DE1961789C

DE1961789C - Verfahren zum Betreiben eines Schacht ofens zum Sintern, insbesondere von Dolomit und Schachtofen zur Ausfuhrung dieses Ver fahrens

Info

Publication number: DE1961789C
Application number: DE19691961789
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Beckenbach, Karl, Dipl Ing , 4005 Budench
Filing date: 1969-12-10
Publication date: 1973-05-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines öl- oder gasbeheizten Schachtofens für das Sintern, insbesondere von Dolomit und Magnesit, bei dem das Gut durch am unteren Ende des oberen Brennzonenteils eingeführte, im Schacht aufwärts strömende Gase vorbehandelt und in einen tiefer liegenden unteren Brennzonenteil durch im Schacht abwärts strömende Gase fertigbehandelt wird, und wobei die im unteren Brennzonenteil abwärts strömenden Gase und in der Kühlzone aufwärts strömende Kühlluft aus dem Ofen abgezogen und an höher gelegenen Stellen wieder in den Ofen eingeführt werden.

Zum Brennen von Kalk werden bereits in zunehmendem Maße nach dem Gleichstromverfahren arbeitende Schachtofen verwendet, bei denen in einer unteren Schachtzone sowohl die Brenngase nach unten, bzw. im Gleichstrom mit dem im Schacht abwärts wandernden Gut nach unten strömen. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil in einer Gleichstromzone mit zunehmendem Entsäuerungsgrad die Temperaturen fallen und bei restlichem Garbrand die niedrigste Temperatur vorhanden ist, die 1150⁰C nicht überschreiten darf. Zum Sintern, also einem Vorgang, bei dem dem Weichbrennen gegenüber der Temperaturverlauf gerade gegensätzlich ist, ist dieses Verfahren jedoch bisher nicht angewendet worden, obwohl es überraschenderweise auch hier erhebliche Vorteile hat.

Das Sintern wird bei den für das zu sinternde Gut jeweils höchstmöglichen Temperaturen vorgenommen und der Sinterprozeß ist um so vollkommener je mehr man sich der Erweichungstemperatur des zu sinternden Materials annähert. So wendet man beim Sintern von Dolomit, je nach der Reinheit des Sintergutes, Temperaturen bis etwa 2000° C an, während bei anderen zu sinterndem Gut, wie z. B. Erzen wesentlich niedrigere Temperaturen erforderlich sind. Bei dem bisher nach wie vor zum Sintern verwendeten Gegenstromverfahren mit entgegen der Wanderrichtung des Guts aufwärts strömenden Heizgasen werden diese Gase mit ihrer höchsten Temperatur am unteren Ende der Brennzone in den Schacht eingeführt. Es ist nun

361

obere Brennkammern 12 am Schachtumfang; gto* mäßig verteilt angeordnet. In einem v^gsw^e eeme Schmorzone, d. h. eine nicht von G^

praktisch nicht möglich, die eintretenden Heizgase sofort so gleichmäßig zu verteilen, daß der ganze Querschnitt unmittelbar nach Heizgas-Eintritt gleichmäßig durchströmt wird, so ciaß überall die gleichen Temperaturen herrschen. Da es sich um sehr hohe Temperaturen handelt, kann man im allgemeinen die Heizgase nicht %'orher in Brennkammern verbrennen und sie dann mit gleichmäßiger Temperatur in den Ofen einführen, weil geeignete Ausmauerungsmaterialien für solche Temperaturen nicht vorhanden sind. Man ist ι darauf angewiesen, den Brennstoff so in den Ofen einzuführen, daß innerhalb des zu sinternden Materials eine Nachverbrennung stattfindet. Es ist nun selbstverständlich, daß dieser Brennstoff nicht sofort in gleicher Menge über den ganzen Ofenquerschnitt vor- ι handen sein und auch nicht überall mit gleichem Luftverhältnis verbrennen kann. Es bestehen daher Zonen erhöhter Temperaturen, die über der beabsichtigten SinteTemperatur liegen und zu Zusammenbackungen Schmelzungen führen. Diese wiederum führen zu ::!mäßigkeiten im Luft-Gasdurchgang und in j.iaütät des gesinterten Gutes, wenn nicht sogar Zusammenbacken des ganzen Ofeninhaltes und rigen an der Ofenausmauerung. , Erfinder hat erkannt, daß die beim Gegen- > erfahren bestehende Gefahr einer durch Unre-,Liigkeiten der Verbrennung hervorgerufenen ■jmpung des Sinterguts durch Anwendung des .astromverfahrens dann vermieden werden kann, wer. ■ in den oberen Teil der Brennzone Gas-Kühlluft- ger...-Λ mit so viel Brennstoff eingeführt wird, daß sieb -.ine zum Hartbrennen des Behandlungsguts ausrek'iend hohe Temperatur einstellt; daß am oberen

