DE2514703C2 - Anlage zur erzeugung von einzelbriketts aus duktilem material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Erzeugung von Einzelbriketts aus duktilem Material, insbesondere aus Eisenschwamm - mit

Walzenpresse,

Brecher und

gegebenenfalls Förderer zwischen Walzenpresse und Brecher,

wobei die Walzenpresse zumindest zwei gegeneinander arbeitende Brikettierwalzen mit einander zugeordneten Formbetten in zumindest zwei Reihen und Stege zwischen den Formbetten aufweist, die auf dei Brikettierwalzen ein Stegnetz mit Kreuzungspunktei bilden (und wobei das Brikettierwalzenpaar einei Brikettstrang aus Brikettelementen und Verbin dungsbereichen erzeugt, wobei ferner der Brecher dei Brikettstrang durch Brechen der Verbindungsbe reiche in Einzelbriketts vereinzelt). - Es versteht siel von selbst, daß bei derartigen Anlagen die Brikettier walzen bzw. die Stege zwischen den Formbetten sid ίο beim Brikettiervorgang nicht berühren, wobei dei Abstand zwischen den Stegen der gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen die Dicke der Verbindungsbereiche, aber auch den Verdichtungsgrad des zu brikettierenden Materials in diesen Verbindungsbereichen bestimmt. Im allgemeinen sind die Formbetten identisch gleich.

Bei den bekannten Anlagen der beschriebenen Gattung (vgl. Aufbereitung-Technik Nr. 3/1970 Seite 133) liegen die Stege der Stegnetze der gegeneinander

arbeitenden Brikettierwalzen in Umfangsrichtung und in Achsrichtung deckungsgleich. Dabei bilden die Verbindungsbereiche gleichsam Sollbruchstellen zwischen den Brikettelementen. Das führt zu befriedigenden Ergebnissen bei der Brikettierung von Mate-

rialien mit geringer Festigkeit und Duktilität (z. B. von Kohle, Gußspänen und Erzen), wenn es sich jedoch um die Brikettierung von duktilem Material, insbesondere von Eisenschwamm handelt, der bei verhältnismäßig hohen Temperaturen brikettiert wird, so

entstehen Verbindungsbereiche, die nach Austritt aus dem Walzspalt weder von selbst brechen (wie z.B. bei Kohle) noch in einem nachgeschalteten Brecher mit einfachen Mitteln definiert gebrochen werden können.

Im einzelnen ist zum Stand der Technik folgendes vorzutragen, wobei an die Behandlung von Eisenschwamm angeschlossen wird: In vielen Fällen ist die Verdichtung des porösen Eisenschwamms zu kompakien Brikettelementen sehr vorteilhaft, wenn nicht

die entscheidende Voraussetzung für problemloses Lagern, Transportieren und Weiterverarbeiten von Eisenschwamm in einem Stahlwerk, einer Gießerei od. dgl. Es ist z.B. bekannt (DT-AS 1533852), den durch Direktreduktion erzeugten porösen Eisenschwamm in heißem Zustand bei Temperaturen von 400° C bis 800° C und bei Pre.ßdrücken von 1500 bis 3000 kp cm² kontinuierlich auf Brikettierpressen verschiedener Ausführung auf ein Raumgewicht von größer als 5 g/cm³ zu verdichten.

Hierfür heute gebräuchliche Brikettiermaschinen sind im Schrifttum (z.B. Aufbereitungstechnik 11 [1970] Seite 128) beschrieben. Für viele Materialien wird die Kontaktierung vorteilhaft mittels Walzenpressen vorgenommen, weil diese auf einfache Weise hohe Durchsatzleistungen ermöglichen, die wiederum Voraussetzung für den wirtschaftlichen, großtechnischen Einsatz sind.

Die Größe der Brikettelemente kann nicht beliebig gewählt werden. Bei zu großen Brikettelementabmessungen wird bei Eisenschwamm z.B. keine ausreichende Durchpressung erreicht, d. h. unter einer stark verdichteten Oberflächenschicht verbleibt unzureichend verpreßtes Material. Abhängig von der Duktilität des Materials, der angewendeten Preßkraft, der gewünschten Verdichtung und der angestrebten Homogenität der Verpressung ergeben sich materialabhängige optimale Brikettelementgrößen. Andererseits steht auf den Brikettierwalzen je nach Konstruk-

tion und Durchsatzleistung eine bestimmte Arbeitsbreite zur Verfügung, welche aus wirtschaftlichen Gründen möglichst voll genutzt werden soll.

