DE19545985A1 - Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm, wobei man den körnigen Eisenschwamm mit Temperaturen von 600 bis 850°C zum Formen der Heißbriketts einer Walzenpresse aufgibt und eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit ausgeformten, im Abstand von einander angeordneten Heißbriketts erzeugt, aus welcher man durch Zerschlagen die Heißbriketts vereinzelt, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art ist im US-Patent 5082251 beschrieben. Hierbei gibt man die mit der Walzenpresse geformten Heißbriketts im heißen Zustand direkt in eine Drehtrommel. Dadurch wird die Drehtrommel einem starken Verschleiß ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Heißbriketts kostengünstig und mit geringem apparativem Aufwand durchzuführen, wobei insbesondere der Verschleiß und die Störanfälligkeit so gering wie möglich gehalten werden sollen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe beim eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß man nach dem Zerschlagen der Bandstruktur die Heißbriketts und mindestens einen Teil der Bruchstücke auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 400°C und vorzugsweise höchstens 200°C kühlt, daß man die gekühlten Briketts und Bruchstücke durch eine Drehtrommel leitet, wobei von den Briketts und den Bruchstücken feinkörniger Abrieb gebildet wird, und daß man den Abrieb von den Briketts und Bruchstücken trennt.

Körniger und insbesondere feinkörniger Eisenschwamm ist sehr pyrophor, so daß mit ihm nur unter einer Schutzgas-Atmosphäre gearbeitet werden kann. Als Schutzgas eignet sich z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid oder ein Gemisch dieser Inertgase. Wenn der körnige Eisenschwamm brikettiert ist, ist er nicht mehr oder kaum noch pyrophor und der Umgang mit den Briketts und ihre Lagerung werden sehr vereinfacht. Bei Temperaturen von 600 bis 850°C und z. B. so, wie der Eisenschwamm aus einer Reduktionsanlage kommt, läßt er sich mit Hilfe einer Walzenpresse in bekannter Weise zu Heißbriketts formen. Dabei erzeugt man eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit angeformten, im Abstand voneinander angeordneten Heißbriketts. Diese Bandstruktur zerschlägt man anschließend, um die Heißbriketts zu vereinzeln, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen. Wenn diese Bruchstücke groß genug sind, ist es zweckmäßig, sie zusammen mit den Heißbriketts weiterzuverarbeiten.

Der für das Verfahren geeignete Eisenschwamm kann in einer beliebigen, bekannten Eisenerz-Reduktionsanlage erzeugt werden. Der Eisenschwamm weist üblicherweise einen Fe-Gehalt von 90 bis 98 Gew.% auf.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, daß man die Heißbriketts und die Bruchstücke vor Einleiten in die Drehtrommel kühlt. Durch diese Kühlung vermeidet man, der Drehtrommel heißes Gut aufzugeben und die Drehtrommel zum Verarbeiten dieses heißen Gutes ausgestalten zu müssen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dann wenn man der Drehtrommel heißes Gut mit Temperaturen oberhalb 400°C aufgibt, der Verschleiß in der Trommel sehr hoch ist und die Drehtrommel häufig repariert werden muß. Solche häufigen Reparaturen machen es nötig, eine Ersatz-Drehtrommel bereitzuhalten, wenn man Heißbriketts kontinuierlich herstellen will. Demgegenüber hat das Verfahren der Erfindung den Vorteil, daß man der Drehtrommel nur gekühltes Gut zuführt, wodurch die Trommel weniger beansprucht wird und ein Betriebsausfall wegen einer Reparatur nur selten notwendig wird. Gleichzeitig wird es nun möglich, das gekühlte Gut während der Zeit der Reparatur der Trommel in einem Behälter nicht notwendigerweise unter Schutzgas zwischenzulagern und das Gut nach beendeter Reparatur der Drehtrommel zuzuführen. In diesem Fall wird eine Ersatztrommel nicht nötig.

