BE450651A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la production de coke de haut-fourneau à partir de charbons modérément agglutinants, à faible degré de car- bonation. 



   Quelques charbons de la Sarre et en particulier beaucoup de charbons de la   Haute-Silésie   ainsi que les char- bons flambants à gaz d'autres districts charbonniers donnent, lors de la cokéfaction dans la chambre normale horizontale, un coke mal agglutiné, parfois même seulement fritté, qui, lors de son emploi dans le haut-fourneau, provoque des dé- rangements.

   Ces charbons que l'on peut corsidérer en partie comme des charbons à gaz, en partie   comme   des charbons flam- bants à gaz, même comme des charbons flambants, sont soumis comme on le sait d'autant plus à l'influence de l'oxydation que le degré de carbonation est plus faible et que la gros- seur de grains présente est plus fine, Ainsi par exemple les 

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 charbons flambants   gaz   à degré de carbonation particuliè- rement faible, à l'état de mouture fine et spécialement la plu fine, perdent en cas de séjour à l'air déjà après peu de temps et même déjà lors de leur broyage, par suite d'o- xydation, la capacité agglutinante au point qu'il se produit encore à peine un coke agglutiné mais seulement un coke frit- té,

   qui estfortinférieur au coke provenant de charbon   flambant   à gaz   frais, moins finement   broyé. Il est connu que, parmi les constituants pétrographiques de ces charbons qui sont le plus souvent nettement, des charbons barrés, ctest principalement ce qu'on appelle la   vitrite,   parfois aussi la clarite,qui sont soumises à cette   influence   d'oxydation, tan- dis que la durite plus dure est à peine sensible à ce point devue. 



   Lors de la préparation du charbon à coke, on opère en général de telle manière que l'on broie les fines naturel- les lavées de   0-8   mm. ou 0-10   mm.   ou bien les noix, les dés, le charbon en morceaux concassés en fine, dans le moulin   centrifuge   ou à marteaux au point qu'autant que possible les grains sont inférieurs à 3 mm., tandis que le plus souvent on s'efforce d'obtenir un pourcentage élevé, environ   30-50%   de grains inférieurs à 0,5 mm.

   Les charbons à coke obtenus suivant ce procédé présentent dans leurs étages de   tamisage   une composition matérielle qui est désavantageuse pour la   nature   ultérieure du coke.   Ainsipar   exemple la   nature   maté- rielle des étages de tamisage d'un charbon à coke de la Sarre centrifugé est à peu près la suivante . 
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  Grosseur <SEP> de <SEP> grains <SEP> m/m <SEP> 3 <SEP> 3-2 <SEP> 2-1,2 <SEP> 1,2-0,6 <SEP> 0,6
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<tb> Quantité <SEP> % <SEP> 12,2 <SEP> 13 <SEP> 8 <SEP> 20 <SEP> 46,8
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<tb> Teneur <SEP> en <SEP> cendres <SEP> % <SEP> 3 <SEP> 2,95 <SEP> 3,45 <SEP> 3,1 <SEP> 3,7
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<tb> Constituants <SEP> volatils <SEP> % <SEP> 41,3 <SEP> 40,2 <SEP> 37,6 <SEP> 37 <SEP> 31
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<tb> Charbon <SEP> brillait <SEP> % <SEP> 34 <SEP> 33 <SEP> 44 <SEP> 51,5 <SEP> 70,5
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<tb> Charbon <SEP> mat <SEP> % <SEP> 61 <SEP> 62,5 <SEP> 50,5 <SEP> 43,5 <SEP> 22
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<tb> Charbon <SEP> fibreux <SEP> % <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 4
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<tb> Impuretés <SEP> % <SEP> 2 <SEP> 2,5 <SEP> 3,5 <SEP> 3 <SEP> 3,

  5
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On reconnaît alors la différence dans la composition   matérielle   pour les étages de grains au-dessus de 2   mm.   d'une part et les étages de grains en-dessous de 0,6  mm. d'autre   part. La matière grenueau-dessus de 2 mm. présente environ 60% de charbon mat et seulement 34% de charbon brillant, le grain en-dessous de 0,6 mm. contient au contraire seulement plus de 22% de charbon mat et par contre au-delà de 70,5% de charbon brillant. Cette différence se fait sentir dans la teneur en gaz. Celle-ci vaut environ   40%   dans les grains au-dessus 'de 2 mm. et seulement 31% pour le grain en-dessous de 0,6 mm. Cette composition différente des étages de tamisa- ge du charbon à coke est un inconvénient au point de vue de la cokéfaction.