Die Forderung nach gewünschter Brikettelementqualität und wirtschaftlicher Nutzung der verfügbaren Maschinenkapazität führt dazu, daß z.T. mehrere Reihen von Formbetten nebeneinander auf den Brikettierwalzen angeordnet sind und mehrere Brikettelementreihen in Form eines Brikettstrangs gleichzeitig erzeugt werden.

Mi: Rücksicht auf die Haltbarkeit des Formzeugs muß ein Mindestabstand zwischen den Brikettierwalzen eingehalten werden, damit sichergestellt ist, daß auch bei Fehlen des zu brikettierenden Gutes sich die Brikettierwalzen an den Stegen zwischen den Formbetten nicht berühren und damit gegenseitig zerstören. Dadurch wird es unvermeidlich, daß sich zwischen den aus den Brikettierwalzen austretenden Brikettelementen Verbindungsbereiche bilden, in welchen der Eisenschwamm besonders hoch zwischen den Stegen der Brikettierwalzen verdichtet wird und daher hier besonders hohe Festigkeiten aufweist.

Eisenschwamm ist ein duktiler Werkstoff, und seine Verformbarkeit steigt mit der Temperatur. Im Temperaturbereich zwischen 600 und 1000° C läßt er sich so gut verdichten und verformen, daß mit Walzenpressen und der heute üblichen Anordnung der Formbetten und Stege auf den Brikettierwalzen (vgl. Aufbereitungstechnik 11 [1970] Seite 128) unter Berücksichtigung des obengenannten kein einzelnes Brikettelement erzeugt werden kann. Vielmehr tritt der brikettierte Eisenschwamm in Form eines Brikettstrangs aus der Walzenpresse aus, der sich mit einfachen Mitteln nicht exakt vereinzeln läßt. Insbesondere bei mehrreihiger Anordnung der Brikettelemente nebeneinander bilden die Verbindungsbereiche ein zusammenhängendes Netz, welches um so stabiler ist, je duktiler das zu verpressende Gut, je höher z.B. bei Eisenschwamm die Brikettiertemperatur ist. Der Brikettstrang hat zwar Sollbruchstellen - das sind die oben beschriebenen Verbindungsbereiche zwischen den Brikettelementen -, jedoch sind gerade hier Verdichtung und Festigkeit besonders hoch und stehen so einer Vereinzelung entgegen.

Bekannt wurde bisher ein Vorschlag, mit einer speziellen Presse einzelne Brikettelemente zu erzeugen (US-Patent 3075243). Die Presse besteht aus zwei hintereinander angeordneten Walzenpaaren; mit dem ersten Walzenpaar wird zunächst Eisenschwamm zu einem Brikettstrang mit ringförmigen Einschnürungen geformt und mit dem zweiten Walzenpaar der Brikettstrang, ausgenommen die Einschnürungen, weiter verdichtet. Der aus dem 2. Waizenpaar auslaufende Brikettstrang wird über eine schräg angeordnete Platte geführt und so hier an den nur gering verdichteten Einschnürstellen infolge Eigengewicht und Knickbeanspruchung selbsttätig vereinzelt.

Dieses Verfahren ist zum einen aufwendig und zum anderen nicht betriebssicher, da bei Bruch des vorgeformten Brikettstrangs Störungen des Betriebsablaufs unvermeidlich sind, eine Nachverbindung im zweiten Walzenpaar durch die Möglichkeit des freien Abfließens tangential zur Walze fraglich erscheint und eine solche Maschine nur geringe Mengen an Eisenschwamm verarbeiten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs beschriebenen Gattung so weiter auszubilden, daß ein Brikettstrang entsteht bzw. Brik Ot tit range erzeugt werden, deren Verbindungsbereiche in einem nachgeschalteten Brecher ohne weiteres gebrochen werden können, und zwar auch dann, wenn es sich um die Brikettierung von Eisenschwamm

bei verhältnismäßig hohen Temperaturen handelt. Darüber hinaus sollen nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Verbindungsbereiche zwischen den Brikettelementen im Brikettstrang bezüglich ihrer Verdichtung den speziellen Betriebsver-

hältnissen und Brikettierproblemen angepaßt werden können.

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung von Einzelbriketts aus duktilem Material, insbesondere aus Eisenschwamm - mit Walzenpresse, Brecher

¹S und gegebenenfalls Förderer zwischen Walzenpresse und Brecher, wobei die Walzenpresse zumindest zwei gegeneinander arbeitende Brikettierwalzen mit einander zugeordneten Formbetten in zumindest zwei Reihen und Stege zwischen den Formbetten aufweist,

*° die auf den Brikettierwalzen ein Stegnetz mit Kreuzungspunkten bilden (und wobei das Brikettierwalzenpaar einen Brikettstrang aus Brikettelementen und Verbindungsbereichen erzeugt, wobei ferner der Brecher den Brikettstrang durch Brechen der Verbin-

^a5 dungsbereiche in Einzelbriketts vereinzelt).

