DE1926617A1

DE1926617A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stueckigmaschen von Feinerz und Zuschlaegen

Info

Publication number: DE1926617A1
Application number: DE19691926617
Authority: DE
Inventors: William Davies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-24
Publication date: 1969-12-04
Also published as: FR2009404A1; NL6907986A; BE733549A; ES367673A1

Description

1926617 Dipl.-lng. H. Sauenland ■ Dn.-lng. R. König Patentanwälte - 4odd Düsseldorf · Cecilianallee 76 ^- Telefon 43S73S

22 _s Mai 1969 Unsere Akte; 24 948 IIl/Fu_e

William Davies, Hallam, Manse Brae, Gargunnock,

Stirling, Schottland

"Verfahren und Vorrichtung zum Stüokigmaohen von Feinerz und Zuschlä&en"

Der Möller eines Hochofens besteht im allgemeinen aus Eisenerz und Kohlenstoff als Reduktionsmittel, beispielsweise Koks sowie einem Flußmittel, beispielsweise Kalk» Der Möller muß im Hochofen eine gasdurchlässige Säule bilden, so daß der Koks verbrennen und das dabei entstehende Kohlenmonoxyd das Eisenerz reduzieren kann, damit schmelzflüssiges Eisen entsteht.

Die Ofenleistun'g hängt von der Menge des Heißwindes ab, der durch die Beschickung bzw. das Erz, den Kalkstein und den Koks geblasen wird_e Kleinstückiges Erz und kleinstückiger Koks beeinträchtigen die Gasdurchlässigkeit der Beschickungssäule; außerdem kann es bei hohem Winddruck zu einem Austragen des Feinanteils kommen. Ein großstückiger Möller erleichtert zwar das Aufsteigen der Ofengase bzw«, des Heißwindes, besitzt aber den Nachteil, daß die für die Reaktion mit dem Gas zur Verfügung stehende Grenzfläche verhältnismäßig gering ist und der Wärmeübergang vom Gas auf den Möller bzw„ die Wärmeaufnahme und die Erzreduktion gehemmt werden»

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Versuche haben ergeben, daß die Korngröße des Möllers im Hinblick auf die Gasdurchlässigkeit zwischen 9,5 und 25 mm, vorzugsweise 12,5 mm liegen sollte. Um dem Rechnung zu tragen, können Konzentrate, Feinerze oder andere · Eisenträger, wie Walzenzunder, pyritische Rückstände u, dgl«, zu Pellets, Sinter oder Pelletsinter verarbeitet werden«, Hierbei hat es sich in zunehmendem Maße .eingebürgert, den Kalk dem Sinter oder dem Pellet zuzusetzen, um einen selbstgehenden Sinter bzw„ selbstgehende Pellets herzustellen und den Kalkstein zu möllern. Auf diese Weise wird die Schlackenbildung beschleunigt und die Leistungsfähigkeit des Hochofens verbessert.

Das Bestreben geht dahin, den Hochofen mit einem gebrochenen Sinter oder Pellets einheitlicher oder bestimmter Größe zu beschicken. Gleichmäßige Pellets werden üblicherweise mittels einer rotierenden Trommel hergestellt, die so angeordnet ist, daß die die Trommel verlassenden grünen Pellets abgesiebt werden und nur die Pellets mit der richtigen Größe zum Brennen bei hoher Temperatur gelangen, während die Unterpellets wieder in die Trommel eingespeist werden. Diese Technik wird insbesondere bei der Verarbeitung von Konzentraten angewandt. Diese erfordern jedoch , obgleich sie bei der Anreicherung sehr fein anfallen, ein weiteres Aufmahlen bis auf beispielsweise 90% unter 200 Maschen, ehe sie zu Pellets mit einer ausreichenden Grünfestigkeit verarbeitet werden können, Es ist weiterhin bekannt, feinkörniges Material zwischen mit Ausnehmungen an ihrem Umfang versehene Walzen zu geben und auf diese Weise Briketts herzustellen, deren Form den einander gegen- . überliegenden Ausnehmungen der Walzen entsprechen» Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für die Verarbeitung von Erzen zu Pellets oder Agglomeraten, da die Aus-

