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Verfahren zum. Brennen oder Brennen und Sintern auf Sinterrosten .Nach
einem bekannten Verfahren werden Zementrohmehl, Kalk, Dolomit, Magnesit oder ähnliche
Stoffe in einem zweistufigen Verfahren derart gebrannt bzw. gesintert, daß zunächst
in einem Ofen beliebiger Bauart das zu verarbeitende, mit Brennstoff gemischte Rohgut
getrocknet sowie entsäuert wird, worauf in der zweiten Stufe ein Sinterrost zur
Anwendung gelangt, auf dem das vorgebrannte und erneut mit Brennstoff vermischte
Gut fertiggebrannt bzw. gesintert wird.
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Es ist auch bekannt, die Rohstoffe ohne Vorschaltung eines Vorbrennofens
auf dem Sinterband in einer einzigen Stufe derart zu verarbeiten, daß der Brennstoffzusatz
so bemessen wird, daß in der einzigen auf dem Sinterband verarbeiteten Schicht etwa
die benötigte Rückgutmenge als Schwachbrand und der Rest als fertiggebranntes Gut
anfällt. Der beim Sintern stets üblicherweise verwendete Rostbelag, der nur zum
Schutz des Rostes und zum Verhindern des Hindurchfallens feinkörniger Anteile dient,
ist dabei nicht als eigentliche Schicht zu rechnen.
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Es ist auch bekannt, den zu verarbeitenden Rohstoff in mehreren Schichten
verschiedener Korngrößen oder verschiedener Brennstoffgehalte dergestalt aufzugeben,
daß der Brennstoff nach unten abnimmt. Man kann auf diese Weise etwas an Brennstoff
sparen, weil der beim Saugzugsintern stets nach unten zu eintretende Wärmetransport
in die unteren Schichten Wärme aus den oberen bringt, so daß der Brennstoffbedarf
der unteren Schichten für die Erzielung der gleichen Temperatur etwas niedriger
ist als der der oberen Schichten. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß eine
einheitliche Schicht etwa gleichmäßiger Zusammensetzung als Fertiggut abgeworfen
wird.
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Schließlich ist auch bekannt, Kalkschlamm auf einem Verblaserost dadurch
zu kalzinieren, daß auf diesen eine gasdurchlässige Schicht aus mit Rückgut vermischtem
Kalkschlamm aufgebracht wird und durch diese heiße Gase hindurchgeleitet werden,
so daß während des Hindurchleitens der heißen Gase durch diese Schicht auf dem Rost
zwei Teilschichten entstehen, von denen die Oberschicht aus fertigkalziniertem Gut
besteht und die untere aus getrocknetem bzw. teilweise kalziniertem Gut. In diesem
Fall entstehen also zwar zwei Schichten, dem Rost wird aber primär nur eine einzige
Schicht aufgegeben, die während der Behandlung in zwei Schichten verschiedener Zusammensetzung
zerfällt.
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Gemäß eines nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden Vorschlags
ist es auch möglich, die Wärmewirtschaftlichkeit des Sinterbandes dadurch weiter
zu verbessern, daß auf eine brennstofffreie oder brennstoffarme Unterschicht eine
brennstoffreiche Oberschicht aufgegeben wird, wobei in der Unterschicht ausschließlich
oder überwiegend Rückgut hergestellt wird. Die Oberschicht besteht aus Rohgut, dem
in bekannter Weise zwecks Auflockerung des Gefüges Rückgut beigemischt wird. Dieses
Rückgut stammt teils aus der Unterschicht und fällt teilweise wie bei dem bekannten
Verfahren in der Oberschicht an.
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Dieses ältere Verfahren bietet zwar den Vorteil, daß der Wärmeinhalt
der noch mit verhältnismäßig hoher Temperatur aus der eigentlichen Behandlungsschicht
austretenden Gase besonders wirkungsvoll zur Herstellung von Rückgut nutzbar gemacht
werden kann. Die Temperatur dieser Gase reicht zwar nicht aus, um eine Fertigbehandlung
(z. B. Sintern oder Gichtbrennen) zu bewirken, sie genügt aber zu einer Vorkonditionierung
eines Teils des Rohmaterials d. h. zum Trocknen und gegebenenfalls zum Entsäuezn.
