LU82024A1 - Procede de fabrication de coke metallurgique - Google Patents

Description

C.1930 E 2.4270 ow

Λ —~~~ GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

BrevetN# 8 20 2 4 » du .....2.1......décembre197 i Monsieur le Ministre ..... de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes

Titre delivre : ________________________________________ 3® ΛΗ*

Service de la Propriété Industrielle vj^r? LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête

Le CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES-CENTRUM V00R RESEARCHI

DE HETALLURGIErassoclation.....sans.....but.....1 ucratif-vereniging zo.nder.......

..win.s..t.o.o.gra.er.k.*.4..7...,rue.....Montoyer».....1.0.40.....Bruxelles,. ...EêI gigue.,......représenté ..parJL......Charles.....München.».....a g i s s a li t.....en......Qualité.....de.....mandataire.............................

dépose ce vingt-et-un décembre 1900 soixante-dix-neuf (3) à......1.5.,..0.0.... heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : * ......................................................................................................................................................................................................................................................-..........................(4> ..fP.ro cédé.....de.....fabrication......d,e.....co.k,e.....rn.§.t.al.l..u.r..g..i..q.u.e..%..........................................................................

déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que P(es) ïnventeur(s) est (sont) : .âe..s.s..l...e..u.r.s.......René.....&U..N.N..IX,......rouie.....de.....IkasiricM;..».....22a*.....4.6.51......Batttc.e.* (¾ ...Bslaiaue.;.....Arthur.....P..00..S,.......1.5..*.....rue... de.. Cradv.,......45.20 -Επί bourg *.....E.s.l.gi.çua..

...e..t.....Roland.....V.I.D.A.L..*.....2.4..*.....rue......de......Hsr..v..a.*.....40.31»......lr.i.v.e.gn.es..*.....E.e.l.g..i.au.e.....................

2. la délégation de pouvoir, datée de ......Β..ΓΰΧ5..!.!.ε..§........................... le .......5......ô.§CSjV;.t..re.....1.5.7..5 3. la description en langue ί.ΓΑΟ.Ç.4..1...?..§......................................de l’invention en deux exemplaires ; 4...............1............... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le........2.1......décembre.....1.57.5.......................................................................................................................................................................................................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demandefs) de ’ (6) ...b.r.e..v.e..ts......d.LltLv..eii.tlaß........déposées en (7).............£.e.l ç.lqu.£........................................................................................

le ....22......d.â.c ambre.....137.8.....sous......la.....n.o......8.7.X*.Q.5.ô......e.t....Xe....................................................................................m ............6......avril......1.87.9......sous......la......no.....87.5.,..41.1..........................................................................................................................................

au nom d&X. d..W i £..ο.$.§.§ Π.£.................................................................................................................................................................................................0¾ élit domieile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................

Ils »......bôulèVferci Prince-Henri ..........................................................................................................(10) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — aveej^joarnement de cette délivrance à ......................LL.................mois.

II. Procès-verbal de Dépôt «

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 21 r v c £···:. p f 15 7 5 .....Pr. ïe Ministre à î 5 heures / ' , ; *" «> de l’Économie Nationale θ$ des Classes Moyennes, // Ç · V ^ loB ^ f * « .! « ' \\ s.hi'îo “ 7 T ----------------------------------------- i ‘••^vsncMC? !cn : .

jl de-7-) .· '· - . ' ·. . \j | O$:.··; ..i-.. _______.______ f i= v - 27JJL_AS 1£ tl

'l SOLS le r,° S'n.os^ et 8>£. \ XàJ

C. 1930 E/7912W

»' i i i | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - | CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE, I Association sans but lucratif -

Vereniging zonder winstookmerk, à BRUXELLES (BELGIQUE).

----- "Procédé de fabrication de coke métallurgique".

.... - i * [ !La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication de coke métallurgique utilisable notamment comme ]| constituant de la charge des hauts fourneaux.

Il ^ J! A l'heure actuelle, le coke métallurgique est fabrique jl par enfournement de matières crémières, orincioalement du charbon lu - - .

q cokéfiable, dans ces cellules de carbonisation, et par chauffage de ces matières qui, par distillation et agglutination, donnent un produit ayant les propriétés bien connues du coke utilisé dans les usines sidérurgiques.

La fabrication de coke suivant le processus classique | à partir de charbon cokéfiable rencontre ces difficultés croissantes, I en raison de la diminution des réserves de charbon cokéfiable 2 ! de l'augmentation du prix de ces charbons.