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nehmungen der Walzen binnen kürzester Zeit verschmutzen und die Walzen somit eine glatte Oberfläche erhalten. Bei einem anderen Verfahren werden die Bestandteile des Möllers auf einem feststehenden oder wandernden Rost gesintert, der Sinter gebrochen und abgesiebt, wobei das Unterkorn wieder auf den Sinterrost gegeben wird. Dieses Verfahren bietet, wie es zur Zeit praktiziert wird, keine wesentlichen Schwierigkeiten, da die zu verarbeitenden Erze lediglich eine Korngröße unter 6,4 mm besitzen müssen. Dennoch erzielt man einen besseren Sinter, wenn klassiertes Aufgabegut verwendet bzw. das Erz vor der Aufgabe auf den Sinterrost in die Form kleiner Agglomerate mit gleichmäßiger Körnung gebracht wird. Sowohl Pellets als auch Agglomerate zum Sintern lassen sich sehr einfach aus spitzigen Teilchen herstellen. Ein vornehmlich flockiges oder plättchenförmiges Material ergibt dagegen unzureichende Pellets oder Agglomerate, Die herkömmlichen Verfahren zum Pelletisieren besitzen somit jeweils ihre eigenen Nachteile,

Die¹ der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die Nachteile der herkömmlichen Verfahren zu beseitigen, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß das Eisenerz zunächst bis auf eine sehr geringe Korngröße zerkleinert wird, die beispielsweise der Kornverteilung des Aufgabegutes beim Sintern entspricht, alsdann gegebenenfalls unter Zusatz eines Bindemittels mit Wasser angefeuchtet und in den pastösen Zustand überführt wird« Das pastöse Gemisch wird dann zwischen zwei Walzen gegeben, so daß ein kompakter Kuchen oder ein Band entsteht, das dann in Agglomerate oder Pellets der gewünschten Korngröße unterteilt wird. Die pastöse Mischung kann aus einem oder mehreren Erzen sowie ausreichend f eingemahleiiem Kalkstein bestehen, um die Eisen-

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Begleiter in die Schlacke zu überführen. Außerdem kann die Mischung auch einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff enthaltene

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Korngröße der zu agglomerierenden oder pelletisierenden Teilchen von geringerer Bedeutung ist als bisher und Agglomerate oder Pellets aus Teilchen hergestellt werden können, die im wesentlichen eine ähnliche Form besitzen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Agglomerat oder die Pellets im Vergleich zu herkömmlichen Walzverfahren kompakter sind und demzufolge auch eine größere Festigkeit besitzen,,

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Pellets können auf einem üblichen Sinterband gebrannt werden, um Pelletsinter herzustellen. In diesem Falle sollte dem Aufgabegut eine ausreichende Menge Brennstoff, beispielsweise bis 5% Feinkoks zugesetzt werden, um ein Sintern zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch insbesondere zum Herstellen von Agglomeraten und Pellets für das in der deutschen Patentanmeldung P 17 58 478,0 beschriebene Verfahren, In dieser Anmeldung wird beschrieben, wie sich ein günstigerer Brennstoffverbrauch erreichen läßt, wenn ein Gemisch aus feinkörnigem Erz, den Zuschlagen und einem festen Brennstoff zu Pellets verarbeitet wird und das Eisenerz durch den Kohlenstoffgehalt der Pellets unter Bildung von Kohlenmonoxyd und bei einem minimalen Verbrennen des Kohlenstoffs mit dem Luftsauerstoff reduziert wird. Dabei ist es wichtig, daß so wenig Luft wie möglich in die Pellets gelangt, d.h«, daß diese so kompakt wie möglich sein müssen. Das ist auch der Grund für die Wichtigkeit der Verdichtung des Gemischs nach dem erfin-

