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Verfahren zur Vorbereitung von zu sinterndem Material Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren. zur Vorbereitung von zu sinterndem Material, insbesondere
Eisenoxydmaterial, für das Sintern, insbesondere das Sintern unter Durchsaugen von
Luft, zwecks Erzeugung von, zur Beschickung von SChme:IZÖfen, z. B. Hochöfen, geeigneten
Materialien, ausgehend von staubfeinem Material bzw. Materialien, die erhebliche
Mengen staubfeiner Anteile besitzen, und Aufbringen des vorbereiteten Materials
auf die Sinterunterlagen bzw. Zwischenunterlagen.
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Es ist bekannt, daß staubfeine Erzmaterialien, z. B. Eisenoxydmaterialien,
nicht als Beschickung z. B. eines Hochofens verwendet werden können. Es ist bekannt,
solche Materialien - üblicherweise werden Materialien verschiedener Art vermengt
- durch Sintern, insbesondere unter Durchsa,ugen eines Luftstromes während der Sinterung
in einen zur Beschickung von Schmelzöfen geeigneten Zustand überzuführen. Durch
die Sinterung wird ein zusammenhängender Sinterkuchen gebildet, dessen Stücke ohne
weiteres dem Schmelzofen zugeführt werden, können. Es ist bekannt, daß die Vorbereitung
des zu sinternden Materials außerordentliche Schwierigkeiten bereitet, insbesondere
wenn es sich um schmierendes Material wie Rotschlamm handelt. Der Erfolg des Sinterverfahrens
ist dann in Frage gestellt, wenn die Vorbereitung und Zubereitung des zu sinternden
Materials nicht mit aller Sorgfalt vorgenommen wird. Diese Vorbereitung der Sintermischung
für die Saugzugsinterung ist außerordentlich umständlich, zeitraubend und kostspielig.
Ferner weist das bisherige Vorgehen den Nachteil auf, d.aß keine Sicherheit gegeben
ist, ein Material stets gleichbleibender Art zu erhalten. Insgesamt ist das bisher
übliche Verfahren nicht befriedigend, insbesondere wenn es sich um schwierig zu
behandelnde Materialien handelt, wie z. B. Rotschlamm oder die Rückstände des Reduzierungsprozesses
zur Herstellung von Anilin.
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Die Nachteile der bisherigen Verfahren werden durch den Vorschlag
der Erfindung unter Erreichung einer Reihe von Vorteilen vermieden, und zwar dar
durch, daß das Ausgangsmaterial, insbesondere das Gemisch der Ausgangsmaterialien,
das Zuschlagstoffe, z. B. für eine besondere Art der Sinterung kohlenstoffhaltiges
Material, z. B. Kohle in feinkörniger Form, gleichmäßig verteilt enthalten kann,
mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der hinreicht, um ein Aneinanderhaften der Teile
des Ausgangsmaterials zu bewirken, einer mehrfach wiederholten Aufprall- und Wurfbehandlung
unterworfen wird, wie sie z. B. durch die umlaufenden Schlägerreihen einer sogenannten
Formsandschleuder, wie sie zur Aufarbeitung gebrauchten Formsandes verwendet wird,
auf die Beschickung ausgeübt wird. Die sich bewegenden, insbesondere in Kreisbahn
bewegenden Schläger, auf die die Beschickung auftrifft, werfen das auftreffende
Material unter Erteilen einer erheblichen Beschleunigung einem anderen Schläger
zu, der seinerseits das aufprallende Material weiterwirft. Von der Beschickungsstelle
bis zur Austragsstelle unterliegt jedes Materialaggregat einer großen Anzahl solcher
Aufprallungen und Würfe unter Richtungswechsel.
