DE2230438B2 - Verfahren zum Sintern von Erzen auf einem Wanderrost - Google Patents

Description

3 4

tigkeit zu entziehen. Die Carbonate stammen hierbei entstehende und der Schicht zugeführte Wärmemenge

im Falle der Sinterung von Eisenerz aus dem Erz selbst ist:

oder aus dem der Charge gegebenenfalls zugegebenen ς j r P

Kalkzuschlag. Von dem Ausdruck »thermischer Be- * · i · α · c · r,

darf« wird des weiteren diejenige Wärmemenge mit 5

umfaßt, die der Schicht durch die Rauchgase entzogen wobei S die Oberfläche des betrachteten Schichtwird. Man kann feststellen, daß diejenige Wärme- elementes, d die Dichte der Charge, C der Anteil der menge, die unter dem Begriff »thermischer Bedarf der Kohle in dem Erz-Kohle-Gemisch und P der Wärme-Schicht* verstanden wird, auch in A bhängigkeit des wert der Kohle ist, wobei man der Tatsache Rechnung Fortschreitens der Flammenfront zunimmt. Die für io trägt, daß der Anteil an Unverbranntem
einen bestimmten Abszissenwert bestehende Differenz
zwischen dem Betrag der zugeführten Wärme und dem co

thermischen Bedarf der Schicht stellt denjenigen Wert — = °·²³

dar, der als »für die Sinterung verfügbare Wärme- ^O + ^O₂

menge« bezeichnet wird. Von diesem Wert hängt die 15

Beschaffenheit des gesinterten Erzes ab. Aus dem beträgt, wobei CO₂ das bei der Verbrennung entDiagramm ist des weiteren ersichtlich, daß die zur stehende Kohlendioxid darstellt.
Sinterung zur Verfugung stehende Wärmemenge Strenggenommen ist P eine Funktion von x; man sich fortschreitend verändert, was zu einer Unregel- kann jedoch in erster Näherung und ohne sich von mäßigkeit der Eigenschaften des gesinterten Erzes ao einem rationalen Wert zu entfernen, die Größe P als führt. Die ausgezogenen Kurven »α« und »b«, die sich Konstante betrachten.

auf die Verwendung von Kohle beziehen, geben gleich- Der »thermische Bedarf der Schicht« ergibt sich

zeitig die Verhältnisse wieder, wie sie bei Zusatz einer damit zu

konstanten Menge an gasförmigem Brennstoff herr- ^, . „

sehen. Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, as ^x '
einen Teil des der Charge in fester Form beigemengten

Brennstoffes durch die Einleitung von gasförmigem wobei B diejenige Wärmemenge darstellt, die von

Brennstoff zu ersetzen und die während des Sinterungs- einer Masseneinheit der Schicht benötigt wird.

Prozesses der Schicht zugeführte Menge an gasför- Unter »thermischer Bedarf der Schicht« versteht

migem Brennstoff so zu regeln, daß in jeder Höhe der 30 man, wie schon oben ausgeführt, die Summe der

Schicht reproduzierbare Sinterungsbedingungen herr- Wärmemenge, die notwendig ist, um der Charge

sehen. Kohlendioxid und Feuchtigkeit zu entziehen, und der

Diese Regelung, die in einer stetigen Abnahme der der Schicht durch die Rauchgase entzogenen Wärme-Menge an eingeblasenem gasförmigem Brennstoff menge.

besteht, michi es möglich, diejenige Menge an für die 35 Ausgehend von einem ermittelten Wert der Tempe-

Sinterung zur Verfugung stehender Wärme zu erzeu- ratur der Rauchgase von 7C°C ergibt sich diese

gen, die unabhängig von der jeweiligen Lage der letztere Wärmemenge zu
Flammenfront den günstigsten Wert darstellt. In dem

Diagramm ist die Zufuhr von Wärme durch die ge- Vf · Cf (70 — 25) = 45 Vf · Cf,

strichelte Kurve »c« dargestellt, die parallel zu der 40

Kurve »6« (thermischer Bedarf der Schicht) verläuft. wobei Vf das Volumen der Rauchgase und O deren

Man erkennt, dali die für die Sinterung zur Verfügung spezifische Wärme darstellt.

stehende Wärmemenge konstant ist, woraus eine Man kann diese Beziehung auch in Abhängigkeit

äußerst gleichmäßige Beschaffenheit des gesinterten der Menge der angesaugten Luft wie folgt ausdrücken

