DE2245119A1

DE2245119A1 - Geraet zum messen und steuern der permeabilitaet von zu sinternden schichten in anlagen zum sintern von erzen, insbesondere eisenerz

Info

Publication number: DE2245119A1
Application number: DE2245119A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Sironi
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Current assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Priority date: 1971-09-13
Filing date: 1972-09-11
Publication date: 1973-03-22
Also published as: JPS5542305B2; FR2153970A5; NL7212393A; BE788748A; JPS4839319A; LU66049A1; US3802677A; IT939417B; GB1390040A

Description

Centre Sperimentale Metallurgico S.p.A.

¥ia Castel Romano, Rom / Italien Zx45 119

Gerät zum Messen und Steuern der ^PermeabilitätYvon zu sinternden Schichten in Anlagen zum Sintern.von.Erzen, insbesondere Eisenerz.· -

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen und Steuern der Durchlässigkeit (Permeabilität) von zu sinternden Schichten in Anlagen zum Sintern von Erzen,'insbesondere Eisenerz. Genauer ausgedrückt betrifft die Erfindung ein Gerät, mit dem es möglieh Iat₄ die Durchlässigkeit einer zu sinternden Mischung kontinuierlich au messen und zu steuern, indem ihre Durchlässigkeit ungefähr auf einem Maximalwert gehalten wird. Damit wird eine hohe Sintergeschwindigkeit gewährleistet und neben einer höheren Produktion ein gesintertes Produkt von besserer Qualität ermöglicht«

Bekanntlich kommt es bei Sinterprozessen, insbesondere für Erze für Hochöfen _s darauf an, Sinter mit sowohl bester mechanischer Warm- und Kaltfestigkeit als auch bestem Reduzierbarkeit bei hohen Temperaturen zu erzielen» um ein äußerst gleichmäßiges Arbeiten der Hochöfen ausüben zu können und " das Schmelzen des Metalls in sehr kurzer Zeit zu ermöglichen.

Es ist weiterhin bekannt, daß die Leistungsfähigkeit einer Sinteranlage, die Ablaufgeschwindigkeit des Verfahrens und die Qualität des Endproduktes von der Durchlässigkeit des Sinterbettes abhängig sind, die ihrerseits wieder von dem Feuchtigkeitsgehalt der zu sinternden Mischung abhängt. Wegen dieser starken Abhängigkeit sind viele Versuche unternommen worden, die Durchlässigkeit der Sinterschicht durch Einwirkung auf deren Feuchtigkeitsgehalt zu beeinflussen. Als einfachste Lösung bietet sich an, die Feuchtigkeit der Mischung entsprechend dem Wert für die maximale Durchlässigkeit kon-

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stant zu halten, aber das ist nicht ohne weiteres möglich, da der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung von der Zusammensetzung des Erzes, seiner Kornbeschaffenheit und dem Anteil der vom Frischen stammenden Feinteile abhängig ist.

Bei anderen bisher angewendeten Lösungen verarbeitete man einen kleinen Teil der Mischung in einer kleinen Pilot-Anlage, um auf Grund der Meß- und Prüfergebnisse dann den Feuchtigkeitsgehalt der industriell zu verarbeitenden Mischung einzustellen. Bei diesem Verfahren wird die Regulierung des Feuchtigkeitsgehaltes nur näherungsweise erreicht, weil eine Reihe von Faktoren, z.B. mögliche Änderungen der Korngröße, nicht berücksichtigt werden können.

Es wurden weitere Geräte bekannt, wie beispielsweise eine Neutronen-Sonde zur Bestimmung des Gesamtwasserstoffes, die jedoch durch Einbeziehung des in dem Erz vorhandenen Wassers beeinflußt wird, oder Geräte oder Sonden zum Messen des elektrischen Widerstandes, die aber durch den unterschiedlichen Eisengehalt des Erzes oder infolge der Feuchtigkeit

2+ der Mischung durch Vorhandensein von Ionen (z.B. Ca ), die die Meßergebnisse ändern, beeinflußt werden. Außerdem können diese Methoden nicht die möglichen Änderungen in der Abhängigkeit zwischen Durchlässigkeit und Feuchtigkeitsgehalt berücksichtigen, die von den unterschiedlichen Arten des Erzes, dessen unterschiedlichen Körnungen und anderen Faktoren abhängen,

