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Zusammenfassung:
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Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Brikettiervorrichtung, bei welcher die Brikettierwalzen einer Brikettiermaschine elektrisch beheizt werden. Hierdurch wird eine bessere Verbindung zwischen dem zu brikettierenden Material und dem verwendeten Bindemitteln erzeugt, welche die die Festigkeit der geformten Briketts/Formlinge erhöht. Durch diese Weiterentwicklung kann der Ausschuss und der Abrieb beim Transport reduziert. Des Weiteren wird der Anteil der eingesetzten Bindemittel reduziert sowie Lagerkapazitäten reduziert. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit der Brikettierung.
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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine verbesserte Brikettiervorrichtung, bei der die Brikettierwalzen aufgeheizt werden. Somit wird eine verbesserte Festigkeit der zu brikettierenden Materialien und gegebenenfalls hinzugegebenen Bindemitteln erzeugt.
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Stand der Technik
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Bei der Brikettierung handelt es sich um ein Verfahren der Pressagglomeration von Materialien. Gegenläufige Walzen der Maschine verdichten die Partikel des zu agglomerierenden Materials unter erhöhtem Druck zu Briketts/Formlingen, welche verschiedene Formen aufweisen können. Meistens werden zur Verbesserung der Festigkeit der zu erzeugenden Briketts Bindemittel dem zu agglomerierenden Material zugesetzt, welche die Festigkeit der Briketts/Formlinge erhöht wird.
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Ursprünglich wurden Brikettiermaschinen zur Agglomeration von staubartiger Feinkohle entwickelt. Heute werden zahlreiche andere Materialien wie z. B. Holzstäube, Schleifstäube, Torf, Altpapier, Klärschlamm oder Rückstände aus der Stahl- oder Eisenerzminenindustrie agglomeriert und wieder Prozessen zugeführt.
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Die zu brikettierenden Materialien werden der Maschine über einen Trichter, welcher oberhalb von zwei gegenläufigen Walzen angebracht ist zugeführt. Teilweise findet eine Vorkomprimierung der Inhaltsstoffe mittels einer Spiralzuführung oder zusätzlicher angebrachter Walzen statt. Dieses erzeugt eine Vorkomprimierung der zu agglomerierenden Einsatzstoffe.
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Die rotierenden Walzen der Brikettiervorrichtung verfügen über Taschen/Matrizen, in welchen das zu brikettierende Gut gepresst oder mittels Schwerkraft fällt, während die beiden Walzen geläufig betrieben werden.
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Durch die rotierende Vorrichtung, welche die beiden Walzen zusammenführt wird die Komprimierung und somit die Agglomeration der Stoffe in den Matrizen/Taschen erzeugt. Im Anschluss werden die Formlinge durch Schwerkraft unterhalb der Walzen aus den Matrizen/Taschen ausgeworfen.
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Festigkeiten der zu Brikettierenden Materialien sind nicht immer ausreichend, um die erzeugten Briketts/Formlinge direkt oder überhaupt einem Produktionsprozess wieder zuzuführen.
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Um die Festigkeit zu erhöhen werden zum Teil große Mengen, meistens zwischen 15 und 30 Gew.%, an Bindemittel dem zu agglomerierenden Material zugesetzt. Dies bedeutet, zum einen höhere Herstellungskosten, als das auch z. B. im Falle von z. B. Rückständen aus der Stahlindustrie, dass der Eisengehalt entsprechend dem zugesetzten Gewichtsanteilen reduziert wird. Dies wirkt sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit.
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In Abhängigkeit vom Bindemittel und den zu komprimierenden Materialien sind nach dem Brikettierungsvorgang Nachhärtezeiten, vor der Prozesszuführung der Briketts/Formlinge oder dessen Weitertransport von bis zu 72 Stunden einzuhalten. Dies macht vorzuhaltende Lagerkapazitäten erforderlich.
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Der Abrieb, welcher durch die Herstellung der Briketts/Formlinge sowie dessen Transport zur Zwischenlagerung anfällt, beträgt bis zu 10 Gew.%. Dieser Abrieb wird normalerweise wieder erneut dem Prozess zugeführt, welches die Herstellungskosten entsprechend erhöht.
