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Anlage zur Erzkokssinterherstellung Zum Aufschließen und Aufbereiten
werden zahlreiche Roherze vor ihrer Verarbeitung im Hochofen zusammen mit einem
Brennstoff zu einem porösen, möglichst sclackenfreien Erzkokssinter aufbereitet.
Dazu wird das Erz zunächst mit einem Brennstoff gemischt und das Gemisch anschließend
in einer Sinterkammer, z. B. in einer Sinterpfanne, bis auf eine Temperatur von
etwa 800 bis 1200° C aufgeheizt. Zum Aufheizen wird durch das Gemisch ein Heizgas
hindurchgeleitet.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den wärmewirtschaftlichen
Wirkungsgrad einer solchen Anlage durch Steigerung der Wärmeausnutzung heraufzusetzen
und auf diese Weise die Kosten für die Herstellung des Erzkokssinters zu senken.
Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß die im Sinterkuchen
nach Abschluß der Sinterung enthaltene Wärme für die Beheizung der nachfolgenden
Sinterkammerfüllung ausgewertet wird. Zu diesem Zweck lehrt die Erfindung, in einen
die Heizgaseintritts- und -austrittsleitung der Sinterkammer miteinander verbindenden
Kreislauf außer einem Rufheizer einen Wärmeaustauscher einzuschalten, dem nach Abschluß
der Sinterung die im Sinterkuchen enthaltene Wärme in Vorbereitung des nachfolgenden
Sinterprozesses zugeführt wird, damit der Austauscher diese Wärme dann an die Heizgase
abgibt.
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Dabei bietet die Abführung der Wärme aus dem fertigen Sinterkuchen
an den Wärmeaustauscher die vorteilhafte Möglichkeit, die Temperatur des Sinterkuchens
verhältnismäßig langsam, jedenfalls so abzukühlen, daß das Kuchengefüge geschont
wird, z. B. zum Unterschied von einer schroffen Abkühlung etwa mit Wasser. Für die
Übertragung der Wärme aus dem fertigen Sinterkuchen an den Wärmeaustauscher eignen
sich neutrale (inerte) Gase, die gegen ein Verbrennen der im Sinterkuchen enthaltenen
glühenden Koksstücke schützen.
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In Weiterentwicklung der Erfindung wird im Interesse einer Vereinfachung
der Bedienung ein zweiter Gaskreislauf durch die Sinterkammer und den Wärmeaustauscher
geführt und dieser zweite Kreislauf mit einer Umschaltvorrichtung versehen, mit
der die beiden Kreisläufe wechselweise einzuschalten sind, d. h. nach Abschluß des
Sinterprozesses bequem auf eine Rufheizung des Wärmeaustauschers durch Abfuhr der
im Sinterkuchen enthaltenen Wärme umgeschaltet werden kann. Ebenso einfach ist die
Zurückschaltung zum Einleiten des Sinterprozesses.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch eine erfindungsgemäße Sinteranlage.
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An die mit dem Erzbrennstoffgemisch 1 beschickte Sinterpfanne 2 ist
eine Gaszuführungsleitung 3 angeschlossen, durch die ein ausreichend hoch erhitztes
Gas in die Pfanne eingeführt wird. Das Gas strömt durch das Erzbrennstoffgemisch
unter Abgabe seiner Wärme, d. h. also Aufheizen des Pfanneninhaltes 1 hindurch und
verläßt die Pfanne durch eine Austrittsleitung 4. Die sich unter dieser Rufheizung
in der Pfanne entwickelnden Entgasungsprodukte werden von durch 4 austretendem Heizgas
mitgeführt.
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Gleichgültig, ob diese mitgeführten Entgasungsprodukte im Heizgas
verbleiben oder ausgeschieden werden, soll das Heizgas im Kreislauf erneut durch
die Eintrittsleitung 3 dem Pfanneninhalt 1 wieder zugeführt werden. Der Weg von
der Austrittsleitung 4 zur Eintrittsleitung 3 führt nach dem dargestellten Beispiel
durch einen für Entstaubungszwecke vorgesehenen Zyklon 5 od. dgl. zu einem Gebläse
6 und von diesem durch eine Leitung 7 zu einem Rufheizer B. Dieser zeigt mehrere
Kammern, die wechselweise durch Wärmezufuhr von außen aufgeheizt werden und die
ihnen auf diese Weise zugeführte Wärme an das durch 7 kommende Gas abgeben. Zum
Beheizen der Kammern des Rufheizers 8 dient nach dem dargestellten Beispiel ein
Heizgas, z. B. Koksgas, das durch eine Leitung 9 eintritt und bei 10 etwa durch
einen Kamin 10 (Abgasabführung) abströmt. Nach Verlassen des Rufheizers 8 führt
die Kreislaufstraße durch eine Leitung 11 zum Eintritt 3 in die Pfanne 2.
