Brevet FR2453206A1 — publié le 19801031

L'invention concerne un procédé de production de cokevprésentant une grande masse volumique et de bonnes propriétés mécaniques/à partir de matières carbonées inertes et s'agglomérant peu, de houille agglutinante et d'un liant. Pour du coke de haute température, les caractéristiques de qualité stapprécient essentiellement d'après le domaine d'application prévu. C'est ainsi que des exigences particulières concernant la résistance au choc sont énoncées pour du coke sidérurgique. En outre, des cokes de ce genre doivent présenter des résistances suffisantes à lacompressi.on et au choc. Le coke utilisé dans des cubilots de fonderie ainsi que pour produire des électrodes et du charbon artificiel doit, autant que possible, présenter une masse volumique élevée. Or,les propriétés du coke subissent essentiellement l'influence des matières premières utilisées pour son obtention. Des houilles à. faible teneur en matières volatiles, comme l'anthracite, des charbons gras et des charbons demi-gras, ainsi que-d'autres matières carbonées comme par exemple du poussier de coke et du coke de pétrole finement broyé1 donnent un rendement élevé en coke par suite de leur faible teneur en constituants volatils. I1 en résulte que le coke présente une masse volumique élevée.Mais, en raison de leur pouvoir agglutinant insuffisant, on ne peut utiliser qu'en de faibles quantités ces substances dans le mélange auquel on fait appel pour produire du coke. dans la cokéfaction réalisée selon le procédé classique Pour produire du coke ayant une masse volumique élevée et une faible réactivité, on connaît un procédé (brevet DE-PS 1 571 672) selon lequel on mélange le coke de pétrole etXou lranthracite sous forme finement broyée avec du liant finement broyé, puis l'on comprime et l'on cokéfie enfin à des temperatures usuelles de cokéfaction.Le procédé ainsi décrit permet, par addition d'une forte proportion de liant, de produire un coke ayant une masse volumique relativement élevée Les cokes produits selon ce procédé atteignent des masses volumiques- supérieures à 1,2 g/cm . Mais un coke de ce genre est relativement cher, car il nécessite l'incorporation de brai ou de bitume onéreux comme liant. En outre, les propriétés mécaniques d'un coke de ce genre ne sont pas satisfaisantesvde sorte qu'il ne peut servir ni dans des hauts fourneaux, ni dans des cubilots. On connait en outre un procédé (brevet DE-PS 1 808 018))selon lequel on produit le coke de fonderie à. partir d'un mélange de houi.lle, de coke de pétrole et de brai. Le coke de ce genre, que. l'on produit dans une installation de compression, présente une masse volumique apparente. de 1,2 à 1,3/cm3 et convient également pour être utilise dans des hauts fourneaux. Il exige de toute façon l'incorporation de 30 à 50% de charbon à gaz ou de charbon flambant pour gaz, qui s'agglutinent bien et sont très onéreux, ainsi qu'une proportion élevée de liant. On connaît egalement)d'après la demande de brevet nO DE-AS 1 042 527, un procédé de fabrication de coke de fonderie selon lequel on utilise, en plus du coke de pétrole et/ou de l'anthracite, également du charbon gras et du brai s'agglutinant bien. On y souligne en particulier la nécessité de la présence d'une quantité suffisante de brai pour donner un produit final de qualité suffisante. On affirme en outre la nécessité d'incorporer des charbons bitumineux et gonflants. Donc, la proportion des charbons ou matières carbonées s'agglutinant peu ou inertes est, comme précédemment, faible. La présente invention vise à augmenter la proportion du charbon ou des matières carbonées à. faible pouvoir agglutinant à inertes lors de la production d'un coke présentant une grande masse volumique et de bonnes propriétés mécaniques, tout en diminuant la proportion du liant incorporé. On parvient au but visé par l'invention en mélangeant les matières carbonées à faible pouvoir agglutinant à inertes avec la houille agglutinante, puis en les broyant ensemble, en chauffant à 1000-3000C, en ajoutant une faible proportion de liant, en comprimant le mélange encore chaud jusqu'à une masse volumique d'au moins 1,0 tonne/m puis en effectuant une cokéfaction usuelle. Cette préparation particulière permet d'obtenir un mélange dans lequel la proportion du charbon à bon pouvoir agglutinant et du liant est faible. On peut utiliser à cet effet aussi bien du coke de pétrole, des charbons à faible teneur en matières. volatiles comme de 1 'anthracite et du charbon demi-gras que des charbons à forte teneur en matières volatiles et à faible pouvoir agglutinant comme des charbons flambants Un coke de ce genre est aussi bon comme coke spécial, c'est-à-dire destiné à servir en fonderie, que pour servir dans des hauts fourneaux. En particuli.er, le chauffage préalable et le compactage subséquent entraînent une formation optimale du coke spécial produit. Selon le débouché prévu, on peut faire varier les proportion des trois constituants ess.entiels, la matière carbonée à faible pouvoir agglutinant, la houille agglutinante et le liant. Selon l'invention, on compacte un mélange comportant jusqu'à 94 % de matières carbonées à faible pouvoir agglutinant, de préférence 60 à 80 % de telles matières, jusqu'a 30 %, notamment 5 à 3Q % et de préférence 10 à 25 % de houille agglutinante et de 3 à 12 % de liant, puis l'on cokéfie dans un four à coke selon un processus réglé en fonction des caractéristiques nécessaires pour les morceaux et particules à. obtenir Il est étonnant de noter la forte proportion de charbon à faible pouvoir