Brevet FR2059713A1 — publié le 19710604

Pour l'utilisation du coke, en particulier d'œa coke obtenu à partir de houille collantes il s'est avéré nécessaire, pour de nombreuses applications importantes, de produire un coke en morceaux aussi égaux que possible. C'est ainsi qu'il est 5 particulièrement avantageux de mettre en oeuvre dans un haut-fourneau du coke en morceaux réguliers de 30 à 4-0 rom environ. Même si .le coke utilisé est plus gros, par exemple en morceaux de 40/50 ou 50/60 mm, il est recommandé de maintenir entre des limites aussi étroites que possible le placement des morceaux de 10 ces dimensions. Lorsque, pour l'obtention d'un tel coke en morceaux égaux, on applique le procédé de cokéfaction usuel en chambre horizontale, la seule possibilité connue à l'heure actuelle est de concasser les morceaux de coke trop gros et de séparer par 15 criblage les morceaux trop petits. Sur le plan de la rentabilité, un tel mode opératoire a l'inconvénient de conduire à une combinaison extrêmement compliquée et coûteuse de concasseurs et de cribles et à un rendement relativement faible en coke se présentant sous la forme souhaitée de morceaux égaux. Il faut compter 20 sur un pourcentage de 20,30 et plus de déclassés inférieurs, qu'il est difficile, sinon impossible, de vendre au même prix -qu'un coke en morceaux d'égales dimensions. Le présent procédé offre une possibilité nouvelle pour la fabrication, dans un four à chambre horizontal ou 25 appareillage de cokéfaction analogue, de coke en morceaux égaux avec une quantité de déclassés inférieurs inévitables, notamment plus faible que celle qui est obtenue obligatoirement par la mise en oeuvre du procédé connu"avec le même charbon devant être coké-fié. 30 Le procédé conforme à l'invention est caracté risé en ce que le saumon de coke est subdivisé en morceaux sensiblement égaux par des substances incorporées, localement enrichies, qui affaiblissent de façon contrôlée la cohésion du saumon de coke extrait de la chambre, afin que celui-ci se disloque aux 35 emplacements fixés à l'avance par les substances enrichies. Parmi les substances incorporées affaiblissant le saumon de coke, les minerais de fer se sont révélés particulièrement avantageux, notamment les minerais de fer à base d'hématite, dont on sait qu'aux températures de cokéfaction ils détruisent le bitume M-0 agglutinant au contact d'un charbon cokéfiant. 70 31014 2 2059713 L'affaiblissement du saumon ce coke peut avoir lieu, par exemples par un enrichissement local en minerais de fer â l'intérieur du saumon, de façon que, dès qu'il.est refoulé de la chambre de cokéfaction, celui-ci se disloque dans une large mesure 5 en morceaux égaux possédant le calibre souhaité 5 il est possible également d'effectuer un traitement ultérieur du saumon de coke encore plus ou moins cohérent dans un dispositif de fragmentation, qui conduise à la subdivision recherchée du saumon de coke en morceaux égaux. Ce dispositif de fragmentation peut être par exem-10 pie, conformément à l'invention, un tambour à circulation dans lequel le saumon de coke est acheminé et soumis par roulement â des contraintes qui le disloquent en morceaux de la grosseur prescrite. L'enrichissement local en substances affaiblis-15 sant la cohésion du saumon de coke peut être effectué, selon l'invention, de plusieurs manières différentes. L'une d'elles consiste à répartir aussi uniformément que possible dans la couche de charbon devant être cokéfiée des morceaux de minerai, par exemple en grains de 10 à 20 mm. Eu égard à la contrainte suî&e parle ssu-20 mon de coke produit, il existe une probabilité statistique pour que les fissures se forment au-dessus des morceaux incorporés, par exemple de minerai de fer. Sans mesures particulières, il pourrait être difficile d'obtenir la répartition uniforme souhaitée des morceaux 25 de minerai. Une telle mesure