Ausgestaltungsmöglichkeiten des Verfahrens werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Fließschema des Verfahrens,

Fig. 2 die aus der Walzenpresse kommende Bandstruktur des Eisenschwamms in Ansicht und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Innenraum der Drehtrommel in vergrößerter schematischer Darstellung.

Im Vorratsbehälter (1) befindet sich heißer körniger Eisenschwamm mit Temperaturen im Bereich von 600 bis 850°C und üblicherweise 650 bis 750°C. Da der Eisenschwamm sehr pyrophor ist, wird er hier und auch in den folgenden Verarbeitungsschritten unter einer Inertgasatmosphäre gehalten, wie es an sich bekannt und hier nicht im einzelnen erläutert ist. Der heiße Eisenschwamm kommt z. B. aus einem Reduktionsofen oder Erhitzer (6) und wird durch die Leitung (6a) herangeführt. Aus dem Behälter (1) fließt der Eisenschwamm kontinuierlich zu einer Walzenpresse (2), in welcher der Eisenschwamm zu einer Bandstruktur (3) mit ausgeformten Heißbriketts gepreßt wird. Fig. 2 zeigt die Bandstruktur (3) und die Heißbriketts (3a) in Ansicht.

Die Bandstruktur (3) läuft abwärts über eine stationäre Schlagfläche (4) und wird dabei mit einer sich drehenden Hammerwalze (5) zerschlagen. Die Walze (5) weist Schlagnocken (5a) auf, welche beim Drehen der Walze auf die Bandstruktur (3) insbesondere in die Bereiche zwischen den Briketts (3a) zerkleinernd einwirken. Auf diese Weise fallen Heißbriketts und Bruchstücke verschiedenster Körnung von der Schlagfläche (4) abwärts auf ein Sieb (7), um Feinkorn abzutrennen. Dieses Feinkorn, dessen maximale Körnung bei 2 bis 6 mm liegt, wird in der Leitung (8) abgezogen und wiederverwendet. Zu diesem Zweck kann man das Feinkorn der Leitung (8) zunächst durch einen Kühler (22) leiten, der z. B. als wassergekühlter Schneckenförderer ausgebildet ist. Mit Temperaturen von vorzugsweise höchstens 200°C gelangt das Feinkorn dann in eine pneumatische Förderstrecke (21), die mit Inertgas aus der Leitung (23) gespeist wird und das Feinkorn aufwärts zum Reduktionsofen oder- Erhitzer (6) transportiert. Alternativ kann das Feinkorn der Leitung (8) ungekühlt auf dem gestrichelt angedeuteten Transportweg (24) direkt in den Behälter (17) zurückgeführt werden. Einem nicht dargestellten Behälter unter Schutzgas zugeführt. Durch den Kanal (9) fallen die Heißbriketts und grobe Bruchstücke zunächst in einen Kühler (10), wo eine Kühlung auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 400°C und üblicherweise höchstens 200°C erfolgt. Der in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Kühler (10) kann z. B. als Wasserbad oder als Wasser-Einspritz-Kühler ausgebildet sein, auch kommt die Kühlung mit kaltem Gas in Frage.

Gekühlte Briketts und Bruchstücke verlassen den Kühler (10) durch den Kanal (11) und werden einer Drehtrommel (12) aufgegeben. Die Trommel (12) hat an ihrer Innenseite achsparallele Mitnahmerippen (12a), wie das in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Beim Drehen der Trommel (12) um ihre Längsachse wird das Gut in ihrem Innern intensiv bewegt, wobei auch Fallbeanspruchung entsteht, wobei Ecken und Kanten der Körper abgerundet werden und feinkörniger Abrieb entsteht. Dieses Abrunden verringert das Risiko, daß sich beim späteren Transport feinkörniger Absieb bildet, der sich pyrophor verhält. Um die Briketts in der Drehtrommel intensiver Fallbeanspruchung auszusetzen, kann es sich empfehlen, den Durchmesser der Trommel größer als ihre Länge auszubilden. In nicht dargestellter Weise kann auch die Drehtrommel (12) zum Kühlen des zu behandelnden Gutes ausgebildet sein, z. B. durch einen Kühlwassermantel.

