DE10156735C2

DE10156735C2 - Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc.

Info

Publication number: DE10156735C2
Application number: DE2001156735
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schuetze; Ulrich Hirsch
Original assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: AU2002301887B2; KR20090031402A; KR20100055380A; KR20050062512A; DE10156735A1; AU2002301887B9; KR20050062511A; KR20030041808A; KR20070036771A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenrest stoffe etc., zum anschließenden direkten oder nach kurzzeitiger Zwischenla gerung sofortigen Weiterverarabeiten.

Damit insbesondere Hüttenreststoffe oder direktreduzierter Eisenschwamm einer weiteren Verarbeitung (Schmelze) zugeführt werden kann, gibt es im Stand der Technik eine Reihe von Verfahren. Diese Stoffe fallen zumeist in pulvriger bis feinpulvriger Form an und lassen sich dadurch für viele Anwen dungszwecke nur sehr ungünstig handhaben. Sie sind zudem häufig py rophor und es existieren genaue Vorschriften für deren Lagerung und Trans port. Damit z. B. eine Verschiffung von Eisenschwamm stattfinden kann, muss dieser zu Briketts mit einer vorgegebenen Dichte und Oberflächenge schlossenheit verpresst werden. Die Brikettieranlagen umfassen zwei ge genläufig arbeitende Brikettierwalzen, die jeweils Formmulden auf ihren Oberflächen aufweisen. Die Brikettierwalzen sind so zueinander gekoppelt, dass immer zwei Formmulden aufeinander treffen, während ein verbleiben der Reststeg zwischen den Brikettmulden äußerst stark verpresst wird, was wiederum zu einem nahezu automatischen Trennen der Briketts nach Ver lassen der Brikettierwalzen führt. Erst durch die ausreichende Verdichtung sowie Reduktion des Porenvolumens und der Porenoberfläche und Ver schließung der Oberfläche der Briketts ist die Gefahr von Brandentwicklun gen, insbesondere bei der Lagerung und Verschiffung, minimiert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist insbesondere, dass Brikettierwalzen sehr aufwändig herzustellen sind und insbesondere im Bereich der Stege einem extremen Verschleiß unterliegen. Darüber hinaus ist noch zu berücksichtigen, dass ein bestimmter Anteil der Stoffe entweder direkt oder nach kurzzeitiger Zwi schenlagerung des Werkes sofort weiterverarbeitet wird und es im Wesentli chen nicht zu einer längeren Lagerung oder Verschiffung kommt.

Aus den Druckschriften DE 26 25 223 A1 und DD 247 026 A5 sind Verfahren zum Kompaktieren von insbesondere Eisenschwamm zum Erzeugen eines passivierten Stückgutes bekannt.

Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Heißkompaktieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc., bereitzustellen, das einfacher durchzu führen ist und zu weniger Verschleiß an den verwendeten Kompaktierma schinen führt.

Hierzu umfasst das Verfahren folgende Schritte:
Zuführen der heißen Stoffpartikel zu einer Walzenpresse, wobei die Stoff partikel bei erhöhter Temperatur im Bereich von 450°C-900°C, bevorzugt 600°C-700°C, die Walzenpresse durchlaufen;
Erzeugen einer zusammenhängenden Bandplatte durch die Walzenpresse;
Herstellen eines Granulats durch Zerschlagen der Bandplatte zu unregelmä ßiger Granulatgröße, wobei die Dichte des Granulats < 5 g/cm³, bevorzugt ≧ 3 g/cm³-≦ 5 g/cm³, beträgt.

