DE2143372C3

DE2143372C3 - Verfahren zur Herstellung gebrannter Eisenerzpellets und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2143372C3
Application number: DE2143372A
Authority: DE
Inventors: Latenstein A Van
Original assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL
Current assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL
Priority date: 1970-08-31
Filing date: 1971-08-30
Publication date: 1974-11-21
Also published as: CA957850A; FR2103651B1; US3811866A; NL166984B; DE2143372B2; FR2103651A1; BR7105735D0; SE375551B; NL166984C; JPS518362B1; GB1352756A; NL7012876A; DE2143372A1; IT939769B; AU3290971A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gebrannter Eisenerzpellets, bei welchem die PeI- _;ets getrocknet, vorerhitzt, gebrannt und gekühlt werden/hierauf gesiebt und schließlich abtransportiert werden sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens.

Obwohl die Herstellung von PeNe₁-. v.^.che z.B. in Hochöfen eingesetzt werden und gegenüber stückigem Erz deutliche Vorteile bieten können, vom technischen Standpunkt her keine großen Schwierigkeiten bereitet ist ihre Herstellung jedoch oftmals besonders deshalb nachteilia. weil sie in zahlreichen VerfahrensV.ufen von einer starken Staubbildung begleitet ist. Besonders unangenehm macht sich eine solche Staubbildung beim Brennen, beim Sieben und beim anschließenden Transport der Pellets bemerkbar.

Bei modernen Pelletfertigungsanlagen, insbesondere bei solchen, die in dicht bevölkerten Gebieten liegen, muß somit der Vermeidung und Bekämpfung einer solchen Staubbildung größte Aufmerksamkeit seschenkt werden. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt, am Auslaß der Brennanlage und rings um die Siebanlage, in der in einer nachgcschalteten Verfahrensstufe die gerösteten Pellets durch Sieben von Erzstücken oder zerbrochenen Erzklumpen abgetrennt werden, Staubabscheider anzuordnen. Obwohl sich hierdurch eine geeignete lokale Staubeindämrnung erreichen läßt, kann das Staubproblcm in seiner ^Gesamtheit durch derartige Staubabscheider nicht als gelöst betrachtet werden. Diese Schlußfolgerung eilt "allgemein, und zwar unabhängig von dem jeweils an Ort und Stelle verwendeten Staubabsclieidesystem.

Die Förderung der gesiebten Pellets erfolgt in der Regel durch ein System aus Transportbändern, Auslässen und Lagerb'unkern oder -trichtern. Wenn sich die Pelletfcrtigungsanlage in der Nähe eines Hochrfens befindet, kann dieses Fördersystem direkt an das Beschickungssystem des Hochofens angeschlossen sein.

Es hat sich nun gezeigt, daß selbst im Falle, daß sich am Auslaß der Brennanlage und in der Nähe der Siebanlage Staubabscheider befinden, an jeder folgenden Entladestation oder jedem folgenden Trichter eine erneute Staubbildung erfolgt oder zumindest Staub wieder in Freiheit gesetzt wird. Das Ergebnis davon ist eine erhebliche Staubbelästigung.

Bekannt ist (deutsche Offenlegungsschrift I 533 851) lediglich, die gebrannten Pellets nach dem Brennen einer begrenzten Gaskühlung zu unterwerfen (vgl. auch deutsche Patentschrift I 133 559) und Wasser nach dem Brennen gegebenenfalls nur zur Abschreckkühlung der fertigen Pellets zu verwenden. Damit ist es aber nicht möglich, die Staubbildung in den dazwischen liegenden Pelletisierungsstufen ausreichend wirksam zu reduzieren.

Insbesondere for die Verminderung des Abriebsvcrlustus sind bekannte Verfuhren (deutsche Patentschrift 1 133 559 und britische Patentschrift 715 698) bis zum fertigen Produkt praktisch allein auf eine begrenzte Gaskühlung beschränkt, wobei eine entsprechend hohe Staubbildung zugunsten eines verminderten Abriebs in Kauf genommen wird.

Auch bei der Behandlung von Sinter erfolgt eine Wasserzngabe allenfalls am Endprodukt (USA.-Patentschrift 2 367063), wobei auch keinerlei signifikante Mengenbemessung der Feuchtigkeit notwendig erscheint.