   L'enrichissement du charbon mat dans le grain au-dessus de 2 mm. est défavorable au point de vue de la technique de la cokéfaction et cela non seulement pour mar la raison déjà connue actuellement que le charbon/est par nature mal adapté à la production de coke, mais en particulier aussi' parce que le charbon mat, pour autant qu'il est présent en grains supérieurs   à 2   mm. donne un coke particulièrement mauvais , qui est d'autant plus mauvais que les grains sont plus gros. L'enrichissement en charbon brillant, c'est à dire en vitrite, dans le grain en-dessous de 0,6 mm est également un inconvénient lors du traitement de charbons à faible degré de carbonation car, comme on le sait, la vitrite de ces char- cet bons est extrêmement oxydable   dans/état   fin et extrêmement fin de grosseur de grain. 



   On reconnaît d'après ces considérations qu'un coke fa- briqué à partir de semblables charbons à coke est mal agglu- tiné et par conséquent inutilisable dans l'application au haut- fourneau. Le charbon qui est par nature faiblement agglutinant prend une forme encore plus défavorable pour la cokéfaction à cause de l'enrichissement, résultant d'une mouture inappropriée, 

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 en constituants qui sont dans des étages de grosseur de grains ne   convenant   pas. 



   Pour éliminer l'influence désavantageuse de l'enrichis- sement des charbons mats dans le grain grossier de charbon à coke, on a déjà proposé d'enlever par tamisage le gros grain du charbon à coke, de le broyer extrêmement finement et de le.   remélanger   au charbon à   coke.   On augmente bien par cette pro- position la soliditédu coke mais, suivant une expérience pratique, la texture fine du coke est influencée très défavo- rablement, de sorte que, comme résultat final de cette   -,le-   sure, une amélioration du coke pour le haut-fourneau n'est pas obtenue.

   En outre, l'enlèvement par tamisage des gros grains au-dessus de 2 mm. du charbon à coke centrifugé n'est aucunement, par suite de la finesse des grains et de   l'humi-   dité (environ 10% de H2O) de la matière d'ensemble, un pro- blème facile et sa solution en pratique apparaît encore dou-   teuse.   



   Le but de la présente invention est de remédier cet   inconvénient   et de rendre ainsi possible l'utilisation de, plus grandes quantités de charbons faiblement agglutinants, à faible degré de carbonation, pour la cokéfaction. Il a été établi notamment que la mauvaise capacité de cokéfaction, par nature, du   charbon   mat, dépend dans une forte mesure de la grosseur de   grains   du charbon mat à   cokéfier.   On a fait avant   ..eut la     constatation   nouvelle qu'il y a une grosseur de grains optima à l'intérieur de laquelle le coke de charbon mat possède   une   nature partioulièrement favorable. Cette gros- seur de   grain   optima se trouve approximativement entre   1,2   et 0,6 mm.

   Pour une   grosseur   de   grain   plus grande du charbon mat, on obtient un coke d'autant plus mauvais que le grain estplus   gros. Four   une grosseur de grain plus fine que 0,6 mm. et la plus fine, onproduit de même un coke de nature défectucu- se, en particulier de mauvaise texture fine. L'explication 

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 de ce phénomène remarquable a été donnée par des recherches et des considérations concernant les processus se produisant lors de l'état plastique des charbons mats.

   Dans le cas de vitrites se cokéfiant bien, l'état plastique s'effectue de telle manière que les différents grains de vitrite fondent indépendamment sous l'influence de la chaleur et gonflent (plasticité primaire) et ensuite les grains fondus et gonflés par eux-mêmes de vitrite se cimentent en une masse pâteuse   unit,aire,   après quoi les gaz de décomposition ne peuvent plus s'échapper et gonfle,nt la masse pâteuse (plasticité secon-. daire, indiquée par le pouvoir de gonflement ou d'expansion). 