Depuis de nombreuses années, on a cherché à remédier aux difficultés qui viennent d'être citées en introduisant dans la charge des fours à coke des proportions aussi élevées que possible de charbons peu ou non cokefiables.

Parmi les techniques proposées antérieurement par le même demandeur, on connaît notamment les procédés consistant à agglomérer du charbon fin, par exemple sous forme ce boulets | ou de briquettes, et à enfourner ces agglomérés dans une cellule Îde carbonisation, éventuellement en mélange avec du charbon coke-i fiable finement divisé.

Selon -différentes versions de cette technique, les agglomérés peuvent être constitués soit entièrement, soit partiellement , de charbon fin non cokéfiable.

La technique usuelle pour la fabrication ce tels agglo mérés consiste, après avoir broyé le charbon à des dimensions suffisamment petites par exemple inférieures à 3 mm, à lui ajouter éventuellement un liant et/ou un solvant en proportion déterminée et à introduire le mélange ainsi constitué dans un dispositif ce compactage.

1 L'incorporation d'agglomérés de charbon dans le char bon fin à cokéfier a pour effet d'augmenter la densité de chargement des fours à coke et influence donc favorablement, les indices de résistance du coke.

Dans une autre proposition, le même demandeur a encore montré qu'il était possible d'améliorer la qualité eu coke en incorporant dans les agglomérés un matériau qui facilite le fusion du charbon, ainsi qu1 éventuellement un liant assurant 1= cohésion à froid des agglomérés.

par ailleurs, on sait que le charbon présente naturellement une certaine teneur en humidité, qui peut avrir -ne influence défavorable sur la cokéfaction. En effet, le durée né- y cessaire à la cokéfaction du charbon est c'autant plus lor.cue et/J

0/ 3 . ' la qualité du coke est d'autant moins bonne que l'humidité du charbon est plus élevée; en outre, la qualité des agglomérés s'en ressent également, notamment par une diminution de leur résistance à l'écrasement.

Au cours de ses recherches dans ce domaine, le demandeur a constaté qu'il était possible d'éliminer ou du moins de réduire sensiblement l'influence de l'humidité et de produire des agglomérés présentant une résistance mécanique accrue, tout en améliorant la productivité des installations et l'économie du procédé.

. Le procédé qui fait l'objet de la présente invention 1 permet d'atteindre ces objectifs, en sorte qu'il conduit à une fabrication économique d'un coke métallurgique de bonne qualité à partir d'un mélange pouvant contenir une proportion importante de charbon non cokéfiable.

Le procédé de fabrication de coke métallurgique, objet de la présente invention, dans lequel on effectue le compactage de charbon fin, constitué en tout ou en partie ce charbon peu ou non cokéfiable, et dans lequel on enfourne ensuite le charbon compacté dans une cellule de carbonisation en mélange avec du charbon fin cokéfiable est essentiellement caractérisé en ce qu' avant le compactage et même avant toute addition, notamment ce liant et/ou de solvant, on ramène la teneur en humidité du charbon fin à une valeur inférieure à 3 %.

Selon une modalité particulière ce mise en oeuvre, on réduit la teneur en humidité du charbon fin par chauffage a une température appropriée aux diverses conditions opératoires, notamment à la nature du charbon. Il importe par ailleurs que le séchage, en particulier par chauffage r. ' entra îne aucune oxydation du charbon fin.

Suivant l'invention, le chauffage du charbon fin est effectue sous stnoschers non oxvcante, corneosée ter exemoie ce fumées neutres ou ce vapeur sèche.

Il est écaiement intéressant, selon 1 ' invention, d&./ ÿ { 1 ' 4.- chauffer le charbon fin, de préférence sous atmosphère non oxydante jusqu' à une température pouvant atteindre 300°C, ce qui a pour effet de réduire encore la durée de cokéfaction de la charge et d'améliorer la qualité du coke produit.

A cet égard, il s'est avéré particulièrement intéressant, suivant l'invention, de sécher le charbon fin dans une atmosphère non oxydante produite par exemple au moyen d'un brûleur alimenté avec un excès ménagé d'oxygène (par exemple excès d'air) de telle façon que l'oxygène apporté au brûleur ait servi principalement à la production de CC>2, tout en ne laissant qu'un excès d'oxygène insuffisant pour provoquer l'oxydation du charbon fin ou la dégradation de ses pro-> priétés cokéfiantes, et d'abaisser ensuite la température des produits ! de la combustion dès la sortie du brûleur et avant qu'ils entrent en S contact avec le charbon fin, à une valeur inférieure à 750°C, et de || j préférence'aux environs de 500°C.