Allerdings reicht die Wärmemenge dieser Gase nicht aus, um alles Rohgut in der Unterschicht
bis zu Rückgut
umzuwandeln. Für viele Anwendungszwecke, wie z.
B. zum Sintern von Eisenerz oder zum Zementbrennen, stellt dies keinen Nachteil
dar, weil normalerweise das Rohgut ohnehin nur einstufig verarbeitet wird und nur
so viel Rückgut zugesetzt werden muß, um die Beschickung genügend gasdurchlässig
zu halten. Dazu reicht aber der in der eigentlichen Behandlungsschicht anfallende
Anteil an Rückgut meist für sich allein schon aus. Wenn der Rückgutgehalt der Behandlungsschicht
durch Zusatz des in der Unterschicht anfallenden Rückgutes noch weiter gesteigert
werden kann, so bedeutet dies eine Verbesserung der Wärmeökonomie. Es ist aber keinesfalls
notwendig, das ganze Rohmaterial vor der Aufgabe in die eigentliche Behandlungsschicht
vorher zu Rückgut umzuwandeln.
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Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung dieses nicht zum bekannten
Stand der Technik gehörenden Verfahrens. Sie besteht im wesentlichen darin, den
ganzen Rohstoff in der Unterschicht praktisch ausschließlich zu Rückgut umzusetzen
und dieses Rfckgut anschließend in der Oberschicht zum Fertigprodukt weiterzubehandeln.
Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft in den Fällen, in denen eine besonders
hohe Behandlungstemperatur und/oder lange Verweilzeit erforderlich ist sowie dann,
wenn zwar die Behandlungstemperatur oder Behandlungszeit nicht größer sind als bei
den meisten üblichen Sinterprozessen, aber nur verhältnismäßig minderwertige Brennstoffe
zur Verfügung stehen, wie z. B. Holzkohle, Braunkohle oder Torf.
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Nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise können in jedem Fall die für
die Herstellung des Endproduktes mit den gewünschten Eigenschaften notwendigen Temperaturen
und Verweilzeiten in der Oberschicht eingehalten werden, wobei die erheblichen Wärmemengen,
die die aus der Oberschicht austretenden Gase noch mit sich führen, restlos zur
Vorbehandlung des Gutes in der Unterschicht ausgenutzt werden können. In Sonderfällen
ist es auch möglich, der Oberschicht geringe Mengen Rohgut zuzusetzen, doch muß
dieser Rohgutzusatz im Verhältnis zur Menge des vorliegenden Rückguts der Oberschicht
stets klein bleiben, Eine Zusatzmenge von 20%, bezogen auf Rückgut. sollte jedenfalls
nicht überschritten werden.
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Ist das zu behandelnde Rohgut nicht von genügender Stückigkeit, dann
muß es selbstverständlich in bekannter Weise stückig gemacht werden, d. h. granuliert
oder gekrümelt werden. Ebenso ist es wünschenswert, daß sich die Unterschicht an
der Abwurfstelle gut von der Oberschicht löst und nicht mit dieser zusammenfrittet.
Aus diesen Gründen kann es oft zweckmäßig sein, schon die Unterschicht teilweise
aus Rückgut aufzubauen, d. h. dieses entweder mit zu krümelndem Rohgut zu mischen
oder die in der Unterschicht aufzugebenden Granalien mit einem Kern als Rückgut
zu versehen.
