DE2220132A1 - Verfahren und vorrichtung zum austragen des bei der verarbeitung von stahl anfallenden sinters aus einer fluessigkeit - Google Patents

Description

• T i t e 1 : Verfahren und Vorrichtung zum Austragen des bei der Verarbeitung von Stahl anfallenden Sinters aus einer Flüssigkeit11 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und e:Lne Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Austragen des bei .der--Verarbeitung von Stahl anfallenden Sinters aus einer Flüssigkeit, wobei der Sinter zusammen mit der im Kreislauf geführten Flüssigkeit in einen Auffangraum eingebracht und dort dessen groben Teile durch Schwerkraft von der Flüssigkeit getrennt und dessen feinen Teile einer weiteren Abscheidung von der Flüssigkeit unterzogen werden, um zusammen mit den groben Teilen einer Abgabevorrichtung zugeführt zu werden.
• Bei der Herstellung und Verarbeitung von Stahl wird' bei fast allen bekannten Verfahren in Teilschritten des Prozesses das heiße Material dergestalt gekühlt, daß das Wasser direkt aufgesprüht wird, Eine Folge dieser Behandlungsmethode ist, daß das aus diesem Proper ablaufende Wasser Sinter, also Eisenoxyde, enthalt. Es ist nun eine übliche Praxis, dieses anfallende heiße Wasser vom Sinter zu befreien und nach einer Rückkühlung dem eigentlichen Kühlprozeß wieder zuzuführen. Die Betriebssicherheit und die Wirtschaftlichkeit dieser sogenannten Kühlkreisläufe wird aber entscheidend von der Art und Weise bestimmt, wie dos Sintermaterial aus dem Wasser entfernt wird.
• Es ist ein Verfahren zum Abscheiden von Sinter aus einer Flüssigkeit bekannt, bei dem die anfallende Flüssigkeit zusammen mit dem C.rob- und Feinsinter in einem als Sedimentationsbecken ausgefllhrten AuffanFraum vom Grobsinter befreit und bei dem die verbleibende Flüssigkeit im Gemilch mit Feinsinter nach Passieren eines weiteren Auffangbeckens durch eine aus Kies filtern bestehende Aufbereitungsanlage gepumpt wird. Der anfallende Grobsinter gelangt dabei in sogenannte Sinterspülbehälter, die sich unterhalb des Auffangraumes befinden. Aus diesen Sinterspülbehältern wird der Grobsinter mit Hilfe einer Flüssigkeit, d.h. eines Wasserstromes, auf sogenannte Sintereindick- und Abgabemittel, z,B, in Form von Behalten gepumpt. In diesen Behalten soll eigentlich der Sinter trocken anfallen, und es sind diese Behalter in einer H-he derart angebracht, daß Transportmittel unterhalb dieser Behälter den Sinter aufnehmen und abtransportieren können. Es sind daher diese Sintereindick- und Abgabebehälter sehr aufwendig gebaut und besitzen insbesondere ein Dr-inagesystem, um die Fbrderflllssigkeit, die Ja mit dem Sinter in diese BehAlter gepumpt wurde, wieder abzuleiten. Damit haben diese Behälter Absetzfunktionen und sind auch wegen ihrer großen BauhOhe als großvolumige BehAlter äußerst kostenaufwendig. Es kommt hinzu, daß der Grobsinter als Suspension gefördert wird, wobei Verstopfungen der Rohrleitungen, Erosionsangriff und anderes mehr, die Betriebssicherheit stören können, Außerdem müssen alle diese Förderleitungen mit R(1ckführleitungen ausgestattet sein, um in den Förderpausen (die Förderung erfolgt diskontinuierlich) ein ständiges Absetzen und Verstopfen der Leitungen Zu verhindern. Da ferner auch die Flüssigkeit mit Grob-und Feinsinter stoßweise anrollt, kann auch nicht immer verhindert werden, daß bei einem Nachrutschen des Sinters aus dem Auffangraum in den Sinterspülbehälter dieser durch Verstopfung blockiert wird. Die durch die Kiesfilter gepumpte Fltssigkeit gelangt in einen Kühlturm, aus dem sie wieder für die erneute Förderung des Sinters entzogen wird, Der in den Kies filtern hingegen zurückgehaltene Feinsinter wird in einen Eindickzyklon gepumpt, aus dem er in den Abgabebehälter gelangt, während die ihn fördernde Flüssigkeit in das Auffangbecken für Feinsinter zurückfließt. Bei diesem Verfahren wird es als nachteilig empfunden, daß durch die Größe der Anlage bedingt, die Abscheidung des Sinters sehr aufwendig ist und die Anlage selbst erhebliche Schwierigkeiten bei deren räumlichen Unterbringung bereitet. Hinzu kommt, daß der Sinter sehr feucht gewonnen wird und dieser zu dessen Förderung aufwendiger Pumpen bedarf, Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, womit nicht nur die vorgenannten Nachteile vermieden werden, sondern auch unter geringst mdglichem Raumbedarf, unter Beibehaltung einer großen Betriebssicherheit, ein kontinuierliches Austragen des Sinters aus der Flüssigkeit ermöglicht wird, ohne daß dabei die dem Kreislauf zurückzugebende Flüssigkeit Verunreinigungen aufweist, und ohne daß weitere, zu deren Nachklärung dienende Filter u.a. notwendig werden.