Die Lösung dieser Schwierigkeiten könnte scheinbar darin bestehen, daß weitere lokale Staubabscheider in der Nähe sämtlicher Stellen (im Transportoder Fördersystem), an welchen Staub in Freiheit gesetzt wird, vorgesehen werden. Die hierfür erforderlichen Investitionskosten sowie der Platzbedarf sind jedoch so hoch, daß eine derartige Lösung aus wirtichaftlichen Gesichtspunkten nicht in Frage kommt. Der Erfindung lag daher die Aufgab" zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dessin Durchführung nhne höhere Kosten angemessene Schutzmaßnahmen gegen Staubbelästigung möglich sind.

Die Erfindung besteht daher bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, daß man die Pelle-, nach dem Brennen auf eine 60 C nicht überstei»ende Temperatur abkühlt und nach dem Sieben bis zu einem Wassergehalt von 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pellctgewicht, anfeuchtet.

Soweit die Kühlung bei den bekannten Verfahren unter Hindurchsaugen von Luft erfolgt, wird nur mit vergleichsweise geringer Intensität gekühlt, weil z. B. das Abkühlen von Temperaturen unter 100" C längere Kühlabschnitte und höhere Gebläseieisiungen erfordert. Bei den bekannten Verfahren werden die Pellets daher in trockenem Zustand bei einer Temperatur vnn etwa 120 C gefördert, wobei infolge der größeren Harte ein geringer Gesamt-.Abrieb erwartet wird.

Wenn man sie jedoch erfindungsgemäß auf ihrem Weg feucht hält, kommt es offensichtlich bis zur Endstufe der Herstellung nicht zu einer neuerlichen Staubbildung. Um nun die Pellets mit Wasser anfeuchten zu können, ohne daß der Hauptteil an dem Wasser verdampft und die Pellets sofort wieder trokken werden, hat es sich als notwendig erwiesen, zunächst die Pellets auf eine 60 C nicht übersteigende Temperatur abzukühlen. Da zudem die Wasserzucabc unter Berücksichtigung definierter Gcwichtsanteile erfolgt, können die mechanischen Teile der Vorrichtung nicht durch Tropfwasser bzw. Schlammbildung beeinträchtigt werden.

Obwohl das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung weitcstgehend im Zusammenhang mit der Herstellung gebrannter Pellets beschrieben werden, läßt sich der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke ohne weiteres auch auf andere. mit ähnlichen Problemen behaftete Verfahren übertragen. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung lassen sich also ganz allgemein bei der Herstellung gebrannter Produkte, deren Herstellung in einer zu der geschilderten Pelletfertigung analogen Weise erfolgt, anwenden.

Wenn man tine Abkühlung (der Pellets) auf eine 60° C nicht übersteigende Temperatur durch Hindurchsaugen w.i Kühlluft erreicht, verbleiben jedoch, über die Höhe des Pelletbettes hinweg gesehen, noch beträchtliche Temperaturunterschiede, wobei insbesondere die oberste Pelletschicht eine beträchtlich höhere Temperatur aufweist. Aus diesem Grunde werden die Pellets vorzugsweise zunächst auf eine Temperatur von 100 bis 400° C mit Luft vorgetrocknet, worauf die Pellets durch Aufsprühen von, bezogen auf die Pellets, bis etwa 6 Gewichtsprozent Wasser weiter bis zu einer Temperatur von 30 bis 50''C abgekühlt werden. Da die Pellets zuerst von xo einer Temperatur von etwa \32Q^C auf eine Temperatur von 100 bis 400 C und vorzugsweise von 120 bis 15C C luftgekühlt werden müssen, bestimmt sich die Zone, in welcher das Wasser auf die Pellets aufgesprüht wird, nach verschiedenen steuerbaren und veränderlichen Faktoren. In der Regel erfolgt jedoch das Aufsprühen bei etwa der Hälfte der Kühlzeit.