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dungsgemäßen Verfahren» Wird das Ausgangsmaterial zwischen Walzen verdichtet, dann hängt der Verdichtungsgrad vom Durchmesser der Walzen, ihrem Abstand voneinander und der Oberflächenrauhigkeit der Walzen ab. In Fig. 1 der Zeichnung sind Radialschnitte zweier Walzen 100 und 101 dargestellt, deren Spaltbreite mit d bezeichnet ist_e Wird ein Material 102 in den Walzenspalt gegeben, dann erfassen die Walzen das Material zunächst und schleppen es in den Spalt mit dem Oberflächenabstand D. Im einzelnen ist der Abstand D abhängig von der Oberflächenrauhigkeit der Walzenj er läßt sich sehr rasch durch eine Betriebsmessung feststellen. Der Verdichtungsgrad ist eine Funktion der Abstände"D und d; er kann durch Vergrößerung von D gegenüber d bis zu einem Maximalwert, der vom Walzendurchmesser und der Walzen-• oberfläche abhängig ist, gesteigert werden. Durch Versuche konnte festgestellt werden, daß das Abstandsverhältnis D : d vorzugsweise mindestens 2 j 1 beträgt und vorteilhafterweise so groß wie möglich ist. Bei glatten Stahlwalzen kann das Abstandverhältnis nur wenig über etwa 4 : 1 erhöht werden, weswegen vorzugsweise mit einem Verhältnis von 2 ι 1 bis 4 : 1 gearbeitet wird. Werte über 4 : 1 führen im Hinblick auf die Verdichtung des Kuchens oder Bandes.zu außerordentlich guten Ergebnissen,,

Werden keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen ergriffen, dann besteht .die Möglichkeit, daß das zwischen den Walzen hindurchgehende Aufgabegut nach den Seiten hin weg-· geht β Auf diese Weise würde ein Kuchen oder Band ent·* stehen, dessen Mittelzone ausreichend verdichtet, dessen Kanten jedoch weniger verdichtet und unter Umständen rissig sind«,-Beim nachfolgenden Brechen ergibt sich dann ein höherer Feinanteil unter den aus den Seiten-

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zonen stammenden Pellets "und erhöht sich der Anfall an Rückgut entsprechende Außerdem sind auch die Pellets mit der richtigen Korngröße, wenn sie' aus den Randzonen stammen, weniger verdichtet, als das erforderlich ist» Um dem abzuhelfen, wird das Aufgabegut zwischen Begrenzungsplatten aufgegeben, die im Bereich der Walzenränder quer zu den Walzenachsen angeordnet sind und sich dicht an die Walzenoberflächen anlegen, so daß eine nach den Seiten gerichtete Bewegung des in den Spalt eintretenden Aufgabegutes nicht möglich ist,

I» Fig, 2 der Zeichnung ist die Ansicht einer derartigen Platte 201 wiedergegeben, die dicht an den Oberflächen der Walzen 202 und 203 anliegt. Derartige Platten können Verlängerungen eines Aufgabetrichters für das Aufgabegut sein.

Die Pellets werden durch Mischen des feinkörnigen Eisenerzes mit Kalkstein und Koks unter Zugabe von Wasser und' gegebenenfalls eines Bindemittels aus einer plastischen Masse hergestellt, die dann zwisohen den Walzen in der oben beschriebenen Weise zu einem Kuchen verforait und gebrochen wird. Es ist wichtig, daß die Pellets eine ausreichende Festigkeit besitzen, damit sie ihre Form beibehalten. Eine ausreichende Festigkeit läßt sich auf verschiedene Weise erreichen. Insbesondere kann eine ausreichende Bindung durch Luft- oder thermisches Trocknen erreicht werden, sofern die erforderliche Temperatur nicht die Zündtemperatur des Koks, die im allgemeinen über 400⁰C liegt, erreicht. Vorzugsweise erfolgt das Trocknen bei Temperaturen bis zu 100°C» Als Bindemittel eignet sich Natriumsilikat besonders· Dabei kann eine Natriumsilikatlösung der Ausgangsmischung zugesetzt und

