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Procédé de carbonisation
Lorsqu'on emploie des charb.ons collants, à l'é- tat pulvérisé, la formation du coke se fait par voie de fusion et de durcissement. La fusion s'opère en une cou- CI-la relativement mince (lui De déplace de la paroi du four vers le milieu de la chambre et que l'on appelle la zône écran. Les gaz mis en liberté dans la zone écran lors du passage de l'état plastique à l'état solide font se gon- fler ou se boursouffler la masse plastique.
Dans le cas de charbons à coke normaux,la viscosité opposée par la masse plastique aux bulles de gaz qui prennent naissance est minime, les gaz s'échappent facilement et il se pro- duit, lors de la carbonisation, une contraction de la substance.(
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Il y a toutefois toute une série de charbons qui se carbonisent convenablement, et ce sont générale- ment les charbons pauvres en gaz, qui possèdent la pro- priété de se dilater.
La. différence entre le conflement ou le boursoufflement et la dilatation est que dans les charbons qui gonflent, la substance devenant pâteuse dans la zone écran laisse s'éonapper facilement les gaz for-
Liés dans cette zone, tandis que dans les charbons qui se dilatent pendant la carbonisation la masse pâteuse prend une viscosité telle que les gaz qui s'y forment doivent exercer une très grande pression pour pouvoir s'échap- per de la zone écran. Comme lt depart .les gaz de la zone 6 cran a lieu aans la direction de la surface de la paroi qui amène de la chaleur, la pression des bulles de gaz se propage également dans la direction de ces surfaces des parois, c'est-à-dire en sens inverse du flux de chaleur.
La pression exercée par des char@ons qui se di- latent pendant la carnonisation, sur les parois ues fours coke est en effet tellement forte que ces parois en su- bissent des dommages et que le coke même ne peut finalement pas être expulsé du four. Le coke résultant de la carbo- nisation de semblables charbons présente contre la surfa- ce de la paroi de grandes calottes, de sorte que la pres- sion est transmise à peu près en un seul point par suite de l'effet de voûte et il est arrivé que les panneresses des parois des fours à coke ont été enfoncées. Des parois tout entières ont aussi été écartées tandis qu'aux en- droits où les murs sont serrés dans des armatures, comme entre les portes, les briques réfractaires ont été dé- truites.
Ce phénomène s'est manifesté tout particulière- ment lorsque du charbon devers on vrac ou à l'état meuble était tassé d'une manière- quelconque, ce qui se produ
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sait déjà par les oscillations de la barre à égaliser qui est suspendue librement. :Pour autant qu'on ait malgré ce- la traité jusqu'à présent des charbons se dilatant pen- dant la carbonisation ces charbons étaient mélangés en quantités minimes au vrai charbon à coke.
Si l'on veut carboniser deux ou plusieurs es- pèces de charbon enmélange, on doit être très prudent dans le choix car les limites de température entre les- , quellesles différents charbons passent à l'état pâteux et se solidifient en coke sont très différentes. Il y a notamment des charbons collants qui, dans leur échelle de températures, sont déjà passés à l'état solide après ramollissement, alors que l'autre espèce de charbon commence seulement à se ramollir. Ces charbons sont de nature différente quant à leur lagon de ue comporter au cours de la carbonisation et il résulte clairement de ce qui précède que l'on doit choisir uniquement des charbons de même nature (au point de vue du ramollissement, mesu- ré à l'échelle de la température).
Un charbon à forte di- latation ne produit pas une modification notable dans la dilatation, car dans ce cas, la substance plastique ne subit qu'une Modification minime au point de vue du pas- sage du gaz. C'est pourquoi, jusqu'à présent, un traite- ment conduit dans ce sens n'a donné que peu de résultats.
La présente invention est basée sur la connais- sance plus approfondie de ces corrélations, et elle pro- pose tout d'abord de faire passer des charbons se dilatant pendant la carbonisation à l'état de coke utilisable, en ajoutant au charoon pulverise une substance contenant du carbone, ne se carbonisant que faiblement ou pas du tout, en les mélangeant intimement, de façon que les,bulles de gaz prenant naissance lors de la' fusion du mélange puis-, .
