DE2220132B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Sinter aus einer Flüssigkeit - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Sinter aus einer FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
zum Abtrennen von bei der Verarbeitung von Stahl anfallendem Sinter aus einer Flüssigkeit, bei dem die sinterhaltige
Flüssigkeit in einen ersten Auffangraum eingebracht und dort zumindest der Grobsinter von der
Flüssigkeit getrennt wird sowie der Grob- und Feinsinter durch einen Magnetscheider ausgetragen und nach
außerhalb des ersten Auffangraumes abgefördert wird, wobei die Flüssigkeit über Kopf aus dem ersten Auffangraum
abgezogen wird.
Bei der Herstellung und Verarbeitung von Stahl wird bei fast allen bekannten Verfahren in Teilschritten des
Prozesses das heiße Material dadurch gekühlt, daß Wasser direkt aufgespritzt wird. Das ablaufende Wasser
enthält demzufolge Sinter (Eisenoxyde). Es ist üblich, dieses anfallende heiße Wasser vom Sinter zu befreien
und — nach entsprechender Rückkühlung — dem eigentlichen Kühlprozeß wieder zuzuführen. Dabei
werden die Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit der Kühlkreisläufe entscheidend von der Art und
Weise bestimmt, wie das Sintermaterial aus dem Wasser entfernt wird.
Es sind schon mehrere Verfahren zum Abtrennen des Sinters aus der Begleitflüssigkeit bekannt.
Bei einem der bekannten Verfahren wird die anfal-
lende Trübe ia einem ersten Auffangraum durch Sedimentation
vom Grobsinter befreit und die verbleibende Flüssigkeit im Gemisch mit Sinter nach Passieren eines
weiteren Auffangraumes durch eine Kiesfilter aufweisende Aufbereitungsanlage gepumpt Der durch
Schwerkraft abgetrennte Grobsinter wird zunächst in unter dem ersten AuffangraLyi angeordnete Sinterspülbehälter
geleitet, aus denen er sodann zusammen mit einer Förderflüssigkeit auf Sintereindick- und Abgabe
mittel gepumpt wird, von denen er letztlich an darunter angeordnete Abtransportmittel abgegeben wird Der in
des ι Kiesfiltern zurückgehaltene Feinsinter wird zusammen mit einer Förderflüssigkeit in einen Eindickzyklon
gepumpt, wobei der dort abgetrennte Feinsinter einem AbgabebtMiter zugeführt wird, während die Förderflüssigkeit
zur Weiterverwendung abgezogen wird. Dieses bekannte Verfahren ist vor allem relativ aufwendig
und kostspielig; auch bereitet die räumliche Unterbringung der zur Durchführung des Verfahrens
dienenden Vorrichtung erheblich·; Schwierigkeiten. Da
außerdem der Grobsinter als in der Förderflüssigkeit suspendierter Stoff gefördert wird, hat dies zum einen
einen erhöhten Verschleiß von Pumpen. Leitungen und Armaturen zur Folge und zum anderen besteht eine
Gefahr, daß Rohrleitungen verstopfen und durch Erosion die Betriebssicherheit gestört wird.
Die vorgenannten Nachteile sind zwar bei anderen bekannten Verfahren zum Teil dadurch vermieden daß
zur Abtrennung und teilweise auch zum Austragen des Sinters Magnetscheider dienen, jedoch erfolgt dabei
stets die Abtrennung des Sinters von der Flüssigkeit selbst mittels des Magnetscheider^ was insbesondere
erhebliche Probleme hinsichtlich der Ausbildung eines zufriedenstellenden Magnetscheider mit sich bringt.
Bei dem Verfahren der eingangs genannten Art weist der Magnetscheider mit Magneten versehene,
drehbare Scheiben bzw. eine magnetisierte Trommel, um die dn endloses Band aus nichtmagnetischem Material
zum Abtransport der von der Trommel angezogenen Sinterteilchen nach außen umläuft, auf. Die erstgenannte
Ausbildung des Magnetscheiders bedingt aber insbesondere einen erheblichen Aufwand, da zur
sicheren Abscheidung eine Vielzahl solcher Scheiben über die Kanalbreite anzuordnen ist. Außerdem wird
die Querschnittsfläche des Kanals verkleinert, so daß die Trübe im Bereich der Scheiben mit erhöhter Geschwindigkeit
strömt, wodurch die Abscheidung der SinterteiJchen erschwert wird. Die zweitgenannte Ausbildung
des Magnetscheiders Ipßt einen befriedigenden Wirkungsgrad der Abscheidung lediglich für sehr geringe
Durchsatzmengen zu; außerdem ist der Raumbedarf wegen des schräg ansteigenden Förderbandes beträchtlich.