B;i Brikettierpressen dieser Gattung konnte bisher nicht vermieden werden, daß auch das zwischen die äußeren (in Richtung der Walzenlager) Stege zu brikettierende Gut gelangte und dort verdichtet wurde.

3» Die Erfindung besteht darin, daß die Stegnetze der gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen in Umfangsricht ung und in Achsrichtung der Brikettierwalzen versetzt sind, bevorzugt um zumindest die halbe Stegbreite, im Bereich der Kreuzungspunkte jedoch verbindungsbereichverdichtend kommunizieren. Um zu verhindern, daß im Bereich der Kreuzungspunkte eine zu starke Verdichtung des zu brikettierenden, duktilen Materials stattfindet, empfiehlt die Erfindung, daß die Stegnetze im Bereich der Kreuzungspunkte mit schrägen Flächen versehen sind, und daß dadurch das zu brikettierende Material beim Brikettiervorgang in die angeschlossenen Formbetten abfließen kann. Im Rahmen der Erfindung ist die Geometrie der Formbetten grundsätzlich beliebig. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich gerade beim Brikettieren von Eisenschwamm bewährt hat, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stegnetze eine im wesentlichen rechteckige Begrenzung der Formbetten mit ausgerundeten Ecken bilden. Dabei können die Formbetten im übrigen wannenförmig, z.B. mit Krümmungsradien, die zumindest etwa die Tiefe der Formbetten aufweisen, gestaltet sein. Um die Verbindungsbereiche unterschiedlichen Betriebsverhältnissen und unterschiedlichen Brikettieraufga- ben, beispielsweise unterschiedlichen zu verdichtenden Materialien, anzupassen, empfiehlt die Erfindung, daß die Versetzung der Stegnetze in Umfangsrichtung und oder in Achsrichtung einstellbai ist.

Die Erfindung empfiehlt weiterhin zur Vermeidung der oben geschilderten Materialverdichtung im Bereich der äußeren Stege, das an sich bekannte Form stücke, das den seitlichen Materialaustritt im Bereicr des Walzeneinzugsdreiecks verhindern soll, so zu ge stalten und anzuordnen, daß es einstellbar das Formbett überdeckt und dadurch mit Sicherheit auch be unterschiedlichen Eigenschaften des zu brikettieren den Gutes ein Eindringen des Gutes zwischen die au ßeren Stege verhindert werden kann.

Bei erfindungsgemäßen Anlagen wird das zu brikettierende Material im Bereich der versetzten Stege der Stegnetze nur unwesentlich höher verdichtet als im Bereich der Formbetten, weil infolge der Versetzung die Materialbereiche, die üblicherweise zwischen den Stegen der Stegnetze verdichtet werden, gleichsam in die Briketts selbst verlegt worden sind. Nur im Bereich der Kreuzungspunkte findet noch ein verbindungsbereichpressendes Kommunizieren zwischen den in den Kreuzungspunkten vereinigten Stegen statt. Folglich kann auf sehr einfache Weise das nachgeschaltete Brechen zum Zweck der Bildung von Einzelbriketts geschehen. Dazu empfiehlt die Erfindung, daß in Kombination zu den vorbeschriebenen Maßnahmen der nachgeschaltete Brecher mit den gereihten Brikettelementen zugeordneten Schlagplatten an der Brechwalze ausgerüstet ist und die Schlagplatten mit einer orthogonal zur Vorschubrichtung des Brikettstranges verlaufenden Brechkante sowie außerdem mit mindestens einer in Vorschubrichtung des Brikettstranges verlaufenden Brechnase wechselwirken.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Anlage, infolge der beschriebenen Gestaltung der Brikettierwalzen, Briketts geformt werden, bei denen nicht mehr über die gesamte Begrenzung der Briketts verdichtete oder stark verdichtete Verbindungsbereiche vorgesehen sind. Bis auf die Kreuzungspunkte findet, wie bereits erwähnt, eine störende Verdichtung nicht mehr statt. Im Bereich der Kreuzungspunkte ist eine höhere Verdichtung erwünscht und so eingestellt oder einstellbar, daß der Brikettstrang insgesamt gerade noch so viel Stabilität besitzt, daß er nicht unkontrolliert auseinanderreißt, sondern vielmehr dem nachgeschalteten Brecher kontinuierlich zugeführt werden kann.