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sent s'échapper. Les :l.J.U-';C::' --2es--cn- 'wü.,.:lt la dila- tation nuisible sont ainsi su,.vrii..ût2U, cu.r les particules de charbon provenant de la cubst-nce ne se carbonisant pas, fOr..ll::lt, dans les ui'ciLi, 6 il.r.l Uuco .trtrli.-. ou 4E., ouvertures analg,ues . de coups d'épingles.
L'exploita- tion du procédé a en tous cas montré que le départ des gaz se fait .-lors sans qu'en constate une dilatation lors
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du passage de l'état plastique, a. l'état solide. Il se produit même, comme avec tous les charoons dont les gaz peuvent s'échapper, une certaine contraction. La produc- tion voulue de la orosité de:; parois qui enferment les oulles de gaz prenant naissance dans la zône-cran est donc la base fondamentale de l'idée de la présente inven- tion.
Le charbon déversé en vrac (ou à l'état meuble) contient en moyenne environ 40% d'intervalles d'air, c'est-à-dire que le poids spécifique de 1,2 - 1,35 du
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C:l.1.;)On vli.t: l.-t ...u,iu.u :". l.:uyl.1.'un O,7 - 0,u. Lt.: yixz- ticules ne se trouvent donc plus l'une contre l'autre, et
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l'intervalle entre elle- (.toit être ûoudIî y..>.r la suustan- ce agglutinante. Si alors on ajoute suivant la proposi- tion faite, à au charbon collant bien ou à du charbon se dilatant une rande quantité a'une suustance ne se car- conisant pas, il faut uans certaines circonstances, avoir recours au moyen du tassement pour que la substance agglutinante contenue dans l'unit ae volume soit suffi- sante.
Il existe actuellement des charbonnages qui ex-
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plcitent ::i'1.,ltncl:'t;;n d.,;;. veines fournissant du charbon se caroonisant, qui 2e dilate pendant la carbonisation, es charbons se caraoni.i7.4t en se couiportant de façon neu- tre et des chafoons ne se caroonisant pas. A côte de ceux-
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ci se trouvent encourt. ucs ci...ruonnc.;¯eL lui 1;rc,-uisE;it (Í
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principalement des charbons anthraciteux ; y a là une grande quantité de ce qu'on appelle le poussier maigre qui peut être traité en partie sur place lorsque l'état du marché le permet. Pour enlever à un charbon se dila- tant fortement sa propriété de dilatation, il faut, dans certains cas, ajouter des quantités réellement considé- rables de matière charbonneuse ne se cokéfiant pas.
La capacité d'agglutination du mélange en souffre alors et même le tassement seul ne suffira pas et il sera au con- traire à recommander d'ajouter au mélange de.charbon àe dilantant fortement et charbon ne se carbonisant pas, du charbon neutre capable de s'agglutiner. Ce dernier ne doit pas provenir de districts étrangers et être de nature différente, mais il doit au contraire être choisi de fa- çon à correspondre à peu près, dans la fusion, pour ce qui concerne les limites de température, au charbon se dilatant fortement.
Pour un charbonnage contenant en même temps du charbon se dilatant fortement, du charbon agglutinant se comportant normalement et du charbon ne se carbonisant pas, il résulte de la line de conduite qui précède la nécessité d'amener séparément les charbons dans les silos ,suivant leur façon de se comporter lors de la carbonisa- tion. En prenant le charbon dans ces silos, on compose le mélange qui a été trouvé le plus favorable, par des es- sais et on envoie ce charbon au lavage, au broyage et en- suite au traitement. Si l'on tasse le charbon, on laisse un espace suffisant entre la paroi du four et la masse de
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alitc.rbon do f:1'.'r)l1 '\:Ir; ni nt8t)p il rJI1 .l.)'Q'IL1t un ::,ggl'91,S,H3" ment minime du volume, la paroi du four ne peut pas être détruite.
