DE1936530A1

DE1936530A1 - Thermally treating iron oxide-containing ore - on travelling grates

Info

Publication number: DE1936530A1
Application number: DE19691936530
Authority: DE
Inventors: Rose Dipl-Ing Fritz
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1969-07-18
Publication date: 1971-01-28
Also published as: CA934156A; BR7019855D0; AU1564770A; ZA703036B

Abstract

The material is prepared for direct reduction in a rotary furnace, the furnace waste gases being used for the treatment. The flow of gas from the furnace to the first combustion section of the grte is controlled by a locking device. It is fixed at the feed end of the grate in front of the first suction box and extends to the layer of material to be treated. The device feeds controlled amounts of waste gas to the individual combustion sections.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Materialien auf Wanderrosten. Method and device for the thermal treatment of materials on walking grids.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Vorbehandlung von eisenoxydhaltigen Materialien auf Wanderrosten für die 1)irektreduktion in Drehrohröfen, wobei die Abgase des Drehrohrofens für die thermische Vorbehandlung verwendet werden und die vorbehandelten Materialien direkt in den Drehrohrofen chargiert werden.The invention relates to a method and a device for thermal Pretreatment of materials containing iron oxide on traveling grids for 1) direct reduction in rotary kilns, the exhaust gases of the rotary kiln for thermal pretreatment can be used and the pretreated materials are charged directly into the rotary kiln will.

Bei dem Verfahren der Direktreduktion von eisenoxydhaltigen Materialien im Drehrohrofen wird in manchen Fällen dem Drehrohrofen ein Wander- oder Kettenrost vorgeschaltet, auf dem das Material thermisch vorbehandelt wird. Durch die thermische Vorbehandlung werden die Materialien aufgeheizt, so dass der DrehrohroSen von der Aufheizarbeit entlastet wird. Ausserdem werden Grtliipellets auf diese Weise gleichzeitig gehärtet.In the process of direct reduction of materials containing iron oxide In the rotary kiln, in some cases the rotary kiln becomes a traveling or chain grate upstream, on which the material is thermally pretreated. Due to the thermal Pretreatment, the materials are heated up so that the rotary tube can be removed from the Heating work is relieved. In addition, grain pellets are made simultaneously in this way hardened.

Ein solches Verfahren ist aus der US-Patentschrift 2 112 566 bekannt. Weitere Kombinationen von Drehrohröfen mit Vorwärmrost sind beschrieben im DBP 689 507, DRP 759 056, DBP 1 137 055, DiS 1 190 966, DAS 1 194 885 und DAS 1 222 951.Such a method is known from US Pat. No. 2,112,566. Further combinations of rotary kilns with preheating grates are described in DBP 689 507, DRP 759 056, DBP 1 137 055, DiS 1 190 966, DAS 1 194 885 and DAS 1 222 951.