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die grünen Pellets in Luft getrocknet oder mit Kohlendioxyd behandelt werden, um eine feste Silikatbindung zu erreichen,, Dies geschieht vorteilhafterweise so, daß die grünen Pellets auf ein Wanderrost gegeben und dabei beispielsweise Gichtgas durch den Wanderrost und die Pellets geleitet wird.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Eisenerz oder mindestens ein bestimmtes Erz in einem Eisenerzgemisch von Natur aus klebrig oder plastisch ist, da auf diese Weise die Kuchenbildung erleichtert wird und weniger Bindemittel erforderlich ist. Der Mischung kann jedoch auch Ton in einer Menge von beispielsweise 1 bis 2% zugesetzt werden, um eine ausreichende Elastizität zu erreichen.

Die Bestandteile des Agglomerats oder der Pellets müssen eine geringe Korngröße besitzen und gründlich miteinander vermischt werden, um einen guten und gleichmäßigen Kontakt zwischen dem Brennstoff und dem Eisenoxyd zu erreichen. Am besten liegt die Korngröße sämtlicher Mischungsbestandteile unter 1 mm, wenngleich die Korngröße der einzelnen Teilchen in der Mischung variiert, weswegen die Korngröße am besten mit mindestens 85% nicht über 1 mm angegeben wird. Gleichwohl kann das erfindüngsgemäße Verfahren auch mit gröberen Teilchen durchgeführt werden, wenngleich in jedem Falle 75% der Teilchen nicht größer als 2 mm sein sollten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs— beispieleii des näheren erläutert:

Beispiel 1 i
Eine Mischung axis 25% eines klebrigen Hämatiterzes, 20%

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eines nicht klebrigen Hämatiterzes, 25% eines Konzentrates, · 10% Kalkstein und 20% Koks wurden auf die oben angegebene Körnung zerkleinert und mit einer 3%igen wässrigen Lösung von Natriumsilikat vermischt. Das Gemisch wurde zwischen ein Walzenpaar mit dem Verhältnis D ; d » 4 : 1 gebracht und der die Walzen verlassende Kuchen gebrochene Einige der dabei anfallenden Pellets wurden mit Ofenabgas von etwa 200⁰G behandelt, wobei feste Pellets anfielen. Weitere Pellets wurden zwei bis drei Stunden in Luft ausgehärtet, wobei ebyenfalls ausreichend feste Pellets anfielen.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zum Herstellen von Agglomeraten oder Pellets nach der Erfindung.

In den Bunkern 1 bis 5 befinden sich Eisenerz, Konzentrat, feinzerkleinerter Kalkstein, Koks und Ton. Die Mischungsbestandteile gelangen aus den Bunkern 1 bis 5 auf einen Förderer 6 und von diesem in einen Mischer 7, Aus einem Tank 8 kann Natriumsilikatlösung über die Leitung 9 in den Mischer 7 gegeben werden. Die plastische Masse gelangt aus dem Misoher 7 über eine Rutsche 10 zwischen die Verdichtungswalzen 11, 12, aus deren Spalt sie als Band 13 austritt. Das Band 13 wird mittels eines Rotationsmessers 14 in Agglomerate oder Pellets zerteilt, die auf ein Vibrationssieb 15 mit einer Maschenweite von 9,5 mm fallen. Heißes Ofengas wird durch eine Gasleitung 16 zum Trocknen und Aushärten auf die Pellets geleitet, die bei 17 trocken und in festem Zustand abgezogen werden. Das Unterkorn und das heiße Ofengas gehen durch das Sieb 15 und werden danach in üblicher Weise voneinander getrennt, wobei das Unterkorn über eine Rückleitung

18 in den Mischer eingespeist und das Gas in einen Kamin

19 geleitet wird.