Weiterhin sind Versuche unternommen worden, die Durchlässigkeit direkt vor der Zündung des Bettes des zu sinternden Materials festzustellen. Auf diesem Gebiete sind folgende Verfahren bekannt:

a) Messung der Durchlässigkeit mittels in den Beschicktrichter für das Sinterbett eingeführter Sonden. Dieee Methode hat den Nachteil, daß sie weder die Unterschiede in der Schichtdicke im Trichter und auf dem Bett noch die Dichtenunterachiede des Erzes berücksichtigen kann.

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Ihre praktische Brauchbarkeit ist deshalb zweifelhaft.-

b) Messung der Durchlässigkeit an aus dem Bett entnommenen Proben im Laboratorium. Diese Methode hat eine Reihe von Nachteilen, vor allem den der Schwierigkeit der Interpretation der erhaltenen Ergebnisse, selbst wenn diese in dichter Folge entnommen werden, und den der Beseitigung der zwischen den laboratoriumsmäßig erhaltenen Daten und der industriellen Produktion bestehenden Distoepansön«,

c) Bestimmung der Durchlässigkeit mittels vor der Zündhalse quer über das Sinterbett durchgeführter Unteräruckmeseung mit Hilfe einer außerhalb des Sinterbettes angeordneten Sauganlage. Eine solche Meßanlage ist Gegenstand des auf am 2. Januar 1964 in Italien auf die Patentanmeldung 659/59 vom 29. Juli 1959 und auf den Namen FINSITOER erteilten Patentes, In diesem Patent ist in spezieller Weise ein Verfahren für die Bestimmung der Durchlässigkeit beschrieben, bei dem die zii sinternde Mischung vor ihrer Zündung von einem Luftstrom gekreuzt und darauf Sie Menge des in die Mischung eingeführten Massers allmählich geändert wird, indem diese entweder vermehrt oder verringert wird, bis die Durchlässigkeit ihren Wert gegenüber der vorhergehenden Messung geändert hat, worauf dann die Menge verringert oder erhöht und so die Durchlässigkeit innerhalb sehr kurzer Zeit reguliert wird.

Es ist zu beachten, daß bei der in diesem italienischen Patent beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Anlage zur Bestimmung der Durchlässigkeitsmessungen gemäß dem darin beschriebenen Verfahren für die Durchführung des Lufteinblasens quer zu dem Sinterbett eine Lüftungsleitung bis dicht über die Sinterschicht geführt ist, ohne in dieselbe einzudringen.

Die Beniutzung einer solchen Vorrichtung hat jedoch keine

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völlig zufriedenstellenden Ergebnisse gebraeht, Weil ein unregelmäßiges Einströmen von Nebenluft entlang der Kanten des Saugkastens nicht vermieden werden k&wn»

Aufgabe der Erfindung ist es, bei eine» unälögtü Verfahren die Nachteile des bekannten zu vermeiden und fortlaufend© und zü*- verlässige Messungen unter Vermeidung des Einfltise«» ψ&ά Neteenluft durchzuführen. Insbesondere soll gemäft der Erfindung ein« Meß- und Steuereinheit für die Durchlässigkeit de» äu sintern—· den Materials geschaffen werden, die eine fortlaufende Perffieabi* litätsmessung des zu sinternden Materials in Verbindung mit der bereits auf dem Sinterbett geformten Sinterschient mittels Gas- (Luft-) zufuhr im Inneren der Schicht selbst ermögliche«ι.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination einer Gruppe Meßsonden, eines mit je einem Ende der Meßsonden verbundenen Verteilers, eines Meßgerätes und/oder -systems zum Messen von Druck- oder Strömungsänderungen und eines Gerätes zum Regulieren der Befeuchtungswassermenge für das zu sinternde Material, wobei die Meßsonden so angeordnet sind, daß sie in die Sinterschieht eindringen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vor der Zündhaube innerhalb der Sinterschicht ein Satz Meßsonden fest angeordnet, die von langgestreckter Form und mit einem ihrer Enden an den Verteiler oder Sammler angeschlossen sind, während ihr jeweils anderes Ende mit Bohrungen für den Durchlaß von Gasen, z.B. Luft, versehen ist, wobei die Meßsonden vorzugsweise gegebenenfalls mit- ihren Achsen parallel zur Bewegungsrichtung des Förderbandes und über diesem in einem Abstand von der halben Stärke der Sinterschicht angeordnet sind. Durch den Sammler wird den Meßsonden Gas - vorzugsweise Luft bei konstantem Druck und/oder konstanter Strömungsmenge zugeführt. Das aus den Löchern ausströmende Gas durchdringt die Sinterschicht und erfährt dabei einen Widerstand, der eine