Vorrangig wird durch dieses Verfahren ein zusammenhängendes Band aus diesen Stoffpartikeln unter Ausnutzung der Duktilität des Materials bei er höhter Temperatur sowie der sich dann einstellenden Bindemechanismen der Metallpartikel (insbesondere Eisenpartikel) erzeugt. Das Band kann sich über die gesamte Breite der Walzenpresse erstrecken und weist bevorzugt eine Dicke auf, die eine Verdichtung in ausreichendem Maße auch im Innern der Platte zulässt. Bislang war es immer üblich, solche Stoffe zu brikettieren. Bei direkter Weiterverarbeitung im Hütten- oder Stahlwerk ist in vielen Fällen keine gleichmäßige Stückgröße, geschlossene Oberfläche oder hohe Min destdichte erforderlich. Das pulverförmige Material muss lediglich so stückig gemacht werden, dass es z. B. bei einer Weiterverarbeitung in eine Schmelze eingebracht und dort in der Schmelze absinken kann. Dies hat der Erfinder erkannt und schlägt nunmehr das Verfahren unter Verwendung einfacher Walzenpressen vor. Solche Walzenpressern können einem viel größeren Ver schleiß ausgesetzt werden, als dies bei Brikettierpressen der Fall ist. Hier kommt es vorrangig auf den ausreichenden Einzug bei Erzeugung der ge wünschten Dichte an. Die Standzeiten erhöhen sich durch die vereinfache Walzengeometrie beträchtlich. Soll z. B. Eisenschwamm vor Ort verarbeitet werden, so wird dieser in Abhängigkeit der benötigten Menge granuliert und einem weiteren Prozess zugeführt. Lagerung und Verschiffung fällt dann nicht an, weshalb die jeweiligen Vorschriften nicht beachtet werden müssen.

Es sei angemerkt, dass die Erzeugung der zusammenhängenden Bandplatte aufgrund der Materialeigenschaften von metallhaltigen Stoffpartikeln ohne den Zusatz von Bindemittel auskommt. Hierin unterscheidet sich dieses Verfahren von Granulierverfahren für Produkte ohne diese Hafteigenschaf ten. Des Weiteren werden sonstige Granulierverfahren kalt durchgeführt. Damit sich die Bindeeigenschaften besonders gut herausprägen, durchlaufen die Stoffpartikel bei erhöhten Temperaturen die Walzenpresse. Um eine aus reichende Duktilität sowie ausreichende Bindeeigenschaften der metallhalti gen Partikel herauszuprägen, erfolgt dies typischerweise bei 450°C bis 900°C, bevorzugt 600°C bis 700°C. Beispielsweise können Kompaktiertem peraturen für Eisenschwamm aus der Reduktion von Feinerz 600-720°C, bei direkt reduziertem Erz oder auch Hüttenstäuben vom Drehherd 700- 900°C und bei Hüttenreststoffen aus einem Drehrohrofen 500-600°C betra gen.

Des Weiteren beträgt die Dichte des Granulats < 5 g/cm³, bevorzugt ≧ 3 g/cm³ bis < 5 g/cm³. Insbesondere bei Granulat aus Eisenschwamm oder Hüttenstäuben werden je nach Qualität des Aufgabematerials Dichten zwi schen 3 g/cm³ und 5 g/cm³ angestrebt. Das Granulat weist daher meist eine geringere Dichte auf, als dies bei Brikettierverfahren von gleichartigen Mate rialien der Fall ist. In Ausnahmefällen kann auch Granulat mit größerer Dichte, z. B. < 6 g/cm³ oder < 7 g/cm³ hergestellt werden.

Das Zerkleinern der Bandplatte zu Granulat erfolgt durch Zerschlagen der Bandplatte zu unregelmäßiger Granulatgröße. Das Verfahren hat vorrangig das Ziel, Partikel mit einer vorbestimmten Dichte zu erzeugen. Bezogen auf die Stahlherstellung und die Einbringung von granuliertem Eisenschwamm in die Stahlschmelze bedeutet dies, dass die Partikel eine solche Dichte haben müssen, dass sie in die Schmelze einsinken. Die Größe der Granulatpartikel darf selbstverständlich ein Mindestmaß nicht unterschreiten; jedoch ist bei weitem nicht die Größe von bislang verwendeten Briketts erforderlich. Güns tigerweise kann hier eine ganze Bandbreite unterschiedlicher Granulatgrö ßen auf einmal hergestellt und im gleichen nachfolgenden Verfahren einge setzt werden.

Bevorzugt kann das Erzeugen der Bandplatte mit einem Walzenspalt im Be reich von < 5 mm-40 mm, bevorzugt 10 mm-30 mm, erfolgen. Ein we sentlicher Unterschied zwischen der Kompaktierung zur Granulaterzeugung und der Brikettierung besteht darin, dass bei der Kompaktierung zur Granu laterzeugung keine ausgeprägten Stege erzeugt werden (Verschleiß). Es wird somit mit einem größeren Spalt bzw. Walzenabstand gefahren. Die an gestrebten Stückgrößen einer Kompaktierung zur Granulaterzeugung sind abhängig von der Art der Weiterverarbeitung des Materials. Bei der Verar beitung von LD-Staub wird für den Konverter beispielsweise eine Partikel größe < 10 mm angestrebt.