En' des unteren Brennzonenteils ein noch unver-

br. men Sauerstoff enthaltendes, durch Brennstoff 35 ß»ge Verteilung der Brenngase

SSäSä

den Mündungen von zwei mit der B™^JJSS M sich gegenüberliegenden unteren Brennkammern 21 kommunizieren. ·

Unterhalb der Brennkammer »J^ für zusätzlichen Brennstoff angeordnet,

zum
Anh

oelr
Vert
Gki

Ä£5

der Gleichstrom

jheiztes Brenngasluftgemisch eingeführt wird;

unu daß zusätzlicher Brennstoff im oberen Bereich de^; unteren Brennzonenteils in den Ofen eingeführt win', durch dessen mittels des überschüssigen Sauerstes bewirkten Nachverbrennung das Brenngut auf *u Siiüertemperatur gebracht wird.

Vorzugsweise wird dabei das abgezogene Gas-Kühlluftgemisch vor seiner Rückführung in den Ofen durch die oberen und unteren Gaseinuihrungsstellen zugeführte Primärluft unter gleichzeitiger Aufheizung dieser Luft gekühlt.

Cs empfiehlt sich, die sich im Schacht abwärts bewegende Gutsäule zur Bildung eines innerhalb des Schachts liegenden Hohlraums an einer unterhalb der oberen Gaseinführungsstellen liegenden Steile urnzulenken und das zum Sintern dienende Brenngas-Luftgemisch und gegebenenfalls auch den zusätzlichen Brennstoff in diesen Hohlraum einzuführen.

Im folgenden Teil der Beschreibung wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines für seine Ausführung geeigneten, in der Zeichnung schematisch dargestellten Schachtofens beschrieben. In der Zeichnung ist
Fig. 1 eine Schemadarstellung eines Schacht-

ßige g

sinterzone begünstigt. _nrmn(Ii,,_e

Da die aus der Sinterzone abgesaugten Brenngase eine der Simertemperatur des jeweilig gesinterten Mj. terials entsprechend hohe Temperatur haben und die

KühiufUisch wird daher vorweise

Sn von einen. Gebläse J4 zügeW«en , die in. Rekuperator eine « ™

SSSS

kuperator bzw. Wärmeaustauscher ir.

"^U11B ■■" dem der Schachtofen aufgestellt ist, verwendbar sind.

Fig, 1 eine Schemadarstellung eines Schacht- Dieses Gemisch bzw. mindestens der größte Teil desofens, dessen oberes und unteres Ende nicht im einzel- 60 selben wird dann von den Absaugeorganen 27 den

oberen Brennkammern 12 über Leitungen 36 zugeführt. An sich ist es aber auch möglich, einen kleinen Teil des Gemisches über eine regelbare, nicht gezeigte Leitung den unteren Brennkammern 22 zuzuführen. " ' - -·"·'' Pi u- I ist oben

nen dargestellt sind,

F i g. 2 ein Schnitt A -A der F i g. 1,

F i g. 3 ein Schnitt ß-ö der F i g. I.

Der vorzugsweise runde Schacht 10 des in F i g. gezeigten lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Ofens ist mit in den Schacht einmündenden oberen Brennkammern 12 versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind vier in einer Ebene liegende gane können so geregelt

den oberen und unteren Brennkammern liegenden Zone eine Schmorzone entsteht.

Der Einfachheit halber sind in Fig. 1 in den Leitungen vorgesehene Regelorgane nicht gezeigt.

Bei dem neuen Verfahren wird, wenn beispielsweise kohlensäurehaltiges Gut, wie Dolomit, zu sintern ist, das Gut im oberen mit Gegenstrom arbeitenden Teil des Ofens hartgebrannt, bzw. so gebrannt, daß ihm alle Kohlensäure entzogen wird. Durch die über die unteren Brennkammern mit einer noch unterhalb der die Ausmauerung der Gaseinführungsstellen bzw. Brennkammern gefährdenden Temperatur liegenden Temperatur zugeführten, noch unverbrannten Sauerstoff enthaltenden Gase wird der Sintervorgang in der Gleichstromsinterzone eingeleitet. Durch Verbrennung des zusätzlichen Brennstoffs erhöhen sich die Temperaturen in dieser Zone allmählich, sind aber im oberen Teil dieser Zone, in der sich der Brennvorgang vergleichmäßigt, noch so gering, daß eine Verklumpung nicht eintreten kann. Erst nach der Vergleichmäßigung der Temperatur über den Schachtquerschnitt gelangt das Gut auf Sintertemperatur. Außer für das Sintern von Dolomit und Magnesit

15 kann das neue Verfahren auch für andere Sintervorgänge mit Erfolg verwendet werden.

