DE2041533B2 - Pelletherstellung - Google Patents
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/2413—Binding; Briquetting ; Granulating enduration of pellets
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festen Pellets aus feinkörnigen Materialien,
insbesondere oxydischen Eisenerzen, durch Formen von Grünpellets sowie Trocknen mit Heißgas von 200 bis
3500C nach dem Saugzugverfahren und Brennen auf einem Wanderrost ja
Viele feinkörnige Rohmaterialien, wie vor allem Erze und insbesondere Eisenerze, werden nach bekannten
Verfahren in der Weise für die Weiterverarbeitung vorbereitet, daß sie, gegebenenfalls nach einer Anreicherung,
z. B. durch Flotation, Magnetscheidung oder J5 Sink-Schwimm-Scheidung, pelletisiert werden. Das
Pelletisieren besteht bekanntlich in einer Stückigmachung der feinkörnigen, befeuchteten Rohstoffe, durch
einen Abrollvorgang auf geneigten rotierenden Flächen, z. B. in einer Granuliertrommel oder auf einem
Pelletierteller. Die auf diese Weise erhaltenen, etwa kugelförmigen Agglomerate werden anschließend
durch eine Wärmebehandlung, beispielsweise auf einem Wanderrost, gehärtet.
Zur thermischen Behandlung sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen eine möglichst
weitgehende Ausnutzung des Wärmeinhalts der üblicherweise verwendeten Heißgase oder aber durch
geeignete Zusammensetzung der Grünpellets eine optimale Wärmebilanz des Brennprozesses angestrebt
ist (deutsche Offenlegungsschrift 14 33 339, K. Meyer, Stahl- und Eisen 82 [1962], Seite 147, G. von Struve et al.
Aufbereitungstechnik 7 [1966] Seite 355, K. Meyer, H. Rausch J. of metals Februar 1958, Seite 129).
Neben Maßnahmen, die unmittelbar mit der Wärmebilanz des Brennprozesses zusammenhängen oder dem
Schutz der Brennvorrichtung, z. B. durch Rostbelag und Flankenschutzmaterial dienen, bildet die Trocknung der
Grünpellets ein besonderes Problem. Bekanntlich weisen die direkt aus dem Pelletierprozeß austretenden ω
Grünpellets eine geringe Druckfestigkeit auf, die eine schonende Behandlung, sei es beim Transport oder in
der Trockenstufe, erforderlich macht, insbesondere bei der Trocknung tritt die Schwierigkeit auf, daß
Feuchtigkeit aus einer Lage der Wanderrostbeschik- M kung auf benachbarten Pelletlagen kondensiert und dort
die Gesamtfeuchtigkeit derart erhöht, daß eine starke Verformung, die bis zum Zerquetschen führen kann,
auftritt. Dieser Nachteil gilt insbesondere für die Saugzugtrocknung, weil die Feuchtigkeit auf unteren
und damit wegen der höheren Materialsäure stärker belasteten Pellets kondensiert. Bei üblichen Beschikkungshöhen
von 30 bis 40 cm werden etwa 10 bis 30% der Pellets überwiegend in unteren Lagen deformiert,
mit der Folge, daß das entsprechende gebrannte Material in nicht einwandfrei gehärteter Form den
Prozeß verläßt und wieder zurückgeführt werden muß. Ein noch schwerwiegenderer Nachteil als die Entstehung
von Abrieb und Pelletbruch ist die schlechte Gaspermeabilität der Bandbeschickung mit ungleichmäßigem
Brand und der große Staubgehalt der Abgase.
Der Anteil an Ausschuß und die damit verbundenen Folgen lassen sich zwar durch geringere Beschickungshöhen reduzieren, jedoch werden dadurch die Leistung
der Brennvorrichtung bei vorgegebener Rostfläche und die allgemeine Wirtschaftlichkeit beträchtlich gemindert.
Die zweite bekannte Form der Trocknung der Wanderrostbeschickung durch Führung der Heißgase
von unten nach oben (Drucktrocknung) vermeidet zwar die vorstehend erwähnten Nachteile in gewissem Maße,
da die Kondensation von Feuchtigkeit auf oberen und damit weniger stark belasteten Pelletlagen erfolgt Die
Drucktrocknung hat jedoch den großen Nachteil, daß infolge stets vorhandener undichter Stellen zwischen
Trockenhaube und Wanderrost eine starke Staub- und Geruchsbelästigung auftritt Außerdem sind wegen der
höheren Temperatur der Heißgase — im Gegensatz zur Saugzugtrocknung haben diese ihre fühlbare Wärme
noch nicht an die Beschickung abgeführt — wesentlich größer ausgelegte Gebläse oder eine größere Zahl von
Gebläsen erforderlich.
