DE2700485C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von stückigem Gut, insbesondere Eisenerzpellets - Google Patents

Description

Brennen im Drehrohrofen

Brennen im Schachtofen

Brennen im Wanderrostofen beziehungsweise im Rundherdofen

Brennen in einer Kombination dieser Öfen

Bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Brennen von stückigem Gut weisen eine Reihe von Nachteilen auf.
Schachtofen sind wenig flexibel bezüglich der Einsatzstoffe. Während beispielsweise das Brennen von Pellets aus Magnetitkonzentraten einigermaßen zufriedenstellende Resultate liefert, ergeben sich beim Brennen von HämatitpeUets Schwierigkeiten wegen der Gefahr der Oberflächenüberhitzung, dem sogenannten »Sticking«.

Schachtofen haben außerdem wegen der Schwierigkeit gleichmäßiger Durchgasung der Schüttung eine begrenzte Kapazität; diese liegt bei maximal ca. 50 bis 60 t/h.

Zudem sind die Anforderungen an die Grünfestigkeit der Pellets wegen des Druckes der Gutsäule verhältnismäßig hoch. Bei zunehmender Schütthöhe ergibt sich ein unwirtschaftlich hoher Pelletabrieb.
Schwierigkeiten bereitet auch die Kondensation in den oberen Schichten der Giünpellets, welche durch Feuchtigkeitsanreicherung zu Klurnpenbildung, Festigkeitsverlust und Durchgasungsschwierigkeiten neigen.

Beim Brennen in Wanderrostöfen entstehen außerordentlich hohe Investitions- und Betriebskosten.

Bei höherer Schichtung auf dem Band ergibt sich als weiterer Nachteil eine ungleichmäßige Qualität infolge des Wärmegefälles in der Schichtung. Dieser Nachteil ist besonders gravierend bei basischen Pellets.

Beim Wanderrostofen fallen infolge relativ ungünstiger Wärmeübertrggungsverhältnisse zudem relativ hohe Energiekosten an. Und schließlich ergeben sich im Bereich höherer Brenntemperaturen Werkstoffprobleme bei mechanisch bewegten Teilen wie beispielsweise Kostwagen, Heißgasgebläsen usw.

Zur Überwindung solcher Nachteile und/oder Schwierigkeiten wurde bereits die Verwendung unterschiedlicher Brennaggregate vorgeschlagen.

Beispielsweise ist eine Bandofen/Schachtofen-Kombination aus der Zeitschrift »Stahl und Eisen, 76 (1965), Seiten 593/594, Bild 11« sowie aus der DE-AS 12 28 285 bekannt.

Bei diesen Brennanlagen ist trotz erhöhten Investitions-Aufwands die Nutzung und damit der Wirkungsgrad der eingesetzten Wärmeenergie relativ gering, und andererseits der für eine wirkungsvolle Entstaubung erforderliche Aufwand relativ hoch. Somit ergeben sich ökonomische sowie Umweltprobleme.

Ähnliche Nachteile ergeben sich bei anderen bekann-

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ten Brennanlagen-Kombinationen wie beispielsweise einer Folge von Wanderrost/Rundherd/Schacht-Ofen (US-PS 33 65 339) bzw. Wanderrost/Drehrohr-Ofen (DE-PS 11 94 885).

Beispielsweise bringt das Brennen im System Wanderrostofen/Drehofen Nachteile mit sich, welche durch hohen Verschleiß der beweglichen Teile des Drehrohres und seiner Feuerfestauskleidung verursacht werden.

Der geringe Füllungsgrad vom Gut im Ofenquerschnitt führt außerdem zu großen Dimensionen und damit zu hohen Investitions-Kosten. Auch ist ein Drehrohrofen schwierig im Betriebsverhalten wegen der Gefahr der »Ringbildung«, speziell beim Brennen von sauren Pellets. Und infolge ungünstigen Wärmeüberganges, da das Gas über die FeEtstoffschicht hinwegströmt, ist der Drehrohrofen relativ unwirtschaftlich.

Ähnliche Nachteile ergeben sich auch bei Brennanlagen mit Rundherden. Infolge geringer Schichthöhe der Pellets auf dem Herd und als Folge der schweren bewegten Ofenmassen sind die Kosten sowohl für Investition als auch für Energie höher als bei anderen Brennvorrichtungen.

