DE2341096A1

DE2341096A1 - Vorrichtung zur behandlung von erz auf einem kreisfoermigen wanderrost

Info

Publication number: DE2341096A1
Application number: DE19732341096
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Creusot Loire Enterprises SA
Current assignee: Creusot Loire Enterprises SA
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1974-03-21
Also published as: AU6006173A; FR2199556B1; US3908972A; FR2199556A1; BR7306822D0; NL7312026A; BE804870A

Description

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310-21.232Ρ(21.233H) 14. 8. 1973

CREUSOT-LOIRE ENTERPRISES, Paris (Frankreich)

Vorrichtung zur Behandlung von Erz auf einem kreisförmigen Wanderrost

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Warmbehandlung von pelletisierten Erzen mit Gasströmen unter Verwendung eines kreisförmigen Wanderrostes. Sie ist insbesondere beispielsweise zur Reduktion von Eisenerzen mittels reinen Wasserstoffs oder eines Gemisches aus Wasserstoff und Kohlenoxid zwecks Erzeugung von festen desoxydierten Produkten verwendbar. Dieses Reduktionsverfahren ist Gegenstand der DT-Patentanmeldung P 23 20 846.0.

Bei einer solchen Vorrichtung zur Behandlung von Erzen auf einem

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kreisförmigen Wanderrost durchläuft der Wanderrost nacheinander Zonen mit verschiedenen Funktionen, und allgemein sind die Behandlungszonen mit Durchleitung eines Gasstroms die längsten und wärmsten. Daraus folgt, daß der Wanderrost dort erheblichen Wärmebeanspruchungen langer Dauer ausgesetzt ist, die sich für eine gute Haltbarkeit seiner Elemente schädlich auswirken. Andererseits sind die zur Behandlung des Erzes verwendeten Gase verhältnismäßig teuer und entflammbar; daher ist es wichtig, die Leckverluste zu begrenzen, die sich einerseits zwischen den festen Abdeckungen und den Wanderrostelementen, andererseits zwischen den verschiedenen Elementen des Wanderrostes und schließlich zwischen den verschiedenen Abdeckungen der Gaszirkulation ergeben können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart auszubilden, daß die genannten gegenseitigen Abdichtungen bei vertretbarem Aufwand optimal ausgebildet werden und die Leckverluste gut kontrollierbar sind.

Bei der Lösung dieser Probleme geht die Erfindung von einer Vorrichtung zur Warmbehandlung von pelletisierten Erzen mittels Gasströmen unter Verwendung eines kreisförmigen Wanderrostes mit festem Fundament aus, der aus einer Anzahl von radialen Trägern in Form von Wiegen gebildet wird, die die Roststäbe tragen, und eine Ladezone₄ wenigstens eine Behandlungszone, in deren jeder der Wanderrost zwischen je einer oberen und unteren festen und abgedichteten Abdeckung durchläuft, eine Entladezone und neutrale Zonen aufweist.

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Erfindungsgemäß überragen die Enden der radialen Träger, die den Wanderrost bilden, die Abdeckungen zu beiden Seiten und ruhen über ihre freie Dehnung zulassende Auflageelemente auf zwei konzentrischen kreisförmigen, sich mit derselben ■Winkelgeschwindigkeit drehenden Kränzen auf, wobei die radialen Träger durch Wasserzirkulation gekühlt sind.

Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung bestehen die äußeren Verbindungen zwischen den seitlichen Vertikalflanken der radialen Träger aus tiefgezogenen nachgiebigen Platten, die die tangentiellen Dehnungen der Träger aushalten können.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall der Verwendung eines kreisförmigen Wanderrostes zur Reduktion des Erzes in zwei aufeinanderfolgenden Stufen, d. h. zunächst mit einem Gemisch von Kohlenoxid und Wasserstoff und dann mit rdnem Wasserstoff,