Bei diesen bekannten Verfahren wird der Vorbehandlungsrost durch eine oder mehrere Trennwände in verschiedene Abteilungen unterteilt. Die Abgase des Drehrohrofens durchströmen die erste Abteilung und werden dann in ihrer Gesamtheit oder in Porm von Teilstrdmen in die anderen Abteilungen geleitet. Diese Verfahren haben den Nachteil, dass die Abgase auf direktem Weg aus dem Drehrohrofen in die erate Brennkammer des Wanderrostes gelangen. Dadurch ist eine genaue Temperaturkontrolle nicht möglich, da die Gasmenge und Gastemperatur schwanken. Insbesondere treten Schwankungen auf, wenn das Abgas nachverbrannt wird" da der Gehalt an verbrennbaren Bestandteilen im Abgas, z.B. CO, lI2 und/oder Russ schwanken kann. Diese Schwankungen treten Jedoch auch dann auf, wenn keine Nachverbrennung vorgesehen ist, da steta eine unkontrollierte Nachverbrennung durch eingedrungene Falschluft erfolgt. Daraus ergeben sich Temperaturschwankungen der auf dem Rbst befindlichen Materialien, so'dass eine kontrollierte und optimale Betriebsweise des Rostes nicht möglich ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontrollierte und optimale thermische Vorbehandlung von eisenoxydhaltigen Materialien auf einen Wanderrost unter Benutzung mindestens eines Teilstromes der Abgase eine nachgeschalteten Drehrohrofens durchführen zu können.In these known methods, the pretreatment grate is through a or several partitions divided into different departments. The exhaust gases from the rotary kiln flow through the first division and are then in their entirety or in porm diverted from substreams to the other departments. These methods have the disadvantage that the exhaust gases go directly from the rotary kiln into the erate combustion chamber of the Traveling grate. This means that precise temperature control is not possible, since the gas volume and gas temperature fluctuate. In particular, fluctuations occur when the exhaust gas is afterburned "because the content of combustible components in the exhaust gas, e.g. CO, lI2 and / or soot can fluctuate. However, these fluctuations occur even if no afterburning is planned, there is always an uncontrolled one Post-combustion takes place due to the ingress of false air. This results in temperature fluctuations of the materials located on the beet, so that a controlled and optimal Operation of the grate is not possible The invention is based on the object a controlled and optimal thermal pretreatment of iron oxide containing materials on a traveling grate using at least a partial flow of the exhaust gases downstream rotary kiln to be able to carry out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der direkte und unkontrollierte Zugang der Abgase des Drehrohrofens zu der ersten Brennabteilung des Wanderrostes durch eine am Abwurfende des Rostes ;vor dem ersten Saugkasten bis auf die Materialschicht herunterreichende Absperrvorrichtung weitgehend verhindert wird und den einzelnen Brennabteilungen geregelte Teilströme des Abgases zugeführt werden.This object is achieved according to the invention in that the direct and uncontrolled access of the exhaust gases from the rotary kiln to the first kiln of the traveling grate through one at the discharge end of the grate; in front of the first suction box Barring device reaching down to the material layer largely prevented regulated partial flows of the exhaust gas are fed to the individual combustion departments will.

Durch die Absperrvorrichtung wird der direkte Gasweg vom Drehrohrofen au der ernten Brennabteilung des Ro.tee weitgehend verhindert. Der ftlr die thermische Vorbehandlung erforderliche Anteil der Abgze, der natürlich auch die gesamten Abgase umfassen kann, wird mit Hilfe eines separaten Gasweges in die einzelnen Brennaamern geleitet, wobei jeder Brennkammer ein entsprechender Teilstrom zugeführt wird. Dadurch ist es möglich, den Einfluns der schwankenden Gasmenge und Gastemperatur auf den Brennprozess in den einzelnen Brennabteilungen weitgehend auszuschalten, da die den einzelnen Brennabteilungen zugeleiteten Teilströme in Menge und Temperatur geregelt werden können. Der separate Gasweg wird zweckmässigerweise innerhalb der Haube des Wanderrostes angeordnet. Dies ist z.3. durch Anordnung von Einbauten über dem Rost möglich, die den erforderlichen Gasweg frei lassen. Die Gase können natürlich auch aus dem Übergabeteil zwischen Drehrohrofen und Wanderrost abgezogen werden und mittels Gasleitungen in die einzelnen Brennabteile von aussen eingeleitet werden.The shut-off device opens the direct gas path from the rotary kiln largely prevented by the harvesting department of the ro.tee. The ftl for the thermal Pretreatment required proportion of the exhaust gas, which of course also includes the entire exhaust gas can include, is with the help of a separate gas path in the individual Brennaamern passed, each combustion chamber a corresponding partial flow is fed. Through this it is possible to determine the influence of the fluctuating gas quantity and gas temperature on the To largely switch off the burning process in the individual burning departments, since the The partial flows fed to the individual combustion departments are regulated in terms of quantity and temperature can be. The separate gas path is expediently within the hood of the traveling grate arranged. This is e.g. 3. by arranging internals possible above the grate, which leave the required gas path free. The gases can Of course, it is also deducted from the transfer section between the rotary kiln and the traveling grate and fed into the individual combustion compartments from the outside by means of gas pipes will.

