DE10156735C2 - Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc. - Google Patents
Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc.Info
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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.
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 (7)
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.
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.
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