Vor Einlauf in den Brecher werden durch Aufspritzen von regelbaren Mengen Wasser die Verbindungsbereiche abgeschreckt. Die Abkühlung führt im Verbindungsbereich zu erheblichen Temperaturunterschieden (wegen der hier sehr unterschiedlichen Materialverteilung) und damit zu Schrumpfspannungen in diesen Bereichen, die das nachfolgende Brechen wesentlich erleichtern.

Die erreichten Vorteile sind aber nicht nur darin zu sehen, daß mit einer erfindungsgemäßen Anlage ohne Schwierigkeiten auch aus duktilem Material und insbesondere aus Eisenschwamm und heißem Eisenschwamm Einzelbriketts erzeugt werden können. Von besonderem Vorteil ist fernerhin, daß die Preßkraft hauptsächlich zur Erzeugung dichter und mechanisch fester Briketts (ausreichend für mehrmaligen Umschlag ohne wesentliche Erhöhung des Brikettbruchanteils) Arbeit leistet und nicht gleichsam verbraucht wird für die Verdichtung von Verbindungsbereichen, die Preßkraftspritzen benötigen. Ohne weiteres läßt sich im Rahmen der Lehre der Erfindung die Orientierung der Stegnerze der gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen so wählen, daß die Verdichtung der Briketts aber das gesainte Volumen mehr oder weniger gleichmäßig, zumindest aber vergleichmäßigt ist. Die Lebensdauer des Formzeuges im Bereich der Stege der Stegnetze ist wegen der niedrigeren auftretenden Kräfte wesentlich höher, fan Brikettierstrang entstehen definierte and dmensionierbare SoDbruchsteUea in Form der Verdichtungsbereiche zwischen dea Briketts, nichtsdestoweniger ist ein ausreichender Zusammenhalt gegeben. Überraschenderweise entsteht beim Vereinzeln kaum Brikettbruch, handelt es sich um Eisenschwamm, so kann der Brikettbruch unter 1 bis 2% gehalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer

S lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 mit in der Fig. 2 nochmals vergrößertem Brikettstrang-ohne den nachgeschalteten Brecher,

Fig. 3 im Maßstab der Fig. 2 eine Abwicklung des

*5 Stegnetzes der Brikettierwalzen aus dem Gegenstand nach Fig. 2 übereinander,

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Brikettstrangin Fig. 2 in Zuordnung zu dem Stegnetz aus Fig. 3,

^ao Fig. 5 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 3,

Fig. 6 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung C-C durch den Brecher der Fig. 1 und

*5 Fig. 7 im Maßstab der Fig. 6, perspektivisch, den zwischen Walzenpresse und Brecher angeordneten Förderer in Form einer Rutsche.

Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Erzeugung von Einzelbriketts aus duktilem Material, insbesondere aus Eisenschwamm. - Wesentliche Teile der Anlage sind die
Walzenpresse 1,

der Brecher 2 mit im Ausführungsbeispiel nachgeschaltetem

Förderer 3 zwischen Walzenpresse 1 und Brecher 2.

Die Walzenpresse 1 besitzt im Ausführungsbeispiel zumindest zwei gegeneinander arbeitende Brikettierwalzen 4,5. Diese Brikettierwalzen 4, 5 besitzen einander zugeordnete, im Ausführungsbeispiel, aber nicht beschränkend, identisch gleiche Formbetten 6, die in zumindest zwei Reihen angeordnet sind und zwischen denen sich Stege 7 befinden. Die Stege definieren auf den Brikettierwalzen 4, S ein Stegnetz mit

Kreuzungspunkt 8. - Der Walzenpresse 1 wird das zu brikettierende Gut 9 so aufgegeben, wie es in Fig. 1 durch Pfeil angedeutet worden ist. Die gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen 4, 5 erzeugen einen Brikettstrang aus Brikettelementen 10 und Verbin-

dungsbereichen 11. Der Brecher 2 vereinzelt diesen Brikettstrang 10,11 durch Brechen der Verbindungsbereiche 11 in einzelne Brikettelemente 10.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2, 3 und 4 entnimmt man, daß erfindungsgemäß die

Stegnetze 7,8 der gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen 4, S in Umfangsrichtung and in Achsrichtung der Brikettierwalzen zumindest um etwa die halbe Stegbreite verseizt sind. Dazu ist in Fig. 3 das eine Stegnetz gestrichelt gezeichnet. Die Versetzung

«o führt jedoch dazu, daß im Bereich der Krenzungspunkte 8 der Stegnetze die Stege 7 verbmdangsbereichverdichtend kommunizieren. In Fig. 5 sind diese Bereiche durch Schraffur 12 hervorgehoben, die Verdichtung erkennt man in der in Fig. 5 eingetragenen