En pratique, cet excès ne doit pas dépasser 1 à 3 % en volume dans les fumées. De cette façon, le gaz de séchage du charbon ne contient plus que du CO^ et du ainsi que de l‘07 suffisamment dilué, le tout à une température suffisamment basse pour éviter toute oxydation du charbon fin.

Suivant une modalité opérationnelle, on fait usage d'une partie au moins des produits de combustion ayant déjà cédé leurs calories au charbon, pour refroidir, à due température, les produits de combustion juste à la sortie du brûleur, avant qu'ils aient été a g leur tour mis en contact avec le charbon à sécher.

ij !j Lorsque le charbon fin est à la température voulue, il " est particulièrement avantageux de l'introduire, le plus rapidement possible, dans un malaxeur où on lui ajoute le liant et/ou le solvant appropriés. Le lient et/ou le solvant sont avantageusement ajoutés sous forme liquide, de Préférence par pulvérisation a l'aide d'un dispositif faisant l'objet d'une autre proposition du même demandeur.

A cet égare, il s'est avéré spécialement intéressant de transférer le charbon fin dans 1= malaxeur ces sa sortie eu eut- positif de séchage, afin ce réduire -es manipulations, ce limiter les !l risques d'oxydation, Darfois brutale, du charbon très sec au contact/ de l'air, et de réduire les certes thermicues. /.jf //' 4 % 5

Suivant une modalité préférentielle de mise en oeuvre, ce transfert du charbon du sécheur au malaxeur est effectué sous atmosphère protectrice, de préférence sous atmosphère non oxydante.

Le mélange, de préférence encore chaud, de charbon fin, de liant et/ou de solvant qui sort du malaxeur est ensuite aggloméré de façon connue, en particulier par briquetage.

Selon l'invention, il est avantageux de profiter de l'enthalpie des agglomérés en les incorporant, encore chauds, dans la charge de charbon fin que l'on introduit dans les cellules de carbonisation, afin d'assurer un certain préchauffage de cette - charge sans apport extérieur de calories.

Le demandeur fait remarquer que le procédé de l'invention est différent des techniques connues de préchauffage du charbon avant son introduction dans les cellules de carbonisation.

Les techniques connues de préchauffage du charbon fin et de manipulation du charbon préchauffé présentent en effet divers inconvénients. En premier lieu, elle exigent d'importantes installations nécessitant des frais d'investissement élevés, pour le transport du charbon fin, ainsi que pour l'élimination des poussières. En outre, elles sont sujettes à de fréquentes pannes mécaniques qui réduisent leur productivité, ainsi qu'à des pertes thermiques importantes, qui influencent défavorablement la consommation d'énergie. Enfin, elles subissent des arrêts fréquents en raison de l'encrassement ou du bouchage des conduites.

Le procédé qui fait l'objet de la présente invention ne présente pas ces inconvénients. En particulier, u permet d'éviter ou tout au moins ce réduire très fortement les manioulations du charbon fin séché. Selon ce procédé en effer, le charbon fin séché et éventuellement préchauffé ne subit qu'une seule manipulation, à savoir le transfert de l'enceinte de séchace à l'enceinte de malaxage, h le sortie σε cette dernière enceinte, c'est une pâte qui est transférée jusqu'à l'appareil de briquetage, puis ce f sont des agglomérés que l'on manipule pour les incorporer au char7'/ bon fin cohéfiable. iji/ / 6

En outre, si on applique l'ensemble des opérations, le procédé de l'invention permet d'effectuer de façon particulièrement aisée et économique le séchage et éventuellement le préchauffe ge ainsi que l'agglomération du charbon fin, son introduction dans la ( charge des cellules de carbonisation et le préchauffage de celle-ci.

Bien entendu, l'invention s’étend également au cas où ! le charbon fin cokéfiable, dans lequel sont incorporés les agglo- ! mérés, contient une certaine quantité de charbon fin peu ou non cokéfiable.

! Le séchage et éventuellement le préchauffage du char bon fin, avant l'addition de liant et/ou de solvant, présentent i divers avantages tant techniques qu’économiques.

l( l Par rapport à la technique antérieure, ils permettent ! d 'obtenir un coke métallurgique présentant une résistance mécani que accrue, au départ d'un même mélange initial de charbons.

I Inversement, il est possible, grâce au séchage et ? î: éventuellement au préchauffage conformas à l'invention, de pro- |i ! duire du coke métallurgique de même résistance mécanique que par les procédés connus, mais à partir de charbons dont le pouvoir cokéfiant est nettement moins élevé.

| ’ Enfin, le séchage et éventuellement le préchauffage ; du charbon fin entraînent une diminution du temps nécessaire à la ! cokéfaction de la charge, et par conséquent conduisent à un accrois- : sement de la productivité des fours à coke.

