DE2041533C3

DE2041533C3 - Pelletherstellung

Info

Publication number: DE2041533C3
Application number: DE19702041533
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 6380 Bad Homburg Boss
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1970-08-21
Filing date: 1970-08-21
Publication date: 1980-08-28
Also published as: CA960869A; DE2041533B2; DE2041533A1; JPS546961B1; FR2103413B1; FR2103413A1; SE360383B

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 35O⁰C nach dem Saugzugverfahren und Brennen auf einem Wanderrost.

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 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 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- bi 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 Pelleis 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 Anpelletieren 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 mgrunde, 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 Aufgabevorrichtungen, 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 ' /3 — ²/3 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 besonders gelagerten Fällen, ζ. Β 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 v-erden die bei Pelletbrennprozessen üblichen Maßnahmen angewendet So kann zum 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 Kühlzone 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 Ha-Iv' ^er in der Abbildung skizzierten Vorrichtung nut zweistufiger Saugtrocknung und des nachfolgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert

Der Wanderrost t 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 Gainpellets aufgebracht Die Beschickung durchläuft die erste Trockenstufe 3, in der die Pellets mittels erhitzter Gase aus der Z 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 diente eine Labor-Brennpfanne, die mit Pellets von 10—15 mm Durchmesser aus magnetitischem Eisenerz in üblicher Weise hergestellt, beschickt wurde. Die Gesamtbeschickungshöhe betrug 3ΰ 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 Pelletaufgahe wurde unmittelbar anschließend, bei zweimaliger Pelletaufgabe unmittelbar nach der zweiten Aufgabe auf eine Brenntemperatur von 1320° C aufgeheizt. Die Gesamtdauer bis zum Erreichen der maximalen Brenntemperatür betrug in beiden Fällen 7 Minuten.

In der Tabelle
gegenübergestellt

sind die erzielten Ergebnisse

Art der Aufgabe Abrieb
<5mm

<0,6 mm

Anteil an
deformierten Pellets

Zweimalig
Einmalig

2,6 3,2

2,4 2,8

5%
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 erfindungsgemäSen
Verfahrens bei 31,2 tato/m²

bei Anwendung der bekannten Verfahren bei

24,0 tato/m².

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Grünpellets innerhalb der Trockenzone an minde- jo stens zwei in Laufrichtung des Wanderrostes hintereinander liegenden Stellen aufgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Aufgabestelle Ίζ bis ²Iz der gesamten Pelletbeschickung aufgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pelletaufgabe nach 2—4 Minuten währender Trocknung der zuerst aufgegebenen Pellets vorgenommen wird.