Obwohl in einer Grundversion auch die Kompaktierung mit Glattwalzen denkbar ist, können, um das Einzugsverhalten der Walzenpressen zu verbessern, die Walzenpressen eine Profilierung auf beiden Hauptseiten der Bandplatte erzeugen. Diese Profilierung muss jedoch gerade nur so groß sein, dass sich der gewünschte bessere Einzug ergibt. Hierdurch lassen sich jedoch auch bereits Sollbruchstellen erzeugen, die die Kraftanwendung zur Herstellung des Granulats durch Zerkleinern der Bandplatte verringert.

Im Gegensatz zur Brikettierung, bei der die Formmulden im Wesentlichen passgenau aufeinander treffen sollen, ist für das verbesserte Einzugsver halten und zur Erzeugung gewünschter Sollbruchstellen es gemäß einer Va riante vorgesehen, dass die Profilierungen auf beiden Hauptseiten eine glei che Form und Teilung, aber einen axialen und radialen Versatz zueinander aufweisen. Hierdurch lässt sich auch trotz der Profilierung eine Vergleich mäßigung der Verdichtung erhalten. Eine Abweichung der Profilierung von einander kann auch durch eine Schräganordnung in Bezug auf die Walzen achsen erfolgen.

Das Zerkleinern der Bandplatte zu Granulat mit unregelmäßiger Granulat größe kann durch Zerschlagen der Bandplatte und anschließendem Zuführen der Bruchstücke zu einem Prallbrecher erfolgen. Hierdurch teilt sich die für die Granulierung erforderliche Energie auf und die einzelnen Anlagen kön nen effektiver arbeiten und sind nicht mehr so hoch beansprucht.

Damit entweder eine gewisse Vorverdichtung der Stoffpartikel oder auch durch Erzeugung eines Vordrucks eine Durchsatzerhöhung stattfindet, kann das Zuführen der heißen Stoffpartikel mittels einer Zuführschneckeneinrich tung erfolgen. Hierdurch werden noch weitestgehend größere Gaseinschlüs se bei der Zuführung vermieden und eine gleichmäßiges Plattenband er reicht.

Des Weiteren kann eine Vergleichmäßigung der Granulatgröße zu einem vorbestimmten Größenbereich erfolgen. Hier bieten sich insbesondere Sieb anlagen sowie eine Nachgranulierung oder Rückführung in den vorherigen Zerkleinerungsprozess an, so dass lediglich Granulat eines vorbestimmten Größenbereichs erzeugt wird.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit zwei Bre cherwalzen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit einer anderen Ausführungsform einer Brechervorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit Schnecken zuführung und einer ersten Variante einer Brechervorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit Schnecken zuführung und einer zweiten Variante einer Brechereinrichtung,

Fig. 5a eine erste Variante einer Brechereinrichtung in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 5b die Brechereinrichtung aus Fig. 5a in einer Draufsicht,

Fig. 6a eine zweite Variante einer Brechervorrichtung in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 6b die Brechervorrichtung aus Fig. 6a in einer Draufsicht,

Fig. 7 eine dritte Variante einer Brechervorrichtung in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 8a eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Walzenpresse in einer Teilansicht,

Fig. 8b eine Presswalze der Walzenpresse aus Fig. 8a in einer schemati schen Draufsicht,

Fig. 9a eine schematische Darstellung einer zweite Ausführungsform einer Walzenpresse Teilansicht,

Fig. 9b eine Presswalze der Walzenpresse aus Fig. 9a in einer schemati schen Draufsicht,

Fig. 10 eine erste Variante eines Ablaufschemas zur Herstellung von Gra nulat,

Fig. 11 eine zweite Variante eines Ablaufschemas einer Vorrichtung zur Herstellung von Granulat, und

Fig. 12 eine dritte Variante eines Ablaufschemas einer Vorrichtung zur Her stellung von Granulat.