Fig. 2 im oberen Teil eine mehr ins einzelne gehende Schnittansicht der Vorrichtung nach der Radialschnittlinie a-a in Fig. 1, d. h. in der Achse der Wasser stoff zuleitung zu einer Sekundärreduktionszone, und in ihrem unteren Teil die untere Abdeckung nach einem Radialschnitt b-b in Fig. 1 in der Achse des Wasserstoffauslasses nach der Reduktion,

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Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung nach der Schnittlinie c-c in Fig. 1 in der Entladezone der behandelten Erzeugnisse,

Fig. 4 eine schematische Ansicht der gegenseitigen Verbindung der radialen Träger, der weichen tiefgezogenen Platten und der mit dem Wanderrost verbundenen Teile der Abdichtung sverbindungen, und

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt nach der Linie d-d in Fig. 1 durch eine zwischen zwei Behandlungszonen für verschiedene Gase angeordnete neutrale Zone.

Gemäß Fig. 1 wandert der kreisförmige, horizontale und endlose Rost in der durch den Pfeil 1 angedeuteten Richtung. Bei 2 erhält der Wanderrost auf bestimmte Korngröße gebrachte inerte Materialien zum Bedecken des Bodens und der Seiten der Rostabschnitte zwecks Bildung einer Schutzschicht auf dem Wanderrost. Die "grünen" Erzkügelchen werden bei 3 auf den Wanderrost chargiert. Die Zonen 4 und 5 sind Zonen zur Vortrocknung und Trocknung der Kügelchen, die anschließend in der Zone 6 gebrannt werden. Durch eine erste . neutrale Zone bei 7 getrennt, erkennt man bei 8 eine Zone der Primär reduktion, während die Sekundär reduktion in den Zonen 9 und 10 erfolgt. Die neutrale Zone 11 geht dann einer Kühlzone 12 voraus , auf die eine weitere neutrale Zone 13 folgt. Das Entladen der Erzeugnisse erfolgt bei 14 mit Hilfe eines Schaufelrades. Die Zone 15 ist eine freie Zone, die die Durchführung von Reparaturen ermög-

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licht und hierfür mit Hebe- und Handhabungseinrichtungen 16 ausgerüstet ist.

Der Block 17 umfaßt die Ventilatoren, Entstauber, Verbrennungskammern, Abzüge und andere mit dem Kreis der Trocknungsgase und Brenngase der Zonen 4, 5 und 6 verbundene Einrichtungen. Bei 18 ist eine Einheit zur Herstellung des Gemisches von Kohlenoxid und Wasserstoff angedeutet, mit dem die Primärreduktionszone 8 gespeist wird. Die Konditionierungsblöcke 19 und 20 speisen die Reduktionszonen 9 und 10 mit Wasserstoff. Bei 21 ist ein Block zur Zirkulation und Kühlung des neutralen Gases angedeutet, das die Kühlzone 12 durchströmt. Der Ventilator 22 für die Kühlluft des Blocks 21 liefert Warmluft durch Leitungen 23 zu den Zonen 4, 5 und 6. Das aus der Primärreduktionszone 8 austretende warme Gas kann mittels Leitungen 24 als Brennstoff entweder zur Brennzone 6 oder zum Wiedererhitzer des Wasserstoffs des benachbarten Konditionierungsblocks 19 geleitet werden.

Die vom Wanderrost bei 14 abgeladenen Stoffe werden durch die Transporteinrichtung 25 zu der Behandlungseinheit 26 gefördert, wo die Wiedergewinnung des Wanderrost-Schutzmaterials erfolgt, das mittels der Transporteinrichtung 27 bei 2 auf den Wanderrost zurückgeführt wird. Die Transporteinrichtung 28 fördert die Eisenschwammerzeugnisse zur (nicht dargestellten) Einheit der Konditionierung, Speicherung und Auslieferung. Die Transporteinrichtung 29 liefert die "grünen" Erzkügelchen auf den Wanderrost.

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Fig. 1 zeigt nicht die Speicher- und Homogenisierungsplätze der Erze und auch nicht die Trocknungs-, Zerkleinerungs- und Pelletisierungseinrichtungen sowie zusätzliche Anlagen, deren relative Lage zum Wanderrost ziemlich gleichgültig ist.