Erzes resultiert. 45

Wohlverstanden kann auf eine bestimmte Menge an 45(Vl · Cl + x · S · d· C),
in fester Form zugeführtem Brennstoff nicht verzichtet werden. Bei Durchführung des erfindungs- wo V_L das Luftvolumen, Cl die spezifische Wärme der gemäßen Verfahrens verfährt man so, daß die Wärme- Luft und C einen der spezifischen Wärme entsprechenmenge des der Schicht zugeführten Brennstoffes im 50 den Wert darstellt, bei dessen Errechnung man die wesentlichen dem »thermischen Bedarf der Schicht« Analyse der Gase berücksichtigt hat.
entspricht. Die in das Diagramm eingezeichnete Geht man von einer Temperatur der Charge und Kurve »d« entspricht der durch den festen Brennstoff der angesaugten Luft von 25⁰C aus, so kann in dem erfolgten Zugabe an Wärmemenge für den Fall eines betrachteten Fall für cie thermische Bilanz geschrieben nach der Lehre der Erfindung durchgeführten Sinte- 55 werden
rungsprozesses.

Man kann die vorstehende Erklärung auch noch in , r, . ο ,. (- _P\ _ ₍ . ο. j. m
der Weise darstellen, daß man den Fall betrachtet, daß ' "■" ^lK ' ^K '
auf einem Wanderrost ein Gemisch von Erz und Kohle — AS[Vl' Cl + (x · S · d· C)] = Q, in einer Höhe H aufgebracht wird und durch diese 60
Schicht Luft von einer Temperatur von 25⁰C hindurchgesaugt wird und an der gegenüberliegenden wobei q die bei Zündung der Flammenfront der Oberfläche der Schicht Rauchgase mit einer Tempe- Schicht zugeführte Wärmemenge und Q die in der ratur von 7O⁰C aufgefangen werden. Schicht enthaltene Wärmemenge darstellt. Wenn man

Für ein einzelnes Element der Schicht kann man für 65 annimmt, daß die Flammenfront, wenn sie um die

einen Zeitpunkt t, wenn die Flammenfront die Höhe χ Strecke dx vorwandert, eine Luftmenge benötigt, die

erreicht hat, eine Wärmebilanz aufstellen. Die durch proportional χ ist und die als »spezifische Luft-

die Verbrennung der in der Charge enthaltenen Kohle menge Qs" bezeichnet werden soll, — ausgedrückt

in Kubikzentimeter je Gramm zu sinternde Charge —, so kann man schreiben

Vl = S ■ x- d- Qs,

woraus sich für die Wärmebilanz ergibt
(je· S-d- C- P) - x- S-d[B + 45 (Q_s- Cl + C)]

Setzt man in diese Formel folgende Werte ein:

d = 1,4 g/cm³

C = 0,036

P = 6500 c/g

B = 180 c/g
Ql = 570cm³/g
Cl = 0,315 -iq-^sc/cm^s

q = 40 c/g Mischung,

wobei es sich um experimentell ermittelte Werte handelt, so erhält man für eine Querschnittseinheit im CGS-System ausgedrückt

327x - 268* = β - q, a b

wo »σ« die zugeführte Wärmemenge und »b« den Wärmebedarf der Schicht darstellt.

Eine Betrachtung dieser Formel zeigt, daß bei Durchführung eines Sinterprozesses mit festem Brennstoff oder mit in konstanter Menge zugeführtem gasförmigen Brennstoff die in der Schicht sich speichernde Wärmemenge mit zunehmendem Wert Jt, also mit dem Fortschreiten der Flammenfront in der Schicht, zunimmt.

Betrachtet man nun die Durchführung eines Sinterprozesses nach der Lehre der Erfindung, also bei Wärmezufuhr auf Grund in die Schicht eingeleiteten gasförmigen Brennstoffes, so erhält man für die Bilanz

x- d- c- P + Wärmezufuhr(gasförm-Brennst).

- x-d[B + 45(Qs ■ Cl + C)] = Q - <?' = K,

wobei K einen Wert darstellt, der nach Möglichkeit konstant gehalten wird.

Ausgehend von dieser Gleichung kann man die in Abhängigkeit von χ durch Einleitung und Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes zugeführten Wärmemenge in der Form schreiben

K „/

Flammenfront χ zu einem gegebenen Zeitpunkt mit der Zeit durch die bekannte Formel verknüpft

T \ H)

Diese Größe zeigt, daß, um einen parallelen Verlauf der beiden Kurven »für die Sinterung zur Verfugung stehende Wärmemenge« einerseits und »thermischer Bedarf der Schicht« andererseits zu verwirklichen, die durch Zufuhr und Verbrennung des gasförmigen Brennstoffs der Schicht zugeführte Wärmemenge in Abhängigkeit von χ abnimmt.

Darüber hinaus ist bei Durchführung des Sinterprozesses mittels eines Wanderrostes die Lage der wobei η entsprechend den Gegebenheiten der Gasströmung einen Wert zwischen 1 und 2 aufweist, / die Zeit, T die Temperatur darstellt, sowie χ und H dieselben Bedeutungen wie im vorstehenden haben.