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß durch den Auffangraum magnetische Felder kontinuierlich bewegt werden, auf die der Sinter aufgebracht und mit diesen ausgetragen wird, und daß der Sinter nach seinem Austragen von den magnetischen Feldern entfernt und zu dessen Weiterverwendung gefördert wird, sowie die noch Sinter enthaltende Flüssigkeit über Kopf der ersten Grobninterabscheidung abgezogen, einer zweiten Abscheidung zugeleitet und das bei dieser Abscheidung anfallende Cemisch aus Flüssigkeit und feinen Sinterteilen einer abschließenden zentrifugalen Trennung unterworfen wird, aus der die Sinterteile den magnetischen Feldern und die Flüssigkeit deren Kreislauf zugeleitet werden.
• Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es wird darüber hinaus der Vorteil erzielt, daß das Abscheiden des Sinters auch mit geringerem Flüssigkeitsbedarf durchgeführt werden kann, da der dem Abtransport zur Verfügung gestellte Sinter weitgehend frei von Flüssigkeit ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den kontinuierlichen Ablauf des Verfahrens kaum Stoßbelastungen auftreten können, so daß die StbranfAlligkeit, trotz Beibehaltung kleiner Abmessungen der Anlage, weitgehend ausgeschaltet wird.
• Die dem Durchführen des Verfahrens dienende und im wesentlichen mit einem Zu- und Abführungsleitungen aufweisenden Auffangraum, welcher teils Abgabemittel für den Sinter und teils mit einer diesem nachgeschalteten Aufbereitungsanlage für die Flüssigkeit und Rückgewinnung der feinen Sinterteile verbunden ist, wobei diesen wiederum ein Abzug für feine Sinterteile und mindestens ein diesen wiederum nachgeschaltetes zentrifugales Trennmittel nachgescilaltet ist, ausgestattete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Auffangraum als Sedimentationsbecken mit nach unten konisch verlaufendeinBoden ausgeführt ist, und daß in diesem Auffangraum ein magnetische Felder aufweisendes und kontinuierlich um Umlenkmittel laufendes Transportmittel hängend angeordnet ist, dessen aus dem Auffangraum ragender Abschnitt an Abgabemitteln für den Sinter geführt ist sowie der Uberlauf des Auffangraumes mit der Aufbereitungsanlage für die TransportflUssigkeit und Rückgewinnung der feinen Sinterteile verbunden ist, welche nach Trennung in einem zentrifugalen Abscheider den magnetischen Feldern beaufschlagbar sind.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat neben den bereits vorgenannten Besonderheiten den Vorteil, daß sie sehr robust ausgeffthrt werden kann, was bei den ohnehin harten Arbeitsbedintngen der Gesamtanlnge sehr wesentlich ist.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, daß die Anlage ohne kostspielige Nachklärmittel, wie Kiesfilter u.a., für die Flüssi-gkeit betrieben werden kann.
• Um den vom Transportmittel erfaßten Sinter nicht durch die in den Auffangraum einströmende Flüssigkeit herab spülen zu lassen, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Transportmittel von mindestens einem Führungsrohr umgeben, welches an seinem dem Boden des Auffangraumes benachbarten Ende trichterförmig erweitert und mit seinem anderen Ende aus dem Auffangraum herausgeführt ist.
• In Fällen, in denen es zweckmäßig sein kann, die in den Auffangraum eingebrachte Flüssigkeit nebst Sinter keiner starken Turbulenz auszusetzen, ist es nach einem weiteren Merkmal der erfindung denkbar, um das erstgenannte Führungsrohr ein weiteres Rohr konzentrisch zu diesem anzuordnen und in den Ringraum zwischen den Rohren einen tangentialen Einlauf für die Sinter führende Flüssigkeit vorzusehen.