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An sich wäre es auch möglich, das Vorbrennen in der Oberschicht und
das Fertigbrennen in der Unterschicht durchzuführen, doch hat es sich in der Praxis
gezeigt, daß im allgemeinen weit bessere Resultate erzielt werden, wenn die Unterschicht
zur Herstellung des Rückguts und die Oberschicht zur Fertigbehandlung verwendet
werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise muß demnach stets in der Unterschicht
so viel Rückgut erzeugt werden, wie nachher in der Oberschicht gebraucht wird. Eine
ungenügende Rückgutproduktion in der Unterschicht bewirkt eine ungenügende Durchsatzleistung
in der Oberschicht, während eine überproduktion an Rückgut in derUnterschicht zum
überlaufen der Bunker führt. Im kontinuierlichen Betrieb ist es aber sehr leicht
möglich, durch Veränderung des Verhältnisses der Schichthöhe von Ober- zu Unterschicht
den Rückgutanfall im richtigen Verhältnis zum Fertigprodukt zu halten. Am einfachsten
wird diese Regelung durch Betätigung eines Schichthöhenreglers der Aufgabebunker
bewirkt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der nachstehenden Ausführungsbeispiele
noch näher erläutert: Beispiel l (Brennen von Zement mit minderwertigen Brennstoffen)
Ein übliches Zementrohmehl wurde nach Krümelung in der oben beschriebenen Weise
so gesintert, daß in der Oberschicht der Beschickung 25 kg Rückgut mit 2,5 kg Holzkohle
als Brennstoff und in der Unterschicht 25 kg Rohmehl mit 1,1 bis 1,25 kg Brennstoff,
und zwar ebenfalls Holzkohle eingesetzt wurden. Auf Rohmehl bezogen ergibt sich
also ein Brennstoffverbrauch von etwa 14 bis 15%. Bei dieser Sinterung wurde unter
Erreichung einer Leistung von 10 tato/m2 Saugfläche ein sehr guter Sinter erzielt,
während sich die Unterschicht einwandfrei von der Oberschicht ablösen ließ und ein
für die nachfolgende Sinterung in der Oberschicht geeignetes Produkt ergab.
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Beispiel 2 (Herstellung eines dicht gesinterten Dolomits) Ein Rohdolomit
mit folgender Zusammensetzung
| Nässe im Anlieferungszustand .. 2,8 0/0 |
| Glühverlust i. Tr. . . . . . . . . . . . . . . 43,951/o |
| Si O, i. Tr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,04% |
| Ca (5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 33,700l0 |
| Mg 0 .......................... 17,80% |
| Fee 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3,360/9 |
«,-ird erfindungsgemäß so behandelt, daß mit Brennstoff versetztes Rückgut in der
Oberschicht allein gesintert wird, während das Vorbrennen des ebenfalls mit Brennstoff
vermischten Rohdolomits in der Unterschicht erfolgt. Bei alleiniger Verwendung des
vorentsäuerten Rückguts in der Oberschicht wurde von einem Brennstoffsatz von etwa
9% - bezogen auf Rückgut - gleich 5 bis 6% - bezogen auf Rohdolomit - ein vorzüglicher
Sinterdolomit erhalten, während in der Unterschicht Rohdolomit allein ohne Rückgutzusatz
bei einem Brennstoffgehalt von etwa 13% -- bezogen auf Rohdolomit - vorgebrannt
wurde. Die Abhitze war hierbei so stark, daß es möglich war, eine dritte Schicht
ohne Brennstoff aus Rohdolomit unter die brennstoffhaltige Rohdolomitschicht zu
legen. Bestand die Körnung dieser Unterschicht aus einem Rohdolomit von b; ispielsweise
7 bis 9 mm. so konnte der Rostbelag eingespart werden.
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Der Gesamtverbrauch an Brennstoff lag bei 19,8°/o - bezogen auf Rohdolomit.
Durch Variieren der verschiedenen Schichthöhen läßt sich unter entsprechender Schwankung
der Brennstoffmengen im kontinuierlichen Verfahren leicht der Produktionsanfall
mit dem Rückgutanfall ins Gleichgewicht bringen.
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Wurden die während des Sinterprozesses anfallenden Heißgase von 350
bis 400° C rückgeführt, so wurde unter Senkung des Brennstoffsatzes von etwa 18
bis 19% auf etwa 16,8 ebenfalls ein guter, fester
Sinter erhalten.