Es sei darauf hingewiesen, daß es aus qualitativen und verfahrenstechnischen Gründen nicht ?weckmäßig ist. die Wasserkühlung unmittelbar nach der leizten Pelletisierungszone i: der Brennanlage durchzuführen. In dieser Zone ist rämlich die Temperatur der Pellets noch so hoch, daß die Pellets infolge der beträchtlichen Abkühlung durch das Aufsprühen von 2j Wasser brechen und eine erhebliche Staubmenge bilden können Weiterhin ist es zweckmäßig, die Kühlung in einer solchen Zone vor dem Ende der Kühl- «jtie durchzuführen, in der das aufgesprühte Wasser verdampft, bevor die Pellets vom Transportband entladen werden. Der Grund dafür liegt darin, daß eine erhebliche Dampfbildung noch an der Entladungsstelle dazu führen würde, daß beträchtliche Staubmengen zusammen mit dem gebildeten Wasserdampf in das an dieser Slelle befindliche Staubabscheidesy^stem gelang-.n würden und dieses ohne weiteres blokkieren könnte.

Der in der Kühlzone gebildete Dampf erreicht eine 100 C übersteigende Temperatur. ToIgIiCh ist keine Kondensation möglich. Das in der Kühlzonc gebildete Gemisch aus Luft- und Wasserdampf wird zum Trocknen der feuchten Pellets verwendet. Der in der Kühlluft und dem gebildeten Wasserdampf eingeschlossene Staub wird in dem aus feuchten Pellets bestehenden Bett abfiltriert. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Luft in der Umgebung stark verschmutzt wird.

Wie bereits ausgeführt, ist der Verlauf der (graphisi.li darstellbaren) Temperaturgradicnten-Kurve in der Kühlzone von verschiedenen Faktoren, z. B. der Dicke des Pellctbcttes in der Brcnnanlage, der Transportbap.dgeschwindigkcit in dieser Anlage und der Temperatur dos Pcllctbettes am Ende der Brennzone abhängig. Erfindungsgemäß wird eine Verfahrensform bevorzugt, bei der die Temperatur der PeI-lets am Ende der Kühlzone dadurch eingestellt wird, daß man die Menge an aufgesprühtem Wasser in Abhängigkeit von der geförderten Menge und der Geschwindigkeit des die Pellets durch die Bre.nnanlagc tragenden Förderbandes sowie in Abhängigkeit von der Temperatur der Pellets zu Beginn der Kühlzone wählt.

Untei bestimmten Umständen unterliegt die erforderliche Kühlwassermenge einer weiteren Beschränkung durch zusätzliche Faktoren, die auch die Wahl 65 der Zone, in die das Wasser eingesprüht wird, beeinflussen können. So kann die Menge des in den Kühlzonen der Brennanlage entstandenen Wasserdampfs zu groß sein, so daß sich im Steuersystem der Brenn-

anlage Schwierigkeiten einstellen können. Wie es bei einem wirtschaftlich arbeitenden Herstellungsverfahren üblich ist, wird die hohe Temperatur des Kiihlmediums zum Trocknen und Vorheizen der Grünpellets ausgenutzt; der beim Aufsprühen des Wassers gebildete Wasserdampf wird ebenfalls einer Energierückgewinnung zugeführt. Wenn die Menge an gebildetem Wasserdampf zu hoch ist, kann der Taupunkt des heißen Luft/Dampf-Gemisches so stark ansteigen, daß sich bei der Energierückgewinnung Schwicrigkeiten einstellen können. Davon abgesehen kann ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt des Kühlmediums die Konstruktion der Brennanlage beeinträchtigen. Insbesondere muß angenommen werden, daß bei der lung cine Einrichtung zur Herstellung von Grünpellets, eine Brennanlage mit mehreren Kühlzonen, ein Förderband zum Transport der gebrannten Pellets zur Siebanlage sowie ein Transportsystem zur Entladung bzw. zum Austragen der gesiebten Pellets. Insbesondere ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Aufsprühen von Wasser auf die Pellets hinter der ersten Kühlzonc und nach dem Siebsystem aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung zum Aufsprühen von Wasser auf das Förderband vor dem Siebsystem und in einen Lageroder Vorratstrichter, der in das Transportsystem zum

feuerfesten Auskleidung der Brennanlage infolge Hy- 15 Entladen der gesiebten Pellets eingeschaltet ist.