   Pour le charbon mat, l'état plastique est autre et il diffère suivant que le charbon mat est riche en résidus végé- taux bitumineux ou en matière inerte (appelée   micrinite   et semi-fusinite). Dans le cas de .charbon mat à proportion éle- vée de matière inerte, il se produit déjà une plasticité primaire défectueuse, c'est à dire un ramollissement minime qui exclut de prime-abord la formation de coke.

   Dans le cas de charbon mat à proportion élevée de résidus végétaux bi-   tumineux,   il se produit par suite de la richesse en bitume, en particulier de ce qu'on appelle le maltène, une   plastici-   té primaire marquée, c'est à dire   un'ramollissement   favora- ble, mais le cimentage unitaire des grains de charbon mat fondus indépendamment et gonflés indépendamment' offre cer- taines difficultés car la capacité d'absorption du charbon résiduel des charbons mats pour le bitume, ou la capacité de mouillage de ce bitume pour le charbon résiduel des char- bons mats   laissent.à   désirer. Dans tous les cas, la plasti- cité secondaire se produit dans des charbons mats à un degré beaucoup moindre que pour le charbon brillant.

   Ceci se fait sentir dans le pouvoir d'expansion plus faible et par con- séquent par une solidité au broyage plus élevée et par une texture fine plus défectueuse du coke. Ces constatations ont été démontrées expérimentalement aussi sur la base d'essais de façonnabilité. 

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   En cas de gros grains de charbon mat, les   gouttelet-   tes de bitume doivent parcourir un plusgrand trajet pour parvenir à la surface du charbon et par conséquent il faut produire dans le grain une décomposition   pyrogénique   plus intense pour surmonter la résistance capillaire. Lors de cet- te plus   forte   formation du gaz de décomposition, une partie des bitumes résiduels végétaux produisant le cimentage uni- taire, en particulier le maltène très sensible à la chaleur, est également partiellement   décomposée   de sorte que, pour la production du cimentage, il reste disponible trop peu de   bi@   tume.

   En cas de grains trop fins de charbon mat au contraire, il passe à cause d'une minime résistance capillaire   suffisam-   ment de bitume à la surface du grain, riais le cimentage se   heurte   des difficultés car une partie de ce bitume distil- le   prématurément   avant que l'absorption en cimentage unitaire se produise car par suite de la plus grande surface du grain, elle a une allure plus difficile ou plus lente. bans  le  cas d'un grain de charbon mat de 0,6à 1,2 mm. on obtient des possibilités particulièrement favorables aus- si bien au point de vue du parcours du trajet capillaire qu'au point de vue de la capacité d'absorption. 



   Partant de ces constatations nouvelles, il est pro- posé pour améliorer la qualité du coke, de modifier le pro- cédé de mouture et de mélange usuel jusqu'à présent dans la préparation ues charbons à coke de telle manière que le char- bon à coke terminé a une composition telle au point de vue des grains que le charbon brillant qui y est contenu est beaucoup moins soumis à l'influence de l'oxydation et que le charbon mat qui y est contenu reçoit des propriétés plas- tiques beaucoup plus avantageuses. 



   Les fines naturelles lavées sont subdivisées (de pré-   férence   directement après la préparation) sur un vibrateur Zweidecker, en   grains   de 3-8 ou 3-10 mm.,   5-0,75   et plus 

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 petits que 0,75 mm. Comme on le sait, le grain naturel en- dessous de 3 mm. est fortement enrichi en vitrite tandis que le grain naturel au-dessus de 3 mm. présente un plus fort enrichissement en charbon mat. Le grain de   3-0,75   mm. est alors employé sans autre mouture pour la composition du char- bon à coke. Le grain naturel fortement enrichi en vitrite en-dessous de 0,75   mm.   sera d'autant plus oxydé¯ que le degré de   carboration   de charbon préparé est plus faible.

   En cas de degré de carbonation très faible, il est à recommander d'éli- miner ce grain naturel du charbon à coke. 



