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EP0457635A1 - Agglomérés combustibles comprenant une matière combustible carbonée granulaire et un liant et leur procédé de fabrication - Google Patents

Agglomérés combustibles comprenant une matière combustible carbonée granulaire et un liant et leur procédé de fabrication Download PDF

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Publication number
EP0457635A1
EP0457635A1 EP91401118A EP91401118A EP0457635A1 EP 0457635 A1 EP0457635 A1 EP 0457635A1 EP 91401118 A EP91401118 A EP 91401118A EP 91401118 A EP91401118 A EP 91401118A EP 0457635 A1 EP0457635 A1 EP 0457635A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
agglomerate
lignite coke
binder
starch
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP91401118A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Claude Flohic
Hippolyte Léon Louis Vauclair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Combustibles de Normandie SA
Original Assignee
Combustibles de Normandie SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Combustibles de Normandie SA filed Critical Combustibles de Normandie SA
Publication of EP0457635A1 publication Critical patent/EP0457635A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders

Definitions

  • the present invention relates to combustible agglomerates comprising a granular solid carbonaceous combustible material and a binder; it also relates to a process for manufacturing such agglomerates.
  • Solid carbonaceous combustible materials are currently used in the most diverse fields and in particular in many industrial processes, in particular the processes of steel making or recarburization of steels and cast irons, where they serve as a source of energy. , reducing material and / or carburizing agent.
  • the Applicant has therefore sought to bring this lignite coke in a denser, non-pulverulent form capable of being introduced into the converters in order to easily penetrate the mass of molten metal by simple gravity. It therefore carried out an in-depth study with a view to producing agglomerates from lignite coke and a binder, these agglomerates having to have sufficient mechanical strength to allow their handling under relatively severe conditions.
  • an agglomerate, of the briquette, ball or pellet type having the desired properties and comprising a granular solid carbonaceous combustible material and a binder, in which said combustible material the aforementioned lignite coke and said binder is constituted by starch within which are distributed anthracite fines acting as reinforcing filler of the matrix formed by the starch.
  • the lignite coke will preferably be chosen to have a grain size not greater than 5 mm, the anthracite fines for their part, preferably a particle size of the order of 0.5 to 4 mm.
  • the proportion by weight of lignite coke, starch and anthracite fines within the agglomerate according to the invention is advantageously respectively from 60 to 90% (preferably 65-80%), 5 to 10% and 5 to 30% (preferably 10 to 25%), a particularly preferred composition being as follows: lignite coke 72% by weight, anthracite fines 20% by weight, starch 8% by weight.
  • the starch used according to the invention can be chosen from starches of all kinds and in particular from native starches, for example corn or wheat starches, and native starches made soluble in water by a cooking treatment. extrusion.
  • the water used in this process is advantageously used partially in the form of liquid and partially in the form of superheated steam, for example at a temperature of 150 to 200 ° C, especially 185 ° C, the relative proportions of the liquid water and steam being chosen so that the mixture to be kneaded is at the temperature of 100-110 ° C.
  • the treatment of the dough uses conventional agglomeration techniques widely described in the literature; this may include, in particular, briquetting, extrusion and pressure compaction techniques.
  • drying it advantageously consists in subjecting the agglomerate to a baking, preferably in an oven with circulation of hot air at 110-130 ° C.
  • the agglomerate according to the invention has very good cohesion, its mechanical resistance to compression possibly reaching values of the order of 150.105Pa.
  • the resulting dough is extracted at the base of the latter and brought into a compacting device of the roller press type having cavities imprinting the shape desired to agglomerates.
  • the agglomerates thus obtained are then deposited on a metal mat passing through a hot air circulation oven at 110-130 ° C, the speed of advancement of this mat being chosen so that the residence time of said agglomerates inside the oven for at least 2 hours.
  • the resulting dried agglomerates have a bulk density of the order of 0.7 and a compressive strength, measured using a compressometer of the SAHUT CONREUR type, of the order of 150.105Pa.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Aggloméré combustible comprenant une matière combustible carbonée solide granulaire et un liant, caractérisé en ce que ladite matière combustible comprend du coke de lignite granulaire et en ce que ledit liant est constitué par de l'amidon contenant des fines d'anthracite.

