Brevet FR2289592A1 — publié le 19760528

La présente invention concerne un procédé de fabrication de coke léger de grande réactivité et à résistance électrique élevée. Un coke de ce genre est requis pour la marche de fours de réduction électriques. On utilise jusqu'à présent le coke de gaz dit anglais dont les propriétés caractéristiques sont dues à un traitement à la vapeur d'eau dans le four à coke. Par suite d'évolutions technico-économiques ce genre de coke n'est plus disponible que dans une mesure limitée. Il ne serait pas économique de le produire, d'après le procédé connu, spécialement pour être utilisé dans des fours de réduction électriques, notamment dans le cas d'une fabrication indépendante des sources dlappro- visionnement classiques et qui nécessiterait, pour l'introduction de vapeur d'eau, une transformation presque impossible à réaliser des fours à coke. Il a été proposé, dans la demande de brevet allemand n DT-OS 1 571 672, de produire du coke de grande réactivité et de faible densité à partir de mélanges de charbons à haute teneur en matières volatiles, de semi-coke et de brai dur, en faisant usage du procédé par pilonnage. Ce mode de fabrication revient cher à cause d'une part de l'utilisation de semi-coke produit au cours d'une opération spéciale, d'autre part du travail de pilonnage ; en outre, il est difficile de travailler avec du brai dans le mélange à traiter. Enfin, on sait que par un broyage fin de charbons bien cokéfiants et introduction dans le four à coke à une humidité moyenne on peut obtenir une faible densité apparente (densité en vrac) qui conduit à produire un coke léger et de ce fait relativement réactif. Ce coke est lui aussi cher, cette fois à cause du coût très élevé du broyage. A cela s'ajoute le fait que sa réactivité n'atteint pas le degré désiré. lie but de l'invention est alors de fabriquer de manière économique un coke léger de grande réactivité et à résistance électrique élevée. Pour atteindre ce but l'invention prévoit de mettre en oeuvre une houille peu agglutinante (indice de gonflement inférieur à 4), très volative (au moins 28%o de composants volatils) qui est amenée à une fourchette granulométrique étroite présentant une maille supérieure au plus égaye à 80 mm et au plus égale à quatre fois la maille inférieure elle-même au moins égale à 5 mm, et qui cokéfie au déversement à des températures de carneaux entre 1100 et 14000C. Bien qu'avec une telle structure granulométrique les morceaux de charbon ne présentent que relativement peu de surfaces de contact par lesquelles ils peuvent former un gSteau, et bien que par ailleurs le charbon en question présente un pouvoir agglutinant insuffisant, de sorte que normalement il ne peut pas être du tout cokéfié seul, on a eu la surprise de constater que par le procédé selon l'invention il se formait un coke ayant une résistance mécanique suffisante.Ceci a pu être expliqué d'une part par le fait que les grains du charbon en question présentent, vu leur surface relativement petite, un volume unitaire relativement grand de matière charbonneuse encore fratche dont le pouvoir cokéfiant n'a été réduit par aucune oxydation ou autre réaction, d'autre part par le fait que seulement peu d'humidité parvient dans la chambre du four à coke avec le charbon déversé, de sorte que la montée en température est très rapide et que la matière commence déjà à se ramollir et à former un gâteau avant que cette faculté ne soit perdue par suite de la disparition du bitume par distillation.L'emploi de charbon faiblement agglutinant et à haute teneur en matières volatiles revêt une importance décisive parcs qu'un tel charbon, contrairement à un charbon aglutinant, même si celui-ci a également une forte teneur en matières volatiles et permet la formation d'un coke ayant à peu près le même faible poids spécifique, conduit à un coke dont la réactivité est incomparablement plus grande. Selon le pouvoir cokéfiant du charbon utilisé selon l'invention et selon la réactivité du coke issu de ce charbon, il peut cependant être avantageux d'amener à la fourchette granulométrique indiquée et de cokéfier de la manière citée un ui.go composé de houille à faible pouvoir agglutinant et à haute teneur en matières volatiles et de 20 à TOofo, rapporté au mélange, de houille agglutinante (taux de gonflement supérieur à 4) à teneur en matures volatiles élevée ou moyenne. Slus le premier de ces deux types de houille a un pouvoir agglutinant faible, plus le second est utilisé en quantité importante ou doit avoir un pouvoir agglutinant plus grand, plus la diminution de la réactivité du coke causée par le second type de houille est