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Funktion der Durchlässigkeit der Sinterschicht ist. Infolge des Widerstandes trytieten Änderungen in der Strömungsmenge (wenn mit konstantem Druck gefahren wird) oder im Druck (wenn mit konstanter Strömungsmenge gefahren wird) auf, die mit an sich bekannten Instrumenten und Verfahren fortlaufend gemessen werden. Nachdem die erste Messung der Änderung erfolgt ist, wird automatisch durch ein bekanntes Gerät die Menge des der Sintermischung zugesetzten Wassers geändert und eine erneute Messung der Änderung der Strömungsmenge oder des Druckes vorgenommen. Wenn die neue Messung eine höhere Durchlässigkeit der Sinterschicht ergibt, wird die geänderte Einstellung für den Befeuchtungs-. wasserzusatz im gleichen Sinne wie bei der ersten Änderung beibehalten, während bei Peststellung verringerter Durchlässigkeit die an der Einstellung für den Wasserzusatz vorgenommene Änderung in zur ersten entgegengesetzter Richtung durchgeführt wird.

Gemäß der Erfindung werden die Messungen der Strömungsmenge des Gases und die Änderungen des Wasserzusatzee fortlaufend so lange durchgeführt, bis ein Höchstwert für die Durchlässigkeit der Sinterschicht erreicht ist, während sie danach ausgeübt werden, um diesen Opfcimalwert der Durchlässigkeit zu erhalten.

Vorteilhaft ragen die Meßsonden von der Stelle auä, an der die Sinterschicht auf eine konstante Höhe oder Stärke a gebracht wird, in diesen Teil der Sinterschicht um das 1,5 bis 2,5fache der Stärke s hinein und sind dabei 30 angeordnet, daß sie den von der Zündhaube überdeckten Bereich d.er Sinterschicht nicht erreichen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Gerät sehr gute Ergebnisse erzielen lassen, die es ermöglichen, den

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Feuchtigkeitsgehalt der Mischung in außerordentlich vorteilhafter Weise zu steuern (es werden tatsächlich Änderungen der Durchlässigkeit der Mischung erfaßt, die einer Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes um 0,1 bis 0,2 J> entsprechen), und durch die Benutzung mehrerer mit einer Anzahl Bohrungen versehener Meßsonden lassen sich praktisch alle Fehlermöglichkeiten beseitigen, die bei Anwendung einer Meßsonde allein durch einen Riß oder eine Zone plötzlich und/oder zufällig geringeren Widerstandes als demjenigen der Schicht zu völlig abnormalen Meßergebnissen für die Durchlässigkeit und damit zu über Gebühren hohem Wasserzusatz führen würden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes ist die Unabhängigkeit von durch Webenluft verursachten Fehlern, was bei Saugstutzen der Fall ist, die für diese Zwecke benutzt wurden, und weshalb sich früher vorgeschlagene Techniken nicht durchgesetzt haben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungabeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein in einer Sinteranlage mit einem kontinuierlichen Sinterbett eingebautes erfindungsgemäßes Gerät,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein erfindungsgemäßes Gerät an einer Sinteranlage mit einem in Richtung des Pfeiles A beweglichen Sinterbett 3 angeordnet, auf dem durch Pint laden aus dem Trichter 11 eine dünne Unterschicht 12 aus grobem ilaterial gebildet wird, auf der aus feinem Material aus dem Trichter 13 die endgültige Sinterschicht 5 der Stärke s gebildet wird. In diese dringen die »leßsonden 1 mit ihren Endteilen 15 ein, die in Reihen entlang* der erzeugenden ^y-