Durch den Kanal (14) fällt das in der Trommel (12) bewegte Gut mit Temperaturen von 20 bis 150°C und üblicherweise höchstens 100°C in eine Siebvorrichtung (15). Hier werden zunächst durch ein grobes Sieb (15a) Briketts abgesiebt, die man in der Leitung (16) abzieht. Bruchstücke und Abrieb fallen auf das zweite Sieb (15b), wobei man die relativ groben Bruchstücke mit einer Körnung von z. B. mindestens 3 bis 6 mm abtrennt in der Leitung (17) abzieht. Feinkorn wird in der Leitung (18) abgeführt und üblicherweise zusammen mit dem Feinkorn der Leitung (8) in den Reduktionsofen oder Erhitzer (6) zurückgeführt. Die Briketts und die Bruchstücke der Leitungen (16) und (17) gibt man in ein nicht dargestelltes Zwischenlager, wobei nunmehr eine Lagerung unter Inertgas nicht mehr erforderlich ist.

In Fig. 1 ist ein Zwischenbehälter (20) oder Lager angedeutet, welchem man gekühltes Gut aus dem Kühler (10) in Richtung der gestrichelten Leitung (19) zuführt, wenn die Drehtrommel (12) zu Reparaturzwecken für eine gewisse Zeit außer Betrieb gesetzt werden muß. Wenn die Trommel (12) wieder betriebsbereit ist, wird das Gut aus dem Behälter (20) oder Lager zum Weiterbehandeln der Trommel (12) aufgegeben. Wie bereits erwähnt, müssen alle Apparate, Behälter und Leitungen, in denen Feinkorn vorhanden ist, unter Schutzgas gehalten werden.

Beispiel

Es wird von körnigem Eisenschwamm ausgegangen, der mit einer Temperatur von 720°C im Behälter (1) vorliegt und in einer der Zeichnung entsprechenden Anlage, aber ohne die Teile (21), (22) und (24), behandelt wird. Die Daten sind teilweise berechnet. Pro Stunde fließen der Walzenpresse (2) aus dem Behälter (1) 67 t Eisenschwamm zu. Weitere Angaben zu den Mengen und Temperaturen des Eisenschwamms ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.

Im Kühler (10) wird das Gut in ein Wasserbad gegeben, wobei anhaftender Feinstaub mit dem Kühlwasser abgeführt wird. Die Drehtrommel (12) wird mit auf den Außenmantel gespültem Wasser gekühlt. Das Sieb (15a) trennt Briketts von mindestens 12 mm Durchmesser ab und die Bruchstücke der Leitung (17) liegen im Bereich von 4 bis 12 mm. Das Sieb (7) hat Öffnungen von 4 mm Durchmesser.

Claims (4)

1. Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm, wobei man den körnigen Eisenschwamm mit Temperaturen von 600 bis 850°C zum Formen der Heißbriketts einer Walzenpresse aufgibt und eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit ausgeformten, im Abstand voneinander angeordneten Heißbriketts erzeugt, aus welcher man durch Zerschlagen die Heißbriketts vereinzelt, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Heißbriketts und mindestens einen Teil der Bruchstücke auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 400°C kühlt, daß man die gekühlten Briketts und Bruchstücke durch eine Drehtrommel leitet, wobei von den Briketts und den Bruchstücken feinkörniger Abrieb gebildet wird, und daß man den Abrieb von den Briketts und Bruchstücken trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Briketts, die Bruchstücke und den Abrieb in der Drehtrommel kühlt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Briketts, die Bruchstücke und den Abrieb mit Temperaturen von 20 bis 150°C aus der Drehtrommel abzieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Zerschlagen der Bandstruktur aus den Bruchstücken die Feinkornfraktion mit einer oberen Körnungsgrenze von 2 bis 6 mm abtrennt.