• Um die dem zentrifugalen Trennmittel entnommenen feinen Sinterteile gezielt auf die magnetischen Felder aufzubringen, ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, in den Raum zwischen dem Transportmittel und dessen FUhrungsroilr die flückleitung des zentrifugalen Trennmittels einmiinden zu lassen.
• Eine vorteilhafte Weitergestaltung der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß bei Ausbildung der magnetischen Felder als permanente Magnete und Ausführung des Transportmittels als Förderband die Magnete im Förderband oberflächenbündig eingelassen sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Transportmittel sehr einfach konzipiert werden kann, und daß bei Anwendung des gewöhnlichen Bandes hier keine Schwierigkeiten bei dessen Umlenkung an der Antriebs- oder Umkehrseite auftreten.
• Auch hat die Ausführung des Transportmittels den Vorteil, daß an der oberen Umlenkstelle des Transportmittels ein Schaber mit anschließender Rutschfläche zum Abgabemittel vorgesehen werden kann, und daß mittels dieses Schabers die am Transportmittel hAngenden Sinterteile leicht entfernt werden können.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können insbesondere den verbleibenden Ansprüchen entnommen werden.
• In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
• Der vorzugsweise als Sedimentationsgefäß 1 ausgeführte Auffangraum ist in seinem obercn Teil zylindrisch und in seinem unteren Teil 2 konisch ausgebildet. Den unteren Abschluß des konischen Teiles 2 bildet ein gewölbter Boden >.
• Im Innern des Sedimentationsgefaßes 1 befindet sich ein Zulaufrohr 4 und, z.B. koaxial zu diesem, ein Filhrungsrohr 5. Die Flüssigkeit, in der Regel gewöhnliches Wasser, im Gemisch mit Grob- und Feinsinter gelingt silber eine Zuftilirungsleitung 6 in das Zulaufrohr 4, und es ist dessen Einlauf vorzugsweise tangential ausgeführt. Im Zulaufrohr 4 fließt das Wasser mit dem Grob- und Feinsinter nach unten, wird am unteren Ende umgelenkt und fließt im Sedimentationsraum 7 nach oben in eine Uberlu£rinne 8. Bei der Umlenkung nach Verlassen des Zulaufrohres 4 trennt sich der Grobsinter ab und sinkt auf den Boden 3 des Sedimentationsgefäßes 1. Oberhalb des Sedimentationsgefaßes 1 sind eine Antriebsrolle 9 und eine Führungsrolle 10 angebracht, über die ein vorzugsweise permanent-magnetische Felder aufweisendes Transportmittel, z.T3. ein Band 11> läuft. Dieses Band 11 ist endlos ausgeführt und hängt im Führungsrohr 5 bis fast auf den Boden 3. Sein unteres Ende bildet eine Schlaufe 12, deren Form weitgehend vom angehäuften Grobsinter auf dem Boden 3 des Sedimentationsgefaßes 1- bestimmt wird. Von der Oberfläche des groben Sinters nimmt nun das Band 11 den Sinter auf und transportiert ihn über die Antriebsrolle 9 auf einen Abstreifer 13. Vom Abstreifer 13 fällt der Sinter auf ein Förderband 14 und kann nun an einen beliebigen Speicherort oder vorzugsweise in-ein Abgabemittel bzw. ein Transportfahrzeug gefördert werden. Das untere Ende des Führungsrohres 5 weist eine trichterförmige Erweiterung 15 auf, um der sich bildenden Schlaufe 12 des Bandes 11 Raum zu geben. Uber die beliebig einstellbare Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsrolle 9 kann die Fördergeschwindigkeit des Bandes 11 dem Anfall des Sinters angepaßt werden, was vorzugsweise so geschieht, daß der Spiegel des Sinters im Sedimentationsgefäß 1 weitgehend konstant gehalten bleibt.
• Am Boden 3 des Sedimontationsgefäßes 1 ist ein Ablaßrohr und ein Ventil 16 vorgesehen, um eventuell nichtmngnetisehe Sinterstoffe zu entfernen. Falls diese Stoffe im Laufe der Zeit zusammenbacken, ist durch die Betätigung, einer Spüllitun'g 17 eine Auflockerungsmöglichkeit der zusammengebackenen Sinterteile gegeben. Das aus der Überlaufrinne 8 abfließende Wasser im Gemisch mit feinen Sinterteilen gelangt im freien Gefälle in eine Feinsinterkammer 18 eines Zwischenspeichers 19. Dieser Zwischenspeicher 19 besitzt eine Trennwand 20, die an ihrem unteren Ende einen Spalt 21 freil'ßt. Im Reinwasserraum 22 des Zwischenspeichers 19 ist hinter dem Spalt 21 ein Wehr 23 angebracht, dos ein Einfließen des Sintors von der Feinsinterkammer 18 in den Reinwasserraum 22 verhindert. Aus der Feinsinterkammer 18 wird das Wasser im Gemisch mit Feinsinter von einer Kreislaufpumpe 24 in mindestens einen Hydrozyklon 25 gefördert. Drls Wasser des Oberlaufs 26 des Hydrozyklons 25 ist von Feinsinter befreit und wird in den Reinwasserraum 22 geleitet. Der Unterlauf 27 des ilydrozyklons 25, der den abgeschiedenen Peinsinter enthält, wird in das Führungsrohr 5 des ?edimentationsgefäf3es 1 zurückgeführt.
