DE10143921C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Heißpreßkörpern und Heißpreßkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Heißpreßkörpern aus eisenhaltigem Material, insbesondere Eisenschwamm, der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art, eine Vorrichtung dafür gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 4 und einen Heißpresskörper gemäß Anspruch 7.

Heißpreßkörper aus Eisenschwamm oder einem anderen eisenhaltigen Material werden gegenwärtig mit Heißbrikettierwalzen hergestellt, auf deren Oberfläche Mulden oder Formvertiefungen ausgebildet sind, die durch sogenannte Briket­ tierstege begrenzt werden. Jeweils zwei dieser Walzen werden in einem Abstand ihrer Achsen zueinander angeordnet, der ausreicht, daß zwischen den Briket­ tierstegen ein kleiner Walzspalt verbleibt. Die Walzen werden synchron angetrie­ ben, so daß sich aus jeweils zwei Formmulden der beiden Walzen eine gemeinsa­ me Form bildet. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 197 31 975 A1 bekannt.

Die Formmulden sind für eine rechteckige Kissenform ausgelegt, deren lange Be­ grenzungen sich parallel zu den Walzenachsen erstrecken, und weisen in Um­ fangsrichtung der Walzen eine symmetrische Form auf.

Eisenschwamm und andere heißverpreßbare Materialien enthalten jedoch stark abrasiv wirkende Bestandteile. Diese abrasiven Bestandteile führen in Verbindung mit der erhöhten Temperatur, bei dem das Verpressen stattfindet, sowie den dukti­ len Eigenschaften des Eisens zu einem erhöhten Verschleiß der Brikettierwalzen, so daß diese öfters nachgearbeitet oder ersetzt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung so­ wie eine geeignete Form der Heißpreßkörper zum Verringern des Verschleißes der Brikettierwalzen sowie zur Verbesserung der Produktqualität bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, die Vorrichtung gemäß Anspruch 4 und den Heißpreßkörper gemäß Anspruch 7 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entneh­ men.

Insbesondere sind die Vertiefungen im Brikett, die mit Erhöhungen in den Mulden einhergehen von Vorteil. Hierdurch wird ähnlich, wie durch die Stege der Formmulden, eine Dichteerhöhung der Briketts bewirkt.

Es wurde festgestellt, daß der erhöhte Verschleiß an den Walzen hauptsächlich durch eine während des Walzens auftretende Relativbewegung zwischen den abrasiv wirkenden Bestandteilen des verpreßten Materials und der Oberfläche der Formmulden in den Walzen, während sich das Preßmaterial mit der Walzenober­ fläche in Kontakt befindet, verursacht wird. Die Tropfenform der Brikettmulden führt zu einer Verringerung des Verschleißes des Werkzeugs. Außerdem wird die Pro­ duktqualität durch Vermeidung bzw. Reduzierung des Fischmauleffektes verbes­ sert. Die Wirksamkeit der Tropfenform, bei der das flache Ende vorlaufend ist, lässt sich nach längerem Einsatz auch anhand des Verschleißbildes einer konventionel­ len Brikettform bestätigen.

Zwar sind tropfenförmige Querschnitte bei Kohlebriketts für die Verbrennung, bei­ spielsweise aus der DE 579 647 C, bereits bekannt; Kohlebriketts werden jedoch aus Kohlestaub mit Bindemittel und unter Normaltemperatur verpreßt, d. h. diese Materialien wirken keinesfalls so stark abrasiv wie Eisenschwamm oder andere eisenhaltige Materialien während des Heißpressens. Darüber hinaus ist die be­ kannte Tropfenform von der Eierform abgeleitet, d. h. das fertige Brikett hat nicht die Kissenform, in die Eisenschwamm oder die anderen Materialien heißgepreßt werden müssen. Im Gegensatz zu dem Verpressen von Heißeisenschwamm herr­ schen beim Verpressen von Kohle bei weitem geringere Presskräfte. Aufgrund der hohen Duktilität des heißen Eisens sowie der hohen Presskräfte (im Unterschied zu Kohle) tritt beim Verpressen des Eisenschwamms ein Extrusionseffekt auf. D. h., dass neben der eigentlichen Ausformung des Briketts im Pressbereich eine Län­ gung des Briketts auftritt, welche beim Öffnen der Form zu Relativbewegung, Rei­ bung und Verschleiß, insbesondere an den Kanten führt. Aufgrund der entspre­ chenden Abflachung der Tropfenform wird die Bewegung erleichtert und der Rei­ bung und dem Verschleiß somit entgegengewirkt. Die Verbesserung der Tropfen­ form jedenfalls, die in dieser Druckschrift vorgeschlagen wird, besteht aus zwei sich durchdringenden Eierformen, wobei ein Brikett gebildet wird, das seine größte Dicke in der Mitte aufweist. Ein tropfenförmiger Querschnitt eines Briketts ist bei­ spielsweise auch aus der FR 755 363 bekannt.