Ein weiterer bekannter Vorschlag besteht darin, daß der Magnetscheider als Austragvorrichtung eine Sprossenkette
aufweist. Solche Magnetscheider sind jedoch relativ kompliziert und ziemlich störanfällig.
Auch ein anderer bekannter Vorschlag, die Austragvorrichtung des Magnetscheiders in Form mehrerer
biegsamer, endloser, magnetischer Bänder auszubilden, konnte nicht voll befriedigen.
Schließlich ist es noch bekannt, Trübe aus einem Magnetscheider
einem Sammelbehälter und von dort einem Hydrozyklon, dessen Unterablauf zu einem
zweiten Magnetscheider geführt ist, zuzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
der eingangs genannten Art so weiterzuentwikkeln, daß nur das Austragen des Sinters aus der Flüssigkeit
mit Hilfe des Magnetscheiders, die Abtrennung des Sinters hingegen durch Sedimentation erfolgt
Diese Aufgabe wird gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren dadurch gelöst, daß die Trennung des
Grobsinters von der Flüssigkeit im ersten Auffangraum durch Schwerkraft erfolgt und der Feinsinter im wesentlichen
mit der über Kopf aus dem ersten Auffangraum abgezogenen Flüssigkrit aus dem ersten Auffangraum
ausgetragen wird, wonach die den Feinsinter enthaltende Flüssigkeit einem weiteren Auffangraum zugeführt
sowie das dort abgezogene Gemisch aus Feinsinter und Flüssigkeit einer Zentrifugaltrennung untei
worfen wird, nach welcher der dort erhaltene Feinsinter dem Magnetscheider in dem ersten Auffangraum
zugeleitet wird.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die bei der zentrifugalen Trennung gewonnene,
gereinigte Flüssigkeit dem Gemisch aus Feinsinter und Flüssigkeit zugegeben, wobei die Menge der
gereinigten Flüssigkeit unabhängig von einem Flüss'gkeitszufluß aus dem ersten Auffangraum in den weiteren
Auffangraum konstant gehalten wird. Gemäß einem weiteren Verfahrensmerkmal wird die
Grob- und Feinsinter enthaltende Flüssigkeit tangential ip den ersten Auffangraum unterhalb einer beruhigten
Flüssigkeitszone eingeleitet.
In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß es bekannt ist, einen Gasstrom mit darin suspendierten magnetischen
(und nichtmagnetischen) Teilchen einem Fliehkraftabscheider mit tangential einmündendem
Einlaßrohr und einer drehbaren magnetischen Einrichtung zuzuleiten.
Die dem Durchführen des Verfahrens dienende Vorrichtung, die einen Zu- und Abführungsleitungen aufweisenden ersten Auffangraum mit Überlauf sowie einen in diesen eintauchenden, kontinuierlich umlaufenden und magnetische Felder aufweisenden Höhenförderer aufweist, der sowohl mit dem Fein- als auch mit dem Grobsinter beaufschlagbar und dem ein Fördermittel nachgeschaltet ist, das außerhalb des ersten Auffangraumes angeordnet ist, zeichnet sich erfindungsgemäS dadurch aus, daß der Überlauf des ersten Auffangraumes mit einer einen weiteren Auffangraum und einen Zentrifugalabscheider aufweisenden Anlage zur Rückgewinnung des Feinsinters und zur Aufbereitung der Flüssigkeit verbunden ist.
Die dem Durchführen des Verfahrens dienende Vorrichtung, die einen Zu- und Abführungsleitungen aufweisenden ersten Auffangraum mit Überlauf sowie einen in diesen eintauchenden, kontinuierlich umlaufenden und magnetische Felder aufweisenden Höhenförderer aufweist, der sowohl mit dem Fein- als auch mit dem Grobsinter beaufschlagbar und dem ein Fördermittel nachgeschaltet ist, das außerhalb des ersten Auffangraumes angeordnet ist, zeichnet sich erfindungsgemäS dadurch aus, daß der Überlauf des ersten Auffangraumes mit einer einen weiteren Auffangraum und einen Zentrifugalabscheider aufweisenden Anlage zur Rückgewinnung des Feinsinters und zur Aufbereitung der Flüssigkeit verbunden ist.