Als Wanderrost können alle Aggregate verwendet werden, die eine bewegliche Rostkette aufweisen.All units that have a moving grate can be used as a traveling grate Have rust chain.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, das die in den Wanderrost eingeleitete Gasmenge nach dem Verlassen des Drehrohrofene nachverbrannt wird. Dadurch wird der latente Wärmeinhalt des Abgases ebenfalls nutzbar gemacht. Falls nicht die geeamte Abgasmenge für die thermische Vorbehandlung benötigt wird, kann das gesamte Abgas zusammen nachverbrannt werden und ein Teilstrom wird abgezogen, oder der nicht benötigte Teilstrom wird bereits vor der Nachverbrennung abgezogen. Auch bei dieser Ausgestaltung ist eine kontrollierte Zugabe der erforderlichen Wärmemenge in die einzelnen Brennabteilungen möglich.A preferred embodiment of the invention is that the Amount of gas introduced into the traveling grate is burned after leaving the rotary kiln will. This also makes the latent heat content of the exhaust gas usable. If the total amount of exhaust gas is not required for thermal pretreatment, the entire exhaust gas can be post-burned together and a partial flow is withdrawn, or the partial flow that is not required is drawn off before the afterburning. In this embodiment, too, the required amount of heat is added in a controlled manner possible in the individual firing departments.

Gemüse einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der fühlbare Wärmeinhalt der in die einzelnen Brennabteilungen geführten Teilströme durch Zumischung von kalten Gasen eingestellt. Dadurch ist eine einfache Regelung der optimalen Vorbehandlungsbedingungen möglich.Vegetables of a preferred embodiment of the invention are tangible Heat content in the individual firing departments guided partial flows adjusted by adding cold gases. This is a simple scheme the optimal pretreatment conditions possible.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchfffhrung des Verfahrens besteht aus einem Wanderrost mit mehreren Brennabteilungen, dessen Abwurfende mit dem Eintragaende eines Drehrohrofens verbunden ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass am Abwurfende des Rostes vor dem ersten Saugkasten ein bis auf die Materialschicht herunterreichendes Schild angeordnet ist, das den direkten Gasweg vom Drehrohrofen in die Saugkästen versperrt und dass Zuleitungskanäle für die Zuleitung von Teilströmen des Abgases vom Drehrohrofen in die einzelnen Brennabteilungen angeordnet sind. A device according to the invention for carrying out the method consists of a traveling grate with several burning compartments, the discharge end with is connected to the entry end of a rotary kiln and is characterized by that at the discharge end of the grate in front of the first suction box, a down to the material layer Down-reaching shield is arranged that the direct gas path from the rotary kiln blocked in the suction boxes and that supply channels for the supply of partial flows of the exhaust gas from the rotary kiln are arranged in the individual combustion departments.

Dadurch wird eine gute Absperrung des direkten Basweges von Drehrohrofen zu den Saugkästen des Wanderrostes erzielt, und die einzelnen Teilströme des Abgases können in kontrollierter Menge zu den einzelnen Brennabteilungen geleitet werden. This creates a good barrier to the direct Basweg from the rotary kiln achieved to the suction boxes of the traveling grate, and the individual partial flows of the exhaust gas can be directed to the individual firing departments in controlled quantities.

Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass das gesamte Schild oder mindestens der untere Teil des Schildes in Laufrichtung des Rostes beweglich angeordnet ist. A preferred embodiment is that the entire shield or at least the lower part of the shield can be moved in the running direction of the grate is arranged.