Des essais ont montré que l'on peut mélanger et transformer en un bon coke les constituants suivants :
35 parties de charbon se dilatant fortement,
20 parties de charbon ne se carbonisant pas,
45 parties de charbon à coke se comportant normalement/1
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Il est à rcc#:.I:l2.uâ.er aussi dans ce cas de faire le gâteau damé beaucoup plus étroit que la chambre de façon qu'il reste des deux côtés un espace libre d'envi- ron 50 mm.
Le même résultat peut toutefois être obtenu aussi par le mélange de deux sortes de charbon, lorsque celles-ci sont choisies suivant un point de vue bien déterminé: les charbons se dilatant pendant la carboni- sation sont le plus souvent relativement pauvres en gaz et leur point de ramollissement est relativement élevé.
Or il y a des charbons qui présentent de bonne propriétés agglutinantes et sont ricin.., en gaz, mais pour lesquels
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le e 1- 0 ln de ri:...lolli",Le.t.l. .t trouve ueuucoup Í.-'lu;;, as, de sorte que la formation de coke se produit déjà beau- coup plus tôt. Si l'on carbonise un mélange de deux char- bons de ce genre, et si le choix a été fait de façon ap- propriée, le charbon riche en gaz et s'agglutinant bien est déjà transformé en coke au moment du ramollissement
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du charbon pauvre tn E,a .a et b#. dilatant ptnuant la car- bonisation, de sorte que ce coke peut remplir la fonc- tion d'agent a'ar:aiurise>..e:a, c'est-à-dire qu'il peut supprimer ou tout zu moins réduire, au nouent du ramol- lissement du charbon se dilatant, la viscosité de la zône écran, enfermant les bulles de gaz.
Le dessin annexé contreau moyen de deux cour-
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I..t. coj.#enl ,""eu.... ..¯..ru4n \.-c. et. LU.L't; c:i,t.éu p;,4r ¯o. et ¯u¯ se co.;OI't611t rwr rwr r t ; un UUU2-rlt constant ue bZ inerte qui les traverse. Le charbon a, qui possède de fa- çon marquée des propriétés de dilatation ne commence à se ramollir qu'à 420 C et peut par conséquent opposer une certaine résistance au courant de gaz que l'on y fait pas- ser. La formation de coke n'etc réalisée qu'à environ
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Goos. C, et la rJt;j.1.t".I.a: 1;:": ;;.10.1..:.. revenue tipr u2.ii.ia.tive-
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ment à la valeur initiale.
Au contraire, le charbon b qui possède de bonnes propriétés agglutinantes et est riche en gaz présente un commencement de ramollissement à 360 C tandis que la formation du coke se fait à 440 C. On voit en tous cas au schéma que dans un mélange des deux char- bons a et b (à peu près dans le rapport de 3 à 2), le charbon b est déjà carbonisé avant que le charbon a commence même à se ramollir; il joue par conséquent, sans, autre adjonction, le rôle d'un agent d'amaigrissement suivant l'idée directrice de la présente invention.
Il va de soi qu'on peut aussi employer les au- tres mesures comme le damage.et la création d'un gâteau damé étroit par rapport à la largeur de la chambre. Il ne se produit évidemment ici aucune.influence nuisible
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sur la CS-1J:.citti .'agglutination par suite de l'introduc- tion de l'agent d'amaigrissement; la matière ajoutée qui se ramollit plus tôt forme déjà dans le gâteau carbonisé, au repos, une carcasse de coke qui est renforcée par les constituants agglutinants du charbon qui se dilate pen- dant la carbonisation.
Ceci dit, je déclare considérer comme étant de mon invention et revendiquer :
1 ) Un procédé de carbonisation de charbons se dilatant fortement pendant la carbonisation caractérisé en ce que des charbons s'agglutinant bien mais se dila-' tant fortement sont mélangés avec du charbon ne se car- bonisant que faiblement ou pas du tout, ou bien avec du poussier maigre de manière que la substance pâteuse de la couche de carbonisation [zone écran) se formant à l'intérieur de la charge de la chambre est rendue, par suite de l'introduction des substances ajoutées, perméable pour les gaz mis en liberté dans la zône écran, tandis .,/
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que la capacité u.'ut.,....lur.in.....tic,r.
qui ett éventuellement influencée défavcrabler..ent par cette addition peut être rétablie, le cas uchéant, par l'adjonction d'un charbon à coke s'agglutinant bien ou par damage, ces aeux der- nières mesures pouvant être employées chacune isolément ou ensemble.
