenpaar umläuft. Es ist aber auch möglich, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der eine Matrize mit Kanälen unter einem sich auf der Stelle drehenden Walzenpaar in Umdrehung versetzt wird.
  • In jedem Fall werden bei Verwendung einer solchen Vorrichtung für das Kompaktieren des Aufgabematerials die in den verschiedenen Richtungen wirkenden Kräfte innerhalb desselben erzielt, die ein Einsatzgut für Koksöfen mit den gewünschten Eigenschaften in der weiter oben erläuterten Weise ergeben.
  • Um dem Material im gewünschten Fall Wärme zuzuführen, kann bei Verwendung einer Vorrichtung der angegebenen Art wenigstens einer der beiden relativ zueinander drehbaren Teile (Matrize, Preßrad) während des Arbeitens derselben beheizt werden, insbesondere mit Hilfe elektrischer Heizelemente od.dgl.
  • Eine zur Erzielung eines möglichst hohen Schüttgewichts in der Kokeofenkammer günstige Ausführungsweise des Verfahrens besteht darin, daß Preßkörper unterschiedlichen Stückgewichts und/oder unterschiedlicher Größe gleichzeitig hergestellt werden.
  • Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Bildung von Preßkörpern, die eine mit Kanälen versehene Matrize und wenigstens ein das Aufgabematerial durch die Kanäle drückendes Element aufweist, insbesondere eine als Kollerpresse ausgebildete Vorrichtung, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Matrize Kanäle unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Dabei haben die Kanäle insbesondere auch unterschiedliche Längen.
  • Eine solche Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erläuterten Verfahrens. Mit ihr lassen sich in einem Arbeitsgang unterschiedliche Preßkörper zwecks Erzielung eines hohen Schüttgewichts in der Koksofenkammer erzeugen. Darüber hinaus kommt der Vorrichtung aber auch Bedeutung zur Herstellung von Preßkörpern unterschiedlichen Gewichts oder unterschiedlicher Größe aus anderem Aufgabematerial und für andere Verwendungszweoke zu.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung mit darin wiedergegebenen Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Ausführungsmöglichkeit,
    • Fig. 2 eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Verfahrens,
    • Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2
    • Fig. 4 eine Ausführung einer bei dem Verfahren zu verwendenden Vorrichtung, größtenteils im Schnitt,
    • Fig. 5 eine vorteilhafte Ausbildung einer Matrize in Draufsicht und
    • Fig, 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI in Fig. 5 in etwas anderem Maßstab.
  • Wie Fig. 1 veranschaulicht, wird dem Aufgabematerial A bei der Kompaktierung durch in einer Hauptpreßrichtung P wirkende Druckkräfte D eine Vorschubbewegung in der Hauptpreßrichtung erteilt, und es werden auf das Aufgabematerial außerdem Kräfte zur Einwirkung gebracht, deren Richtung von der Hauptpreßrichtung P abweicht bzw. quer dazu verläuft, wie durch den Pfeil S angedeutet ist, so daß das Aufgabematerial bei der Pressung zugleich eine Schub- oder Scherbeanspruchung erfährt. Solche Vorschub- und Querkräfte lassen sich auf verschiedene Weise erzeugen.
  • Fig. 1 zeigt einen auf der Oberseite eines Formzeuges M, etwa einer Platte, verschiebbaren Körper G mit keilförmig geneigter Vorderseite, der bei einer Bewegung in Richtung des Pfeiles Z durch sein Eigengewicht oder sonstige Belastung in der erläuterten Weise auf das Aufgabematerial A einwirkt und dieses dabei durch eine Öffnung K in dem Formzeug M hindurchdrückt. Vorteilhaft hat diese öffnung einen runden, namentlich kreisförmigen Querschnitt. Dadurch lassen sich außer linearen Schub- oder Scherwirkungen auch drehende Beanspruchungen im Aufgabematerial erzielen. Der Körper G kann auch an beiden Enden abgeschrägt sein, wie gezeigt ist, und kann dann im Sinne des Doppelpfeiles Z' hin und her verschiebbar sein.
  • Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen eine Ausführungsweise des Verfahrens, bei der die dem Aufgabematerial A mitzuteilender Beanspruchungen durch einen radartigen Körper R aufgebracht werden, der auf einer horizontalen Achse C drehbar ist, die um eine vertikale Achse E (Fig. 3) schwenkbar bzw. mittels einer solchen Achse im Sinne des Pfeiles U drehbar ist, so daß der Radkörper R über eine wiederum in einem Formzeug M vorgeschene Öffnung K hinwegbewegt werden kann. Die vertikale Achse E hat einen Abstand von der Öffnung K. Die Breite des Radkörpers R ist größer als der Durchmesser der im Quer- schnitt kreisförmigen Öffnung K. Mit Bezug auf diese Öffnung und das Aufgabematerial ist also keine einfache Abrollbewegang vorhanden, sondern es tritt eine kombinierte Bewegung mit einem schiebenden Anteil ein, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, in der strichpunktiert zwei weitere Stellungen des Radkörpers R wiedergegeben sind. Somit ergeben sich auch bei einer' solchen Ausführungsweise außer kompaktierenden Druckkräften D (Fig. 2), die dem Aufgabematerial zugleich eine Vorschubbewegung in einer Hauptpreßrichtung P erteilen, zusätzliche, in von der Hauptpreßrichtung abweichenden Richtungen wirkence Kräfte, wie solche z.B. schematisch bei dem Pfeil angedeutet sind, die das Aufgabematerial einer Scherung bzw. Schubbeanspruchung und hier auch einer drehenden Beanspruchung anterwerfen.
  • Der aus der Öffnung K austretende kompaktierte Strang bricht jeweils nach einer gewissen Länge von selbst ab oder kann durch einen kurzen Schlag zum Abbrechen gebracht werden, so daß einzelne Preßkörper entstehen.
  • Fig. 4 zeigt eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung in ihrer Gesamtheit. Diese enthält ein Gehäuse mit einem z.B. einen geschlossenen Mantel 2 oder mehrere Beine aufweisenden Untersatz 1 und einen Oberteil 3. Beide Teile sind durch eine Flanschverbindung 4 lösbar miteinander verbunden. In eine Aufnahme 5 des Unterteils 1 ist eine z.B. aus Stahl bestehende Matrize 6 eingesetzt, die in einem kreisringförmigen Bereich B eine Vielzahl von Kanälen 7 enthält, deren Gestalt im wesentlichen zylindrisch ist. Auf der Oberseite der Matrize 6 laufen bei der gezeigten Ausführung zwei Preßräder 8, deren Breite jeweils etwas größer als die Breite des die Kanäle 7 enthaltenden Ringbereiches B ist, so daß letzterer beim Umlauf der Preßräder 8 voll überdeckt und dabei mit dem vom Gewicht der Preßräder und dem sich aufbauenden Preßdruck beaufschlagt wird.
  • Die Preßräder 8 sind drehbar auf einer horizontalen Achse gelagert, die vom unteren Teil 9 einer vertikalen Welle 10 gehalten ist. Die Welle 10 läuft in Axial- und Radiallagern 11, 12 und trägt ein drehfest mit ihr verbundenes Zahnrad 13, das über weitere lediglich durch strichpunktierte Linien 14 angedeutete Getriebeglieder, z.B. Zahnräder, von einem Elektromotor 16 drehend antreibbar ist, wobei ein auf der Ausgangswelle des letzteren sitzendes Ritzel mit der Ziffer 15 bezeichnet ist.
  • In den im übrigen geschlossenen Arbeitsraum der Preßräder 8 kann durch einen Einlaß 17 Aufgabematerial, etwa schwächer backende Steinkohle in körniger Form und mit normaler Feuchtigkeit, eingeführt werden. Die Größe des Einlasses kann mittels eines nicht dargestellten Schieber od.dgl. verändert oder abgesperrt werden. Das Aufgabematerial wird von den Preßrädern 8 bei deren Umlauf in die Kanäle 7 der Matrize 6 gepreßt, wie dies weiter oben prinzipiell in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 erläutert worden ist, und verläßt dieselben in Form von festen Preßsträngen. Diese brechen nach Erreichen einer gewissen Länge unter der Wirkung der Schwerkraft und/oder unter der Einwirkung anderer Einflüsse ab, so daß sich einzelne Stücke ergeben, die in Richtung der Pfeile F in einen sich anschließenden Raum 20 fallen, z.B. einen Schacht, der sich oberhalb des Füllwagens einer Koksbatterie befindet oder durch den Preßkörper unmittelbar oder über eine Transporteinrichtung zu einem Bunker gelangen können.
  • 3ei der dargestellten Ausführung der nach Art einer Kollerpresse ausgebildeten Vorrichtung ist die Matrize 6 außerdem ncch mit einer Heizeinrichtung versehen, die weitgehend schematisch mit dem Buchstaben H angedeutet ist, wobei Energiezuleitungen mit der Ziff. 18 bezeichnet sind. Es kann sich dabei um eine Widerstandsheizung, um eine induktive Heizeinrichtung oder um eine sonstige geeignete Ausführung handeln, wobei weiterhin die Möglichkeit besteht, die gesamte Matrize oder aber nur die Umgebung der Kanäle 7 zu beheizen.