Description

  • La présente invention concerne des agglomérés combustibles comprenant une matière combustible carbonée solide granulaire et un liant ; elle concerne également un procédé de fabrication de tels agglomérés.
  • Les matières combustibles carbonées solides sont à ce jour utilisées dans les domaines les plus divers et notamment dans de nombreux procédés industriels, en particulier les procédés d'élaboration des aciers ou de recarburation des aciers et des fontes, où elles servent de source d'énergie, de matière réductrice et/ou d'agent de carburation.
  • Dans le cas de ces procédés métallurgiques, utilisation est actuellement faite, à titre de matière combustible, de coke de lignite granulaire généralement obtenu par broyage du lignite, suivi de sa cokéfaction, ce coke de lignite se caractérisant par une grande friabilité, une structure granulaire, une densité en vrac de l'ordre de 0,5 et une très grande surface spécifique pouvant atteindre 300 m²/g.
  • Toutefois, la mise en oeuvre du coke de lignite dans les procédés métallurgiques ci-dessus présente certains inconvénients. Ainsi par exemple, l'introduction de ce coke dans les convertisseurs par des goulottes latérales est malaisé, car en raison de sa faible densité, il est difficile de le faire pénétrer dans la masse de métal fondu. En outre, en raison de son état pulvérulent, une partie de ce coke est perdue par suite de son inflammation à l'entrée du convertisseur. De plus, et toujours en raison de son état pulvérulent, son transport, sa manutention et son stockage sont délicats.
  • La Demanderesse a donc cherché à amener ce coke de lignite sous une forme plus dense, non pulvérulente et susceptible d'être introduite dans les convertisseurs pour y pénétrer aisément la masse de métal fondu par simple gravité. Elle a donc procédé à une étude approfondie en vue de réaliser des agglomérés à partir du coke de lignite et d'un liant, ces agglomérés devant posséder une résistance mécanique suffisante pour permettre leur manutention dans des conditions relativement sévères.
  • Ces études ayant montré que l'utilisation d'un liant constitué uniquement par de l'amidon conduisait à des agglomérés peu satisfaisants du point de vue de leur résistance mécanique, la Demanderesse a cherché à associer l'amidon avec une charge de renforcement, une telle charge devant remplir quatre conditions, à savoir présenter une résistance mécanique propre élevée, faire preuve d'une grande force d'adhérence vis-à-vis de l'amidon, être compatible avec le coke de lignite dont la très grande surface spécifique en fait un produit tout à fait particulier et, de préférence, être elle-même combustible pour limiter la formation de cendres.
  • Elle a ainsi abouti, selon l'invention, à la mise au point d'un aggloméré, du type briquette, boulet ou pellet, ayant les propriétés souhaitées et comprenant une matière combustible carbonée solide granulaire et un liant, dans lequel ladite matière combustible comprend le coke de lignite susmentionné et ledit liant est constitué par de l'amidon au sein duquel sont réparties des fines d'anthracite agissant en tant que charge de renforcement de la matrice formée par l'amidon.
  • Dans cet aggloméré, le coke de lignite sera de préférence choisi pour présenter une dimension de grain non supérieure à 5 mm, les fines d'anthracite présentant pour leur part, de préférence une dimension de particule de l'ordre de 0,5 à 4 mm.
  • Par ailleurs, la proportion en poids de coke de lignite, d'amidon et de fines d'anthracite au sein de l'aggloméré selon l'invention est avantageusement respectivement de 60 à 90 % (de préférence 65-80 %), 5 à 10 % et 5 à 30 % (de préférence 10 à 25 %), une composition particulièrement préférée étant comme suit : coke de lignite 72 % en poids, fines d'anthracite 20 % en poids, amidon 8 % en poids.
  • L'amidon mis en oeuvre selon l'invention peut être choisi parmi les amidons de toute nature et notamment parmi les amidons natifs, par exemple de maïs ou de blé, et les amidons natifs rendus solubles dans l'eau par un traitement de cuisson-extrusion.
  • Le procédé selon l'invention pour la fabrication, en continu ou discontinu, de l'aggloméré décrit ci-dessus, se caractérise en ce qu'il comprend :
    • le malaxage, de préférence à une température de 100 à 110° C, de quantités appropriées de coke de lignite, de fines d'anthracite et d'amidon, avec de l'eau utilisée en une quantité de poids de 15 à 40 %, de préférence de 15 à 35 %, de la somme des poids du coke de lignite et des fines d'anthracite,
    • le traitement de la pâte résultante pour l'amener sous la forme d'aggloméré, et
    • le séchage de l'aggloméré obtenu.
  • L'eau utilisée dans ce procédé est avantageusement mise en oeuvre partiellement sous la forme de liquide et partiellement sous la forme de vapeur surchauffée, par exemple à une température de 150 à 200° C, notamment 185° C, les proportions relatives de l'eau liquide et de la vapeur d'eau étant choisies de manière à ce que le mélange à malaxer soit à la température de 100-110° C.
  • Le traitement de la pâte, pour l'amener sous la forme d'aggloméré, fait appel à des techniques classiques d'agglomération largement décrites dans la littérature ; il pourra s'agir notamment des techniques de briquetage, d'extrusion et de compactage par pression.
  • Quant au séchage, il consiste avantageusement à soumettre l'aggloméré à un étuvage, de préférence dans un four à circulation d'air chaud à 110-130° C.
  • L'aggloméré selon l'invention présente une très bonne cohésion, sa résistance mécanique à la compression pouvant atteindre des valeurs de l'ordre de 150.10⁵Pa.
  • Pour illustrer l'invention, on donne ci-après un exemple, non limitatif, de fabrication de l'aggloméré selon l'invention.
  • Dans un malaxeur comprenant des bras horizontaux solidaires d'un arbre vertical tournant à 11 tours/mn, on introduit, d'une part 72 kg de coke de lignite, 20 kg de fines d'anthracite et 8 kg d'amidon natif de blé et, d'autre part 20 kg d'eau chaude à une température proche de 100° C. Par ailleurs, de la vapeur d'eau surchauffée à 185° C est introduite dans le malaxeur par des buses réparties sur toute la hauteur de sa paroi latérale, la quantité de vapeur injectée par ces buses étant choisie de manière à ce que le mélange malaxé ait une température de l'ordre de 100-110° C.
  • Après de préférence une durée de séjour d'au moins 3 mn 30 s dudit mélange dans le malaxeur, la pâte résultante est extraite à la base de ce dernier et amenée dans un dispositif de compactage du type presse à rouleaux présentant des cavités imprimant la forme désirée aux agglomérés.
  • Les agglomérés ainsi obtenus sont ensuite déposés sur un tapis métallique traversant un four à circulation d'air chaud à 110-130° C, la vitesse d'avancement de ce tapis étant choisie pour que le temps de séjour desdits agglomérés à l'intérieur du four soit d'au moins 2 heures.
  • Les agglomérés séchés résultants présentent une densité en vrac de l'ordre de 0,7 et une résistance à la compression, mesurée au moyen d'un compressiomètre du type SAHUT CONREUR, de l'ordre de 150.10⁵Pa.