Um den vom Transportmittel erfaßten Sinter nicht durch die in den Auffangraum einströmende Flüssigkeit
herabspülen zu lassen, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der magnetische Höhenförderer,
ein Förderband, von mindestens einem Führungsrohr umgeben, welches an seinem dem Boden des
den ersten Auffangraum bildenden Sedimentationsgefäßes benachbarten Ende eine trichterförmige Erweiterung
aufweist und mit seinem anderen Ende aus dem Sedimentationsgefäß herausgeführt ist.
Soll die in den AuflFangraum eingebrachte Flüssigkeit nebst Sinter keiner starken Turbulenz ausgesetzt sein,
ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung um das Führungsrohr ein weiteres Rohr konzentrisch angeordnet,
und mündet in den Ringraum zwischen den Rohren ein tangentialer Einlauf für die den Sinter führende
Flüssigkeit ein.
Um die dem Zentrifugalscheider entnommenen feinen Sinterteile gezielt auf die magnetischen Felder aufzubringen,
mündet in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in den Raum zwischen dem magnetischen Höhen-
förderer und dem Führungsrohr die Rückleitung des Zentrifugalscheiders.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß der Höhenförderer ein
Förderband ist, in das permanente Magnete oberflächenbündig eingelassen sind. Diese Ausführung hat den
Vorteil, daß das Transportmittel sehr einfach konzipiert werden kann, und daß bei Anwendung eines üblichen
Förderbandes keine Schwierigkeiten bei dessen Umlenkung an der Antriebs- oder Umkehrseite auftreten.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 9 bis 13 gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt
Der vorzugsweise als Sedimentationsgefäß 1 ausgeführte erste Auffangraum ist in seinem oberen Teil zylindrisch
und in seinem unteren Teil 2 konisch ausgebildet. Den unteren Abschluß des konischen Teiles 2 bildet
ein gewölbter Boden 3. Im Innern des Sedimentationsgefäßes 1 befindet sich ein Zulaufrohr 4 und, z. B.
koaxial zu diesem, ein Führungsrohr 5. Die Flüssigkeit — in der Regel gewöhnliches Wasser — im Gemisch
mit Grob- und Feinsinter gelangt über eine Zuführungsleitung 6 in das Zulaufrohr 4; der Einlauf des Zulaufrohres
4 ist 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
einen als Rinne ausgebildeten Oberlauf 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 Sedimentationsgefäßes 1 sind eine Antriebsrolle 9 und eine Führungsrolle
10 angebracht, über die ein vorzugsweise permanentmagnetische Felder aufweisender Höhenförderer, z. B.
ein Förderband 11. läuft Dieses Förderband 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 Sedimentationsgefäßes 1 bestimmt
wird. Von der Oberfläche des groben Sinters nimmt nun das Förderband 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. das ihn an einen beliebigen Speicherort oder zu einem Abgabemiitel bzw. einem Transportfahrzeug
abfördert Das untere Ende des Führungsrohres 5 weist eine trichterförmige Erweiterung 15 auf. um
der sich bildenden Schlaufe 12 des Förderbandes 11 Raum zu geben. Über die beliebig einstellbare Rotationsgeschwindigkeit
der Antriebsrolle 9 kann die For (!«-geschwindigkeit des Förderbandes U 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 Sedimentationsgefäßes 1 ist eine ein Ablaßrohr und ein Ventil aufweisende Ablaßleitung 16 vorgesehen,
um nichtmagnetische Sinterstoffe zu entfernen. Sollten diese Stoffe im Laufe der Zeit zusammenbakken.
so ist durch die Betätigung einer Spülleitung 17 eine Auflockenmgsmöglichkeit der zusammengebackenen
Sinterteile gegeben. Das aas dem Oberlauf 8 abfließende
Wasser im Gemisch mit feinen Sinterteilen gelangt im freien Gefälle in eine Feinsinterkammer 18
eines Zwischenspeichers 19. Der Zwischenspeicher 19 besitzt eine Trennwand 20, die an ihrem unteren Ende
einen Spalt 21 freiläßt. Im Reinwasserraum 22 des Zwischenspeichers 19 ist hinter dem Spalt 21 ein Wehr 23
angebracht, das ein Einfließen des Sinters von der Feinsinterkammer 18 in den Reinwasserraum 22 verhindert.