Das anhand der Figuren zu beschreibende Verfahren und die hierzu verwen dete Vorrichtung sind zur Verarbeitung von metallhaltigen Stoffpartikeln ge eignet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Hüttenreststoffe oder Ei senschwamm mit den Eigenschaften metallischer Bindung und plastischem Verhalten bei erhöhter Temperatur. Zur Vereinfachung wird nunmehr im Fol genden nur noch auf das Material Eisenschwamm eingegangen. Dieses Ma terial ist sehr stark pyrophor, weshalb bestimmte Vorschriften, insbesondere die Lagerhaltung und die Verschiffung betreffend, normalerweise eingehalten werden müssen.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Walzenpresse 1 umfasst zwei gegen läufig angetriebene Presswalzen 2, die zwischen sich einen Pressspalt 4 ausbilden. Der Pressspalt 4 ist im Wesentlichen über die gesamte Länge gleich groß. Die Eisenschwammpartikel 5 werden über einen Schwerkraft zuführer 6 dem Walzenspalt 4 zugeführt. Die Zuführung erfolgt in heißer Form, insbesondere erfolgt die Verpressung des Eisenschwamms bei er höhter Temperatur, welche eine gewisse Duktilität gewährleistet und Binde mechanismen der Stoffpartikel freisetzt. Hierdurch wird eine Bandplatte 7 er zeugt, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Presswalzen 2 und 3 erstreckt. Durch die duktilen Eigenschaften der Eisenschwammpartikel 5 werden diese ohne Zugabe von Bindemitteln miteinander "verschweißt". Der Walzenspalt 4 ist üblicherweise größer als 5 mm, bevorzugt größer als 10 mm. In vielen Fällen wird mit einem Walzenspalt im Bereich von 10 bis 30 mm gearbeitet. Die Temperatur der zugeführten Eisenschwammpartikel 5 beträgt bevorzugt 600-720°C. In Abhängigkeit von dem zu kompaktieren dem Material erfolgt die Heißkompaktierung im Bereich von 450-900°C. Als Beispiele sind noch zu nennen: direkt reduziertes Erz oder auch Hüttenstäu be vom Drehherd 700-900°C und Hüttenreststoffe aus einem Drehrohrofen 500-600°C.

Anschließend wird die Bandplatte 7 einer Brechervorrichtung 8 zugeführt. Die Brechervorrichtung 8 weist gemäß Fig. 1 zwei gegenläufig angetriebene Brecherwalzen 9 und 10 auf, die an ihrem Umfang mit einer geeigneten Bre cherverzahnung 11 versehen sind. Bei dem Beispiel der Fig. 1 erzeugen die se Brecherwalzen 9 und 10 unmittelbar das Eisenschwammgranulat 12 oder ein noch einmal zu verkleinerndes Vorprodukt von diesem. Die Verdichtung durch die Walzenpresse 1 muss derart erfolgen, dass nach der Erzeugung des Granulats 12 stückiges Gut mit einer Dichte vorhanden ist, die ausreicht, dass das Granulat in einer Stahlschmelze absinken kann. Diese Eigenschaft weist Eisenschwamm in pulvriger Form nicht auf. Weiterhin wird Eisen schwamm in pulvriger Form gegebenenfalls zu einem nahen Anteil in die Entstaubung gesaugt sowie verursacht durch Verklumpung eine reduzierte Durchgasbarkeit.

Als Beispiele für die Walzenpresse 1 sind die Ausführungsformen der Fig. 8a, 8b und 9a, 9b angegeben.

Die Fig. 8a und 8b zeigen Presswalzen 2 und 3, die an ihrer Mantelfläche ei ne Profilierung in Form von Mulden 13 bzw. 13' aufweisen. Diese Mulden 13 bzw. 13' weisen bei weitem nicht die Ausprägung auf, wie sie bei Brikettier walzen bekannt sind. Des Weiteren ist zur Erzeugung des angestrebten Plattenbandes 7 ein größerer Abstand zwischen den Walzen 2, 3 erforderlich. Die Presswalzen 2 und 3 sind im Wesentlichen identisch ausgestaltet. Sie sind jedoch so zueinander gekoppelt, dass die Mulden 13, 13' zueinander versetzt sind. Somit kommt jeweils ein Steg 14 zwischen zwei Mulden 131 jeweils im Walzenspalt 4 mit der Mitte einer Gegenmulde 13 in Übereinstim mung. Die Stege 15 zwischen zwei Mulden 12 kommen wiederum mit der Mitte der Mulden 13' der Presswalzen 3 im Walzenspalt 4 in Übereinstim mung. Im Querschnitt erhält das Plattenband 7 hierdurch eine Wellenform. Im Wesentlichen bleibt hierdurch die Dicke annähernd überall gleich, wobei die Wellentäler 16 auch als Sollbruchstellen für die weitere Zerkleinerung dienen. Auf der vorderen Hauptseite 17 und der hinteren Hauptseite 18 wird somit jeweils ein Gegenabdruck der Walzenprofilierung erzeugt. Auch die Tatsache, dass die Mulden 13 bzw. 13' an der Oberfläche der Walzen 2, 3 jeweils zueinander in umlaufenden Ringreihen zueinander versetzt sind, führt zu einer möglichst großen Vergleichmäßigung der Bandplattendicke trotz Profilierung. Die Mulden 13 sind sowohl in Umlaufrichtung als auch axial versetzt.