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Da die Ausgangsmaterialien bzw. die zu dem Ausgangsmaterial zu vermengenden
einzelnen Anteile üblicherweise nicht die genügende Feuchtigkeit mitbringen, so
kann - da bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zugesetzten Wasser in genügender
Homogenität eingearbeitet wird - die notwendige Feuchtigkeit durch Zusatz von Wasser
oder wäßrigen Lösungen erzielt werden. Der Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials
ist dann für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung hinreichend und zweckmäßig,
wenn das Verhältnis von Feuchtigkeit zu Feststoffen eine Knetbarkeit herbeiführen
würde, wobei bemerkt wird, daß bei dem Verfahren der Erfindung nicht ein Kneten,
sondern eine Auflockerung bzw. Zerzupfung der aneinanderhaftenden Teilchen infolge
der mehrfachen Beschleunigungen stattfindet.
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Einer Vorbereitung des Ausgangsmaterials durch Wässern, Kneten, Schlämmen
usw. bedarf es nicht. Wesentlich ist, da.ß das Ausgangsmaterial oder ein wesentlicher
Teil mit kleiner Teilchengröße vorliegt, wobei es jedoch nichts ausmacht, wenn diese
Teilchen. zu Klumpen zusammengebacken sind, da diese bei denn Verfahren gemäß der
Erfindung unter Auflockerung zerkleinert werden.
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Wird nach einer bevorzugten Ausführungsform für die Durchführung des
Verfahrens der Erfindung ein an sich bekannter Desintegrator mit zwei umlaufenden
Schlägerreihen verwendet, wie er für die Aufarbeitung
von gebrauch^tern
Formsand bekannt ist, so wird die Wirkung der voluminösen Auflockerung des Kuchens
dann erzielt, wenn die Tourenzahl über die bei der Formsandaufbereitung übliche
Zahl von etwa 300 Umdrehungen der Schlägerreihen pro Minute erheblich gesteigert
wird auf über 500 und vorzugsweise auf über 700 Umdrehungen pro Minute. Wird ein
solcher Desintegrator mit dem feuchten Ausgangsmaterial gemäß der Erfindung beschickt,
so liegt das Produkt der Behandlung in idealer Form - locker und voluminös und doch
zusammenhängend, vergleichbar mit Komposterde oder Gartenerde - vor, so daß selbst
bei Sinterverfahren, bei denen es auf eine gute Durchlässigkeit für einen von unten
durch das in verhältnismäßig dünner gleichmäßiger Schicht ausgebreiteten, zu sinternde
Material durchstreichenden Gasstrom ankommt, keine Schwierigkeiten entstehen noch
Nachteile bei dem Produkt dieses Sinterverfahrens. . .
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Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht
aus einer Formsandschleuder mit zwei umlaufenden Schlägerreihen, deren jede aus
einer Anzahl in einem umlaufenden Korb oder Ring vorgesehenen, z. B. vierkantigen
Stäben besteht, wobei der Abstand der Umlaufkreise der Schlägerreihen nicht mehr
als etwa 30 cm beträgt, bei einem - bei diesen Vorrichtungen. üblichen - Durchmesser
des Umlaufkreises der äußeren Schlägerreihe von 700 min.
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Das Ausgangsmaterial kann wiederholt durch einen Desintegrator geschickt
werden und wird vorzugsweise durch eine Reihe z. B. drei hintereinandergeschaltete
Desintegratoren mit umlaufenden, Schlägerreihen geschickt, wobei der Abstand dieser
Schlägerreihen in jeder Stufe kleiner ist als in der vorangegangenen Stufe. Die
Geschwindigkeit aller Desintegratoren liegt dabei vorzugsweise oberhalb 700 Umdrehungen
pro Minute. Es kann in, diesem Bereich die Geschwindigkeit jedes der Desintegratoren
der Reihe besonders gewählt werden, z. B. die Geschwindigkeit des nächsten Desintegrators
höher sein als die des vorangehenden.