Beim Chargieren der Grünpellets sowie beim Abwurf des Fertigbrandes ergeben sich zudem Probleme mit der Abdichtung gegen Gasaustritt, wodurch sdmerwiegende Gefahren für eine Gift-Belastung der Umwelt entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brennverfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, welche die Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Brennverfahren und -vorrichtungen so weit wie möglich vermeiden, zudem flexibel in der Anpassung an unterschiedliche Einsatzstoffe und/oder Kapazitäten sind, sowie günstige Werte bei Investitions- und Betriebskosten ergeben, Umweltprobleme vermeiden und möglichst geringe Energie- und Entstaubungskosten verursachen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die zum Kühlen der fertiggebrannten Pellets verwendeten Gase im Gegenstrom zum Gut nacheinander die Prozeßschritte Fertigbrennen, Vorbrennen, Vorwärmen und Trocknen durchlaufen, und daß zumindest ein Teil der zum Trocknen der grünen Pellets verwendeten Gase zum Kühlen der fertiggebrannten Pellet= verwendet wird.

Mit großem Vorteil wird durch diese Maßnahme die Wärmeenergie optimal genutzt und so die Prozeßökonomie verbessert, als auch der Entstaubungs-Aufwand minimiert und eine Umwelt-Belastung vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer zur DurcKführung dieses Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtung ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Ofenanlage näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ofenanlage, schematisiert, teils in Ansicht, teils im Schnitt.

F i g. 2 die Ofenanlage in Draufsicht.

Im Anlagenschema gemäß Fig. 1 gelangen die grünen Pellets aus dem Vorratsbunker 1 über den Rollenrost 2 zur Aufgabeseite der Bandofenanlage 3, welche mit gasdurchlässigen wandernden Rosten 24 ausgestattet ist. Die Pellets werden in einer Schichthöhe von ca. 250 bis 300 mm auf die wandernden Rosten 24 aufgegeben. durchwandern zunächst die Trockenzone 4, anschließend die Vorwä.mzone 5 und schließlich die Vorbrenn/one6.

Die Temperatur in diesen Zonen beträgt zum Beispiel bei der Trockenzone 50⁰C bis 200⁰C, in der Vorwärmzone ca. 200⁰C bis 600⁰C und in der Vorbrennzone ca. 600° C bis 1000⁰C.

Die vorgebrannten Pellets werden von der Bandofenanlage in einem Zwischenbehälter 7 abgeworfen, welcher ebenso wie der Bandofen 3 mit einer staubdichten Verschalung umkleidet ist. Aus dem Zwischenbehälter 7 werden die auf Temperaturen zwischen ca. 600⁰C und 1000⁰C aufgeheizten und vorgebrannten Pellets mit Hilfe eines schwenkbar angeordneten Verteilerbandes 8 in den Kopf 9 des Schachtofens 10 gefördert In dem Schachtofen 10 durchwandern die Pellets schließlich als dichte Gutsäule die Brennzone 11, weiche sich vom unteren Ende des Füllschachtes 12 bis zur Höhe der Brennkammern 14 erstreckt. Unterhalb der Brennkammern 14 erstreckt sich bis zur Höhe des Kühllufteintrittes 15 die Kühlzone 16. Etwa in Höhe des Kühliufteintrittes 15 sind Stachel walzen 17 angeordnet, welche das fertiggebrannte und gekühlte Gut vor dem Eintritt in die Auslaßschleuse 18 zerkleinern, indem sie die durch temperaturbedingte Anbackungen en'.·, iindenen größeren Agglomerate aufbrechen.

Nach Verlassen des Ofenauslasses 19 werden die gebrannten und gekühlten Pellets mit dem Band 20 zu einer Klassiereinrichtung 21 gefördert, in welcher der Abrieb 21 und Unterkorn vom Fertiggut 22 getrennt werden. Der Abrieb 23 wird auf nicht näher bezeichneten Wegen durch eine beliebige Transporteinrichtung, beispielsweise Band und Elevator, mindestens teilweise als Schutzschicht auf die wandernden Roste 24 der Bandofenanlage 3 unter die grünen Pellets geschichtet. Ein anderer Teil 25 wird zur Pelletierungsanlage zurückgeführt.