Eine weitere Möglichkeit, die Presswalzen 2, 3 auszugestalten, besteht ge mäß der Ausführungsform der Fig. 9a, 9b darin, dass Profilstege 19 bzw. 20 auf den Außenumfang aufgebracht werden. Diese können z. B. wie in Fig. 9b gezeigt, schräg verlaufen, wobei sie ab der Mitte in eine Gegenschräge ü bergehen, so dass eine Art Pfeilform gebildet ist. Die beiden Presswalzen 2, 3 sind wiederum im Wesentlichen identisch ausgestaltet; aber ihre Profil stege 19, 20 sind beim Drehen der Walzen so zueinander versetzt, dass die Profilstege der einen Presswalze 3, in die Zwischenräume der Profilstege 19 der anderen Presswalze 2 eingreifen und umgekehrt. Auch hierdurch wird wieder eine Art Wellenprofil im Querschnitt erzeugte, was von der Formge bung der Profilstege 19, 20 abhängt. Die Aufbringung der Profilstege 19, 20 kann z. B. durch Aufschweißen erfolgen. Für die Ausgestaltung der Presswal zenoberflächen können die unterschiedlichsten Materialien zur Anwendung kommen. Denkbar sind auch Ringbandagen aus pulvermetallurgischen Werkstoffen. Des Weiteren können auch ineinandergreifende V-förmige Ste ge verwendet werden, die zur Erzeugung von Sollbruchstellen gegenläufig angeordnet sind (Stege kreuzen sich im Walzenspalt).

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kommt die in den Fig. 5a und 5b näher dargestellte Brechervorrichtung 8 zum Einsatz. Diese Brechervorrichtung 8 umfasst zwei gegenläufig sich drehende Brecherwalzen 9 und 10, die jeweils mit einer Verzahnung 11 versehen sind. Die Verzahnung 11 der Brecherwal ze 9 besteht aus drei parallel zueinander angeordneten Zahnkränzen 21. Zwischen diesen ist jeweils eine Lücke angeordnet. Die mit dieser zusam menarbeitende Brecherwalze 10 weist vier Zahnkränze 22 auf, die ähnlich ausgebildet sind, wie die Zahnkränze 21. Diese Zahnkränze sind so versetzt angeordnet, dass sie in die Zwischenräume zwischen den Zahnkränzen 21 eingreifen, so dass sich die beiden Brecherverzahnungen 11 überschneiden. Wenn von oben die Bandplatte 7 zugeführt wird, sorgt die Brechervorrichtung 8 für die Zerkleinerung in ein Granulat oder Vorgranulat. Die Anzahl der Zahnkränze oder Zahnkämme ist letztlich abhängig von der Breite der Band platte 7 und der gewünschten Granulatgröße.

Gemäß der Fig. 6a und 6b kann die Brechervorrichtung 8 auch als Brecher walze 23 ausgebildet sein, die gegen einen Festanschlag 24 arbeitet. Die Brecherwalze weist vier Zahnkränze 25 auf, die mit fünf Zähnen 26 des als Rutsche ausgestalteten Festanschlags 24 zusammenwirkt. Die Brecherwalze 23 dreht sich im Uhrzeigersinn gegen die Zähne 26. Aufgrund der Tatsache, dass die Zähne 26 versetzt zu den Zahnkränzen 25 angeordnet sind, über schneiden sich diese, so dass eine geeignete Zerkleinerung stattfindet.

Es handelt sich hierbei z. B. um die Brechervorrichtung 8, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Im Folgenden werden anhand der Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen beschrieben. Es wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu den vo rangegangenen Ausführungsbeispielen eingegangen. Aus diesem Grund be ziehen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche und gleichwirkende Bauteile aus den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. In diesem Zusammen hang wird auch auf die obige Beschreibung verwiesen.