compensée par un degré de réactivité particulièrement élevé assuré par le premier type de houille. - Lorsque le premier type de houille présente un pouvoir agglutinant particulièrement faible, il faut considérer comme particulièrement favorable une addition de 25 à 55N, rapporté au mélange, d'une houille agglutinant bien (taux de gonflement supérieur à 7) à teneur en matières volatiles élevée ou moyenne. En règle générale, la granulométrie doit être située entre 40 mm pour la maille supérieure et 10 mm pour la maille inférieure, le rapport entre les deux mailles choisies étant d'environ 2 : 1. Il s'est révélé très avantageux de prévoir une plage granulométrique allant de 10 à 20 mm. Il est évident qu'il faut avoir le moins possible de grains ayant une dimension plus petite que la maille infe- rieure choisie, c'est-à-dire le moins possible de grains qui, malgré leur granulométrie inférieure à la limite inférieure désirée, n'ont pas traversé les mailles du crible par suite de llimperfection du criblage. Il faut également éviter la possibilité que des fines soient produites par abrasion après le criblage. En général, les grains plus gros que la maille supérieure choisie ne seront pas nuisibles si la plage granulométrique fixée est étroite. Il est possible, selon l'invention, de produire du coke ayant une densité apparente de seulement 0,8 g/cm3 environ et une grande résistance électrique. La réactivité peut être amenée à une valeur (valeur gm) pouvant atteindre 0,7 cm3/g.s. En cas de besoin la réactivité et la résistance électrique peuvent être accrues également par mise en oeuvre d'une température de cokéfaction particulièrement basse. L'invention est expliquée plus en détail i-près à l'aide de deux exemples d'exécution. exemple 1 Be charbon mis en oeuvre était une houille grasse à longue flamme contenant 41% de matières volatiles, ayant un indice de gonflement de 2,5 et qui, après criblage aux. mailles de 10 et 20 mm, présentait 80% dé grains compris entre ces deux mailles. La densité en vrac de ce charbon était de 0,7Dtfm) pour une teneur en eau de '6%. La cokéfaction de ce charbon fut effectuée à une température moyenne des carneaux égale à 1300 C. Le coke produit avait une densité apparente de 0,75 à 0,8 g/cm3, un volume de pores entre 55 et 65yo et une réactivite (valeur Km) de 0,6 cm3/g.s. (contre 0?1 à 0,2 cm3/g.s pour un coke produit normalement à partir de houille grasse à 1300 C de température des carneaux) Exemple 2 Le charbon mis en oeuvre était un mélange composé de 70% de houille contenant 39 39% de matières volatiles et ayant un indice de gonflement de 8. La maille granulométrique supérieure était de 20 mm, la proportion de grains au-dessous de la maille inférieure de 10 mm était dtenviron 10%. Ce mélange avait un poids en vrac de 0,72 t/m3 à une teneur en eau de 5%. La cokéfaction de ce mélange fut effectuée à une température moyenne des carneaux égale à 13000C. Le coke produit avait une densité apparente de 0,75 à 0,8 g/cm3, un volume de pores de 60% et une réactivité (valeur Em) de 0,5 cm3/g.s. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un coke léger à forte réactivité et à haute l-,istance électrique, caractérisé en ce qu'une houille peu agglutinante (indice de gonflement inférieur à 4) à haute teneur (au moins 28,ho) en matières volatiles est amenée à une fourchette granulométrique étroite présentant une maille supérieure au plus égale à 80 mm et au plus égale à quatre fois la maille inférieure elle-même au moins égale à 5 mm, et qui cokéfie au déversement à des températures de car neaus entre 1100 et 14000C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maille supérieure est au maximum de 40 mm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la maille inférieure est au moins de 10 mm. 4.Procédé selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que la maille supérieure est au plus égale à deux fois la maille inférieure. 5. Procédé selon la revendication 4, cai'actérisé en ce que la maille supérieure est égale à 2(j ;r;m, 1a maille inférieure à 10 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on amène à la fourchette granulométrique indiquée et que l'on cokéfie de la manière citée un mélange composé de houille à faible pouvoir agglutinant et à haute teneur en matières volatiles et de 20 à 50%, rapporté au mélange, de houille agglutinante (taux de gonflement supérieur à 4) à teneur en matières volatiles élevée ou moyenne. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la houille agglutinante à teneur en matières volatiles élevée ou moyenne présente un indice de gonflement supérieur à 7 et compose 25 à 35% du mélange.