particulière, conforme à l'invention, consiste à introduire le charbon à cokéfier sous la forme de boulets dans la chambre de cokéfaction. De tels boulets de charbon peuvent être préparé r- à partir de fines humides dans des appareils à fabriquer des boulets normaux, par exemple des plateaux à 30 fabriquer des boulets. Dans le cas présent, l'appareil à fabriquer les boulets est alimenté comme un plateau à fabriquer des boulets, en morceaux de minerai de fer qui servent de noyaux pour la formation des boulets de charbon et se trouvent enrobés sensiblement au centre du boulet terminé. Après l'introduction de ces bou-35 lets de charbon dans la chambre de cokéfaction, il se présente dans la couche de charbon à cokéfier - en supposant que les boulets possèdent un diamètre uniforme de M-0 mm. par exemple - un réseau régulier de morceaux de minerai de fer dont l'entre-axe est de l'ordre de 40 mm dans le présent exenple. M-0 Une autre méthode conforme à l'invention pour BAD ORIGINAL 70 31014 3 2059713 l'incorporation de substances localement enrichies dans la couche de charbon devant être cokéfiée consiste à préparer des boulets de charbon à partir de fines humides comme précédemment et à appliquer dans ce cas extérieurement sur les boulets de charbon une 5 couche fine de minerai, par exemple de minerai de fer. Une telle couche fine de minerai peut être produite de manière connue sur un platéau à fabriquer les boulets à partir de fines de charbon, muni d'un bord de saupoudrage qui est alimenté en un minerai fin approprié. Une autre méthode, pareillement connue pour la fabri-10 cation de boulets à coquille, consiste à transférer les boulets de charbon préparés dans un plateau à un deuxième plateau à fabriquer les boulets alimenté en minerai fin. Les boulets à coquille introduits dans la chambr-de cokéfaction se déforment au cours de la cokéfaction de façon 15 à remplir pratiquement sans laisser de vides l'intérieur de la chambre. Dans le cas idéal, il se forme ainsi des cubes de coke qui sont maintenus séparés l'un de l'autre par la couche fine de minerai appliquée sur les boulets et se déformant pareillement à l'intérieur de la chambre. 20 II peut être également avantageux d'introduire dans la chambre de cokéfaction par les méthodes ci-dessus tant des morceaux de minerai que des couches fines de minerai. S'agissant plus particulièrement de la fabrication de coke pour hauts-fourneaux en morceaux d'égale grosseur, il y a lieu de donner la 25 préférence à un coke possédant une teneur plus élevée en minerai ou éponge de fer obtenu de cette manière, en raison de la diminution possible de la quantité de coke consommée pendant le traitement métallurgique. Dans les cas où le minerai de fer ou le fer n'est 30 pas souhaité dans le coke terminé, on ne l'est qu'en de faibles quantités, le procédé de 1'invention peut être également mis en oeuvre par l'utilisation, comme substance incorporée affaiblissant la cohésion, de charbon maigre, d'anthracite ou de poussier de coke, additionné au minerai de fer ou le remplaçant. Il peut 35 être avantageux en outre de déposer sur la couche de minerai appliquée sur les boulets de charbon une couche supplémentaire d'un matériau affaiblissant la cohésion. Cela est valable en particulier pour des couches de minerai épaisses, qui sont désirées pour la production de coke à minerai mais provoquent 40 une agglomération du fer spongieux formé, rendant difficile la 70 31014 4 2059713 dislocation du coke en morceaux d'égale grosseur. Ces couches supplémentaires appliquées peuvent être formées de charbon maigre ou de chaux par exemple. En dehors du procédé par boulets, on dispose, pour 5 répartir uniformément les substances additionnelles affaiblissant la cohésion, d'autres méthodes connues en soi pour la mise en forme préalable de fines de charbon. Il peut s'agir, par exemple, d'une agglomération