2 .- Un procédé selon 1, caractérisé en ce qu' on mélange environ 35% de charbon se dilatant pendant la
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carbonisation avec bzz de charbon ne se cwrücniant pas et avec 45l ae ch,:.roon s'agglutinant bien.
3 .- Un procédé selon 1 et 2, .caractérisé en ce que les charbons produits par un charbonnage ou ache- tés supplémentairement sont placés L'abord suivant les
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propriétés ué'terl.linantes aans trois tours à ciiarbons d'où ils sont extraits conformément aux proportions correctes du mélange, pour être ainsi éventuellement laves et broyés
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ens6.L.ole et passer ensuite uans la cokerie.
4 .- Un procédé selon 1-3, caractérisé en ce que le mélange damé d'une usinière connue en soi est in-
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trouuit et ourhoniuv dl1 1 uii:uarwc: i.Wc".c un im4c.v.l7.t plus brand entre la gâteau damé et la paroi du four que celui laissé généralement.
5 .- Un procédé ae carbonisation selon 1 à 4, caractérisé ence que des charbons se dilatant pendant la carbonisation et relativement pauvres en gaz sont mélan- gés avec des charbons s'agglutinant bien et riches en gaz, dont la carbonisation est pratiquement terminée à
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dG" t'11J{.Íro.tu,SlP o.u(.luc:;llcD l.cHI uh",,'lJUn bt:; ù..tln.tta.nt .1:'1:211- dant la carbonisation commencent à se ramollir, de manié- dant la carbonisation cojonencent se ramollir, de maniè- re que le charbon riche en gaz déjà carbonisé puisse rem- plir, dans le mélange, la fonction de l'agent d'amaigris- Bernent..
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Carbonization process
When sticky carbon is employed in the pulverized state, the formation of coke occurs by melting and hardening. The fusion takes place in a relatively thin section (it moves from the wall of the furnace towards the middle of the chamber and which is called the screen zone. The gases released in the screen zone during the change from the plastic state to the solid state causes the plastic mass to swell or swell.
In the case of normal coking coals, the viscosity opposed by the plastic mass to the gas bubbles which arise is minimal, the gases escape easily and during carbonization a contraction of the substance takes place. (
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There is, however, a whole series of coals which carbonize suitably, and it is generally the coals which are poor in gas which possess the property of expanding.
The difference between conflation or puffiness and dilation is that in swelling coals the substance becoming pasty in the shield area allows the formed gases to easily evaporate.
Bound in this zone, while in coals which expand during carbonization, the pasty mass assumes a viscosity such that the gases which form there must exert a very great pressure in order to be able to escape from the screen zone. As the departure of the gases from the 6-notch zone takes place in the direction of the heat-imparting wall surface, the pressure of the gas bubbles also propagates in the direction of these wall surfaces, i.e. that is to say in the opposite direction of the heat flow.
The pressure exerted by char @ ons which expand during carnonization, on the walls of coke ovens is in fact so great that these walls are damaged and that the coke itself cannot ultimately be expelled from the oven. . The coke resulting from the carbonization of such coals presents against the surface of the wall of large caps, so that the pressure is transmitted at about one point as a result of the arch effect and it it happened that the panneresses of the walls of the coke ovens were pushed in. Whole walls have also been removed while in places where the walls are tightened in reinforcements, such as between the doors, the refractory bricks have been destroyed.
This phenomenon was particularly manifested when loose or loose coal was packed in any way, which occurs
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already knows by the oscillations of the bar to be equalized which is suspended freely. : Insofar as we have however treated until now coals expanding during carbonization, these coals were mixed in minimal quantities with real coking coal.
If one wants to carbonize two or more species of mixed coal, one must be very careful in the choice because the temperature limits between them, which the different coals go into a pasty state and solidify into coke are very different. . In particular, there are sticky charcoals which, in their temperature scale, have already gone solid after softening, while the other species of charcoal is only just starting to soften. These coals are of a different nature as to their lagoon of ue behaving during carbonization and it clearly results from the foregoing that one must choose only coals of the same nature (from the point of view of softening, measured at temperature scale).