Der Hauptunterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im Hinblick auf Fig. 1 besteht in der Verwendung eines Schneckenzuführers 27. Über den Füll stutzen 28 des Schneckenzuführers 27 erfolgt das Zuführen der Eisen schwammpartikel 5 im heißen Zustand. Es findet eine gewisse Vorverdich tung durch die Schnecke 29 statt, so dass eine möglichst gleichmäßige, nicht abreißende Zuführung von Eisenschwammpartikeln 5 in den Walzenspalt 4 erfolgt.

Eine der Fig. 2 nachempfundene Vorrichtung ist in der Fig. 4 gezeigt. Aller dings verwendet diese ebenfalls einen Schwerkraftzuführer 27. Auch dieser erstreckt sich über die gesamte wirksame Einzugslänge der Presswalzen 2 und 3.

Eine weitere Ausführungsform einer Zerkleinerungsvorrichtung ist in Fig. 7 gezeigt. Diese Vorrichtung 30 wird einer Vorverkleinerungsvorrichtung nach geschaltet. Z. B. könnte eine Brechervorrichtung gemäß der Fig. 5 und 6 vor geschaltet sein. Diese könnten dann so eingestellt werden, dass sie noch nicht auf abschließende Granulatgröße vorzerkleinern. Die Vorbruchstücke 12' werden dann einer Schleuderwalze 31 in einem Schacht 32 zugeführt, die einen Verzahnungs- bzw. Noppenbesatz 33 aufweist. Hierdurch werden die Vorbruchstücke 12' gegen die eine Seite des Schachts 32, die als Prall plattenanordnung 34 ausgestaltet, geschleudert. Hierdurch entsteht eine nochmalige Zerkleinerung des Gutes zum abschließenden Granulat 12. Die Schleuderwalze 31 dreht dabei im Uhrzeigersinn, damit die Stücke gegen die Prallplatten 34 treffen. Aus verschleißtechnischen Gründen sind die Prall platten 34 entsprechend stabil ausgestaltet.

Im Folgenden werden anhand der Fig. 10 bis 12 verschiedene schematische Verfahrensabläufe zum Erzeugen eines Eisenschwammgranulats dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen werden schematische Darstellungen der einzel nen Einheiten gewählt. Bei den Einheiten an sich kann auf die in den voran gegangenen Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungen sowie aus Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden.

Die Zuführung der Eisenschwammpartikel 5 erfolgt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 über einen Schwerkraftzuführer 6. Hier könnte aber auch ein Schneckenzuführer eingesetzt werden. In der Walzenpresse 1 wird eine Bandplatte 7 erzeugt, die in eine Brechervorrichtung 8 eingeleitet wird. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Brechervorrichtung 8 um die Bre chervorrichtung gemäß Fig. 2. Aber auch die anderen, hierin beschriebenen Brecher- bzw. Zerkleinerungsvorrichtungen könnten zum Einsatz kommen.