  • Durch die auf diese Weise ermöglichte zusätzliche Wärmezufuhr zum Aufgabematerial während des Kompaktierungsvorganges kann dieser je nach den Gegebenheiten noch intensiviert werden, wobei sich die Temperatur entsprechend der Art des jeweiligen Aufgabematerials wählen läßt, namentlich so, daß der Erweichungspunkt des Materials oder eines Bestandteiles desselben erreicht oder überschritten wird. Dies führt während der Preßformung zu Schmelz- und Verschweißerscheinungen, namentlich im Bereich der Randzone.
  • Im Sinne der Erzielung eines möglichst hohen Schüttgewichts in den Koksofenkammern kann es von Vorteil sein, wenn eine Matrize für die Herstellung der Preßkörper Kanäle mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, so daß unterschiedlich große bzw. schwere Preßkörper gleichzeitig in ein und demselben Herstellungsgang erhalten werden.
  • Als Beispiel hierfür zeigen die Fig. 5 und 6 jeweils einen Teil einer Matrize 21, namentlich einer Matrize für eine Kollerpresse der in Fig. 4 gezeigten oder ähnlichen Art, die zwei Gruppen von Kanälen 22 und 23 mit verschiedenen Durchmessern D1 und D2 aufweist. Mit dem Ausdruck Kanal ist dabei jeweils ein zylindrischer, den eigentlichen Kompaktierungsraum darstellender Teil des gesamten Durchlasses in der Matrize 21 gemeint. Bei der gezeigten Ausführung schließen sich daran konische Bereiche 24, 25 und zylindrische Endbereiche 26, 27 an. Die Kanäle 23 mit dem größeren Durchmesser D2 sind länger als die Kanäle 22 mit dem kleineren Durchmesser D1. Statt zwei Gruppen von Kanälen mit verschiedenen Durchmessern kann die Matrize auch mehr Gruppen mit weiteren unterschiedlichen Abmessungen aufweisen.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Hochofenkoks, unter Verwendung größerer Anteile von schwach backender oder im Vergleich zu normal backender schwächer backender Steinkohle, bei dem Kohle-Aufgabematerial einer Kompaktierungsbehandlung zur Bildung von Preßkörpern unterzogen wird und aus dieser Behandlung hervorgehende Produkte als Füllgut für den Koksofen zur Verkokung in diesem verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgabematerial bei der Kompaktierung sowohl einem eine geführte Vorschubbewegung des Materials in einer Hauptpreßrichtung erzeugenden Druck als auch einer den Zusammenschluß der Materialpartikel zusätzlich verstärkenden Kraftwirkung in von der Hauptpreßrichtung abweichender Richtung im Sinne einer Schub- bzw. Scherbeanspruchung und/oder einer drehenden Beanspruchung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich das aus der Kompaktierungsbehandlung hervorgehende Produkt als Füllgut für den Koksofen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllgut für den Koksofen das aus der Kompaktierungsbehandlung der schwächer backenden Kohle hervorgehende Produkt in Mischung mit unkompaktierter besser backender Kohle verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material bei der Vorschubbewegung in der Hauptpreßrichtung strangartig geformt und anschließend einer zur Unterteilung in Stücke führenden Einwirkung ausgesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Material während des Kompaktierungsvorganges Wärme zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von vorgetrockneterund auf über 100° C vorgewärmter.Kohle enthaltendem oder durch diese gebildetem Aufgabematerial.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufgabematerial Braunkohle zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Braunkohle an der Mischung des Aufgabematerials 4 bis 8 %, auf Trockensubstanz bezogen, beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufgabematerial, insbesondere der schwach backenden Kohle, ein Zusatz von zerkleinerten, hochschmelzenden Kohlenwasserstoffen zugegeben wird..
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz etwa 2.bis 6 % (Gewichtsprozent) des Aufgabematerials beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kompaktierungsvorgang eine nach Art einer Kollerpresse ausgebildete Vorrichtung verwendet wird, die eine Matrize mit Kanälen und wenigstens ein relativ zur Matrize im Bereich der Kanäle der letzteren drehbares Preßrad od.dgl. aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden relativ zueinander drehbaren Teile (Matrize, Preßrad) der Vorrichtung während des Arbeitena derselben beheizt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Preßkörper unterschiedlichen Stückgewichts und/oder unterschiedlicher Größe gleichzeitig hergestellt werden.
14. Vorrichtung zur Bildung von Preßkörpern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, die eine mit Kanälen versehene Matrize und wenigstens ein das Aufgabematerial durch die Kanäle der Matrize drückendes Element enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (21) Kanäle (22, 23) unterschiedlichen Durchmessers (D1, D2) aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (22, 23) unterschiedliche Länge haben.
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