Die Temperaturen, denen die für Schachtofen der hier in Frage kommenden Art üblichen Ausmauerungen von Brennkammern noch standhalten können, liegen je nach Art des Sintergutes und seiner Bestandteile an Flußmitteln, wie z. B. Eisenoxyd, Kieselsäure und Tonerde zwischen ungefähr 1300 bis 1400° C.
' Die beschriebene Ausführungsform eines zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Schachtofens kann in vieler Hinsicht abgewandelt werden. So kann die Gutsäule zur Bildung eines Hohlraums auch dadurch abgelenkt werden, daß sich die Schachtwand nach außen erweitert, so daß bei einem runden Schachtofen unterhalb der Erweiterung ein ringförmiger Hohlraum entsteht. Mit einer Brückenanordnung läßt sich jedoch eine bessere Verteilung der Gase über den Schachtquerschnitt erzielen.

Femer ist es möglich, den zusätzlichen Brennstoff auch auf andere Weise, beispielsweise durch mit hohem Druck arbeitende Einspritzvorrichtungen unterhalb der unteren Brennkammern in das zu sinternde Gut einzuspritzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines öl- oder gasbeheizten Schachtofens für das Sintern, insbesondere von Dolomit und Magnesit, bei dem das Gut durch am unteren Ende des oberen Brennzonenteils eingeführte, im Schacht aufwärts strömende Gase vorbehandelt und in einen tiefer liegenden unteren Brennzonenteil durch im Schacht abwärts strömende Gase fertig behandelt wird, wobei die im unteren Brennzonenteil abwärts strömenden Gase und in der Kühlzone aufwärts strömende Kühlluft aus dem Ofen abgezogen und an höher gelegenen Stellen wieder in den Ofen eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Teil der Brennzone Gas-Kühlluftgemisch mit so viel Brennstoff eingeführt wird, daß sich eine zum Hartbrennen des Behandlungs- ao guts ausreichend hohe Temperatur einstellt; daß am oberen Ende des unteren Brennzonenteils ein noch unverbrannten Sauerstoff enthaltendes, durch Brennstoff aufgeheiztes Brenngasluftgemisch eingeführt wird; und daß zusätzlicher »5 Brennstoff im oberen Bereich des unteren Brennzonenteils in den Ofen eingeführt wird, durch dessen mittels des überschüssigen Sauerstoffs bewirkte Nachverbrennung die Temperatur des Brennguts auf Sintertemperatur gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Gas-Kühlluftgemisch vor seiner Rückführung in den Ofen durch die den oberen und unteren Gaseinführungsstellen zugeführte Primärluft unter gleichzeitiger Aufheizung dieser Luft gekühlt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hartgebrannte Gut zwischen der oberen und unteren Brennzone eine Schmorzone durchwandert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im Schacht abwärts bewegende Gutsäule zur Bildung eines innerhalb der Gutfüllung vorhandenen Hohlraumes an einer unterhalb der oberen Gaseinführungsstellen liegenden Stelle umgelenkt wird; und daß das zum Sintern dienende Brenngas-Luftgemisch in diesen Hohlraum eingeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Brennstoff in so den Hohlraum eingeführt wird.

6. Schachtofen zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem von den Brenngasen im Gegenstrom zum Gut durchströmten oberen Brennzonenteil und diesem zugeordneten, mit Brennern versehenen Brennkammern und einem von den Brenngasen im Gleichstrom durchströmten unteren Brennzonenteil und diesem zugeordneten, mit Brennern versehenen Brennkammern sowie am oberen Ende der Kühlzone vorgesehenen Gasabsaugestellen, sowie Gasabsaugeorganen, die mit den Absaugestellen und mit mindestens den oberen Brennkammern in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der unteren Brennkammern (22) in an sich bekannter Weise eine Brückenanordnung (14) innerhalb des Schachts so angeordnet ist, daß diese Brennkammern mit dem unterhalb der Brücke in der Gutsäule vorhandenen Hohlraum (16) in Verbindung stehen; und daß ferner Zuführungen (24) für zusätzlichen Brennstoff vorgesehen sind.

7. Schachtofen mit einem Rekuperator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gasabsaugeorganen (27) und den Gasabsaugestellen (26) mindestens ein Rekuperator (28) angeordnet ist, der einerseits von dem abgesaugten Brenngas-Kühlluftgemisch und andererseits von der zu den Brennern (30, 32) der Brennkammern (12, 22) geförderten Primärluft durchströmt wird.

8. Schachtofen mit rundem Querschnitt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen (24) für den zusätzlichen Brennstoff so angeordnet sind, daß sie mit dem unterhalb der Brücke (14) entstehenden Hohlraum (16) kommunizieren.