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Ausführungsbeispiel
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Entsprechend der Erfindung verfügt die Brikettiermaschine über zwei Walzen. Jede Walze ist aus einem inneren und einen äußeren Ring zusammengesetzt, welche auf einer Welle aufgebracht sind.
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Im äußeren Ring der Walzen sind habschalenförmige Taschen/Matrizen eingelassen, welche das zu agglomerierende Material aufnehmen.
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Beide Walzen laufen gegenläufig und werden durch einen einstellbaren Druck gegeneinander geführt, so dass lediglich ein kleiner Spalt zwischen beiden Walzen besteht.
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Durch abrasive Eigenschaften der zu agglomerierenden Materialien verschleißt sich der äußere Ring der jeweiligen Walzen im Laufe des Prozesses. Dieser kann ausgetauscht werden, ohne dass der innere Ring ausgetauscht werden muss.
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Auf dem äußeren Teil des inneren Ringes der Walzen wird gemäß der Erfindung eine elektrische Heizung aufgebracht und/oder der äußere Teil des inneren Ringes wird elektrisch aufgeheizt.
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Durch die Wärmeübertragung zwischen inneren und äußeren Ring wird die aufgebrachte äußere Walze aufgeheizt. Dies geschieht im Besonderen in den Bereichen der Taschen/Matrizen des äußeren Ringes, welche das zu agglomerierende Material im Prozess aufnehmen.
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Die Temperatur, welche durch die Heizung auf dem äußeren Bereich des inneren Ringes erzeugt wird und welche die Matrizen/Taschen aufheizt, kann voreingestellt werden.
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Die innere und äußere Walze können in geeigneter Weise isoliert werden, um die Wärmeverluste zu reduzieren und somit Wärmeverluste zu reduzieren bzw. einen möglichst effizienten Energieeinsatz zu gewährleisten.
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Die äußeren Bereiche des inneren Ringes beider Walzen der Brikettiermaschine werden mittels Heizung gemäß der Erfindung ausgerüstet, so dass homogene Briketts/Formlinge im Prozess erzeugt werden.
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Die Aufwärmung der Walzen mittels elektrischen Stroms kann diskontinuierlich erfolgen bzw. kann die Temperatur vorgegeben bzw. eingestellt werden.
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Durch den Einsatz der beheizten Walzen gemäß Erfindung verringert sich die Nachtrocken- bzw. Aushärtezeit. Hierdurch kann in Abhängigkeit vom zu agglomerierende Einsatzmaterial und dem möglicherweise zugeführten Bindemittel eine direkte Weiterverarbeitung bzw. die direkte Prozesszuführung der erzeugten Briketts/Formlinge erfolgen. Lagerungszeiten werden reduziert oder vermieden, was die Wirtschaftlichkeit des Prozesses erhöht.
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Durch Erwärmung der Matrizen/Taschen des äußeren Ringes der Walzen und des Pressdruckes, welcher auf die gegenläufigen Walzen ausgeübt wird, werden die zu agglomerierenden Materialien chemisch/physikalisch besser, stärker miteinander verbunden. Dies erhöht die Festigkeit der Briketts/Formlinge und erlaubt den direkten Einsatz bzw. Transport auch bei höheren Fallhöhen der Briketts/Formlinge bzw. den direkten Prozesseinsatz zum Beispiel von Eisenbriketts im Stahlwerkshochofen, welcher hohe Anforderungen an die Festigkeit von Einsatzstoffen hat. Dies erlaubt neue Einsatzgebiete der Brikettierung und erhöht die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.
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Die Temperatur der äußeren Walzen wird in Abhängigkeit der gewünschten Festigkeit, dem zu brikettierende Material inklusive Bindemittel sowie Umwelteinflüssen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit eingestellt, so dass der Energieverbrauch optimiert wird und somit der Gesamtprozess eine höhere Wirtschaftlichkeit aufweist.
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Die beiden Walzen sind in einer Form hergestellt, dass die verschleißenden äußeren Walzen ausgetauscht werden können, ohne das die Heizung der inneren Walze ausgetauscht bzw. erneuert werden muss.