DE2220132C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Sinter aus einer Flüssigkeit - Google Patents

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 sowit der Grob- und Feinsin-

ter 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 anf'!ende 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 bestiimmt, 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 in einem ersten Auffangraum durch Sedimentation vom Grobsinter befreit und die verbleibende Flüsigkeit im Gemisch mit Sinter nach Passieren eines weiteren Auffangraumes durch eine Kiesfilter aufweiseade Aufbereitungsanlage gepumpt Der durch S Schwerkraft abgetrennte Grobsintt; wird zunächst in unter dem ersten Auffangraum angeordnete Sinterspülbehälter geleitet, aus denen er sodann zusammen mit einer Förderflüssigkeh auf Sintereindick- and Abgabemittel gepumpt wird, von denen er letztlich an darunter to angeordnete Abtransportmittel abgegeben wird. Der in den Kiesfiltern zurückgehaltene Feinsinter wird zusammen mit einer Förderflüssigkeit in einen Eindickzyklon gepumpt, wobei der dort abgetrennte Feinsinter einem Abgabebehälter 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 erhebliche 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 ein 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 Sinterteilchen erschwert wird. Die zweitgenannte Ausbildung des Magnetscheiders läßt 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 Flüssigkeit aus dem ersten Auffangraum ausgetragen wird, wonach die den Feinswiter enthaltende Flüssigkeit einem weiteren Auffangraum zugeführt sowie das dort abgezogene Gemisch aus Feinsinter und Flüssigkeit einer Zentrifugaltrennung unterworfen wird, nach welcher der dort erhaltene Feinsintsr 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 Flüssigkeitszufluß aus dem ersten Auffangraum in den weiteren Auffangraum konstant gehalten wird.

Gemäß einem weiteren Verfahrensmerkmal wird die Grob- und Feinsinter enthaltende Flüssigkeit tangential in 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 erfindungsgemäß 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 Auffangraum 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 ¹UtId dem' Führungsrohr die Rückleitung des Zentrifugajschiiders. ,

l-ine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aüs^ daß der Höhenförderer ein Förderband ist, in das permanente Magnete oberflächenbüridig eingelassen sind. Diese Ausführung hat den Vorteil daß das 'Transportmittel sehr einfach konzipiert werden k'artn, und daß be\ Anwendung eines üblichen Förderbandes keine Schwierigkeiten bei dessen Umlenkung an der Antriebs- öder Umkehrseite auftre^ ten.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 9 bis 13 gekennzeichnet.

Jn der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Der vorzugsweise als SedimentationsgefäB 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. 3. 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 Sedhnentationsgefäßes 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 Abgabemittel 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 FördergeschwmdigkeJt des Förderbandes 11 dem Anfall des Sinters angepaßt werden, was vorzugsweise so geschieht daß der Spiegel des Sinters im Sedimentations gefäß 1 wehgehend konstant gehalten bleibt Am Boden 3 des Sedimentationsgefäßes 1 ist eine ein Ablaßrohr und ein Ventil aufweisende Äblaßleitang 16 vorgesehen, um mchtmagnetische Sinterstoffe zu entfernen. Sollten diese Stoffe im Laufe der Zeit znsammenbakken, so ist durch «fie Betätigung einer Spülleitung eine Auflockerungsmögfichkeit der zusammengebackenen Shrtertefle gegeben. Das aus dem Oberlauf 8 abfließende Wasser im Gemisch mit feinen Smtertenen 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 hf'deh 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 Hydrozyklons 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 Zutauf aus dem Oberlauf 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 Überlauf 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 Pumpe 29 das Reinwasser an die 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 abschaltet 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 Oberfüllung zu sichern, ist an seinem oberen Rand ein Oberlaufrohr 32_angebracht Ein weiteres Überlaufrohr 33 ist an dem Oberlauf 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 Feuchtigkeitsgehalt 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 Feinsinteranteil bei diesem Verfahren nicht höhei als dei bei einem üblicherweise angewendeten Kieslilter ist Dadurch ist es wiederum möglich, den Kreislauf direki and ohne Nachbehandlung des aus dem Reinwasser raum 22 entnommenen Wassers aufrechtzuerhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

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, wobei 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 Auffangraum abgezogenen Flüssigkeit 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 wir

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 eintauchenden, 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 Zentrifugal-' 5 abscheide rs 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 abgeteil ten, jede·:* hydraulisch verbundenen Räumen (18,

is 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 Sedimentalionsgefäßes (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 Endumffi hrung geführt ist dadurch gekennzeichnet daß das Förderband (11) freihängend und ohne Führung um eine untere Endumführung im Sedimentationsgefaß (1) angeordnet ist und sich bis in einen nach unten konisch verlaufenden Teil (2) des Sedimentaticnsgefäßes (1) erstreckt