Mit diese* Anordnung wird eine besonders gute Absperrung erzielt, da die Unterseite des Schildes auch bei Schwankungen in der Höhe der Beschickung immer auf der Oberfläche der Beschickung aufliegt. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, da das Schild höhenverstellbar angeordnet ist.With this * arrangement a particularly good barrier is achieved, because the underside of the shield also with fluctuations in height the load always rests on the surface of the load. Another Design consists in that the shield is arranged to be adjustable in height.

Mit dieser Anordnung kann da Schild an Veränderungen der Schildhöhe der Beschickung angepasst werden, so dass der Auflagedruck des Schildes gering gehalten werden kann.With this arrangement, the shield can adapt to changes in the shield height can be adapted to the loading, so that the contact pressure of the sign is kept low can be.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnungen näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment and the drawings explained in more detail.

Fig.1 zeigt einen Querschnitt durch du Beschickungsende eines Drehrohrofens und einen vorgeschalteten Wanderrost.1 shows a cross section through the charging end of a rotary kiln and an upstream traveling grate.

Figuren 2 und 3 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen der Absperrvorrichtung.Figures 2 and 3 show two different embodiments of the shut-off device.

Der Drehrohrofen 1 hatte eine Länge von 12 s und einen Innendurchmesser von 0,8 1. Aus seinen Beschickungsende traten 720 Nm³ Abgas/h mit einer Temperatur von durchschnittlich 100000 in den Übergabeteil 2, der den Drehrohrofen 1 mit dem Wanderrost 3 verbindet, und im dem die Übergabeschurre s angeordnet ist. Der Wanderrost 3 bestand aus einer Rostkette mit 2,0 m wirksamer Länge und 0,55 m wirksamer Breite. Unter der wirksamen Rostfläche waren zwei Saugkästen 5 und * angeordnet. Das Abgas hatte eine Zusammensetzung von CO2 = 17,33; CO = 7,50 ; H2 = 3,33 ; N2 = 55,17 ; H2O = 16,67 Vol.-%. Während 360 Nm³ seitlich über Leitung 7 vor der Nachbrennkammer 8 abgezogen wurden und zum Zyklon 20 geleitet wurden, wurden in der Nachbrennkammer 8 die anderen 360 Nm³ durch Zufuhr von ca. 230 Nm³ Luft/h nachverbrannt und erreichten eine Temperatur von 1150°C. Von den entstehenden 568 Nm3 verbranntem Ofenabgas, die einen hohen Anteil an O2 enthielten, wurden ca. 380 Nm³ durch die Brennabteilung 9 auf die Erzschüttung 10 geführt und in den Saugkasten 5 gesaugt. Die Temperatur der Gase verringerte sich dabei durch Wärmeabgabe an das Erz auf ca. 600°C, während das Erz von ca. 300°C auf ca. 100000 erwärmt wurde. Der restliche Gasstrom nach der Verbrennung - ca. 190 Nm3 - wurde in der Brennabteilung 11 mit weiteren 220 Nm³ Luft gemischt und auf etwa 6000C gekühlt. Diese Kühlluft wurde durch die Leitung 12 zugeführt. Die 6000 heissen Gase werden durch des kalte Erz gesaugt und gelangen in den Saugkasten 6. Das kalte Erz wird bei getrocknet und auf ca. 300°C vorgewärmt. Die Abgase aus den Saugkästen 5 und, 6 werden von einem Gebläse durch die Leitung 13 abgesaugt.The rotary kiln 1 had a length of 12 seconds and an inside diameter of 0.8 1. 720 Nm³ exhaust gas / h at a temperature emerged from its charging end of an average of 100,000 in the transfer part 2, which the rotary kiln 1 with the Traveling grate 3 connects, and in which the transfer chute s is arranged. The traveling grate 3 consisted of a grate chain with an effective length of 2.0 m and an effective width of 0.55 m. Two suction boxes 5 and * were arranged under the effective grate area. The exhaust had a composition of CO2 = 17.33; CO = 7.50; H2 = 3.33; N2 = 55.17; H2O = 16.67% by volume. During 360 Nm³ laterally via line 7 before the afterburning chamber 8 were withdrawn and passed to the cyclone 20, were in the afterburning chamber 8 the other 360 Nm³ by supplying approx. 230 Nm³ air / h afterburning and reached a temperature of 1150 ° C. Of the resulting 568 Nm3 of burnt furnace exhaust gas, which contained a high proportion of O2, was approx. 380 Nm³ passed through the combustion department 9 onto the ore bed 10 and into the suction box 5 sucked. The temperature of the gases decreased due to the release of heat to the Ore to approx. 600 ° C, while the ore was heated from approx. 300 ° C to approx. 100,000. Of the remaining gas flow after combustion - approx. 190 Nm3 - was in the combustion department 11 mixed with a further 220 Nm³ of air and cooled to about 6000C. This cooling air was fed through line 12. The 6000 hot gases are replaced by the cold Ore is sucked and get into the suction box 6. The cold ore is dried at and preheated to approx. 300 ° C. The exhaust gases from the suction boxes 5 and 6 are from suctioned through the line 13 by a fan.

