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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..