cokéfiant et la faible proportion correspondante de houille agglutinante et de liant. Comma matières carbonées à faible pouvoir agglutinant, on peut utiliser du coke de pétrole, du charbon maigre ou demï-maigre ou du poussier de coke. Selon l'invention, on peut également utiliser des mélanges de ces matières carbonées On broie selon l'invention des matières carbonées, présentant moins de 2 % de constituants volatils, de façon à obtenir des particules ayant moins de 0,5 mm et ayant de préférence moins de 0,2 mm. On assure ainsi une bonne incorporation de ces particules dans le coke. En raison du chauffage préalable et du compactage subséquent, on peut utiliser comme liant, en des quantités de 4 à 6 %, par exemple du brai de houille ou du bitume de pétrole. On peut, selon le procédé de l'invention,mélanger tout simplement uniformément et trai.ter ce liant présentant un très bas point de ramollissement, qui se situe notamment au-dessous de 100C et de préférence au-dessous de 60"C. Le liant est obtenu par extraction du charbon, à partir de goudron de houillé ou à base d'huile minérale. L'invention se caractérise donc par le fait qu'à l'aide de proportions relativement faibles de houille agglutinante et de liants onéreux, on peut traiter de grosses quantités de matières carbonées ou de charbon à faible pouvoir agglutinant à inertes. Ainsi, on peut non seulement utiliser de grosses quantités de matières carbonées ne convenant jusqu'à présent pas pour une valorisation et les traiter pour les transformer en du coke de grande valeur, mais aussi diminuer en même temps notablement les frais de production du coke. Les cokes fabriqués selon le procédé de l'invention présentent une masse volumique. élevée et de bonnes propriétés mécaniques. EXEMPLE On prépare tout d'ahord un mélange de 75 % de coke de pétrole, présentant 12 % de constituantsvolatil; avec 25 % de charbon à gaz comportant 37 % de constituants volatils et présentant un indice de gonflement de 8. On broie le mélange de façon que 90 % en gros des particules aient moins de 3 mm puis l'on chauffe à 1800C. On incorpore ensuite à ce mélange chauffé 6 % de bitume de pétrole présentant un point de ramollissement de 400C, on compacte dans une caisse de compression jusqu'à une masse volumique de 1,06 tonne/m et l'on cokéfie ensuite dans un four à chambre horizontale.La température du carneau du four à coke est de 12500C. Après un temps de stockage de 16,5 heures, on comprime sans difficulté le coke terminé puis on l'éteint. Le coke comprimé et.éteïnt présente une masse volumique apparente de 1,33 g/cm3 et une masse volumique réelle de 2,0 g/cm3 L'esse au tambour selon la norme DIN 51 717 donne un indice. M40 de 8Q,6. et un indice M10 de 7,6. On détermine que le volume des pores de ce coke est de 33,5 %, cependant que sa réactivité se situe à 0,15 cm /g.s. En abaissant de 125C à 11000C la température du carneau, on peut améliorer de 8 points l'indice M40, cependant que la résistance du coke au frottement demeure inchangée. I1 s'est en outre avéré que l'on peut encore améliorer les caractéristiques des morceaux et particules en ajoutant au mélange du poussier de coke finement broyé. En raison de ses bonnes caractéristiques mécaniques et physiques et de sa grande masse volumique, un coke de ce genre répond aux exigences concernant la possibilité d'utilisation dans des hauts fourneaux comme dans des cubilots. REVENDICAT IONS 1. Procédé de production d'un coke présentant une masse volumique élevée et de bonnes propriétés mécaniques à partir de matières carbonées à faible pouvoir agglutinant ou inertes,de houille agglutinante et d'un liant, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on mélange les matières carbonées à faible pouvoir agglutinant à inertes avec la houille agglutinante, puis on les broie ensemble, on chauffe à 1000-3000C, on ajoute une faible proportion de liant, on compacte le mélange encore chaud jusqu'à une masse volumique d'au minimum 1,0 tonne/m3 puis l'on cokéfie de faon usuelle. 2. Procédé selon la revendication. 1, caractérisé en ce qu'on compacte un mélange comportant jusqu'à 94 % de matières carbonées à faible pouvoi.r agglutinant, jusqu'à 30 % de houille agglutinante et de 3 à 12 % de liant, puis l'on cokéfie dans un four à coke selon un processus déterminé par les propriétés requises pour les morceaux et particules de coke 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la proportion des matières carbonées à faible pouvoir agglutinant se situe dans le mélange de préférence entre 60 et 80 %. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme matières carbonées à faible pouvoir agglutinant du coke de pétrole, du charbon maigre ou demi-gras ou du poussier de coke. ou des mélanges de deux ou plusieurs. de ces substances. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on broie des matières carbonées à faible pouvoir agglutinant, contenant de préférence moins de 2 % de constituants- volatils, de façon à obtenir des particules ayant moins de 0,5 mm et ayant de préférence moins de 0,2mm. 6. Procédé selon l'une des revendicationsî et 2, caractérisé en ce que la proportion du liant, obtenu par extraction du charbon, à partir de goudron de houille ou à base d'huile minérale, se situe de préférence entre 4 et 6 %. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on incorpore un liant dont le point de ramollissement est inférieur à 100 C et de préférence inférieur à 600C. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la proportion de la houille agglutinante représente 5 à 30 % et de préférence 10 à 25%.