Aus der Feinsinterkammer 18 wird das Wasser im Gemisch mit Feinsinter von einer Kreislaufpumpe
ίο 24 in mindestens einen Hydrozyklon 25 gefördert. Das
Wasser des Oberlaufs 26 des Hydrozyklon« 25 ist von Feinsinter befreit und wird in den Reinwasserraum 22
geleitet. Der Unterlauf 27 des Hydrozyklons 25, der den abgeschiedenen Feinsinter enthält wird in das Führungsrohr
5 des Sedimentationsgefäßes 1 zurückgeführt Mit der Kreislaufpumpe 24 wird ein konstanter
Wasserkreislauf aufrechterhalten, der von der Feinsinterkammer 18 über die Kreislaufpumpe 24 und
durch den Hydrozyklon 25 sowie den Oberlauf 26 in den Reinwasserraum 22 gelangt. Dieser Kreislauf ist in
seiner Förderleistung höher eingestellt als der maximal mögliche Zulauf aus dem Überlauf 8 in die Feinsinterkammer
18. Daher ist unter allen Betriebsbedingungen ein Wasserrückstrom von dem Reinwasserraum 22
über das Wehr 23 durch den Spalt 21 in die Feinsinterkammer 18 gewährleistet Dieser Rückstrom hat dann
sein Minimum, wenn der Zulauf aus dem Oberlauf 8 in die Feinsinterkammer 18 sein Maximum hat, und hat
dann sein Maximum, wenn der Zulauf zur Feinsinterkammer 18 Null ist. Aufgrund dieser Strömungsführung
ist ein Vermischen von Feinsinter führendem Wasser mit dem Reinwasser nicht möglich. Der Strömungswiderstand
in dem Spalt 21 und in dem vertikalen Strömungskanal 28, der von der Trennwand 20 und dem
Wehr 23 gebildet ist, wird bei maximaler Kreislaufbelastung vorzugsweise so niedrig gehalten, daß sich im Betrieb
zwischen den Wasserspiegeln in der Feinsinterkammer 18 und dem Reinwasserraum 22 höchstens
einige Zentimeter Höhenunterschied ergeben. Aus dem Reinwasserraum 22 wird mit Hilfe einer Pampe 29 das
Reinwasser an tlie Verbrauchsstellen zurückgepumpt. Um die Pumpe 29 vor Trockenlauf zu schützen, ist ein
Niveauregler 30 so vorgesehen, daß sich bei Tiefstand im Reinwasserraum 22 die Pumpe 29 automatisch ab-
schaltet. Ein Niveaugeber 31 des Niveaureglers 30 darf dabei nicht tiefer angebracht sein, als es der Höhe des
Wehres 23 entspricht. Um den Zwischenspeicher 19 vor Überfüllung zu sichern, ist an seinem oberen Rand
ein Überlaufrohr 32 angebracht Ein weiteres Überlauf-
rohr 33 ist an dem Überlauf 8 des Sedimentationsgefäßes 1 vorgesehen, um auch dieses Gefäß vor Überfüllung
zu schützen.