Highly expanding carbon does not produce a noticeable change in expansion, since in this case the plastic undergoes only minimal change from the point of view of gas passage. This is why, up to now, a treatment carried out in this direction has given little results.
The present invention is based on the deeper knowledge of these correlations, and it first proposes to change coals expanding during carbonization to the state of usable coke, by adding to the charoon pulverizes a substance. containing carbon, carbonizing only slightly or not at all, by mixing them intimately, so that the gas bubbles which arise during the melting of the mixture then.
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feels escaping. The: lJU - '; C ::' --2es - cn- 'wü.,.: Lt the detrimental expansion are thus known, .vrii..ût2U, cu.r the particles of coal coming from the cubst -nce not charring, fOr..ll :: lt, in ui'ciLi, 6 il.rl Uuco .trtrli.-. or 4E., analg openings, ues. pin strokes.
In any case, the operation of the process has shown that the gases are released without noticing any expansion during
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of the passage of the plastic state, a. solid state. It even occurs, as with all charoons from which gases can escape, a certain contraction. The desired output of the orosity of :; walls which enclose the gas tubes originating in the notch-zone is therefore the fundamental basis of the idea of the present invention.
Coal discharged in bulk (or loose state) contains on average about 40% air gaps, i.e. the specific gravity of 1.2 - 1.35 of the
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C: l.1.;) On vli.t: l.-t ... u, iu.u: ". L.:uyl.1.'un O, 7 - 0, u. Lt .: yixz- ticles are therefore no longer located against each other, and
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the interval between it- (. must be ûoudIî y ..>. r the agglutinating suustan- ce. If then one adds according to the proposition made, to the carbon sticking well or to the expanding carbon a large quantity a ' since suustance is not confined, it is necessary, in certain circumstances, to have recourse to means of compaction so that the agglutinating substance contained in the unit of volume is sufficient.
There are currently coal mines which ex-
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plcitent :: i'1., ltncl: 't ;; n d., ;;. veins supplying charcoal which becomes caroonizing, which expands during charring, the charcoals caraoni.i7.4t by being neutralized and chafoons not caroonizing. Next to those
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these are incurred. ucs ci ... ruonnc.; ¯eL him 1; rc, -uisE; it (Í
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mainly anthracite coals; There is a large amount of what is called lean dust there which can be partially processed on site when market conditions permit. In order to remove from a strongly expanding coal its expansion property, it is necessary, in certain cases, to add really considerable quantities of non-coking carbonaceous material.
The agglutination capacity of the mixture then suffers and even settling alone will not be sufficient and it will, on the contrary, be recommended to add to the mixture of coal with strong diluent and carbon which does not carbonize, neutral carbon capable of clump together. The latter must not come from foreign districts and be of a different nature, but on the contrary it must be chosen so as to correspond roughly, in the fusion, as regards the temperature limits, to the strongly expanding coal. .
For a coalmine containing at the same time strongly expanding coal, agglutinating coal behaving normally and coal which does not carbonize, it follows from the line of conduct which precedes the need to bring the coals separately into the silos, according to their way of behaving during carbonization. By taking the charcoal from these silos, the mixture which has been found to be most favorable is made up by tests and this charcoal is sent for washing, grinding and then processing. If the charcoal is compacted, sufficient space is left between the wall of the furnace and the mass of
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alitc.rbon do f: 1 '.' r) l1 '\: Ir; ni nt8t) p il rJI1 .l.) 'Q'IL1t un ::, ggl'91, S, H3 "minimal volume, the furnace wall cannot be destroyed.
Tests have shown that the following constituents can be mixed and transformed into a good coke:
35 parts of coal which expands strongly,
20 parts of charcoal that does not char,
45 parts of normally behaving coking coal / 1
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In this case, it is also necessary to make the packed cake much narrower than the chamber so that a free space of about 50 mm remains on both sides.
The same result can, however, also be obtained by mixing two kinds of charcoal, when these are chosen from a well-defined point of view: the coals which expand during carbonization are most often relatively poor in gas and their softening point is relatively high.