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lindermantellinien angeordnete Löcher 6 aufweisen.. Diese Endteile 15 sind parallel zur Bewegungsrichtung des Sinter*· be.tt.es 3 angeordnet und. an ihren Enden 4 geschlossen» Sie befinden sich gleiehweit voneinander und in einer Hohe über dem Sinterbett 3, die #*e hfes/2 (halbe Stärke, der Sinterschicht s) beträgt. An ihren anderen Enden 7 sind die Heßsonden 1 iait dem Anschlußstutzen oder Tüllen 8 aufweisenden Gas(Luft)verteiler 2 mittels Schläuchen 9 verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Sinterbett in... der Ebene der Meßsonden. In die auf einem kontinuierlich bewegten Band 3 befindliche Sinterschicht 5 der Stärke.s dringen fünf Heßsonden 1 ein, die an ihren Endteilen 15 mit Löchern 6 versehen, an ihren Enden -4 geschlossen und parallel zu der Bewegung des Sinterbettes 3 in einer Höhe h. ^Ls/2 über demselben angeordnet sind (s. auch Beschreibung zu Fig. 1). Mit ihren anderen Enden 7 sind sie mittels der Schläuche .9 mit dem mit Anschlußstutzen 8 versehenen Verteiler 2 verbunden» Der Verteiler 2 wird von einem Strömungsmesser 16 über einen Schlauch 17 mit Gas - vorzugsweise mit Luft - beschickt und ist durch ein Rohr 18 mit einem an sich bekannten Gerät 10 zum Messen und Aufzeichnen der Druckschwankungen verbunden.

Im einzelnen wird das Gerät im wesentlichen aus einer Reihe von Meßsonden I₃ einem jeweils mit einem der Enden 7 der Meßsonden verbundenen Verteiler 2 und einem Meßgerät oder -system 10 zum Messen der Druckschwankungen oder Strömungsänderungen gebildet^ das beispielsweise mit einem Computer als Steuergerät .für den Bedarf der zum Befeuchten des zu sinternden Materials erforderlichen Wassermenge verbunden ist. Die Meßsonden 1 sind als langgestreckte zylindrische Körper mit geschlossenen«, von dem Verteiler 2 abgewandten. Enden k ausgebildet ₀ deren Außendurehmesser zwischen 1 und 5 cm beträgt. Sie sind mit ihren Ächs.en parallel zur Bewe-

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gungsrichtung des Bandes 3 und mit ihren Enden ¹I in Richtung desselben weisend in einer Höhe von hie/2 und in einer der 1,5 bis 2,5fachen Stärke s der Sinterschicht 5 entsprechenden Länge innerhalb derselben so angeordnet, daß sie nicht in den Bereich einer Zündhaube 19 reichen. Die Zahl der Sonden 1 kann entsprechend der Breite der Sinterschicht 3 variieren; sie sollten jeweils im Abstand von 0,3 bis 0,7 m über die Breite des Sinterbettes angeordnet sein, wobei die beiden äußersten von den Rändern der Sinterschicht 5 mindestens einen der Stärke s derselben entsprechenden Abstand haben. Ihre dem Verteiler 2 abgewandten Endteile 15 sind mit auf Erzeugenden ihrer zylindrischen Mäntel, gemessen von den Enden 4, auf einer Länge von der 0,3 bis zur l,5fachen Stärke s der Sinterschicht 5 in Reihen angeordneten Löchern 6 versehen. Diese Löcher 6 sind in mindestens vier Mantellinien in gleichem Abstand voneinander angeordnet.

Das Verteilersystem trägt außerdem das System für die Messung von Strömungs- oder Druckschwankungen, das an sich bekannt und nicht in den Zeichnungen dargestellt ist sowie z.B. mittels eines Computers und in bekannter Weise die Menge des der Sintermischung zuzusetzenden (Befeuchtungs) Wassers steuert.