Versuche haben indessen ergeben, daß auf diese Weise der Sinter mit einem sehr niedrigen Feuchtig-
keitsgehalt aus dem Sedimentationsgefäß 1 ausgebracht
und mit Hilfe von weiteren Förderbändern ohne irgendwelche Zusatzeinrichtungen direkt in die Abgabemittel
oder Transportmittel eingeleitet werden kann. Außerdem haben die Versuche ergeben, daß der Fetn-
sinteranteit bei diesem Verfahren nicht höher als der bei einem üblicherweise angewendeten Kiesfilter ist
Dadurch ist es wiederum möglich, den Kreislauf direkt
und ohne Nachbehandlung des aus dem Reinwasserraum 22 entnommenen Wassers aufrechtzuerhalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
685
Claims (13)
1. Verfahren zum Abtrennen von bei der Verarbeitung von Stahl anfallendem Sinter aus einer Flüssigkeit,
bei dem die sinterhaltige Flüssigkeit in einen ersten Auffangraum eingebracht und dort zumindest
der Grobsinter von der Flüssigkeit getrennt wird sowie der Grob- und Feinsinter durch einen
Magnetscheider ausgetragen und nach außerhalb des ersten Auffangraumes abgefördert wird, wob-M
die Flüssigkeit über Kopf aus dem ersten Auffangraum abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennung des Grobsinters von der Flüssigkeit im ersten Auffangraum durch
Schwerkraft erfolgt und der Feinsinter im wesentlichen mit der über Kopf aus dem ersten Auffangr.ium
abgezogenen Flüssigkeil aus dem ersten Auffangraum ausgetragen wird, wonach die den Feinsinter
enthaltende Flüssigkeit einem weiteren Auffangraum zugeführt sowie das dort abgezogene Gemisch
aus Feinsinter und Flüssigkeit einer Zentrifugaltrennung unterworfen wird, nach welcher der
dort erhaltene Feinsinter dem Magnetscheider in dem ersten Auffangraum zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die bei der zentrifugalen Trennung gewonnene, gereinigte Flüssigkeit dem Gemisch aus
Feinsinter und Flüssigkeit zugegeben wird, wobei die Menge der gereinigten Flüssigkeit unabhängig
von einem Flüssigkeitszufluß aus dem ersten Auffangraum in den weiteren Auffangraum konstant
gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grob- und Feinsinter enthaltende
Flüssigkeit tangential in den ersten Auffangraum unterhalb einer beruhigten Flüssigkeitszone eingeleitet
wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einem Zu- und
Abführungsleitungen aufweisenden ersten Auffangraum mit Überlauf sowie einem in diesen eintauchend«
n, kontinuierlich umlaufenden und magnetische Felder aufweisenden Höhenförderer, der sowohl
mit dem Fein- als auch mit dem Grobsinter beaufschlagbar und dem ein Fördermittel nachgeschaltet
ist, das außerhalb des ersten Auffangraumes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Überlauf (8) des ersten Auffangraumes mit einer einen weiteren Auffangraum und einen Zentrifugalabscheider
aufweisenden Anlage zur Rückgewinnung des Feinsinters und zur Aufbereitung der Flüssigkeit verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Höhenförderer, ein Förderband (11), von mindestens einem Führungsrohr
(5) umgeben ist welches an seinem dem Boden (3) des den ersten Auffangraum bildenden Sedimentationsgefäßes
(1) benachbarten Ende eine trichterförmige Erweiterung (15) aufweist und mit seinem
anderen Ende aus dem Sedimentationsgefäß (1) herausgeführt ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß um das Führungsrohr (5)
ein weiteres Rohr (4) konzentrisch angeordnet ist, und daß in den Ringraum zwischen den Rohren (4,
5) ein tangentialer Einlauf für die den Sinter führende Flüssigkeit einmündet.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum zwischen
dem magnetischen Höhenförderer und dem Führungsrohr (5) eine Rückleitung des Zentrifugalabscheiders
mündet
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenförderer ein Förderband
(11) ist, in das permanente Magnete oberflächenbündig eingelassen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsanlage für die Flüssigkeit
in dem weiteren Auffangraum als ein Zwischenspeicher (19) mit durch Trennwände abgeteilten,
jedoch hydraulisch verbundenen Räumen (18, 22) ausgebildet ist
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß sich die eine Trennwand (20) bis
annähernd zum Boden des Zwischenspeichers (19) erstreckt und die benachbarte Trennwand als ein
vom Boden nach oben gerichtetes Wehr (23) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (19) sowohl eine Überlaufleitung (32) als auch eine
Niveauregelung (30.31) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (3) des Sedimentationsgefäßes
(1) eine Ablaß- und Spülleitung (16,17) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 8, wobei das Förderband um eine angetriebene, außerhalb
des Sedimentationsgefäßes angeordnete obere Endumführung geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Förderband (11) freihängend und ohne Führung um eine untere Endumführung im Sedimentationsgefäß
(1) angeordnet ist und sich bis in einen nach unten konisch verlaufenden Teil (2) des Sedimentationsgefäßes
(1) erstreckt.
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