Gemäß Fig. 2 wird das heiße Reduktionsgas durch die Leitung 30 in die obere Abdeckung 31 eingeführt. Die Leitung 30 und die Abdekkung 31 sind als tiefgezogene Konstruktion ausgebildet und im Inneren mit einer isolierenden und feuerfesten Auskleidung bedeckt. Sie sind an in der Figur nicht gezeichneten oberen Trägern aufgehängt. Die tiefgezogenen Kästen 32 mit Wasserzirkulation sind mit der Abdeckung 31 fest verbunden und spielen die dreifache Rolle des thermischen Schutzes der mechanischen oberen Abdichtverbindung, der unteren Halterung für die feuerfeste Auskleidung der Abdeckung und schließlich der Begrenzung des freien Raumes zwischen der festen Abdeckung 31 und der Oberseite der Flanken des beweglichen Wanderrostes. Die Abdichtung zwischen der Abdeckung 31 und dem Wanderrost erfolgt durch Dichtungselemente 33, die sich an die tiefgezogenen Kästen 34 anlegen, die mit dem beweglichen Wanderrost fest verbunden und durch Wasserzirkulation gekühlt sind. Die Profile der Kästen 32 und 34 greifen so ineinander ein, daß die Dichtungselemente 33 der Wärmeabstrahlung der Abdeckung 31 und der auf dem Wanderrost befindlichen Stoffe entzogen sind.

Jeder radiale Träger 35 besteht aus zwei vertikalen äußeren Hohlflanken, die die Kästen 34 tragen und durch zwei hohle in Fig. 3 besser sichtbare Querstreben 54 oder 55 verbunden sind. Die längs-

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liegenden Wanderroststäbe 36 ruhen auf den Querstreben von zwei aufeinanderfolgenden radialen Trägern 35 auf. Die inneren Vertikalflanken der Träger 35 sind mit einer isolierenden und feuerfesten Schicht 37 überzogen. Die Schicht von auf bestimmte Korngröße gebrachten inerten Stoffen, die den Schutz des Wanderrostes bilden, ist bei 38 auf den Wanderroststäben angeordnet.

Die radialen Träger 35 ruhen über zwei Hollenauflageelementen 40, die Dehnungen zulassen, auf zwei großen, kreisförmigen, horizontalen und konzentrischen kranzförmigen Trägern 41 frei auf, die mit der gleichen als Funktion der Verfahrensbedingungen einstellbaren Winkelgeschwindigkeit wie der Wanderrost rotieren. Die beiden kreisförmigen Träger 41 rollen auf Schienen 44 der festen Tragkonstruktion 42 mittels der Räder 43 und werden radial durch Zentrierrollen 45 geführt. Um die Figur nicht zu überladen, ist die mechanische Antriebseinrichtung der Träger 41 nicht dargestellt, die von jedem bekannten Typ sein kann.

Die untere Abdeckung 46 und die Gasauslaßleitung 47, die im Inneren mit einer isolierenden und feuerfesten Auskleidung bedeckt sind, sind ebenfalls mit der Tragkonstruktion 42 verbunden. Zwei Bedienungsgänge 48 sind mit den Trägern 41 fest verbunden und stützen insbesondere die Gruppen von Motorpumpen 49. Die Pumpen 49 entnehmen kaltes Wasser aus den festen Endloströgen 50 und liefern es in die radialen Träger 35 und die Kästen 34. Mach Zirkulation im Inneren der Träger und Kästen wird das Wasser in die festen Endloströge 51 abgeführt. In Fig. 2 sind in schematischer Weise mit ausgezogenen

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Strichen der Zuführungskreis für das kalte Wasser und gestrichelt der Rücklaufkreis des warmen Wassers dargestellt.

Die Abdichtung zwischen der unteren Abdeckung 46 und dem Wanderrost wird durch die vertikalen Bleche 52 gesichert, die mit dem radialen Träger 35 fest verbunden sind und in feste Wassersperrbehälter 53 eintauchen.