en briquettes, généralement effectuée sans liant pour des motifs d'économie et en raison de la faible contrainte 10 subie par des briquettes. Ces briquettes sont alors traitées exactement comme les boulets susmentionnés en ce qui concerne l'addition des substances affaiblissant la cohésion lors de la cokéfaction. Etant donné que les fines de charbon se présentent 15 fréquemment sous la forme de schlamms ou de pâte particulièrement bon marché, il est avantageux pour appliquer le procédé de l'invention de façonner préalablement le gâteau de filtration, obtenu par séparation des schlamms sur des filtres à aspiration. Comme moyen connu en soi pour le façonnage préalable, on peut citer par 20 exemple la pose sur le filtre â aspiration d'une bande dite à nid d'abeilles, dans les alvéoles de laquelle le charbon devant être séché se dépose et est recueilli en morceaux de dimensions correspondantes. Ces morceaux de charbon sont alors traités pour l'introduction de la substance affaiblissant la cohésion lors de la 25 cokéfaction, ainsi qu'il a été décrit plus haut pour les boulets. Le procédé conforme â l'invention est décrit ci-après en référence à deux exemples. EXEMPLE 1 : Un charbon à coke de la Ruhr présentant les carac-30 téristiques suivantes : eau 8,5% matières volatiles sur sec 23,3 % cendres sur sec 6,88 % a été cokéfié dans une installation d'essais. Après 6 heures de 35 cokéfaction, le produit final obtenu a donné l'analyse granulomé-trique ci-après: fcoir tableau page suivante) 70 31014 5 2059713 Analyse par» tamisage : 5 mm 5 à 10 mm 10 à 20 mm 5 20 à 30 mm 30 à 40 mm 40 à 60 mm 60 à 80 mm plus de 80 mm 10 On ne recueille par conséquent que 7 % de coke aux dimensions recherchées de 30 à 40 mm, contre 13 % de déclassés inférieurs et 80 % de déclassés supérieurs. EXEMPLE 2 : Le charbon à coke utilisé dans l'exemple 1 a été frag-15 menté en grains de 0 à 1mm. Ce charbon fin à un taux d'humidité de 16 % a été transformé en boulets sur un plateau à fabriquer des boulets. La grosseur des boulets est de 4-0 mm. Dans un plateau à fabriquer des boulets du même type, les boulets de charbon sont munis d'une coquille de minerai de fer. Le minerai de fer utilisé 20 à cet effet est une hématite en grains de 0 à 1 mm. L'épaisseur de la coquille appliquée sur les boulets est en moyenne de 0,1 mm. Les boulets à coquille sus-décrits de charbon et de minerai de fer ont été cokéfiés dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1. Le saumon de coke ainsi produit a été introduit dans 25 un tambour et roulé pendant 10 tours complets. Le saumon de coke s'est disloqué de ce fait en grains présentant la composition suivante : morceaux de coke de grosseur comprise entre 30 et 40 mm 92 % déclassés inférieurs de 5 mm 8 %. 30 Le procédé sus-décrit conforme à l'invention autorise différentes variantes, mettant en oeuvre diverses méthodes de cokéfaction connues en soi.Il est prévu notamment par l'invention d'appliquer â cet effet le procédé connu de cokéfaction sur grille suivant Wenzel/Schenck. Ce procédé consiste à pratiquer dans la 35 couche devant être cokéfiée des canaux de passage de gaz, à l'intérieur desquels a lieu la combustion des gaz se dégageant au cours de la cokéfaction. Pour appliquer la présente invention â ce procédé, on incorpore à la couche de charbon devant être cokéfiée des substances localement enrichies qui affaiblissent la cohésion 40 du coke et conduisent à la formation de morceaux de coke égaux. 