• Mit der Kreisloufpumpe 24 wird ein konstanter Wasserkreislauf aufrechterhalten, der von der Feinsinterkammer 18 über die Kreislaufpumpe 24 und durch den Hydrozyklon 25 sowie den Obenauf 26 in den Reinwasserraum 22 gelangt. Dieser Kreislauf ist in seiner Förderleistung höher eingestellt als der maximal mögliche Zulauf aus der Überlaufrinne 8 in die Feinsinterkammer 18. Daher ist unter allen fletriebsbedingungen ein Wasserrückstrom von dem Reinwasserrnum 22 über das Wehr 23 durch den Spalt 21 in die Feinsinterkammer 18 gewährleiset. Dieser Rückstrom hat dann sein Minimum, wenn der Zulauf aus der Überlaufrinne 8 in die Feinsinterkammer 18 sein Maximum hat und hat dann sein Maximum, wenn der Zulauf zur Feinsinterkammer 18 Null ist. Auf Grund dieser Strömungsführung ist ein Vermischen von Feinsinter fjihrendem Wasser mit dem Reinwasser nicht möglich. Der Strömungswiderstcand im Spalt 21 und im vertikalen trömungsknnl 2S, gebildet aus der Trennwand 20 und dem Wehr 23, ist bei maximaLer Kreislaufbelastung vorzugsweise so niedrig zu halten, daß sich im Betrieb zwischen den Wnsserspiegeln in der Feinsinterkammer 18 und dem Reinwasserraum 22 höchstens einige Zentimeter Höhenunterschied ergeben. Aus dem Reinwasserraum 22 wird mit Hilfe einer Pumpe 29 dns Reinwasser an die Verbrauchsstellen zurückgepumpt. Um diese Pumpe 29 vor Trockenlauf zu schützen, ist ein Niveauregler 30 so vorgesehen, daß sich bei Tiefstand im Reinwasserraum 22 die Pumpe 29 automatisch abschaltet. Ein Niveaugeber 31 des Niveaureglers 30 darf dabei nicht tiefer angebracht sein, als der Höhe des Wo'}irs 23 entsprieht. Um den Zwischenspeicher 19 vor Uberfttllung zu sichern, ist nn seinem oberen Rand ein Überlaufrohr 32 angebracht. Ein gleiches Überlaufrohr 33 ist auch an der Überlaufrinne 8 des Sedimentationsgefflßes 1 vorgesehen, um auch dieses Gefäß vor Uberfflllung zu schUtzen.
• Versuche haben indessen ergeben, daß auf diese Weise der Sinter mit einem sehr niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aus dem Sedimentationsgef.iß 1 ausgebracht werden kam und dieser mit Hilfe von weiteren Förderbändern ohne irgendwelche Zusatzeinrichtungen direkt in die @bgabemittel oder Transportmittel eingeleitet werden kann.