Aus der DE-OS 15 33 851 ist ein Verfahren zur Herstellung metallisierter Pellets bekannt, bei dem
zunächst Grundpellets mit geringem Durchmesser aus Erz hergestellt und metallisiert werden. Diese metallisierten
Grundpellets werden dann durch Anpeiletieren von Erz vergrößert und nochmals reduzierend gebrannt.
Die Bettemperatur in der Trockenzone beträgt etwa 149 bis 427°C. Bei diesem Verfahren stellt sich das
Problem der Verformung nicht im selben Maße, da die Grundpellets sowieso noch einmal zurückgeführt
werden.
Aus der DE-AS 11 30 600 ist es beim Drucksintern
von Erzen bekannt, auf eine Zündschicht mehrere Möllerschichten nacheinander aufzugeben. Dies geschieht
zur Verhinderung von Entmischung und zur Verringerung der Fallhöhe.
Aus der US-PS 28 21 469 ist es bekannt, den Pellets
soviel Brennstoff einzubinden, wie für ihre Sinterung erforderlich ist. Die Pellets werden in mehreren
Schichten nacheinander aufgegeben. Die Trocknung und das Hartbrennen erfolgt im Druckverfahren, wobei
Luft zur Verbrennung des Brennstoffes verwendet wird. Die Aufgabe der jeweils nächsthöheren Schicht erfolgt
etwa an der Stelle, wo die Brennzone der letzten Schicht deren Oberfläche erreicht. Jede einzelne Schicht wird
also getrennt getrocknet und gebrannt. Das Druckverfahren hat die eingangs bereits geschilderten Nachteile.
Eine gute Zündung der unteren Schicht muß im Saugzug erfolgen, d. h. es ist eine Umschaltung der Luftführung
und damit ein zusätzliches Gebläse erforderlich. Außerdem ergibt die Einpelletierung des Brennstoffes
bei magnetischen Erzen eine Verschlackung und ein Zusammensintern der Pellets und verhindert die
gewünschte Oxydation zu Hämatit. Bei hämatitischen
Erzen sind die zugegebenen Mengen zu hoch und ergeben ähnliche Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Saugzugtrocknung ohne den Nachteil der
starken Verformung der Grünpellets zu erhalten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Grünpellets innerhalb der Trockenzone
an mindestens zwei in Laufrichtung des Wanderrostes hintereinander liegenden Stellen aufgegeben
werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird am Beginn des Wanderrostes vermittels üblicher Auigabevorrichtungen,
wie Rollenförderern, Bandförderern oder einer Kombination aus beiden, ein Teil der insgesamt
vorgesehenen Beschickung aufgebracht Die Beschikkung durchläuft eine erste Stufe der Saugzugtrocknung,
in der bereits eine erhebliche Herabsetzung der Feuchtigkeit erfolgt Wegen der geringen Schichtdicke
tritt eine Kondensation praktisch nicht ein. Im Anschluß an die erste Trockenstufe wird über ein zweites
Aufgabesystem der zweite Teil der Beschickung aufgebracht Die in zwei Teilen aufgegebene Rostbeschickung
gelangt in die zweite Trockenstufe. Hier erfolgt der Feuchtigkeitsentzug der später aufgegebenen
Schicht. Eine Kondensation der Feuchtigkeit auf der primär aufgebrachten Beschickung geschieht nicht, da
deren Temperatur von der ersten Trocknungsstufe her über dem Taupunkt der aus der oberen Schicht
heraustretenden Gase liegt
Die Aufteilung der Beschickung erfolgt vorzugsweise derart, daß an der ersten Aufgabestelle Ui-2Ii der
gesamten Pelletbeschickung aufgebracht wird. Der Rest der Beschickung wird mit Hilfe der zweiten Beschikkungsvorrichtung
aufgebracht, die vorteilhafterweise soweit von der ersten entfernt ist, daß eine Trockenzeit
von 2 — 4 Minuten für die primär aufgebrachte Beschickung zur Verfügung steht
In der Regel ist eine Pelletaufgabe in zwei Stufen ausreichend. In Desonders gelagerten Fällen, z. B. wenn
eine sehr hohe Gesamtbeschickung vorgesehen ist, können die Pellets auch an drei in Laufrichtung des
Wanderrostes hintereinander liegenden Stellen aufgegeben werden. In derartigen Fällen wird allerdings zu
prüfen sein, ob durch eine dritte Aufgabestelle nicht ein Teil der mit der Erfindung erzielten Vorteile infolge
apparativen Aufwands kompensiert wird.