   Le grain au-dessus de 3   mm',   est broyé avec les noix à la grosseur de grains de charbon à coke et est séparé en- suite sur un vibrateur en grains plus gros que 3   mm.   ou 2,5 ou 2 mm. et en grains plus petits que cet étage de grains. 



  L'étage fin de tamisage est employé pour la composition du charbon à coke tandis que l'étage grossier de tamisage est broyé dans un concasseur approprié jusqu'à une grosseur de grains d'environ 0,6-1,2 mm. Dans cette grosseur de grain,   @   la matière est utilisée pour la composition du charbon à coke. Il sera avantageux dans certains cas de moudre seule- ment une partie de l'étage grossier de tamisage à 0,6-1,2 mm et de la mélanger au charbon à coke sous cette forme et de travailler l'autre partie éventuellement pour la production du coke de distillation et de mélanger le coke de distilla- tion sous forme de farine au charbon à coke.

   Dans certaines circonstances, on peut trouver avantageux de broyer des noix ou des charbons en morceaux, après une désagrégation préala- ble, jusqu'à la grosseur de grains du charbon à coke, de ta- miser et de mélanger encore. supplémentairement au charbon à coke le grain supérieur à 3 mm. 



   Il apparaît à première vue que la possibilité de réa- lisation en pratique' et le caractère économique du procédé sont douteux par suite du travail de tamisage supplémentaire. 



  Ce n'est toutefois pas le cas   'dans   l'état actuel de la tech- 

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 nique car on s'est rendu maitre dans l'industrie chimique de problèmes de tamisage beaucoup plus difficiles. Le tamisage du charbon fin de la manière esquissée est extrêmement simple. 



  Le tamisage du grain grossier moulu à la grosseur du charbon à cokeest notablement plus simple, en ce sens que la teneur en humidité de ce gros grain moulu est notablement plus basse que dans le charbon de coke normal à environ 10% de teneur en eau. 



   Le résultat de ce procédé se voit immédiatement. La vitrite est actuellement dans le charbon à coke dans un état beaucoup plus grossier et beaucoup moins   oxydé.   La durite est présente sous la forme la plus favorable pour la formation de coke. 



   Le procédé exécuté en grand a conduit à un coke beaucoup mieux   fondu,   plus minime résistance de broyage et à texture fine plus favorable. On a constaté en outre dans la cokéfaction d'un semblable charbon à coke, une aug-   mentation   de rendement en goudron de 15 à 20%. La signifi- cation économique du procédé consiste en ce qu'on peut em- ployer beaucoup plus que jusqu'à présent certains charbons flambants à gaz et même en partie des sortes grossières de charbons flambants pour la transformation en coke,   possi-   bilité qui est de la plus grande importance en considération de la pénurie de charbon à coke régnant actuellement et à laquelle il faut s'attendre dans l'avenir. 
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  R :L J1 .± .1..9. .:t. l..Q 11 .E,o 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1.- Procédé pour la production de colce de haut-fourneau à partir de charbons modérément agglutinants à faible degré de carbonation, caractérisé en ce que les fines naturelles lavées sont séparées en un étage fin de tamisage, plus petit qu'environ 3 mm. et en un grand étage de tamisage, plus grand qu'environ 3 mm. et en ce que l'étage fin de tamisage est ajouté sans autre mouture au charbon à coke. @ <Desc/Clms Page number 9> 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le grand étage de tamisage, plus grand qu'environ 3 mm., est moulu à la grosseur de grains du charbon à coke et en ce qu'ensuite son étage fin de tamisage, en-dessdus d'environ 2mm, 2,5 mm ou 3 mm. est ajouté au charbon à coke.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'étage grossier du gros grain moulu des fines est broyé à une grosseur de grain d'environ 0,6 - 1,2 rare. et mé- langé sous cette forme au charbon à coke.

4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en moulu ce qu'une partie de l'étage grossier du gros grain/'est trai- tée pour la production de coke de distillation et est ajoutée comme telle sous forme de farine au charbon à coke.

5. - Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé. en ce qu'on emploie comme matière de départ des noix ou du char- bon en morceaux broyé.