dratisierung eine Erosion einsetzt oder daß mechanische Teile, wie beispielsweise Gebläse, stark beeinträchtigt werden.
Trotz dieser Umstände hat sich erfindungsgemäß Indem man die Kühlzone(n), in der oder denen Wasser versprüht werden kann, in einen (Wärme-) Speicherkreis zum Trocknen und vor Erhitzen der Grünpellets durch die in der oder den Kühlzonc(n)

eine genügend starke Abkühlung der Pelletmasse als ao gebildete Wärme einfügt, läßt sich erfindungsgemäß

ferner die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beträchtlich erhöhen und die Staubbeeinträchtigung der Umgebung verringern. Darüber hinaus lassen sich die Temperaturen in den Trockungs- und Vorheizah-chnitten der Brennanlage durch genaues Zudosieren der Menge an Kühlwasser sorgfältig einstellen.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der in den Kühlzonen gebildete Staub durch das

ein etwaiger Feuchtigkeitsüberschuß zu einer Störung 30 Energierückgewinnungssystem in die Trocknungzonc der Beschickung des Hochofens führt. Ferner sollten der Brennanlage geleitet und in dieser vom Pelletbett

absorbiert wird. Der grüßte Teil des gebildeten Staubs wird somit in der Anlage zurückgehalten. Da auf die Pellets Wasser aufgesprüht wird, läßt sich die Kühlzone kürzer gestalten, als im Falle, daß zur Abkühlung auf dieselbe Temperatur lediglich mit Luft gekühlt wird. Schließlich läßt sich auch noch die Gebläseleistung erniedrigen, da durch das Pellctbett we-

durchführbar erwiesen, ohne daß gleichzeitig eine unzulässig große Wassermenge in die Systeme der Kühlzonen der Brcnnanlage gelangen. Dies läßt sich durch anschließende Wasserkühlung während der Förderung der Pellets zu der Sicbanlage erreichen.

Wie bereits ausgeführt, sollen erfindungsgemäß die Pellets bei ihrer Förderung von der Siebanlage in feuchtem Zustand gehalten werden. Es ist jedoch unweckmäßig, die Pellets so stark anzufeuchten, daß sentlich weniger Kühlluft geleitet werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Fließbilds eines Brennverfahrens näher erläutert.

Die Brenrianlage 1 enthält nacheinander eine Trocknungs- und Vorheizzone 2, eine Anzahl von

Vorkehrungen getroffen werden, daß die mechanischen Teile des Förder- und des Transportsystems nicht dui_h Schlamm oder Niederschläge enthaltendes Tropfwasser beeinträchtigt werden.

Unter Berücksichtigung dessen wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
die zum Anfeuchten der Pellets verwendete Wassermenge auf die geförderte Menge und die Geschwindigkeit des die Pellets transportierenden Förderban- 40
des sowie auf die Wasserabsorptionskapazität der
Pellets eingestellt, so daß die angefeuchteten Pellets
beim nächsten Abladen kein freies Wasser mitführen.
Offensichtlich ist es oftmals erforderlich, in das Entladesystem zwischen der Pelletfertigungsanlage einen 45 Brennzonen 3 und zwei Kühlzonen 4 und 5. Lager- oder Vorratstrichter einzufügen. Unter be- Der Trocknungszone werden bei 6 Grünr-jüets, die

stimmten Umständen hat es sich gezeigt, daß sich in zwar geformt, jedoch noch nicht gebrannt sind, zugcder in Lager- und Vorratstrichter verlassenden Pel- führt, worauf sie auf einem kontinuierlichen Brennletmasse wiederum loser Staub bilden kann. Dies rost durch die gesamte Brennanlage 1 geführt werkann darauf zurückzuführen sein, daß sich beim 50 den. Nachdem sie die letzte Kühlzone 5 passiert ha-Durchtritt dieser Masse durch große Trichter eine ben, werden die Pellets bei 7 auf ein nach oben gemehr als vernachlässigbare Menge an stückigem Gut richtetes Förderband 8, das zu einem Sieb 9 führt, bildet, wodurch sich die Wasserabsorptionskapazität entladen. Die von dem Sieb kommenden Pellets falder Masse erhöht. Infolge des relativ langen Aufent- len zum Austragen auf ein Transportsystem, das Förhaltes der Pellets in den Trichtern dringt ferner das 55 derbänder (z. B. 10), Lager- oder Vorratstrichter vorher applizierte Wasser tiefer in den Kern der Pel- (z.B. 11) und weitere Förderänder (z.B. 12) enthält. ~ * ' ' " ' Ferner sind Einrichtungen 13 und 14 zum Absaugen

von Staub zu Staubabscheidern vorgesehen. Mit diesen Einrichtungen wird der an der Austragstelle der Brennanlage 1 und der Siebanlage 9 aufgewirbelte Staub entfernt. Infolge des nur geringfügigen Staubanfalls können diese Staubabscheider eine geringe Kapazität haben.