• Außerdem haben die Versuche ergeben, daß der Feinsinteranteil bei diesem Verfahren nicht höher ist als bei einem üblicherweise angewendeten Kiesfilter. Dadurch ist es wiederum möglich, den Kühlkreislauf direkt und ohne Nachbehandlung dessen aus der Reinwasserkammer 19 entnommenen Wassers aufrechtzuerhalten

Claims (14)

1. P A T E N T A N 5 P R Ü C H E t) Verfahren zum Austragen des bei der Verarbeitung von Stahl anfallenden Sinters aus einer Flüssigkeit, wobei der Sinter zusammen mit der im Kreislauf geführten Flüssigkeit in einen Auffangraum eingebracht und dort dessen groben Teile durch Schwerkraft von der Flüssigkeit getrennt und dessen feinen Teile einer weiteren Abscheidung von der Flflssirkeit unterzogen werden, um zusammen mit den groben Teilen einem Abgabemittel zugeführt zu werden, dadurch pekennzeichnet, daß durch den Auffangraum magnetische Felder kontinuierlich bewegt werden, auf die der Sinter aufgebracht und mit diesen ausgetragen wird, und daß der Sinter nach seinem Austragen von den magnetischen Feldern entfernt und zu dessen Weiterverwendunp gefördert wird, sowie die noch Sinter enthaltende Fldssigkeit über Kopf der ersten Grobsinterabscheidung abgezogen, einer zweiten Abscheidung zugeleitet und das bei dieser Abscheidung anfallende Gemisch aus Flüssigkeit und feinen Sinterteilen einer abschließenden, zentrifugalen Trennung unterworfen wird, aus der die Sinterteile den magnetischen Feldern und die Flüssigkeit deren Kreislauf zurückgeführt werden.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der zentrifugalen Trennung entnommenen Sinterteile den magnetischen Feldern unmittelbar zugesetzt werden, und daß das nach der Abscheidung der feinen Sinterteile gewonnene, gereinigte Wasser so in den Förderstrom -des Feinsinterwassers gegeben wird, daß dieser Strom unabhängig vom Zufluß oder Grobontsinterung konstant gehalten wird,
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinter zusammen mit der Flüssigkeit tangential in den Auffangrnum unterhalb einer beruhigten Flüssigkeitszone eingeleitet wird.
4. 4) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einem Zu- und AbfUhrungsleitungen aufweisenden Auffangraum, welcher teils mit Abgabemitteln ftir den Sinter und teils mit einer nachgeschnlteten Aufbereitungsanlage filr die Flüssigkeit und RUck gewinnung der feinen Sinterteile verbunden ist, wobei diesen wiederum ein abzug filr feine Sinterteile und mindestens ein diesem nndhgeschnltetes zentrifugales Trennmittel nachgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangraum als Sedimentationsgefäß (1) mit nach unten konisch verlaufenden Boden (3) .ausge£ilhrt ist, und daß in diesem Auffangraum rutin magnetische; Felder nufweisendes und kontinuierlich um Umlenkmittel (9, 10) umlaufendes Transportmittel (Band 11) hhngend angeordnet ist, dessen sus dem Auffangraum ragender Abschnitt an Abgabemitteln (Abstreifer 13, Förderband 14) für den Sinter geführt ist, sowie der Uberlauf (8) des Auffangraumes mit der Aufbereitungsanlage (Zwischenspeicher (19) für die TransportflUssigkeit und Rückgewinnung der feinen Sinterteile verbunden ist, welche nach Trennung in einem zentrifugalen Trennmittel (Hydrozyklon(25) den magnetischen Feldern beaufschlagbar sind.
5. 5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmittel (Band 11) von mindestens einem Führungsrohr (5) umgeben ist, welches an seinem dem Boden (3) des Sedimentationsgefljßes (1) benachbarten Fnde eine trichterförmige Erweiterung (15) aufweist und mit seinem anderen Ende aus dem Sedimentations gefäß herausgeführt ist.
6. 6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß um dns Führungsrohr (5) ein weiteres Rohr (4) konzentrisch angeordnet ist, und daß in den Ringraum zwischen den Rohren ein tangentialer Einlauf für die Sinter führende Flüssigkeit einmündet.
7. 7) Vorrichtung nach dcn Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum zwischen dem Transportmittel (Band 11) und dem Führungsrohr (5) die Rückleitung des zentrifugalen Trennmittels (Hydrozyklon 25 mündet.
8. 8) Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n o t, daß bei Ausbildung der magnetischen Folder als permanonte Magnete und Ausführung des Transportmittels als Förderband (11) die Magnete im Förderband oberflächenbundig eingelassen sind.
9. 9) Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und S, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Umlenkstelle (9) des Transportmittels (Band 11) ein Abstreifer (13) mit anschließender Rutschfläche zum Abgabemittel (Forderband 14) vorgesehen ist.
10. 10) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsanlage als ein Zwischenspeicher (19) mit durch Trennwände (20, 23) getrennten, jedoch hydraulisch verbundenen Räumen (18, 22) ausgebildet 13t.
11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die eine Trennwand (20) bis anniihernd zum Boden des.Zwischenspeichers (19) reicht sowie die benachbarte Trennwand als ein vom Boden nach oben gerichtetes Wehr (23) ausgebildet ist.
12. 12) Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (19) sowohl eine Überlaufleitung (32) als auch eine Niveauregelung (30, 31) aufweist.
13. 13) Vorrichtung nach Anspruch 4, dndurch gekennzeichnet, daß am Boden (3) des Auffangraumes (1-) eine Ablaß-und Spüllei tung (16, 17) vorgesehen ist.
14. 14) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Antriebsrolle (9) vercinderbar ist.

    L e e r s e i t e