! Ά titre purement exemplatif et sans que cette repré- ! sentation respecte une quelconque échelle, la figure jointe illus tre un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé qui ; fait l'objet de la présente invention.

! Dans cette figure, on a représenté en 1 une coupe ! ' longitudinale d'un four cylindrique, dans lequel s'effectue le r séchage du charbon fin à agglomérer. Le cnarbor., broyé à dus di- j mension, est stocké en 2 et déversé par 3 dans l'enceinte 4 où / £ s'effectue, après fractionnement des mottes éventuelles du char- / bon, son séchaae proprement dit sous l'action des fumées 5 //' « * 7 venant d'une flamme 6 engendrée par un brûleur 7 alimenté en 8 par de l'air et en 9 par un combustible approprié. Après avoir été séché de façon quasi complète, le charbon est conduit, en accompagnement des produits de combustion, au travers de conduits, dans lesquels se poursuivent les échanges calorifiques entre les fumées et le charbon fin.

Sortant des conduits lo, il débouche dans une enceinte 11 où s'effectue la séparation d'avec les fumées.

Le charbon ainsi séché et préchauffé sort de l'enceinte 11 par l'orifice 12 pour pénétrer, par l'intermédiaire d'un sas ♦ éventuel, dans ie dispositif 13 dans lequel, sous atmosphère non oxydante, obtenue par exemple par une prise de fumée à la sortie 19, s'effectue le mélange charbon - liant (solide ou liquide), ce dernier étant amené dans le dispositif 13 par 14. Le mélange ainsi constitué est ensuite conduit dans un dispositif subséquent, permettant sa mise sous forme de boulets, briquettes,etc...

Par ailleurs, les gaz sortent de l'enceinte 11 par l'ouverture 15, pénètrent dans une chambre 16 où ils sont dépoussiérés en 17. Les poussières récupérées sent évacuées en 18, tandis que les gaz dépoussiérés s'échappent dans l'atmosphère en 19. Une partie de ceux-ci est toutefois cevié= en 20 et recyclée en 21 dans une chambre de mélange 22, disposée entre la flamme 6 proprement dite et l'enceinte 4, afin d'abaisser la température de la flamme 6 et d'empêcher l'oxydarion du charbon, et/ou éventuellement la dégradation de ses propriétés cokéfiantes.

A cet effet, on a prévu en 23 un échanger:· de chaleur sur le trajet de la conduite 20, pour ajuster la température ces gaz à / injecter en 21.

U'/ . . -_ /

Claims (8)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en i i ce que l'on réduit la teneur en humidité du charbon fin par chauf fage. |
2. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le séchage du charbon fin est exécuté ; sous une atmosphère protectrice.
3. 4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le séchage du charbon fin est exécuté j sous atmosphère non oxydante. *
4. 5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 9 férieure à 750°C, et de préférence aux environs de 500°C.
5. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'on fait usage d'une partie au moins des produits de com-j bustion ayant déjà cédé leurs calories au charbon pour refroidir, j ^ à due température, les produits de combustion juste à la sortie | du brûleur, avant qu'ils aient été à leur tour mis en contact avec : le charbon fin à sécher.
6. 8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications i 1 à 7, caractérisé en ce que l'on recueille le charbon fin séché ! et éventuellement préchauffé à sa sortie de l'enceinte de séchage j . et/ou de préchauffage, et en ce qu'on l'introduit immédiatement i dans une enceinte de malaxage où on lui ajoute le liant et/ou le i ; solvant , de préférence par pulvérisation.
7. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on transfère le charbon fin séché et éventuellement préchauffé, de l'enceinte de séchage et/ou préchauffage à l'enceinte de malaxage, sous atmosphère protectrice, ce préférence sous i atmosphère non oxydante.
8. 10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'à la sortie de l'enceinte de | »malaxage, on compacte ledit mélange, ce préférence chaud, de ! charbon fin, de liant et/ou de solvant, de préférence par brique- ! tage, pour produire des agglomérés, et en ce que l'on incorpore lesdits agglomérés, de préférence chaucs, à la charge de charbon i ; fin que l'on introduit dans les cellules de carbonisation. j ___ i >er.cir,j; ; A C.? n :* - ! ‘ ..3.........G.....^..... c:- ç*::.:- • ' .....J...... : ; t, ·: ·; . 2 ·· .·-· .. /....... - - :· . · Ϊλ JjMTrâxx ; //