Die Menge des in die Schicht eingeleiteten gasförmigen Brennstoffes ist somit eine Funktion sowohl von χ als auch über die vorstehende Gleichung von der Zeit, wobei die Gasmenge mit zunehmendem χ is abnimmt.

Unter diesen Bedingungen erhält man für die Gesamtwärmemenge die Gerade c, die im wesentlichen parallel zu der den »thermischen Bedarf der Schicht« darstellenden Kurve verläuft, woraus sich ergibt, daß die für die Sinterung verfügbare Wärmemenge für alle Schichtebenen konstant bleibt.

Die Drosselung der Gaszufuhr wird in der Praxis vorteilhafterweise in Stufen, und nicht kontinuierlich, vorgenommen.

Im Falle der Einblasung von Methan ergab sich unter Bedingungen, wie sie im vorstehenden erwähnt wurden, beispielsweise folgende stufenförmige Abnahme der Einblasung je Quadratmeter Wanderrostfläche:
30

0 bis 2 Minuten 30 m³/h je Quadratmteer Wanderrostfläche

2 bis 6 Minuten 24 m³/h je Quadratmeter Wanderrostfläche

6 bis 10 Minuten 16,7 m³/h je Quadratmeter
Wanderrostfläche

10 bis 15 Minuten 9 m³/h je Quadratmeter
Wanderrostfläche

Selbstverständlich muß in der Charge ein bestimmter Anteil an in fester Form vorliegendem Brennstoff aufrechterhalten werden. Gemäß der Erfindung dient diese Brennstoffmenge dazu, um durch die Verbrennung diejenige Wärmemenge zu erzeugen, die dem »thermischen Bedarf der Schicht« entspricht. Diese Wärmemenge ist in dem Diagramm durch die Kurve d dargestellt.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens spiegelt sich darin wider, daß einerseits eine beträchtliche Einsparung an festem Brennstoff erzielt wird, die bis zu etwa 30% beträgt, und daß andererseits Sinterprodukte gleicher und konstanter Beschaffenheit erhalten werden, da jede Volumeneinheit der auf dem Wanderrost aufgebrachten Schicht mit derselben Wärmemenge beaufschlagt wird. Diese durch die Verwendung von gasförmigem Brennstoff ermöglichte gesteuerte Anpassung der Zufuhr von Brennstoff und damit der in der Schicht erzeugten Wärme vermeidet die Bildung einer überhitzten Charge, die nicht nur die Qualität des gesinterten Erzes beeinträchtigt, sondern auch die mechanischen Teile des Wanderrostes nachteilig beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 aufweist und es trotzdem ermöglicht, einen wesent- Patentansprüche: liehen Teil des festen Brennstoffes durch gasförmigen Brennstoff zu ersetzen.

1. Verfahren zum Sintern von Erz, bei welchem Diese Aufgabe wird bei einem Erzsinterverfahren, einer aus einem Gemisch von Erz und Kohle 5 bei welchem einer aus einem Gemisch von Kohle und bestehenden, auf einen Wanderrost aufgebrachten Erz bestehenden Schicht nach Zündung einer Flam-Schicht nach Zündung einer Flammenfront ein menfront gasförmiger Brennstoff zugeführt wird, gegasförmiger Brennstoff zugeführt wird, dadurch maß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Menge des gekennzeichnet, daß die Menge des der der Charge zugeführten gasförmigen Brennstoffs in Schicht zugeführten gasförmigen Brennstoffs in io Abhängigkeit von der Zeit in der Weise verringert Abhängigkeit der Zeit des Sinterprozesses in der wird, daß die zur Sinterung des Erzes in jedem Zeit-Weise verringert wird, daß die zur Sinterung des punkt zur Verfügung stehende Wärmemenge in jeder Erzes zur Verfugung stehende Wärmemenge in Höhe der Schicht im wesentlichen konstant bleibt Die allen Ebenen der Schicht im wesentlichen konstant Abnahme der Menge des der Schicht zugeführten gasbleibt. 15 förmigen Brennstoffes kann kontinuierlich, oder, was

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- praktisch leichter durchführbar ist, schrittweise vorzeichnet, daß die Abnahme des der Schicht züge- genommen werden, wobei trotzdem die über bestimmte führten gasförmigen Brennstoffes stufenförmig Zeitintervalle gemittelten Mengen entsprechend dem erfolgt. vorgegebenen Gesetz abnehmen. Die Menge des der

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- 20 Charge in fester Form beigefügten Brennstoffes wird durch gekennzeichnet, daß die Menge des der im wesentlichen auf dem Wert gehalten, der notwendig Charge in fester Form beigemengten Brennstoffes ist, um den thermischen Bedarf der Schicht zu decken, im wesentlichen derjenigen Menge entspricht, die Der Begriff »thermischer Bedarf der Schicht« soll im den thermischen Bedarf der Schicht deckt. folgenden näher erläutert werden.