Aus der DE 802 631 C sind weiterhin verpreßte Brennstoffkörper bekannt, die parallel zur Walzachse Rinnenform aufweisen, wichtig ist dort jedoch, daß die Querschnittsdicke des Brennstoffkörpers an jeder Stelle gleich groß ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Heißpreßkörpers,

Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht des Heißpreßkörpers gemäß Fig. 1 während seiner Herstellung,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Heißpreßkörpers,

Fig. 5 die Draufsicht auf Fig. 4,

Fig. 6 die Seitenansicht von Fig. 4,

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Heißpreßkörpers,

Fig. 8 die Draufsicht auf Fig. 7,

Fig. 9 die Seitenansicht von Fig. 7,

Fig. 10 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Heißpreßkörpers,

Fig. 11 die Draufsicht auf Fig. 10, und

Fig. 12 die Seitenansicht der Fig. 10.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Heißpreßkörpers 1 aus Eisenschwamm oder anderem eisenhaltigen bzw. abrasiv wirkenden Material. Der Heißpreßkörper 1 weist die übliche, rechteckige Kissenform mit zwei kurzen Begrenzungen 2a und 2b und zwei langen Begrenzungen 2c und 2d auf. Der Heißpreßkörper 1 enthält eine Oberseite 3, eine Unterseite 4 und einen umlaufen­ den Bund 5. Ober- und Unterseite bezeichnen jeweils die einander gegenüberlie­ genden größeren Deckflächen.

Der Heißpreßkörper 1 wird hergestellt, indem man heißen Eisenschwamm oder anderes abrasives, eisenhaltiges Material, wie beispielsweise Konverterstaub, zwi­ schen einer ersten Brikettierwalze 7 und einer zweiten Brikettierwalze 8 hindurch­ treten läßt, wobei die Brikettierwalzen 7 und 8 in Fig. 3 nur im Bereich ihres Walz­ spaltes gezeigt sind. Beide Brikettierwalzen 7 und 8 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet und weisen jeweils identische Formmul­ den 7a und 8a auf, die durch die üblichen Brikettierstege in Walzrichtung A von­ einander getrennt sind. Bei Walzen, die sich senkrecht zu Fig. 3 über die mehrfa­ che axiale Länge einer langen Begrenzung des Heißpreßkörpers 1 erstrecken, können mehrere Formmulden 7a, 8a axial nebeneinanderliegend angeordnet sein, wobei auch die nebeneinanderliegenden Formmulden durch entsprechende, nicht dargestellte Brikettierstege getrennt sind.

Die Walzen 7 und 8 sind synchron mit gleicher Geschwindigkeit jedoch in gegen­ gesetzter Drehrichtung angetrieben, so daß ein sich aus zwei Formmulden 7a und 8a bildender Formhohlraum durch den Walzspalt zwischen den Walzen 7 und 8 bewegt. Der Walzspalt ist so eingestellt, daß sich die Brikettierstege 9 nicht berüh­ ren, so daß zur Ausbildung des Bundes 5 ein Zwischenraum zwischen beiden ver­ bleibt.

Der Heißpreßkörper 1 hat den in Fig. 3 dargestellten, tropfenförmigen Querschnitt, wobei der flachere Bereich an der langen Begrenzung 2c angeordnet ist und in Walzrichtung A vorläuft.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Heißpreßkörper 1 weiterhin mit einer an Ober- und Unterseite 3, 4 identisch ausgebildeten und angeordneten Ver­ tiefung 10 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich zwischen den beiden kurzen Begrenzungen 2a und 2b eingeformt wurde. Die Ver­ tiefungen 10 in Ober- und Unterseite 3, 4 erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten Heißpreßkörper 1, von der langen Begrenzung 2c, d. h. dem flachen Be­ reich der Tropfenform, parallel zur Walzrichtung A bis in die Nähe der zweiten, lan­ gen Begrenzung 2d, laufen dort jedoch in der Rundung der Kissenform aus. Die Vertiefungen 10 folgen dabei im wesentlichen der Krümmung der Tropfenform.