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In einer Anlage der in Fig. 3 "beschriebenen Art wurde ein Gemisch aus 40% Magnetitkonzentrat mit 75% unter 300 BS-Maschen, 30% Hämatit-Konzenträt mit 80% unter 60 BS-Maschen, 1% plastischem Bentonit, 10% Kalkstein mit 90% unter 100 BS-Maschen und 20% Koksgrus mit 80% unter 16 BS-Maschen, dem 2,5% Natriumsilikat, bezogen auf die Mischung, in Form einer Natriumsilikatlösung zugesetzt wurde, in einen kontinuierlich arbeitenden Mischer gegeben, wie er bei der Vorbereitung von Gießereiformsanden verwendet wird. Der Wasseranteil der Mischung reichte aus, um diese in den plastischen Zustand zu überführen,, Die Mischung wurde aus dem Mischer zwischen zwei glatte Walzen mit einem Durohmesser von 61 em und einem Abstandsverhältnis von D : d s* 4 : 1 gegeben und zu einem kompakten Kuchen mit einer Dicke von 12$ 7 nun verarbeitet. 'Der Kuchen wurde mittels eines RotationsSchneiders in flache Pellets mit einer Abmessung von 12,7 x 38 mm unterteilt und auf ein geneigt angeordnetes Vibrationssieb mit einer Maschenweite der Keildrähte von 9*5 mm gefördert. Durch die auf dem Sieb befindlichen Pellets wurde zum Aushärten ein Ofenabgas mit einer Temperatur von 150 bis 200⁰C gesaugt. Das unter dem Sieb anfallende Unterkorn wurde wieder in den Mischer eingespeist und damit jeder Verlust beim Brechen bzw. Unterteilen vermieden. Die ausgehärteten Pellets wurden direkt in den Hochofen gegeben, um das Eisenoxyd zu reduzieren.

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Claims

- ίο - William Davies, Hallam, Manse Brae, Gargunnbck, Stirling, Schottland Patentansprüche;

1. Verfahren zum Stückigmachen von Feinerz und Zuschlägen, dadurch gekennzeichnet , daß das Feinerz und die Zuschläge unter Zugabe von Wasser in den plastischen Zustand gebracht, das Gemisch zwischen zwei Walzen zu einem Kuchen verdichtet und dieser unterteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgangsmischung ein Bindemittel zugesetzt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder Z^ dadurch gekennzeichnet , daß das Feinerz auf eine Körnung unter 6,4 mm zerkleinert wird.

4.Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet ,

daß dem Ausgangsgemisch feinkörniger Kalkstein zugesetzt wird.

5· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet , daß dem Ausgangsgemisch fester Kohlenstoff zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die beim Zerteilen anfallenden

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Agglomerate gesintert werden.

7· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Mischung eine Natriumsilikatlösung zugesetzt und die grünen Agglomerate in Luft getrocknet ^rden_e

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r ch gekennzeichnet , daß der Ausgangsmischung eine Natriumsilikatlösung zugesetzt und die grünen Agglomerate mittels Kohlendioxyd ausgehärtet werden,

9· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgangsmischung Ton zugesetzt wird«

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet d u r ch zwei einander in einer Ebene gegenüberliegende Walzen (101, 100; 202, 203) mit einem Abstandsverhältnis D : d,von 2 : 1 bis 4:1,

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r oh ge k e η η zeichnet _s daß das Abstandsverhältnis 4:1 beträgt*

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß an der Einlauf seite der Walzen (210, 203) in der Hähe der Walzenstirnseiten sich quer zu den Walzenachsen erstreckende und in den Walzenspalt hineinragende Begrenzungsplatten (201) angeordnet sind.

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-13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch ein unterhalb von Vorratsbunkern (Ibis 5) angeordnetes, über einem Mischer (7) endendes Förderband (6), einen ·* Bindemitteltank (8) mit einer Zuleitung (9) zum Mischer, unterhalb des Mischers (7) angeordnete Verdichtungswalzen (ti ^ IJ^und einen zwischen den Walzen (11, 12) und einem Sieb (15) ^;|ngeordneten Zerteiler (14).

14, Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch g e k e nn ζ eichnet , daß das Sieb (15) mit einer Gashäube versehen und über eine Rücklauf leitung (18) mit dem Mischer (7) verbunden ist.

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L e e r s e i t e