Die über den Rollenrost 14 aufgegebene Erzmenge betrug dabei ca. 270 kg Erz/h,, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Erzes bei ca. 10 % lag. Im Bereich des Saugkastens 6 wurde das Erz getrocknet und von ca. 200C auf ca. 30000 vorgewärmt. Im Bereich des Saugkastens 5 wurde das Erz von ca. 3000C auf ca. 1000°C erhitzt.The amount of ore fed in via the roller grate 14 was approx. 270 kg ore / h, the moisture content of the ore being approx. 10%. In the area of the suction box 6, the ore was dried and preheated from approx. 200 ° C. to approx. 30,000. In the area of the suction box 5, the ore was heated from approx. 3000C to approx. 1000 ° C.

Zur Verbrennung der aus dem Drehrohrofen 1 austretenden Abgase wurde in der Nachbrennkammer 8 die erforderliche Verbrennungsluft durch die Gasleitung 15 zugeführt. Ein Hilfsbrenner 16, der mit Luft und Gas gespeist wurde, diente zur Stabilisierung der Verbrennung. Zur Regulierung der Gastemperatur in den Brennabteilungen 9 und 11 konnte weitere Luft bzw. Kühlgas über die Leitungen 17 und 12 zugeführt werden.For the combustion of the exhaust gases emerging from the rotary kiln 1 was in the afterburning chamber 8 the required combustion air through the gas line 15 supplied. An auxiliary burner 16, which was fed with air and gas, was used for Stabilization of the combustion. To regulate the gas temperature in the firing departments 9 and 11 could supply further air or cooling gas via lines 17 and 12 will.

Die Höhe der Erzechüttung 10 wurde durch starre Schilde 18 eingehalten. Eine optimale Absperrung des direkten Gasweges vor dem Ubergabeteil 2 in den Saugkasten 5 oder 6 verhinderte die höhenverstellbare und im unteren Teil bewegliche Absperrvorrichtung 19.The height of the embankment 10 was maintained by rigid shields 18. An optimal shut-off of the direct gas path in front of the transfer part 2 in the suction box 5 or 6 prevented the height-adjustable shut-off device, which was movable in the lower part 19th

Fig.2 zeigt das Schild 20 der Absperrvorrichtung 19, das in einem Drehpunkt 21 auf der Abdichtung 22 gelagert ist.Fig.2 shows the shield 20 of the shut-off device 19, which is in a The pivot point 21 is mounted on the seal 22.