*S Schnittdarstellung. Während im übrigen die Verbindungsbereiche 11 zwischen den Briketts 10 eines Brikettstrangs 10, 11 praktisch nicht höher verdientet smd als im Brikett selbst, sind die Verbindongsbe-

901

reiche 11, die im Bereich der Kreuzungspunkte 8 der Stegnetze 7,8 angeordnet sind, so weit verdichtet, daß ein ausreichender Zusammenhang zwischen den Brikettierelementen 10 im Brikettstrang 10, 11 besteht, der für die nachgeschalteten Manipulationen oder Operationen ausreicht und eingestellt werden kann. Die Einstellung erfolgt durch entsprechende Gestaltung bei der Auslegung der Anlage insgesamt oder auch dadurch, daß die Versetzung der Stegnetze 7, 8 in Umfangsrichtung und/oder in Achsrichtung einstellbar ist, wie es in Fig. 3 die eingezeichneten Pfeile 13, 14 andeuten.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Stegnetze 7, 8 im Bereich der Kreuzungspunkte 12 mit schrägen Flächen 15 versehen, wodurch erreicht wird, daß das zu brikettierende Material beim Preßvorgang in die angeschlossenen Formbetten 6 abfließen kann. Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Stegnetze 7, 8 eine im wesentlichen rechteckige Begrenzung der Formbetten ί mit ausgerundeten Ecken 16 bilden. Die Formbetten 6 sind im Ausführungsbeispiel im übrigen wannenförmig gestaltet, und zwar mit Krümmungsradien die zumindest etwa der Tiefe der Formbetten 6 entsprechen. Der erzeugte Brikettstrang 10, 11 kann aul einfache Weise gebrochen werden, und zwar mit einem Brecher 2, der im Detail so aufgebaut ist, wie

ίο es die Fig. 6 und 7 erläutern. Man erkennt, daß dei nachgeschaltete Brecher 2 mit den gereihten Brikettelementen 10 im Brikettstrang 10, 11 zugeordneter Schlagplatten 17 ausgerüstet ist, wobei die Schlagplatten 17 mit einer orthogonal zur Vorschubrichtung des Brikettstrangs 10,11 verlaufenden Brechkante 18 und einer in Vorschubrichtung verlaufenden Brechnase 19 wechselwirken. Die Umdrehungszahl der mit Schlagplatten 17 besetzten Brecherwalze 20 ist etwa um 10- bis 40mal größer als die der Brikettierwalzen 4, 5.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

W9 610/38!

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anlage zur Erzeugung von Einzelbriketts aus duktilem Material, insbesondere aus Eisenschwamm - mit

Walzenpresse,

Brecher und

gegebenenfalls Förderer zwischen Walzenpresse und Brecher,

wobei die Walzenpresse zumindest zwei gegeneinander arbeitende Brikettierwalzen mit einander zugeordneten Formbetten in zumindest zwei Reihen und Stege zwischen den Formbetten aufweist, die auf den Brikettierwalzen ein Stegnetz mit Kreuzungspunkten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegn^tze (7,8) der gegeneinander arbeitenden Brikettierwalzen (4,5) in Umfangsrichtung und in Achsrichtung der Brikettierwalzen (4, 5) versetzt sind, bevorzugt um zumindest die halbe Stegbreite, im Bereich (12) der Kreuzungspunkte (8) jedoch verbindungsbereichverdichtend kommunizieren.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegnetze (7, 8) im Bereich der Kreuzungspunkte (8) mit schrägen Flächen (15) versehen sind und dadurch das zu brikettierende Material beim Brikettiervorgang in die angeschlossenen Formbetten (6) abfließen kann.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegnetze (7, 8) eine im wesentlichen rechteckige Begrenzung der Formbetten (6) mit ausgerundsten Ecken (16) bilden.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbetten (6) im übrigen wannenförmig, z.B. mit Krümmungsradien, die zumindest etwa die Tiefe der Formbetten (6) aufweisen, gestaltet sind.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung der Stegnetze (7, 8) in Umfangsrichtung (13) und/ oder in Achsrichtung (14) einstellbar ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu der nachgeschaltete Brecher (2) mit den gereihten Brikettelementen (10) zugeordneten Schlagplatten (17) an Brechwalzen (20) ausgerüstet ist und die Schlagplatten (17) mit einer orthogonal zur Vorschubrichtung des Brikettstrangs (10,11) verlaufenden Brechkante (18) sowie mindestens einer in Vorschubrichtung verlaufenden Brechnase (19) wechselwirken.