Das Gas, welches mit einer Temperatur von ca. 6O⁰C bis 100° C in die Kühlzone 16 des Schachtofens 10 eingeblasen wird, bewegt sich aufwärts im Gegenstrom zur Pelletschüttung in Richtung der Brennkammern 14, wo es sich nach Aufnahme von Wärme aus dem heißen Gut mit den Brenngasen mischt. Die heißen Gase durchdringen die Materialschüttung vom Bereich der Brennzone 11 an weiter aufwärts und werden mittels der Heißgasleituiig 13 aus dem oberen Teil des Schachtofens 10, etwa in der Mitte zwischen dem Füllschacht 12 und der Brennzone 11 abgesaugt. In der anschließenden Fortsetzung 26 der Heißgasleitung befindet sich ein Drosselorgan 27, welches insbesondere dann verschlossen werden kann, wenn beispielsweise der Ofen 10 außer Betrieb gesetzt wird und benachbarte Öfen dessen Funktion übernehmen.

Im Betrieb ist das Drosselorgan 27 geöffnet, und die Gase werden mit Temperaturen zwischen 1300° C und 1350⁰C in die Vorbrennzone 6 eingeleitet, wobei sie durch die bereits getrocknete und erwärmte Pelletsc+ich: hindurchgesogen werden und einen Teil ihrer fühlbaren Wärme an die Pellets abgeben. Aus der Vorbrennzone 6 wird Jas Gas mit beispielsweise 600⁰C durch die Rohrleitung 26' durch das Heißgasgebläse 28 abgesogen und in die Vorwärmzone 5 gefördert. Dort wird das Gas erneut durch die Pelletschichl hindurchgeschickt und sodann mittels derLeitung 29 und dem Heißgasgebläse 30 abgesaugt und schließlich in die Trockenzone 4 geleitet. Darin wird das Gas ein weiteres Mal durch die Pelletschicht geleitet, wobei das Gas endgültig abgekühlt und die Pellets getrocknet werden. Schließlich wird das Abgas durch die Leitung 31 und den Exhaustor 32 zum Kamm 33 gefördert. Dieser weist eine Drosselklappe 34 auf. welche so eingestellt werden

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kann, daß ein Teil des Abgases durch die Bypassleitung 35 mit dem Regelorgan 36 sowie den Ventilator 37 und die Kühlluftleitung 38 zum Kühllufteintritt 15 des Schachtofens 10 zurückgefördert wird. Eine Frischluftleitung 39 mit einem weiteren Regelorgan 40 gestattet die beliebige Beimischung von Frischluft zur rückgeführten Kühlluft.

In Fig. 2 ist die Anlage nach F i g. 1 in Draufsicht dargestellt. Gleiche Anlagenteile sind mit gleichen Ziffern bezeichnet. Darin bezeichnen die Ziffern 1 den Vorratsbunker, 2 den Rollenrost, 3 die Bandöfenanlage, 4 die Trockenzone, 5 die Vorwärmzone und 6 die Vorbrennzone.

Man erkennt ferner den Zwischenbehälter 7 mit dem Zuteilband 8, welches in die verschiedenen Positionen 81,82,83,84 und 85 geschwenkt werden kann. Dementsprechend sind fünf Schachtofen 101, 102, 103, 104 und 105 angeordnet. Von den Schachtofen führen Heißgasanschlüsse 13 über jeweils ein Drosselorgan 27 zur gemeinsamen ! icrL/guSSäFTiincncitung 26, tVCiCiiC ΊΤι viiC Vorbrennzone 6 der Bandofenanlage 3 mündet. Aus deren oberen Teil führt die Heißgasleitung 26' mit dem Heißgasgebläse 28 zur Vorwärmzone 5 und aus dieser heraus die Gasleitung 29 mit dem Gebläse 30 zur Trokkenzone 4, aus deren Oberteil das Abgas nach Abgabe seiner fühlbaren Wärme mit Hilfe des Gebläses 32 in den Kamin 33 gefördert wird.

Die Leitung 31 besitzt eine Abzweigung zur Bypassleitung 35, worin mit Hilfe eines Drosselorgans 36 ein entsprechender Teilstrom eingestellt werden kann. Durch diese Bypassleitung 35 wird Abgas zum Kühllufteintritt 15 des Schachtofens zurückgeführt. Diese Rückführung ist jedoch der Übersichtlichkeit wegen in der Draufsicht nach F i g. 2 nicht eingezeichnet.