Im übrigen werden die bei Pelletbrennprozessen üblichen Maßnahmen angewendet So kann -um Schutz
der Rostwagen Rostbelag und Seitenschutzmaterial aufgegeben werden. Die Härtung der Pellets kann auf
einem Wanderrost erfolgen, der Aufheiz-, Brenn-, Nachbrenn- und zwei Kühlzonen durchläuft, wobei die
Kühlung durch Führung der Kühlgase von unten nach oben erfolgt und die Abgase der ersten Κϋίι'.ζοηκ auf
direktem Wege der Aufheiz-, Brenn- und Nachbrennzone ohne Zwischenschaltung eines Gebläses zugeführt
werden. Das Abgas der zweiten Kühlzone kann dabei für die erfindungsgemäße Trocknung der Pellets
verwendet werden.
Die Erfindung wird an Hand der in der Abbildung skizzierten Vorrichtung mit zweistufiger Saugtrocknung
und des nachfolgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert
Der Wanderrost 1 der dargestellten Pelletbrennmaschine bewegt sich in Pfeilrichtung durch die Trocken-,
die Brenn- und die Kühlzone. Bei 2 wird mittels einer eine schonende Behandlung ermöglichenden Aufgabevorrichtung
eine erste Schicht von Grünpellets aufgebracht Die Beschickung durchläuft die erste Trockenstufe
3, in der die Pellets mittels erhitzter Gase aus der 2.
ίο Kühlzone 4 im Saugzugverfahren getrocknet werden.
Die zweite Aufgabe von Grünpellets erfolgt bei 5 Von dort gelangen die Pellets in die zweite Trockenstufe 6, in
der insbesondere die Trocknung der zuletzt aufgebrachten Pelletlage geschieht Nach Verlassen der Trockenzone
durchläuft die Beschickung in an sich bekannter Weise die Aufheizzone 7, die Brennzone 8, die
Nachbrennzone 9, die erste Kühlstufe 10 und die zweite Kühlstufe 4. Für den durch Pfeile gekennzeichneten
Gasfluß sorgen die Gebläse 11,12 und 13.
Ausführungsbeispiel
Die Untersuchung wurde als Vergleichsversuch zur bisher üblichen Pellethärtung mit Trocknung bei
> einmaliger Pelletaufgabe angelegt.
Als Trocken- und Brennaggregat dieme eine Labor-Brennpfanne,
die mit Pellets von 10-15 mm Durchmesser aus magnetitischem Eisenerz in üblicher Weise
hergestellt, beschickt wurde. Die Gesamtbeschickungshöhe betrug 30 cm, wobei einmal die Pelletbeschickung
insgesamt und einmal in zwei Teilschritten mit je 15 cm
Beschickungshöhe aufgebracht wurde. In beiden Fällen wurde zunächst 2 Minuten bei einer Druckdifferenz von
200 mm Wassersäule mit Heißgas von ca. 2500C getrocknet. Bei einmaliger Pelletaufgabe wurde unmittelbar
anschließend, bei zweimaliger Pelletaufgabe unmittelbar nach der zweiten Aufgabe auf eine
Brenntemperatur von 132O°C aufgeheizt. Die Gesamtdauer
bis zum Erreichen der maximalen Brenntemperatür betrug in beiden Fällen 7 Minuten.
In der Tabelle sind die erzielten Ergebnisse gegenübergestellt.
Art der Aufgabe Abrieb
<5 mm
<5 mm
<0,6 mm
Anteil an
deformierten Pellets
deformierten Pellets
Zweimalig
Einmalig
Einmalig
2,6
3,2
3,2
2,4
2,8
2,8
5%
20-25%
20-25%
Der Anteil an deformierten Pellets wurde derart bestimmt, daß die als Folge der Deformation mit Rissen
versehenen Pellets ausgezählt wurden. Wird berücksichtigt, daß rissige Pellets in der Folgebehandlung, z. B.
im Hochofen zu starkem Abrieb bzw. Pelletbruch führen, liegt die Leistung an einwandfreien Pellets
bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei 31,2 tato/m2
Verfahrens bei 31,2 tato/m2
bo bei Anwendung der bekannten Verfahren bei
24,0 tato/m2.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von festen Pellets aus feinkörnigen Materialien, insbesondere oxydischen s
Eisenerzen, durch Formen von Grünpellets sowie Trocknen mit Heißgas von 200 bis 3500C nach dem
Saugzugverfahren und Brennen auf einem Wanderrost, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grünpellets innerhalb der Trockenzone an minde- ι ο stens zwei in Laufrichtung des Wanderrostes
hintereinander liegenden Stellen aufgegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an der ersten Aufgabestelle lh bis Vz
der gesamten Pelletbeschickung aufgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pelletaufgaue nach
2-4 Minuten währender Trocknung der zuerst aufgegebenen Pellets vorgenommen wird.
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