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Verfahren und Vorrichtung zum Härten von Pellets Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Härten von Pellets, insbesondere aus Eisenerz, mittels
heißer Spülgase sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, feinkörnige Stoffe durch Benetzen mit Wasser, gegebenenfalls
unter Zusatz von Bindemitteln, zu agglomerieren. Derartige Granulate, die als Pellets
bezeichnet werden, haben eine nur geringe Punktdruckfestigkeit von 0,5 bis 3 kg.
Es ist daher erforderlich, sie durch eine Wärmebehandlung zu härten. Hierzu benutzt
man Wanderroste, Sinterbänder, Schachtöfen oder Drehrohröfen.
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Beispielsweise ist es bekannt, derartige Stoffe in einem Drehrohrofen
vorzuheizen und sie in einen zweiten Drehrohrofen zu überführen, in dem sie agglomeriert
werden. Es gehört ferner ein Verfahren zum Sintern eines Gemisches aus Erz und vorwiegend
nicht verkokbarer oder bereits verkokter Kohle zu Erzkoks durch Beheizen des Gemisches
zum Stand der Technik, bei dem das Gemisch nacheinander durch Vorwärmen und durch
nach Maßgabe begrenzter Luftzufuhr gesteuerte Teilverbrennung auf die Sintertemperatur
erhitzt wird.
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Die Verwendung von Schachtöfen zur Behandlung der Pellets ist deswegen
besonders vorteilhaft, weil diese den besten wärmewirtschaftlichen Wirkungsgrad
haben. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei der Beschickung der Schachtöfen
leicht ein Zerfall der Pellets eintritt. Ein weiterer Nachteil, der die Verwendung
von Schachtöfen weitgehend ausgeschlossen hat, ist der, daß die Beschickung in der
Härtungszone sehr leicht zusammensintert, da die Temperatur in dieser Zone bisher
nicht genau beherrscht werden konnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von Schachtöfen
zum Härten von Pellets unter Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile bei voller
Ausnutzung des günstigen Wirkungsgrades zu ermöglichen. Bei einem Verfahren zum
Härten von Pellets, insbesondere aus Eisenerz mittels heißer Spülgase, bei dem diese
vorgewärmt und anschließend auf die zur Härtung erforderliche Temperatur gebracht
werden, besteht die Erfindung darin, daß die in einer ersten Stufe auf einem laufenden
Band in einem Durchlaufofen getrockneten und vorgehärteten Pellets im oberen Teil
eines Schachtofens mittels heißer Spülgase bis nahe an die Härtungstemperatur erwärmt
werden und anschließend in den unteren Teil des Schachtofens gelangen, in dem sie
bis auf die Härtetemperatur erhitzt werden und aus dem sie unten ausgetragen werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden durch den Austrag des Schachtofens
Verbrennungsluft und/oder gewaschenes Rauchgas eingeleitet; diese Gase kühlen die
von oben nach unten rutschenden Pellets ab, wobei sie sich annähernd auf die Brenntemperatur
erwärmen, und werden durch in der Härtungszone im unteren Teil des Schachtofens
angeordnete Brenner, die auf Böschungsflächen der Pellets einwirken, auf die gewünschte
Brenntemperatur gebracht, die die. Pellets auf den Böschungsflächen erreichen. Die
Erfindung sieht ferner vor, die heißen Spülgase aus dem unteren Teil des Ofens in
dessen oberen Teil zu leiten, in welchem sie die Schüttung gleichmäßig verteilt
im Querstrom durchströmen .und die Pellets bis annähernd auf die Härtungstemperatur
erhitzen.
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Erfindungsgemäß werden die den oberen Teil des Schachtofens verlassenden
Spülgase zur Vorbehandlung der Pellets in dem Durchlaufofen benutzt. Diese Vorbehandlung
erfolgt in der Weise, daß die Pellets in einem ersten Abschnitt getrocknet und in
einem darauf folgenden Abschnitt bei Temperaturen bis zu 500° C vorgehärtet werden,
wobei ein Teil der den Schachtofen verlassenden Spülgase, gegebenenfalls nach Zugabe
einer regelbaren Menge an Kühlluft, im Gleichstrom durch die Trocknungszone geführt
wird, während der andere Teil der Spülgase die Vorhärtungszone im Gegenstrom durchströmt.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Spülgas im Durchlaufofen
ständig umzuwälzen.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, die aus einem Schachtofen besteht, der in seinem mittleren Abschnitt
mit einem Einbau mit sich gegenüberliegenden Durchtritten für .die Pellets versehen
ist, die in der Nähe der Ofenwand angeordnet sind
und durch die
auch Spülgase von unteren in, den oberen Teil des Ofens durchtreten; der Einbau
hat einen vorzugsweise mittleren Durchlaß für die Spülgase, der in einem in den
oberen Teil des Ofens hineinragenden Verteilerkopf endet, der mit Öffnungen, vorzugsweise
Düsen für den Durchtritt des Spülgases versehen ist, die so angeordnet sind, daß
das Spülgas feinverteilt im Querstrom die den Verteilerkopf umgebende Schüttung
durchströmt.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß zum regelbaren Überführen der
Pellets vom oberen in den unteren Teil des Ofens oberhalb des Einbaus eine mechanische
Vorrichtung, z. B. hin- und herbewegliche Balken, angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die zur Härtung der
Pellets erforderliche Temperatur durch zwei sich gegenüberliegende Brenner erzeugt,
die unmittelbar unter dem Einbau angeordnet sind und die Böschungsoberflächen des
Gutes erhitzen, das aus den Durchtritten zuläuft.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Schachtofen und den
darüber angeordneten Durchlaufofen und F i g. 2 einen Schnitt nach den Linien U-II
der Fig. 1.