Die Vertiefungen 10 werden durch an entsprechender Stelle angeordnete Stege 11 in den Formmulden 7a und 8a gebildet. Wie insbesondere Fig. 3 sehr deutlich zeigt, erstrecken sich die Stege 11 vom in Walzrichtung A vorlaufenden Ende jeder Formmulde 7a, 8a bis zur tiefsten Stelle und darüber hinaus.

Beim Verpressen des Materials wird der Walzspalt zwischen den beiden Walzen 7 und 8 mit heißem, pulverförmigem oder körnigem Material gefüllt, und beim Durchlaufen des Walzspaltes durch die Formmulden 7a und 8a sowie die Briket­ tierstege 9 zum Heißpreßkörper 1 mit dem umlaufenden Bund 5 verpreßt. Wie Fig. 3 deutlich zeigt, wird, bedingt durch die sich notwendigerweise in Umfangsrichtung erstreckende Abmessung der Formmulden, der Preßkörper 1 am in Walzrichtung A nachlaufenden Ende, d. h. in der Nähe der langen Begrenzung 2d noch gepreßt, während sich die Formmulden 7a, 8a in der Nähe des in Walzrichtung A vorlaufen­ den Endes 2c bereits geöffnet haben. Darüber hinaus hat sich das vordere Ende der Formmulden, bedingt durch die Tropfenform, bereits sehr weit und flach geöff­ net. Die bei einer symmetrischen Ausführung relativ zur Krümmung der Brikett­ oberfläche entstehende Kante der Form, welche der Längung des Briketts bei Austritt/Öffnen der Form entgegengewirkt, ist zurückgenommen. Auf diese Weise wird der Verschleiß in den Walzen entscheidend verringert. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Formgestaltung der Heißpreßkörper 1 noch den vorteilhaften Nebeneffekt, daß ein Aufreißen im Bereich des Bundes 5 der vorlaufenden Kante 2c, gewöhnlich als "Fischmaul" bezeichnet, das zu einem verstärkten Abrieb beim Lagern und Transportieren der fertigen Heißpreßkörper führt, vermieden oder zumindest deutlich verringert wird. Außerdem lassen sich dadurch die Heißpreßkör­ per sehr viel leichter aus den Formmulden lösen, so daß gegebenenfalls ein Be­ sprühen der Walzenoberfläche mit einem Gleitmittel überflüssig wird bzw. die ver­ sprühten Mengen stark reduziert werden können. Parallel zum beschriebenen Ef­ fekt, welcher durch die umgekehrt-tropfenförmige Ausbildung des Briketts erreicht wird, ergibt sich im gezeigten Beispiel ein positiver Einfluß auf die Dichte des Bri­ ketts (Dichteanhebung) durch die Vertiefung in der Mitte. Dieser Effekt, welcher be­ reits von den Brikettstegen bekannt, dort aber unerwünscht ist, wird hier auf vor­ teilhafte Weise auf das Brikett selbst übertragen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heißpreßkörpers 21. Der Heißpreßkörper 21 weist eine in Walzrichtung A symmet­ rische Kissenform, d. h. nicht die Tropfenform des obigen Ausführungsbeispieles, auf. Ober- und Unterseite 3 und 4 sind jeweils im mittleren Bereich mit einer Ver­ tiefung 22 versehen, die der Krümmung der Kissenform folgt, jedoch in Walzrich­ tung A von der vorderen, längeren Begrenzung 2c zur hinteren längeren Begren­ zung 2d durchläuft. Auch der Heißpreßkörper 21 wird mit Walzen mit entsprechend ausgebildeten Formvertiefungen, analog Fig. 3, hergestellt.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heißpreßkörpers 31, von dem die beiden Seiten, d. h. Ober- und Unterseite 3 und 4, unterschiedlich ausgebildet sind. Die Oberseite weist hier symmetrisch zu Mitte und im mittleren Bereich zwei identische Vertiefungen 32 auf, die analog der Ver­ tiefung 22 in Walzrichtung A von der vorlaufenden, langen Begrenzung 2c bis zur nachlaufenden, langen Begrenzung 2d durchlaufen und am Bund 5 enden. Die ge­ genüberliegende Unterseite 4 enthält eine einzige Vertiefung 33, die in ihrer Lage quer zur Walzrichtung A gegenüber den Vertiefungen 32 versetzt ist, insbesondere mittig zwischen ihnen liegt, jedoch ansonsten wie die Vertiefung 32 ausgebildet ist, d. h. der Krümmung folgt und sich in Walzrichtung A über die gesamte Länge er­ streckt. Auch dieser Heißformkörper 31 hat einen symmetrischen Querschnitt ohne Tropfenform.