Das Vorgranulat 12' wird einer Siebeinrichtung 35 zugeführt und Granulat unter einer bestimmten Siebgröße direkt als Endprodukt 12 abgeführt. Vor produkt 12' wird über eine bestimmte Siebgröße einer Sekundärbrechervor richtung, z. B. einer Zerkleinerungsvorrichtung 30 gemäß Fig. 7, zugeführt. Dass dann ausgetragene Endgranulat wird dem Endprodukt 12 zugeführt. Eine nochmalige Kontrolle des aus der Zerkleinerungsvorrichtung 30 kom menden Endgutes wird nicht vorgenommen.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 11 erfolgt die Zuführung von heißen Eisenschwammpartikeln 5 wiederum über einen Schwerkraftzuführer 6. Aber auch hier sind andere Zuführerformen zulässig. Das Formen der Bandplatte 7 erfolgt in der Walzenpresse 1 und die anschließende Zerkleinerung in der Brechervorrichtung 8. Das daraus resultierende Vorgut 12' wird in eine Sieb vorrichtung 35 geleitet und aus dieser das unterhalb einer bestimmten Sieb größe liegende Endprodukt, das Granulat 12, ausgetragen. Vorgut 12', das oberhalb dieser Siebkorngröße liegt, wird durch die Zerkleinerungsvorrich tung 30 geschickt und in den Gutstrom oberhalb der Siebvorrichtung 35 wie der zugeführt. Hierdurch erfolgt eine nochmalige Kontrolle durch die Siebvor richtung 35 und es wird nur Eisenschwammgranulat 12 abgeführt, das unter halb einer bestimmten Korngröße liegt.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 12 erfolgt wieder das Zuführen der heißen Eisenschwammpartikel über einen Schwerkraftzuführer 6. Auch hier können andere Zuführvarianten gewählt werden. Das Formen des heißen Ei senschwamms zu einer Bandplatte 7 erfolgt in der Walzenpresse 1. An schließend erfolgt die Zerkleinerung in der Brechervorrichtung 8. Wie bei den anderen Ausführungsformen der Fig. 10 und 11 können hier die unterschied lichsten Zerkleinerungsvorrichtungen Anwendung finden. Das aus der Bre chervorrichtung 8 ausgetragene Vorgut 12' wird in eine Siebvorrichtung 36 eingeleitet. Diese Siebvorrichtung 36 weist ein Zweistufensieb auf, wobei die Abführung des Endprodukts, dem Eisenschwammgranulat 12 zwischen die sen beiden Siebstufen 37 und 38 erfolgt. Vorgut 12', das eine größere Größe als die Siebgröße der Stufe 37 aufweist, wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung 30 geschickt und zerkleinert dem Endprodukt 12 zugeführt. Vorgut 12', das durch beide Siebstufen, also auch durch die zweite Siebstufe 38 hindurchfällt, wird als Feinanteil 39 abgeführt und den Eisenschwammparti keln 5 oberhalb des Schwerkraftzuführers 6 wieder beigemischt. Hierdurch wird weitestgehend sichergestellt, dass das Endprodukt 12 nicht über und auch nicht unter einer bestimmten Granulatgrößenbandbreite liegt.

Sämtliche Verfahrensweisen lassen sich auch untereinander kombinieren, so dass z. B. bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12, wie bei Fig. 11 der Strom aus der Zerkleinerungsvorrichtung 30 wieder oberhalb der Siebvorrichtung 36 dem Vorgut 12' beigemischt wird.

Die oben beschriebenen Verfahrensvarianten können zum Erzeugen von Granulat für die Wiedereinsetzung von Reststoffen in den Hüttenkreislauf (Schmelze) verwendet werden. Im Gegensatz hierzu wird Eisenschwamm aus der Direktreduktion von Erzen direkt als Rohstoff für die Stahlerzeugung verwendet und für diesen Zweck in eine Schmelze eingebracht. Demnach eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell sowohl für Hütten kreislaufverfahren als auch für Vorbereitungsverfahren zum Einsatz eines Rohstoffs.

Claims

1. Verfahren zum Heißkompaktieren von metallhaltigen Stoffpartikeln (5), wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc., zum an schließenden direkten oder nach kurzzeitiger Zwischenlagerung soforti gen Weiterverarbeiten mit folgenden Schritten:
Zuführen der heißen Stoffpartikel (5) zu einer Walzenpresse (1), wobei die Stoffpartikel (5) bei erhöhter Temperatur im Bereich von 450°C-900°C, be vorzugt 600°C-700°C, die Walzenpresse (1) durchlaufen;
Erzeugen einer zusammenhängenden Bandplatte (7) durch die Walzenpres se (1); und
Herstellen eines Granulats (12) durch Zerschlagen der Bandplatte (7) zu un regelmäßiger Granulatgröße, wobei die Dichte des Granulats < 5 g/cm³, be vorzugt ≧ 3 g/cm³-< 5 g/cm³, beträgt.

2. Verfahren Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Bandplatte (7) mit einem Walzenspalt im Bereich von < 5 mm-40 mm, be vorzugt 10-30 mm, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenpresse (1) eine Profilierung (13) auf beiden Hauptseiten (17, 18) der Bandplatte (7) erzeugt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilie rungen (13) auf beiden Hauptseiten (17, 18) eine gleiche Form und Teilung, aber einen in Bandplattenlängsrichtung axialen Versatz zueinander aufwei sen.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Zerkleinern der Bandplatte (7) zu Granulat (12) un regelmäßiger Granulatgröße durch Zerschlagen der Bandplatte (7) und an schließendem Zuführen der Bruchstücke zu einem Prallbrecher (30) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Zuführen der heißen Stoffpartikel (5) mittels einer Zuführschneckeneinrichtung (27) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Vergleichmäßigung der Granulatgröße zu einem vorbestimmten Größenbereich erfolgt.