In Fig. 3 sind mit 54 und 55 die beiden radialen Querstreben zweier aufeinanderfolgender Träger 35 dargestellt. Die Roststäbe 36 ruhen frei auf den wassergekühlten Querstreben 54 und 55 auf. Die Querstreben 54 und 55 sind mit einer SpezialSchicht 56 überzogen, die die Berührungen und den Wärmeaustausch Gas - Metall begrenzt . Wenn sich die Gesamtheit des Wanderrostes im Sinn des Pfeils 57 dreht, werden die eisenhaltigen Stoffe 39 und die Wanderrost-Schutzstoffe 38 durch ein Schaufelrad 58 abgehoben, das mit Schaufehl 59 bestückt ist und sich in der Richtung des Pfeils 60 um eine Horizontalachse 61 dreht; die Stoffe werden auf ein Transportband 62 in der Mitte des Schaufelrades abgeladen, und das Transportband 62 fördert sie anschließend auf die in Fig. 1 sichtbare Transporteinrichtung 25.

Die metallisierten Erzkügelchen, die gegebenenfalls vom Entladeschaufelrad 58 noch nicht erfaßt wurden, können später durch eine (nicht dargestellte) einfache magnetische Einrichtung abgeladen werden; die restliche Wanderrost-Schutzschicht 38 wird anschließend vor einem etwa erforderlichen Neuzusatz nivelliert, um sie auf die gewünschte Höhe zu bringen.

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In Fig. 4 sieht man in Ansicht die beiden Außenvertikalseiten von zwei aufeinanderfolgenden radialen Trägern 35. Die Seitenteile dieser Träger sind durch weiche bzw. nachgiebige tiefgezogene Platten 73 untereinander verbunden. Die tiefgezogenen Kästen 34 ruhen auf den radialen Trägern 35 und sind mit den Trägern durch die vertikalen Achsen 80 verbunden. Die Vertikalverbindungen zwischen benachbarten Kästen sind zylindrisch. Das vertikale, in den hydraulischen unteren Dichtungsbehälter 53 eintauchende Blech 52 ist mit dem Unterteil der Träger 35 und den tiefgezogenen Flanken 73 fest verbunden. Diese Anordnung ermöglicht die leichte Demontage der verschiedenen Elemente des beweglichen Bostes in der für diesen Zweck vorgesehenen Zone 15. Insbesondere können die Träger 35, die direkt auf dem doppelten beweglichen Kranz 41 ruhen, sehr schnell gelöst und ersetzt werden.

In Fig. 5 sieht man, daß die obere Abdeckung 63 der neutralen Zone niedriger als die der benachbarten Behandlungszonen ist. Weiter ist der freie Raum zwischen dem oberen Niveau der eisenhaltigen Stoffe 39 und der Abdeckung 63 in drei Kammern 64, 65 und 66 durch vier Schieberegister 67 unterteilt, deren unteres Ende so weit wie möglich der Oberseite der Schicht 39 angenähert wird. In die mittlere Kammer 65 wird inertes Gas durch die Leitung 68 mit einem etwas höheren als dem Druck eingeführt, der in den benachbarten Behandlungszonen herrscht. Die Mischungen dieses inerten Gases und der anderen Gase treten aus den Kammern 64 und 66 durch mit Wasser gekühlte Auslaßöffnungen 69 aus; der Durchsatz, der Druck und die Zusammensetzung dieser Gasmischungen

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werden überwacht, um das gute Funktionieren der Vorrichtung zu gewährleisten. Man verwendet eine analoge Einrichtung auch für den Bereich unter dem Wanderrost, wo die mit Wasser gekühlten Kästen 70 unter einem gesteuerten Druck an die Unterseiten der Querstreben 54 und 55 der radialen Träger 35 angedrückt werden. Die zentrale Leitung 71 dient der Zuführung von inertem Gas, während die Gasgemische durch die Öffnungen 72 austreten. Es sei festgestellt, daß die Auslaßöffnungen 69 und 72 auch die Holle von öffnungen zu einer eventuellen Dekonzentration für die Kreise der Behandlungsgase spielen können, die zu beiden Seiten der betrachteten neutralen Zone zirkulieren.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch die naheliegenden Varianten. So kann die Vorrichtung eine Anzahl von Primär reduktionszonen und Sekundärreduktionszonen aufweisen, die sich von der im beschriebenen Beispiel unterscheidet.