Claims (10)

  1. Aggloméré combustible comprenant une matière combustible carbonée solide granulaire et un liant, caractérisé en ce que ladite matière combustible comprend du coke de lignite granulaire et en ce que ledit liant est constitué par de l'amidon contenant des fines d'anthracite.
  2. Aggloméré selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coke de lignite présente une dimension de grains d'au plus 5 mm.
  3. Aggloméré selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fines d'anthracite présentent une dimension de particules de 0,5 à 4 mm.
  4. Aggloméré selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient de 60 à 90 % en poids de coke de lignite.
  5. Aggloméré selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient de 5 à 10 % en poids d'amidon.
  6. Aggloméré selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient de 5 à 30 % en poids de fines d'anthracite.
  7. Aggloméré selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient, en poids 65 à 80 % de coke de lignite, 5 à 10 % d'amidon et 10 à 25 % de fines d'anthracite.
  8. Procédé de fabrication de l'aggloméré selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - le malaxage, à une température de 100-110° C, de quantités appropriées de coke de lignite granulaire, de fines d'anthracite et d'amidon, avec de l'eau utilisée en une quantité en poids égale à 15-40 % de la somme des poids de coke de lignite et des fines d'anthracite,
    - le traitement de la pâte résultante pour l'amener sous la forme d'aggloméré, et
    - le séchage de l'aggloméré obtenu.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'eau est mise en oeuvre partiellement sous forme de liquide et partiellement sous forme de vapeur surchauffée.
  10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le séchage est réalisé par un étuvage dans un four à circulation d'air chaud à 110-130° C.
EP91401118A 1990-05-16 1991-04-26 Agglomérés combustibles comprenant une matière combustible carbonée granulaire et un liant et leur procédé de fabrication Ceased EP0457635A1 (fr)

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