Auf die geförderte Masse wird bei 15, 16, 17 und

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrich- 65 18. d. h. zu Beginn der zweiten Kühlzone, auf das tung zur Herstellung gebrannter Pellets, d.h. eine Förderband 8, unmittelbar nach dem Sieb 9 und in Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten den Lager-Verfahrens. Zu diesem Zweck enthält die Vorrich- sprüht.

lets ein; diese Erscheinung ist noch von einer gewissen »Entwässerung« der äußeren Pellethaut begleitet, wobei sämtlicher durch die Feuchtigkeit an die Pellets angeklebter Staub abfällt.

Dieser geschilderte Nachteil läßt sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, daß man die Pellets in den Lager- oder Vorratstrichtern ein zweites Mal anfeuchtet.

oder Vorratstrichter 11 Wasser aufge-

Hicrzu 1 Blatt Zcichnunccn

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung gebrannter Eisenerzpellets, bei welchem die Pellets getrocknet, vorerhitzt, gebrannt und gekühlt werden, hierauf gesiebt und schließlich abtransportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets nach dem Brennen auf eine 60^C nicht übersteigende Temperatur abgekühlt und w nach dem Sieben bis zu einem Wassergehalt von 2 bis 5 Gewichtsprozent angefeuchtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets nach dem Brennen zunächst auf eine Temperatur von 100 bis 400° C luftgekühlt werden, daß durch Aufsprühen von Wasser in einer Menge, bezogen auf das Pelletgewicbt, bis etwa 6 Gewichtsprozent weitergekühlt *ird und daß schließlich die Pelleis auf eine Temperatur von 30 bis 50' C abgekühlt werden.

3. Verfahren nach A: ^pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der die Brennanlage verlassenden Pellets durch Aufsprühen einer in Abhängigkeit vor: der Fördermenge und der Geschwindigkeit des Pelletförderbandes durch die Brennanlage sowie in Abhängigkeit von der Temperatur der Pellets zu Beginn der Kühlzone gt zählten Wassermenge eingestellt wird.

4. Verfahren nach A.ispruc.<2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß beim Tra isport der Pellets zur Siebanlage eine weitere Wasserkühlung durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Pellets applizierte Wassermenge auf die geförderte Menge und die Fördergeschwindigkeit des Pelletförderbandes sowie die Wasserabsorptionskapazität der Pellets abgestimmt wird, so daß die angefeuchteten Pellets beim nächsten Entladen oder Austragen während des Transports kein freies Wasser mitführen.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets in bei ihrem Weitertransport eingeschalteten Lager- oder Vorratstrichtern erneut befeuchtet werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anlage zur Herstellung von Grünpcllcts, einer Brcnnanlage mit mehreren Kühlzonen, einem Transportband zum Transport der gebrannten Pellets zu einem Siebsystem und einem Transportsystem zum Austragen oder Entladen der gesiebten Pellets, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (15, 17) zum Aufsprühen von Wasser auf die Pellets nach der ersten Kühlzone (4) und nach dem Siebsystem (9) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Einrichtung (16) zum Aufsprühen von Wasser auf das Förderband (8) vor dem Siebsystem (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher in dem Transportsystem zur Entleerung oder Austragung der gesiebten Pellets ein Vorrats- oder Ugertrichter eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß *ίβ eine weitere Einrichtung (18) zum Aufsprühen von Wasser in dem Uger- oder Vorratstrichter (H) enhält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7,8 oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlzone (n) (4, 5), in der bzw. denen Wasser versprüht wird, in einen Wurmeumlaufkrei«, zum Trocknen und Vorerhitzen der Grünpeilets eingeschaltet ist (sirrd).