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Das gemäß der Erfindung aufbereitete und vorbereitete Material könnte
seine vorteilhaften Eigenschaften verlieren, wenn es in dicken Schichten, z. B.
auf Haufen oder gar in Bunkern, gelagert werden würde. Gemäß der Erfindung wird
also vorgeschlagen, das aufbereitete :Material entweder unmittelbar nach der Aufbereitung
der Sinterunterlage, z. B. dem Sinterrost, zuzuleiten, z. B. unter Vermittlung eines
Förderbandes, auf dem die Schichtdicke des gemäß der Erfindung aufbereiteten Materials
nicht wesentlich größer ist als die Dicke der Schicht auf der Sinterunterlage, oder
das aufbereitete Material abzulegen in Schichten von nicht wesentlich größerer Dicke
als die Dicke der Sinterschicht, z. B. auf Ablegebändern.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Desintegrator,
während Fig. 2 einen Schnitt gemäß A-B der Fig. 1 darstellt. Die vierkantigen Schläger
1 der äußeren Schlägerreihe 2 laufen z. B. in entgegengesetzter Uhrzeigerrichtung
um, während die Schläger 3 der inneren Schlägerreihe 4 in Uhrzeigerrichtung umlaufen.
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Das Material wird bei 5 zugeführt und bei 6 abgeführt.
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Dieser Vorrichtung wird bei 5 ein Ausgangsmaterial, dem Wasser zugesetzt
wurde, zugeführt. Wie oben ausgeführt, ist der Feuchtigkeitsgehalt der Massen dann
optimal, wenn er zur Herstellung eines knetbaren Gemisches ausreichen würde.
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Bei dem Durchgeben durch den Desintegrator bewirkt der Feuchtigkeitsgehalt
ein Aneinanderhaften der einzelnen Materialteilchen zu lockeren Aggregaten aneinander.
Auch hier ist der Vergleich mit einer guten, lockeren Gartenerde am Platze, bei
der ebenfalls ein Material vorliegt, daß einerseits voluminös und locker ist, dessen
Teilchen andererseits jedoch aneinanderhaften. Ist der Feuchtigkeitsgehalt des Materials
zu gering, so ist das Material sandig, ist er zu groß, so ist das Material schlammig
bzw. breiig oder schmierig. Ebenso verhält es sich bei dem Ausgangsmaterial für
das Verfahren der Erfindung.
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Einige Vorversuche lassen im Einzelfall die optimal zuzusetzende Wassermenge
bzw. den optimalen Feuchtigkeitsgehalt des Materials leicht feststellen.
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Es ist bekannt, zu sinterndes, feinkörniges Material durch rasches
Rühren, Schlagen od. dgl. in Gegenwart von Feuchtigkeit in einem Behälter aufzulockern,
wobei ein Pressen oder Werfen des hochgeworfenen Materials gegen die Wandung des
Behälters vermieden werden sollte. Solch ein Aufwirbeln versagt jedoch in vielen
Fällen, z. B, bei schwer aufzubereitenden Materialien wie Rotschlamm. Eine hinreichende
Auflockerung des zu sinternden Materials läßt sich bei dem Vorgehen nach diesen
bekannten Vorschlägen nicht erreichen. '\ATird dagegen in striktem Gegensatz zu
diesen Empfehlungen das Material einer mehrfachen Folge von Aufpralleinwirkungen
unterzogen, so wird auch bei schwer zu handhabenden Stoffen ein lockeres, voluminöses,
sich bei der Sinterung gut verhaltendes Material erzielt, was nach den bisherigen
Empfehlungen gerade auf diese Weise ausgeschlossen erscheinen mußte.
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Im folgenden werden einige Einzelheiten und Besonderheiten des Verfahrens
der Erfindung bei der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. nämlich der
Vorbereitung von Eisen-Feinerzen mit einer Teilchengröße von 5 bis 0,01 mm für die
Sinterung dargelegt.