Schließlich zeigen die Fig. 10 bis 12 einen Heißpreßkörper 41 ohne Vertiefungen, nur als Rechteckkissen in Tropfenform ausgebildet, wobei der flache Bereich des tropfenförmigen Querschnitts in Walzrichtung A vorläuft.

Die Heißformkörper haben im wesentlichen Brikettform mit langen Begrenzungen von 100 bis 140 mm, bevorzugt 104 oder 136 mm, mit kurzen Begrenzungen zwi­ schen 45 und 55 mm, bevorzugt 48 mm, und mit einer größten Dicke zwischen 27 bis 35 mm, bevorzugt 29 mm.

Es ist jedoch auch möglich, Briketts mit anderen Abmessungen zu pressen, bei­ spielsweise mit den Abmessungen von etwa 90 × 57 × 30, eine Form, wie sie bis­ her für Feineisenschwamm verwendet wird.

In Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispieles kön­ nen die Einzelheiten der Figur untereinander ausgetauscht werden. So können bei­ spielsweise auch die Heißpreßkörper nach den Fig. 4 bis 9 mit einem tropfenförmi­ gen Querschnitt versehen sein. Die Anzahl und Form der Vertiefungen können va­ riiert werden. Auch die äußere Form der Heißpreßkörper ist nicht auf die gezeich­ nete Kissenform beschränkt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen von Heißpresskörpern aus eisenhaltigem, abrasiv wirkendem Material, insbesondere Eisenschwamm, wobei das Material in Formvertiefungen durch Walzen gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißpresskörper zu einem tropfenförmigen Querschnitt verpresst werden, dessen flacher Bereich in Walzrichtung vorläuft, wobei ferner in die Heißpresskörper in ei­ nem quer zur Walzrichtung mittleren Bereich wenigstens eine Vertiefung eingepresst wird, die sich in Walzrichtung über im wesentlichen den gesamten Heißpresskörper er­ streckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißpresskörper an seiner Ober- und seiner Unterseite mit jeweils im wesentlichen identisch ausge­ bildeten Vertiefungen versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißpresskörper mit jeweils wenigstens einer Vertiefung an seiner Ober- und seiner Unterseite verse­ hen wird, die quer zur Walzrichtung gegeneinander versetzt werden.

4. Vorrichtung zum Herstellen von Heißpresskörpern aus eisenhaltigem, abrasiv wirkendem Material, insbesondere Eisenschwamm, mit Walzen, die mit an die Form der Heißpresskörper angepassten Formmulden versehen sind, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Formmulden (7a, 8a) der Walzen (7, 8) wenigstens eine Er­ hebung (11) in einem quer zu Walzrichtung (A) mittleren Bereich aufweisen, die sich im wesentlichen über die gesamte Formmulde (7a, 8a) in Walzrichtung (A) erstreckt, und dass die Formmulden (7a, 8a) ferner einen mit seinem flachen Bereich in Walz­ richtung (A) vorlaufenden, tropfenförmigen Querschnitt aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmulden (7a, 8a) zweier korrespondierender Walzen (7, 8) mit jeweils einer im wesentlichen iden­ tisch angeordneten und ausgebildeten Erhebung (11) versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmulden (7a, 8a) zweier korrespondierender Walzen (7, 8) mit gegeneinander versetzt angeordne­ ten Erhebungen (11) versehen sind.

7. Heißpresskörper aus eisenhaltigem, abrasiv wirkendem Material, ins­ besondere Eisenschwamm, mit einer im wesentlichen rechteckigen Kissenform mit zwei kurzen und zwei langen Begrenzungen, sowie einer Ober- und einer Unterseite und einem umlaufenden Bund, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ober- und/oder Unterseite (3, 4) im mittleren Bereich zwischen den kurzen Begrenzungen (2a, 2b) wenigstens eine Vertiefung (10, 22, 32, 33) eingeformt ist, die sich von einer langen Begrenzung (2c) zur anderen langen Begrenzung (2d) erstreckt, und dass der Querschnitt des Heißpresskörpers parallel zur kurzen Begrenzung (2a, 2b) tropfen­ förmig ausgebildet ist.

8. Heißpresskörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Ober- und Unterseite (3, 4) eine im wesentlichen identisch ausgebildete und angeordnete Vertie­ fung (10, 22) vorgesehen ist.

9. Heißpresskörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberseite (3) zwei Vertiefungen (32) und in der Unterseite (4) eine Vertiefung (33) vorgesehen sind, die versetzt zueinander angeordnet sind.