Das erfindungsgemäße Gerät hat gegenüber den bekannten Geräten eine Vielzahl Vorteile. So macht die große Zahl von Löchern 6 und die Anordnung mehrerer Meßsonden 1 die Auswirkung beispielsweise einer örtlichen Zone größerer Durchlässigkeit der Sinterschicht 5 oder der Verstopfung eines oder mehrerer Löcher 6 auf das Meßergebnis vernachlässigbar gering und verringert damit auch die Möglichkeit einer irrtümlichen Bestimmung einer Änderung der Befeuchtungswassermenge. Darüberhinaus ist das Gerät in seinen Abmessungen kl_ein und leicht in jeder Sinteranlage zu installieren, und außerdem erfordert es keine oder praktisch keine Änderungen von bestehenden Anlagen selbst.

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Claims

Centro Sperlmentale Metallurgie© S.p.A., Rom Patentansprüche :

Gerät zum Messen und Steuern der Durchlässigkeit (Permeabilität) von zu sinternden Schichten in Anlagen zum Sintern von Erzen, insbesondere Eisenerz, gekennzeichnet durch die Kombination einer Gruppe Meßsonden (1), eines mit je einem Ende (7) der Meßsonden verbundenen Verteilers (2), eines Meßgerätes (10) und/oder -systems zum Messen von Druck- oder Strömungsänderungen und eines Gerätes zum Regulieren der Befeuchtungswassermenge für das zu sinternde Material, wobei die Meßsonden (1) so angeordnet sind, daß sie in die Sinterschicht (5) eindringen.

Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßsonden (1) von langgestreckter Form und mit einem ihrer Enden (7) an den Verteiler (2) angeschlossen sind, während ihr jeweils anderes Ende (15) mit Bohrungen (6) für den Durchlaß von Gasen, z.B. Luft, versehen ist»

Gerät nach Ansprüchen i und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßsonden (i) von der Stelle aus, an .der die Sinterschicht (5) auf eine konstante Höhe oder Stärke s gebracht wird, diesen Teil der Sinter* schicht um das 1>5- bis 2*5-fache der Stärke s hineinragen und dabei so angeordnet sind» daß sie den von der Zündhaube (ϊ<?) Überdeckten Bereich der

Sinterschicht nicht erreichen.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßsonden (1) als langgestreckte« an ihren dem Verteiler (2) abgewandten Enden (H) geschlossene Rohre mit einem Außendurchmesser zwischen 1 und 5 cm ausgebildet sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßsonden (1) mit ihren Achsen parallel zur Bewegungsrichtung eines Förderbandes (3) und über diesem in einem Abstand von der halben Stärke a der Sinterschicht (5) angeordnet sind.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet»

daß die Zahl der Meßsonden (1) der Breit« der Sinterschicht (5) angepaßt ist derart, daß ein* Sonde auf 0,3 bis 0,7 m Schichtbreite kommt.

7. Gerät nach Ansprach 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die äußeren, den Bandrändern am nächsten liegenden Meßsonden (1) mindestens um einen der Stärke s der Sinterschicht (5) entsprechenden Betrag Von den RIn* dem entfernt angeordnet sind.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bit f# dadurch gekennzeichnet,

daß dit Meßsonden (1) an ihren von dem Verteiler (2) abgewandten Enden (4) geschlossen sind und auf einer von dem geschlossenen Ende her gemessenen Länge zwischen dem 0,3- und 1,5-fachen der Stärke s der Sinterechicht (5) Mehrere Reihen mi Mantellinien der Zylinderrohre angeordneter Bohrungen (6) aufweisen.

9· Gerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Löcher (6) auf mindestens vier in gleichen Abständen zueinander liegenden Zylindermantellinien angeordnet sind.

10.Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Verteiler (2) aus einem Zylinder besteht, dessen eines Ende an eine Gas-, vorzugsweise Luftzufuhr angeschlossen ist und dessen anderes Ende einen Boden aufweist, der Stutzen (8) für biegsame, jeweils zum Anschluß einer Meßsonde (1) bestimmte Schläuche (9) gleicher Länge für die Gaszuführung zu den Sonden trägt.

11. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Meßgerät (10) für die Druck- oder Strömungsänderungen an den Zylinder des Verteilers (2) zur Messung von dessen Druckniveau angeschlossen ist und die Steuerung der Befeuchtungswassermenge für das au sinternde Material durchführt.