Now there are coals which have good agglutinating properties and are castor oil, in gas, but for which
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the e 1- 0 ln of ri: ... lolli ", Le.tl .t finds ueuucoup Í .- 'lu ;;, as, so that the formation of coke already occurs much earlier. 'a mixture of two such coals is carbonized, and if the choice has been made appropriately, the gas-rich coal which sticks well is already transformed into coke by the time of softening.
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poor coal tn E, a .a and b #. dilating and suppressing carbonization, so that this coke can fulfill the function of agent a'ar: aiurise> .. e: a, that is to say, it can suppress or at least reduce , at the knot of the softening of the expanding carbon, the viscosity of the screen zone, enclosing the gas bubbles.
The appended drawing contreau an average of two
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I..t. coj. # enl, "" eu .... ..¯..ru4n \ .- c. and. LU.L't; c: i, t.éu p;, 4r ¯o. and ¯ū se co .; OI't611t rwr rwr r t; a constant UUU2-rlt ue bZ inert which crosses them. A carbon, which has markedly expanding properties, does not begin to soften until 420 ° C and can therefore offer some resistance to the gas flow passed through it. The formation of coke is only achieved at about
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Goos. C, and the rJt; j.1.t ".I.a: 1 ;:": ;;. 10.1 ..: .. revenue tipr u2.ii.ia.tive-
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ment to the initial value.
On the contrary, the charcoal b which has good agglutinating properties and is rich in gas exhibits a beginning of softening at 360 C while the formation of coke takes place at 440 C. We see in any case in the diagram that in a mixture of the two a and b charcoals (roughly in the ratio of 3 to 2), the charcoal b is already charred before the charcoal a even begins to soften; it therefore plays, without any other addition, the role of a slimming agent according to the guiding idea of the present invention.
It goes without saying that other measures such as tamping and the creation of a packed cake narrow in relation to the width of the chamber can also be employed. Obviously, there is no harmful influence here.
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on CS-1J: .citti .'agglutination as a result of the introduction of the slimming agent; the added material which softens earlier already forms in the charred cake, at rest, a coke carcass which is strengthened by the clumping constituents of the charcoal which expands during charring.
That said, I declare to consider as being of my invention and to claim:
1) A method of carbonizing coals which expand strongly during carbonization characterized in that coals which agglutinate well but expand strongly are mixed with coals which carbonize only slightly or not at all, or else with lean dust so that the pasty substance of the carbonization layer (screen zone) forming inside the chamber charge is made, as a result of the introduction of the added substances, permeable for the gases introduced. freedom in the screen area, while., /
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that the capacity u.'ut., .... lur.in ..... tic, r.
which is possibly influenced by this addition can be reestablished, if necessary, by the addition of a coking coal which sticks well or by ramming, these last measures being able to be used each individually or together .
2 .- A process according to 1, characterized in that approximately 35% of the expanding carbon is mixed during the
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charring with charcoal bzz not forming and with 45l ae ch:. roon clumping well.
3 .- A process according to 1 and 2, .characterized in that the coals produced by a coal mine or purchased additionally are placed first according to the
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ué'terl.lining properties in three rounds of ciiarbons from which they are extracted in accordance with the correct proportions of the mixture, thus possibly being washed and ground
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ens6.L.ole and then pass through the coking plant.
4 .- A method according to 1-3, characterized in that the rammed mixture of a mill known per se is included.
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trouuit and ourhoniuv dl1 1 uii: uarwc: i.Wc ".c an im4c.v.l7.t more branded between the tamped cake and the wall of the oven than that usually left.
5. A carbonization process according to 1 to 4, characterized in that coals expanding during carbonization and relatively low in gas are mixed with coals which agglutinate well and are rich in gas, the carbonization of which is practically complete at
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dG "t'11J {.Íro.tu, SlP or (.luc:; llcD l.cHI uh" ,, 'lJUn bt :; ù..tln.tta.nt .1:' 1: 211- during carbonization begin to soften, so as the carbonization cojonencent soften, so that the carbon rich in gas already carbonized can fulfill, in the mixture, the function of the slimming agent- Bernent.