5 % 2 % 13 % 80 % 70 31014 6 2059713 Lorsque le procédé conforme â l'invention est appliqué à la cokéfaction dans les chambres horizontales , il est particulièrement important de maintenir une cohésion du saumon de coke suffisamment élevée pour garantir un défournement impeccable du S coke. Tandis que, moyennant une épaisseur suffisante des couches de minerai sur les boulets de charbons il est possible, par exemple, de maintenir complètement séparés l'un de l'autre les morceaux de coke remplissant la chambre, ces conditions du four â coke normal obligent à prendre des mesures pour assurer une cohésion 10 minimale du coke. Ces conditions sont remplies s'il est prévu, par exemple, pour des boulets de charbon d'environ 40 mm de diamètre, des couches enveloppantes d'hématite de l'ordre de 0,05 à 1 mm. 70 31014 7 2059713 REVENDICATIONS 1.- Procéder pour la fabrication de coke en morceaux en majorité égaux à partir de charbons agglutinants traités au cours de la cokéfaction de manière à donner naissance à un saumon cohé-5 rent de coke, caractérisé en ce que le saumon de coke est subdivisé en morceaux sensiblement égaux par des substances incorporées localement enrichies, qui affaiblissent la cohésion, par exemple des minerais de fer, notamment de composition hématitique, ou qui rendent possible la subdivision du saumon. 10 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des morceaux de minerai en grains d'environ 20 à 25 mm sont répartis aussi uniformément que possible dans la couche de charbon devant être cokéfiée. 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracté- 15 risé en ce que des morceaux de,minerai servent de noyaux à des boulets fabriqués 1 partir de fines de charbon humides, qui sont mis en oeuvre dans une chambre de cokéfaction à chauffage extérieur, de préférence dans un four à chambre horizontal de cokéfaction. 20 4.- Procédé suivant la revendication 1 ou l'une quelcon que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que du minerai est déposé en couche autour de morceaux de charbon qui sont cokéfiés dans une chambre à chauffage extérieur. 5.- Procédé suivant les revendications 1 et 4 ou l'une 25 quelconque des revendications 1 à 1, caractérisé en ce que des boulets fabriqués à partir de fines de charbon humides sont revêtus d'une couche de minerai fin, les boulets à coquille ainsi obtenus étant cokéfiés dans une chambre à chauffage extérieur. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 30 1 à 5, caractérisé en ce que la substance d'incorporation utilisée est de l'anthracite, du charbon maigre et/ou du poussier de coke. 7.- Procédé suivant la.revendication 1 et l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'autour de la couche de minerai appliquée sur les boulets est déposée une couche sup- 35 plémentaire, par exemple de charbon maigre ou de chaux, qui empêche le fer spongieux formé de s'agglomérer. 8.- Procédé suivant la revendication 1 et l'une quelconque des revendications *+ à 7, caractérisé en ce que les fines de charbon sont mises en forme non de boulets mais de briquettes, 40 de préférence sans liant. 70 31014 e 205Ô713 9.-Procédé suivant la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les fines de charbon sont utilisées sous la forme d'une pâte de charbon, qui est transformée en morceaux sur un filtre à aspiration avec 5 bande à nid d'abeilles, et en ce que sur ces morceaux de charbon sont appliquées des couches en grains fins, de préférence de fer. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la cokéfaction est effectuée suivant le procédé sur grille. 10 11.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé sui vant l'une quelconque des revendications 1 â 10, caractérisé par un four de cokéfaction à chambre horizontal, par un appareil à fabriquer des boulets de fines de charbon tel qu'un plateau avec amenée de morceaux de minerai dans le plateau ou/et avec un dis-15 positif pour produire une coquille sur les boulets de charbon, tel qu'un bord de saupoudrage avec amenée de minerai fin sur le plateau, ainsi que par des convoyeurs, tels que des bandes, pour introduire les boulets à coquille dans la chambre de cokéfaction et par des appareils, tels que des tambours roulants, pour frag-20 menter le saumon de coke défourné de la chambre.