Das Ergebnis der Sinterungen wird weiter aus folgender Aufstellung ersichtlich:
| Ohne Heißgas Mit Heißgas von |
| 360 bis 3800 C |
| Oberschicht |
| Rückgut, kg ....... 90 90 |
| (0 bis 8 mm) (0 bis 8 mm) |
| Koks, kg . . . . .. . . . . 8,1 6,75 |
| (0 bis 6 mm) (0 bis 6 mm) |
| .Unterschicht |
| Rohdolomit, kg . . . . 90 90 |
| (1 bis 8 mm) (1 bis 8 mm) |
| Koks, kg . . . . . . . . . . 11,7 10,35 |
| (0 bis 6 mm) (0 bis 6 mm) |
| Brennstofffreie Schicht |
| Rohdolomit, kg .... 11,25 11,25 |
| (1 bis 8 mm) (1 bis 8 mm) |
| Brennstoffverbrauch |
| bzw. auf Gesamt- |
| Rohdolomit, 0/0 ... . 19,8 16,8 |
| Leistung bei |
| heiß, tato/m2 ...... 12 10 |
| kalt, tato/m2 ...... 7 5,3 |
Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile gegenüber dem klassischen Verfahren der
Einschichtsinterung sind an Hand der nachstehenden drei Ausführungsbeispiele noch
weiter erläutert. Hierbei betrifft das Ausführungsbeispiel 3 das klassische Sinterverfahren
bei Verarbeitung eines Rohstoffs, für den keine allzu hohen Temperaturen erforderlich
sind und wo genügend hochwertiger Brennstoff zur Verfügung steht. Das Ausführungsbeispiel
4 zeigt, daß dieses Verfahren für die Verarbeitung besonders hochschmelzender Stoffe
auch bei Verwendung hochwertiger Brennstoffe nicht geeignet ist, während nach der
im Ausführungsbeispiel 5 geschilderten erfindungsgemäßen Arbeitsweise auch in diesem
Fall ein einwandfreies Fertigprodukt erhalten werden kann.
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Beispiel 3 15 kg Sillimanitrohmehl, bestehend aus 100 kg Ton und 45
kg Tonerde, werden in einem Eirichmischer mit 15 kg Rückgut und 2,25 kg aschefreiem
Koks vermischt und unter Zusatz von Wasser granuliert. Die Mischung wird auf eine
Sinterpfanne aufgegeben mit den Ausmaßen 40 - 40 cm und oberflächlich gezündet.
Nach der Zündung wird in üblicher Weise so lange Luft durch die Beschickung gesaugt,
bis der Sinterprozeß beendet ist. Hierfür werden etwa 16 Minuten gebraucht. Der
so gewonnene Sinterkuchen ist gut und gleichmäßig durchgebrannt. Er wird scharf
abgesiebt, und man erhält etwa 9 bis 13 kg Produktion und 10 bis 16 kg Rückgut.
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Beispiel 4 Statt des Sillimanitrohmehls werden 15 kg Mullitrohmehl,
welches aus 100 Teilen Ton und 110 Teilen Tonerde besteht, eingesetzt und einem
gegenüber Beispiel 3 etwas erhöhten Brennstoffzusatz von 2,7 kg aschefreiem Koks
in der gleichen Weise wie unter 3 granuliert und gesintert. Nach Beendigung des
Sinterprozesses erhält man kaum durchgesinterte Stücke. Die Pfannenbeschickung besteht
trotz des erhöhten Brennstoffzusatzes vorwiegend aus ungesinterte.m Schwachbrand.
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Beispiel s 15 kg Mullitrohmehl der gleichen Zusammensetzung wie unter
Beispiel 4 werden mit 0,9 kg aschefreiem Koks versetzt, granuliert und auf die gleiche
Sinterpfanne wie unter Beispiel 3 und 4 unmittelbar auf den Rostbelag aufgegeben.
Auf dieser Schicht werden weitere 15 kg Rückgut aus dem vorhergehenden Versuch vermischt
mit 1,8 kg aschefreiem Koks aufgeschichtet und die Beschickung in derselben Weise
wie unter Beispiel 3 gesintert. Man erhält in der Unterschicht einen Schwachbrand,
der als Rückgut für den nächsten Versuch verwendet wird, und einen gut durchgesinterten,
zusammenhängenden, verschmolzenen Kuchen in der Oberschicht.