25 Die Aufgabe der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, unter gegebenen Bedingungen diejenige

Menge an gasförmigem Brennstoff zu ermitteln bzw.

der Schicht zuzuführen, die in allen Ebenen der Schicht im wesentlichen gleiche Sinterbedingungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sintern 30 schafft, wodurch ohne eine Verringerung der auf von Erzen auf einem Wanderrost, das zur Herstellung einem Wanderrost gesinterten Menge Erzes eine von Sinterprodukten gleichmäßiger Eigenschaften gleichbleibende Qualität des gesinterten Erzes gewährdient, wie sie zur Beschickung metallurgischer Ein- leistet wird. Durch Versuche wurde nämlich festrichtungen, insbesondere von Hochöfen, Verwendung gestellt, daß die Zufuhr gleicher Mengen gasförmigen finden. 35 Brennstoffes während des ganzen Sinterprozesses

Bei diesem Verfahren wird auf einem Wanderrost nicht nur zu unterschiedlichen Qualitäten des gesineine Schicht aufgebracht, die in einem bestimmten terten Erzes, sondern auch zu einer Produktions-Mengenverhältnis zerkleinertes Erz und pulverförmi- verminderung führt, die aus wirtschaftlichen Gesichtsgen Brennstoff enthält, worauf an der Oberseite der punkten nicht hingenommen worden kann.
Schicht mittels einer Reihe von Brennern eine Flam- 4° Zum besseren Verständnis der Erfindung liegt der menfront gezündet wird, die durch die Schicht hin- Beschreibung ein Diagramm bei, an Hand dessen ein durchwandert, indem zur Aufrechterhaltung der Ver- Vergleich zwischen der Wirkungsweise eines konvenbrennung durch die Schicht Luft hindurchgesaugt tionellen Verfahrens und dem Verfahren gemäß der wird. Die Verbrennung der Kohle, die von oben nach Erfindung durchgeführt wird.

unten fortschreitend die Masse in ihrer ganzen Schicht- 45 In der folgenden Erläuterung der Erfindung werden dicke erfaßt, entwickelt hierbei eine Wärme, die aus- auch die im vorstehenden genannten Begriffe »verfügreichend ist, um das Erz in den gesinterten Zustand fügbare Sinter-Wärme« und »thermischer Bedarf der zu überführen. Schicht« erläutert werden.

Die Schwierigkeiten, die mit der Beschaffung von In dem in der Zeichnung dargestellten Diagramm, festem Brennstoff verbunden sind, und die Tatsache, 50 das sich auf die Sinterung von Eisenerz bezieht, ist als daß gasförmiger Brennstoff zu verhältnismäßig billi- Abszisse die Schichtdicke und als Ordinate die Wärmegem Preis erhältlich ist, haben den Gedanken nahe- menge aufgetragen, so daß beispielsweise aus der gelegt, bei der Durchführung des Sinterverfahrens an Kurve »a« die Wärmemenge ersichtlich ist, die an Stelle von festem Brennstoff gasförmigen Brennstoff jeder Stelle, d. h. in der jeweiligen Höhe, der Schicht zu verwenden. Es sind Verfahren bekannt, bei denen 55 zugeführt wird. Diese Wärmemenge ist wegen der die Verwendung festen Brennstoffes auf diejenige fortschreitenden Erwärmung der die Schicht durch-Menge beschränkt wird, die notwendig ist, um an der setzenden Luft nicht konstant, die nach Maßgabe der Oberfläche der zu sinternden Schicht eine Flammen- die Schicht durchwandernden Flammenfront, eine front zu zünden, und bei denen die weitere Zufuhr der wachsende Schichtdicke von durch die Verbrennung benötigten Kalorien durch die Verbrennung von gas- 60 der Kohle erhitztem Material durchsetzt. Die Kurve»a« förmigem Brennstoff erfolgt, der in gleichbleibender gibt somit in jeder Höhe der Schicht die dieser Schicht Menge der Luft beigegeben wird, die durch die Schicht zufolge der Verbrennung der Kohle zugeführte hindurchgesaugt wird. Die Durchführung dieses Ver- Wärmemenge an. Darüber hinaus wurde in dem fahrens ist jedoch deshalb nicht voll befriedigend, Diagramm durch die Kurve »ό« diejenige Größe aufweil die Eigenschaften des so gesinterten Erzes über 65 getragen, die als »thermischer Bedarf der Schicht« bedie ganze Dicke der Schicht nicht gleich sind. zeichnet wird. Unter dem Ausdruck »thermischer

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Bedarf« versteht man diejenige Wärmemenge, die notein Verfahren zu entwickeln, das diese Nachteile nicht wendig ist, um der Charge Kohlendioxid und Feuch-