Ebenso kann eine interessante Variante ins Auge gefaßt werden, nach der zum Entladen der behandelten Stoffe zwei Schaufelräder nacheinander statt nur eines Verwendung finden, wobei das erste den oberen Teil der Schicht 39 (mit hohem Reduktionsgrad), das zweite dagegen den unteren Teil dieser Schicht (mit geringerem Reduktionsgrad) sowie einen kleinen Teil des Wanderrostschutzstoffes 38 entlädt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von pelletisieren Erzen mit Gasströmen auf einem kreisförmigen Wanderrost mit festem Fundament, der aus einer Anzahl von wiegenförmigen, die Roststäbe tragenden radialen Trägern besteht und eine Ladezone, wenigstens eine B handlungszone, in deren jeder der Wanderrost zwischen je einer oberen und unteren festen, abgedichteten Abdeckung durchläuft, eine Entladezone und neutrale Zonen enthält, wobei die radialen Träger zu beiden Seiten der Abdeckungen vorragen, durch innere Wasserzirkulation gekühlt sind und sich auf zwei konzentrischen, mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotierenden, kranzartigen Kreisträgern abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (40) der radialen Träger (35) auf den Kreisträgern (41) ihre freie Radialausdehnung zulassen und daß die vertikalen Seitenflanken der. radialen Träger (35) mittels weicher bzw. nachgiebiger, tiefgezogener , zur Kompensation der Tangentialdehnungen der radialen Träger geeigneter Platten (73) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Abdichtung zwischen der oberen Abdeckung (31) und dem Wanderrost durch eine mechanische Dichtung (33) erfolgt und daß als Abdichtung zwischen der unteren Abdeckung (46) und dem Wanderrost eine hydraulische Dichtung (52, 53) vorgesehen ist, wobei beide Abdichtungen außerhalb der Gasströme liegen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der radialen Träger (35) in Berührung mit den Behandlungsgasen mit einer inerten, isolierenden und feuerfesten Schutzschicht (37) überzogen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Träger (35) aus nichtrostendem und feuerfestem Sonderstahl ohne Schutzschicht bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entladen der fertig behandelten Stoffe ein Schaufelrad (58) vorgesehen ist, dessen Schaufeln (59) die ganze Breite des Wanderrostes überstreichen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß zum Entladen der fertig behandelten Stoffe zwei nacheinander angeordnete Schaufelräder vorgesehen sind, deren erstes die obere Materialschicht und deren zweites den Rest des Materials erfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit neutralen Zonen zwischen verschiedenen aktiven Zonen, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder neutralen Zone oberhalb der behandelten Stoffe die obere Abdeckung (63) abgesenkt und durch vier höhen verstellbare Schiebe register (67) in drei Querkammern (64, 65 und 66) unterteilt ist,

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wobei ein inertes Gas in die mittlere Kammer (65) mit einem etwas höheren Druck als dem in den benachbarten Kammern (64, 66) herrschenden einführbar ist und die Gasgemische aus den seitlichen Kammern (64, 66) durch Auslaßöffnungen (69) mit überwachten Druck-, Durchsatz- und Analysewerten abführbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in jeder neutralen Zone unterhalb des Wanderrostes mit Wasser gekühlte Kästen (70) unter einem steuerbaren Druck an die Unterseite der radialen Träger (35) andrückbar sind, wodurch Querkammern entstehen, die mit einer Leitung (71) zum Zuführen von Inertgas und Auslaßöffnungen (72) für Gasmischungen nach Anspruch 7 versehen sind.

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