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Wird eine trockene Komponente, z. B. Kiesabbrand, und dazu eine naßschmierige,
z. B. Anilinschlamm mit 40 % Wasser, verwendet, so kommt beim einmaligen Durchgang
durch den Desintegrator ein gut vorgemischtes und durchfeuchtetes Gut heraus. Die
Belüftung ist so stark, daß aus dem ausgetragenen Gut, wie man mittels übergehaltener
Glasscheibe feststellen kann, feuchte Luft entweicht, die an, der Glasscheibe Wasserperlen
absetzt.
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Gibt man diese Mischung, der weitere Komponenten zugegeben werden
können, in einen zweiten Desintegrator, gegebenenfalls unter weiterem Wasserzusatz,
der durch die Feuchtigkeit der Zusätze eingebracht werden kann, so wird der Prozeß
im Sinne einer gleichmäßigen Durchfeuchtung aus der Feuchtigkeit der Bestandteile
bei weiterer guter Durchmischung und Belüftung weitergeführt, so daß beim dritten
Durchgang die Mischung bereits aufgabefertig ist.
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Es wäre denkbar, große Desintegratoren herzustellen, die bei einem
einzigen Durchgang die Aufgabe bewältigen. Indes sind die kleineren Aggregate in
der Herstellung und Bedienung zweckmäßiger, so daß zwei oder mehr hintereinandergeschalteteDesintegratoren
üblicher kleiner Bauart bevorzugt sind.
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Bringt man in einen solchen Desintegrator oder eine Reihe solcher
Desintegra,toren gleichmäßig zulaufend je zur Hälfte Rotschlamm mit 30 % Wasser
und trockene Kiesabbrände ein, so erhält man
bei dreimaligem Durchgang
durch einen Desin:tegrator oder eine Reihe von drei Desintegratoren ein lockeres
vorzügliches brauchbares Gemisch mit 12 0/0 Wassergehalt. Das restliche Wasser wurde
mit der entweichenden Luft ausgetragen.
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Bei einem Gemisch, bestehend aus 30 % Anilinschlamm mit 50119 Wasser,
401)/o trockenem Kiesabbra,nd, 100/ü Koksfein mit 10% Wasser und 20% trockenem Sinterfeinrückgut,
wurde nach einem dreimaligen Durchgang eine lockere, gleichmäßig feuchte, krümelige
gut belüftete Masse erzielt mit einem Wassergehalt von 11%. 50/a des Wassergehaltes
waren durch die austretende Luft aus der Masse ausgetragen.
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Dieses Resultat wurde erreicht ohne Sümpfen, Mauken, Zwischenbunkern,
Trommelmischen und besondere Wasserzugabe.
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Die zur Mischung kommenden Rohstoffe können durch Förderbänder dem
Desintegrator zugeführt werden, die unter Umständen mit verschiedener Geschwindigkeit
laufen, um die Komponenten entsprechend zu dosieren.
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Die in den Zuführungsschacht 5 fallenden Mengen werden vom Außenläufer
erfaßt und nach innen gedrängt und dort vom Innenläufer bearbeitet, um dann unten
und in der Drehrichtung wieder vom Außenläufer erfaßt und dann ausgestoßen zu werden.
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Die Umdrehungszahl der Welle des Außenläufers war bei den obigen Verfahren
mehr als 700 Umdrehungen; die Drehzahl ist regelbar und wurde auf die beste. Verarbeitbarkeit
eingestellt.
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Der Innenläufer kann dabei in gleicher Richtung laufen oder in entgegengesetzter
Richtung. Seine Drehzahl richtet sich nach der Drehzahl der Außenwelle und. ist
ebenfalls regelbar und beträgt zweckmäßig ebenfalls mehr als 700, was zu besonders
guten Ergebnissen, führt.
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Nicht nur Erze, sondern auch andere zu sinternde Stoffe, z. B. Ausgangsmaterial
für zu sinternde keramische Massen, z. B. zur Herstellung von Sinterbims, können
mit Vorteil gemäß der Erfindung behandelt werden.