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Die aus der Pellettisieranlage kommenden Pellets werden auf das Band
1 des Durchlaufofens 2 gebracht und in diesem vorgehärtet. Das aus dem oberen Teil
des Schachtofens 3 austretende Spülgas tritt über Leitungen 4 und 5 über die Länge
des Durchlaufofens verteilt in diesen ein und wird mit Hilfe des Propellers 6 umgewälzt.
Zur Temperaturregelung kann über ein Gebläse 7 Kaltluft zugegeben werden. Das Gas
tritt über den etwa in der Mitte des Durchlaufofens angeordneten Kamin 8 ins Freie.
Auf diese Weise erfolgt die Behandlung der Pellets in dem Durchlaufofen in zwei
Stufen, wobei in einer ersten Zone, in der das Spülgas, gegebenenfalls mit Kaltluft
gemischt, im Gleichstrom mit dem Gut geführt wird, und die von der Aufgabe des Gutes
bis zum Kamin reicht, eine Vortrocknung stattfindet, während in der dann anschließenden
Vorhärtungszone das heiß aus dem Ofen kommende Spülgas im Gegenstrom zu den Pellets
strömt. In dem Durchlaufofen werden die Pellets bis auf etwa 400 bis 5Ö0° C vorgehärtet
und gelangen dann über die Schurre 9 in den oberen Teil des Schachtofens 3. Dieser
ist mit einem Einbau 11 versehen, der sich gegenüberliegende schlitzförmige Durchtritte
15 und 16 frei läßt, die in der Nähe der Ofenwand angeordnet sind. Außerdem hat
der Einbau 11 einen mittleren Schlitz 27, der in einem in den oberen Teil des Ofens
hineinragenden Verteilerkopf 10 endet. Der Verteilerkopf erstreckt sich über die
gesamte Tiefe des Ofens und hat seitliche, mit einer Vielzahl von Düsen versehene
Ausgänge 12. Unmittelbar unter dem Einbau 11 sind an sich gegenüberliegenden Stellen
der Ofenwandung zwei Brenner 23 angeordnet, die die Böschungsoberfläche des aus
den Durchtritten 15 und 16 zulaufenden Gutes beheizen. Der unten konisch zulaufende
Schachtofen 3 ist mit einer mechanischen Austragvorrichtung versehen, unter der
ein Sammeltrichter 25 angeordnet ist.
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Die in den oberen Teil des Schachtofens eingefüllten Pellets gelangen
über die Durchtritte 15 und 16 in den unteren Teil 19 des Ofens. Durch Schwingbalken
13 und 14, die oberhalb des Einbaus 11 angeordnet sind, kann die vom oberen in den
unteren Teil des Ofens laufende Menge geregelt werden. Unterhalb des Einbaus bilden
sich Böschungsflächen 20 und 21 aus; die Brenner 23 befinden sich in dem dadurch
gebildeten freien Raum 22. Aus dem unteren Teil 19 des Ofens gelangen die Pellets
über die Austragvorrichtung in den Sammelbehälter 25, durch den Luft oder gewaschenes
Rauchgas oder ein Gemisch dieser Gase eingeblasen wird, das als Kühlgas für die
absinkenden Pellets dient und sich dabei bis nahe an die Aushärtungstemperatur erwärmt.
Das Gas tritt zum überwiegenden Teil in den Raum 22 ein und wird durch Regelung
der Belastung der Brenner 23 konstant auf der gewünschten Endtemperatur, die der
Aushärtungstemperatur entspricht, gehalten. Die Pellets werden also nacheinander
in dünnen Lagen an den Böschungsflächen 20 und 21 auf die Aushärtungstemperatur
gebracht. Durch ständige Kontrolle der Temperatur der Böschungsflächen 20 und 21
und selbsttätige Regelung der Brenner 23 ist eine überhitzung der Pellets ausgeschlossen.
Die Schüttungshöhe im unteren Teil 19
des Schachtofens wird ebenfalls selbsttätig
durch bekannte, mit der Austragvorrichtung gekoppelte Einrichtungen konstant gehalten.
Die heißen Spülgase gelangen teilweise durch die Durchtritte 15 und 16 und die Böschungen
17 und 18 in den oberen Teil des Schachtofens; der größere Teil durchströmt den
mittleren Schlitz 27 und wird durch die Düsen 12 im Verteilerkopf 10 im Querstrom
durch die Schüttung im oberen Teil des Schachtofens gedrückt. Die Spülgase sammeln
sich oberhalb der Schüttung und werden, wie bereits beschrieben, zur Vorbehandlung
der Pellets im Durchlaufofen benutzt