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Verbleiben die obenerwähnten, vom Umlaufgas mitgeführten Entgasungsprodukte
im Kreislauf, dann wird ein Karburator 12 in die Leitung von 11 nach 3 eingeschaltet,
dessen Aufgabe, wie gesagt, darin besteht, durch Karburieren die im Umlaufgas enthaltenen
Entgasungsprodukte in reduzierende Gase überzuführen.
Als Karburator
kommt ein Wassergaserzeuger oder ein elektrischer Karburator in Betracht (vgl. z.
B. in »Stahl und Eisen«, 1952, S. 461).
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Mit fortschreitender Beheizung der Pfanne 2, d. h: also fortschreitendem
Sinterprozeß und steigender Sinterkuchentemperatur, wächst auch die Temperatur des
durch 4 aus der Pfanne austretenden Gases. Um nun das Gebläse 6 od. dgl. gegen Überhitzen
zu schützen, wird das durch 4 austretende Gas auf etwa 400° C abgekühlt und dazu
vor das Gebläse 6 ein Kühler geschaltet. Gegebenenfalls wäre der Zyklon 5 gleichzeitig
als Kühler auszubilden. Ebenso bestände die Möglichkeit, einen Kühler 13 mit der
obenerwähnten Waschapparatur zu kombinieren für jene Fälle, in denen die Entgasungsprodukte
durch Auswaschen aus dem Umlaufgas ausgeschieden werden sollen und alsdann also
eine Karburierung (Karburator 12) entfällt.
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Die in dem Sinterkuchen 1 nach Abschluß des Sinterprozesses enthaltene
Wärme wird einem Austauscher 14 zugeführt und durch Vorwärmen des Umlaufgases (vor
dessen Eintritt in den Aufheizer 8) ausgenutzt. Es wird nämlich ein zum Abkühlen
des Sinterkuchens 1 durch diesen hindurchgeleiteter Kühlgässtrom 15 dem Wärmeaustauscher
14 zugeführt und also auf diesen die dem Sinterkuchen durch Abkühlung entzogene
Wärme übertragen. Der Kühlgasstrom 15 tritt zu diesem Zweck beim Verlassen der Pfanne
2 in eine Leitung 16 ein, die -durch den Wärmeaustauscher 14 zu einem Umschaltventil
17 führt. Die Leitung 15 ihrerseits geht von einem Umschaltventil 18 aus. Bis zum
Abschluß des Sinterprozesses haben die beiden Ventile 17 .und 18 die Stellung S,
so daß also das durch 4 austretende Umlaufgas nach Passieren des Zyklons 5 und gegebenenfalls
eines gesondert vorgesehenen Kühlers 13 in das Gebläse 6 eintritt und von diesem
in die Leitung 7 zum Aufheizer 8 befördert wird. Demgemäß arbeitet also das Umlaufgas
in dem Kreislauf 3, 1, 4, 5, 13, 7, 8, 11. Nach Abschluß des Sintervorganges werden
zum Abkühlendes Kuchens 1 die beiden Ventile 17 und 18 im Sinne der Ventilstellung
K umgeschaltet. Das Gebläse 6 fördert dann das Kühlgas im Kreislauf 15, 16 (14),
17, 18. Die vom Kühlgas beim Durchströmen des Sinterkuchens diesem entzogene Wärme
wird an den Wärmeaustauscher 14 abgegeben, so daß also der Sinterkuchen durch das
durch 15 kommende Kühlgas bis auf etwa 400' C abgekühlt wird, und zwar unter Vermeidung
einer schroffen Temperatursenkung, die dem Sinterkuchen unzuträglich ist, indem
sie beträchtliche Wärmespannungen im Kuchen verursacht und ihn seines festen Zusammenhanges
beraubt, nämlich zerbröckelt.
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Während des Kühlvorganges nimmt der Wärmeaustauscher 14 einen
erheblichen Teil der Sinterkuchenwärme auf. Nach Wiederumschalten der beiden Ventile
17 und 18 für ein Aufheizen der nachfolgenden Pfannenfüllung ist die Temperatur
des Umlaufgases beim Eintritt in den Wärmeaustauscher 14 niedriger als dessen Temperatur
und wird also vor der eigentlichen Erwärmung im Aufheizer 8 vorgewärmt.
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Hinsichtlich der an den einzelnen Stellen des Kreislaufes 3, 4, 5,
6, 7, 11 auftretenden Temperaturen schwanken diese am Eintritt in den Zyklon 5 zwischen
0 und 500° C, am Eintritt in den Wärmeaustauscher 14 zwischen 0 und 400° C, am Austritt
zwischen 200 und 400° C. Am Austritt aus dem Aufheizer 8 ist die Temperatur bis
auf etwa 1400° C angestiegen, wenn das bei 9 zugeführte Heizgas etwa 1500° C hat.
Es gibt auf dem Wege durch 8 seine Wärme unter Absinken der Temperatur bis auf etwa
500° C ab. Für den Kreislauf 15, 16, 17, 18 kommen folgende Temperaturen in Betracht:
Austritt aus der Pfanne 500 bis 1000° C, Eintritt in- 14 400 bis 900° C, Austritt
aus 14 300 bis 800' C.