Diese Kreislauf-Führung von einem Teil des Gases hat einen doppelten Vorteil:

Einerseits wird hierdurch Wärmeenergie eingespart beziehungsweise das Temperaturniveau in der Anlage bei gleicher Energiezufuhr gehoben. Andererseits wird die pro Zeiteinheit abgegebene Menge Abgas verringert. Da das Abgas aus Gründen des Umweltschutzes durch eine Filteranlage gereinigt werden muß, deren Investition und Betrieb sehr kostenträchtig ist, bedeutet die Verringerung des Anfalles von Abgas auf Seiten der nachgeschalteten Filteranlage eine spürbare Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

u υυ 4«ί> Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen von stückigem Gut insbesondere Eisenerzpellets, wobei das Gut nacheinander den Prozeßschritten Trocknen, Vorwärmen, Brennen, Fertigbrennen und Kühlen unterworfen wird, und wobei zumindest die Prozeßschritte Trocknen und Vorwärmen auf wandernden Rosten in einem Bandofen erfolgen, dem ein Schachtofen nachgeschaltet ist, in welchem zumindest der Prozeßschritt Fertigbrennen vorgenommen wird, wobei die Öfen gasdicht verkleidet sind und gasseitig sowie gutseitig miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kühlen der fertiggebrannten Pellets verwendeten Gase im Gegenstrom zum Gut nacheinander die Prozeßschritte Fertigbrennen, Vorbrennen, Vorwärmen und Trocknen durchlaufen, und daß zumindest ein Teil der zum Trocknen der grünen Pellets verwendeten Gase zum Kühlen der fertiggebrannten Pellets verwendet wird.

2. Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen Bandofen (3) mit wandernden Rosten (24) und zumindest einen Schachtofen (10), von welchen der Bandofen (3) zumindest eine Trockenzone (4) und eine Vorwärmzone (5) und der Schachtofen (10) zumindest eine Brennzone (11) und daran anschließend eine Kühlzone (16) aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, durch welche zumindest ein Teil des Abgases von der Trockenzone (4) im Kreislauf zur Kühlzone (16) zurückgeleitet wird, sowie Mittel zum Führen und Fördern von Gas. durch « eiche Abgas der Kühlzone (16) durch die Bronnzone (11) und Abgas der Brennzone (11) durch die Von· irmzone (5) und Abgas der Vorwärmzone(5)durch die Trockenzone (4) nacheinander hindurchgeleitet wird.

3. Ofenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandofen (3) eine Trocken- (4), Vorwärm- (5), und Vorbrennzone (6) aufweist, und daß Mittel zum Fördern und Führen von Gas vorgesehen sind, durch welche Abgas der Vorbrennzone (6) durch die Vorwärmzone (5) und Abgas der Vo.'-wärmzone (5) durch die Trockenzone (4) nacheinander hindurchgeleitet wird.

4. Ofenanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Bandofen (3) zumindest zwei, vorzugsweise drei bis sechs Schachtofen (101 bis 105) zugeordnet sind.

5. Ofenanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, einem Bandofen (3) zugeordnete Schachtofen (101 bis 105) mit annähernd gleichem radialen Abstand um die Mittelachse einer Verteil- und Transportanordnung (7, 8) gruppiert sind, welche das vom Bandofen (3) kommende Gut den Schachtofen (101 bis 105) zuteilt.

6. Ofenanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteil- und Transportanordnung (7, 8) eine drehbare Schurre, ein Transportband (8) oder eine Vibrorinne aufweist.

7. Ofenanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteil- und Transportanordnung (7,8) einen Zwischenbehälter (7) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von stückigem Gut, insbesondere Eisenerzpellets, wobei das Gut nacheinander den Prozeßschritten Trocknen, Vorwärmen, Vorbrennen, Fertigbrennen und Kühlen unterworfen wird und wobei zumindest die Prozeßschritte Trocknen und Vorwärmen auf wandernden Rosten in einem Bandofen erfolgen, dem ein Schachtofen nachgeschaltet ist, in welchem zumindest der Prozeßschritt Fertigbrennen vorgenommen wird, wobei die

ίο Öfen gasdicht verkleidet sind und gasseitig sow<e gutseitig miteinander in Verbindung stehen.

Nach dem Stand der Technik übliche Verfahren und Vorrichtungen zum Brennen von Pellets sind