Der Drehpunkt 21 kann. höhenverstellbar sein. Die Abdichtung 22 stützt sich auf der Rostabdeckung 23 ab. Zwischen dem Schild 20 und der Abdichtung 22 verhindert eine Packung 24 den Gasaustritt aus dem Gasraum 25. Der am Schild 20 angebrachte untere Teil des Schildes 26 kann sich in Fahrtrichtung des Rostes bewegen. Teil 26 liegt auf der Rostschüttung 10 auf und verhindert so den Gasdurchtritt vom Gasraum 25 in den Gasraum 27.The pivot point 21 can. be adjustable in height. The seal 22 supports on the grate cover 23. Prevented between the shield 20 and the seal 22 a pack 24 the gas outlet from the gas space 25. The one attached to the shield 20 lower part of the shield 26 can move in the direction of travel of the grate. part 26 rests on the bulk grate 10 and thus prevents the passage of gas from the gas space 25 into the gas space 27.

Fig.3 zeigt eine andere Ausführung, in der das Schild 20 höhenverstellbar auf der Abdichtung 22 angebracht ist.3 shows another embodiment in which the shield 20 height adjustable is attached to the seal 22.

Diese Ausführung entspricht im übrigen mit Ausnahme der starren Lagerung der anhand von'Fig.2 beschriebenen Arbeitsweise.This version corresponds to the rest with the exception of the rigid mounting the mode of operation described in 'Fig. 2.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine optimale und genau kontrollierte thermische Vorbehandlung auf dem Wanderrost unter Ausnutzung der Ofenabgase durchgeführt werden kann. Insbesondere die kontrollierte Verbrennung von giftigen Bestandteilen im Ofenabgas (z.B. CO) und von Russ, der in den Rauchgasen zu Luftversehmutsung fuhren kann, ist gelöst. Gleichzeitig kann durch die kontrollierte Verbrennung z.B. eine schonende Aufheizung von Stückerz erfolgen, wodurch ein Zerplatzen des Erzen und der Anfall von Abrieb verhindert oder vermindert wird.The advantage of the invention is that it is optimal and accurate Controlled thermal pretreatment on the traveling grate using the furnace exhaust gases can be carried out. In particular, the controlled burning of poisonous Components in the furnace exhaust gas (e.g. CO) and of soot, which in the flue gases cause air pollution can drive is solved. At the same time, through the controlled combustion, e.g. the lump ore is gently heated, causing the ore to burst and the occurrence of abrasion is prevented or reduced.

Bei der Behandlung von Grünpellets kann die Je nach Erzart für eine gewünschte Vorhärtung unterschiedliche Temperatur in der Rostbeschickung eingestellt werden.When treating green pellets, depending on the type of ore for a desired pre-hardening different temperature set in the grate loading will.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1) Process for the thermal pretreatment of materials containing iron oxide on traveling grates for direct reduction in rotary kilns, with the exhaust gases from the rotary kiln used for thermal pretreatment and the pretreated materials be charged directly into the rotary kiln, characterized in that the direct and uncontrolled access of the exhaust gases from the rotary kiln to the first kiln of the traveling grate through one at the discharge end of the grate in front of the first suction box The shut-off device reaching down onto the material layer is largely prevented regulated partial flows of the exhaust gas are fed to the individual combustion departments will.

2) The method according to claim 1, characterized in that the in The amount of exhaust gas introduced into the traveling grate is post-burned after leaving the rotary kiln will.

3) Method naoh claim 1 and 2, characterized in that the Noticeable heat content of the partial flows led into the individual combustion departments is adjusted by adding cold gases.

. 4) 4) Device for performing the method according to the claims 1 to 3, consisting of a traveling grate with several burning compartments, the discharge end of which is connected to the entry end of a rotary kiln, characterized in that that at the dropping end of the grate 3 in front of the first suction box 6 a down to the material layer 10 down reaching shield 20, 26 is arranged, the direct gas path from Rotary kiln 1 blocked in the suction boxes 6, 7 and that supply ducts for the Feeding of Teji streams of the exhaust gas into the individual combustion compartments 9, 11 is arranged are.

5) Device according to claim 4, characterized in that at least the lower part 26 of the shield 20 is arranged to be movable in the running direction of the grate 3 is.

6) Device according to claim 4 and 5, characterized in that the shield 20, 26 is arranged adjustable in height.