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Verfahren Herstellung von Pellets bestimmter Größe
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aus feinkörnigem Material sowie Vorrichtung zur Verwirklichung dieses
Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Pellets bestimmter Größe aus feinkörnigem Stoff oder Stoffgemisch durch Pelletisieren
des feuchten feinkörnigen Stoffes beziehungsweise Stoffgemisches, Sieben der Pellets,
Zurückleiten des Siebdurchganges in die Pelletisierungsstufe und Eintragen des Sieb
rückstandes in einen kontinuierlich arbeitenden Pellet-Härtungsofen.
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Zur Stückigmachung feinkörnigen Materials (zum Beispiel Erzpulver
und -konzentrate) bedient man sich verschiedenartiger Pelletisierungs-Härtungs-Verfahren.
Bei diesen wird das Pulver zunächst in einer Pelletisierungsvorrichtung zu kugeligen
Gebilden, Pellets, verarbeitet, die dann unter Anwendung irgendeiner der bekannten
Härtungstechniken in eine mechanische Beanspruchung standhaltende Form überführt
werden.
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Im Hinblick auf störungsfreien Betrieb der Kärtungsanlage, gleichmäßige
Produktqualität und minimalen Energiebedarf des Verfahrens werden im allgemeinen
Pellets mit bestimmtem Korngrö ßenspektrum und gleichmäßiger Pellet-Eintrag in die
Härtungsanlage gefordert. Die Verwirklichung eines gleichmäßigen Betriebs ablaufes
mit einfachem Pelletisier-Kreislauf ist schwierig. Man hat dieses Problem u.a. dadurch
zu lösen versucht, daß man die Härtungsanlage aus mehreren parallel angeordneten
Pelletisier-Kreisen speiste, wobei dann zufällige Unregelmäßigkeiten bei einem Kreis
(lauf) keinen wesentlichen Einfluß auf Pelletgröße und -menge des Gesamtein trags
haben. Diese Verfahrensweise eignet sich freilich nur für Prozesse mit hoher Kapazität,
wohingegen sie für Prozesse mit nur einem Pelletisier-Kreis-nicht in Frage kommt.
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Beim Aufbringen des Konzentrats auf den rotierenden Pelletisierteller
kommt es infolge der Bewegung zu einem Gegeneinanderstoßen der Einzelkörner auf
dem Teller, wobei sich die sie umhüllenden Flüssigkeitsfilme vereinigen und es zu
kapillarkräftebedingten Bindungen kommt. Bewegt sich nun die Konzentratanhäufung
auf dem Teller, so stößen ständig neue Körner (Partikeln) hinzu, und infolge der
Rotation erfolgt das Wachstum kugelartig. Das auf dem Pelletisierteller befindliche
Material, das Pelletisiergut, kann in einen mit dem Teller steigenden Teil (N),
der gegenüber dem Tellerboden keine Geschwindikeit hat, und in einen fallenden Teil
(P), der gegenüber dem Tellerboden eine Geschwindigkeit aufweist, eingeteilt werden.
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In der Nähe der Tellerunterkante, wo der fallende Teil des Pelletisierguts
seine Geschwindigkeit gegenüber dem Tellerboden verliert und zum steigenden Teil
wird, erfolgt ein Sortieren (Klassieren) der Pellets nach Größe. Die
größeren
Pellets steigen an die Oberfläche und gehen über den Tellerrand ab. Im Hinblick
auf eine möglichst gleichmäßige Pelletisierung muß zu jedem Zeitpunkt die Bedingung
N:P = konstant erfüllt sein. Bei einem Teller bestimmter Größe, dessen Neigung und
Drehzahl konstant sind, hat der aufsteigende Teil eine bestimmte Größe.
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Infolge der Zentrifugal- und Gewichtskraft stellt sich die Oberfläche
der Materialschicht auf dem Teller auf eine bestimmte Neigung zum Tellerrand ein.
An der Austragsstelle ist die Neigung am größten, und die Pellets rollen infolge
der gleichen Kräfte über den Tellerrand.
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Da N sowie die Zentrifugal- und Gewichtskraft konstant sind, geht
pro Zeiteinheit stets die gleiche Menge Pellets aus dem Teller ab. Aber nur in der
Theorie, in der Praxis ist die Situation oft eine andere.
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Rand und Boden des Tellers müssen mit besonderen Schabern stets reingehaltennwerden.
Beim Aufprall auf die Schaber verlieren die Pellets ihre Geschwindigkeit gegenüber
dem Tellerboden, verglichen an ihrer ungestörten. Bewegungsbahn, zu früh oder zu
spät. Die Folge ist eine Änderung des Teils N. Bleiben die Zentrifugal- und die
Gewichtskraft konstant, so ändert sich die Neigung der Materialschicht und es kommt
zu einem mengenmäßig unregelmäßigen Austrag von Pellets aus dem Teller. Dazu kommt
noch, daß auch die Größenzunahme der auf dem Teller befindlichen verschieden großen
Pellets homogen verlaufen muß, um einen mengen- und größenmäßig gleichmäßigen Austrag
aus dem Teller zu erzielen.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, ein Ver-£ahren und eine
Vorrichtung zu einem auf einfache, wirtschaftliche Weise erfolgenden mengen- und
korngrößenspektrumsmäßigen Ausgleich von in einen kontinuierlich arbeitenden Härtungsofen
einzutragenden Pellets zu schaffen.
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Die Hauptmerkmale der Erfindung gehen aus dem beigefügten Patentanspruch
1 hervor Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die vorgenannten Probleme durch
ZurückfElren eines Teils der aus dem Pellet tisierteller abgehenden Peilets auf
den Pelletisierteller gelöst. Wie bereits früher wird auch jetzt der Siebdurchgang
erneut der Pelletisierung zugeführt. Dieser Siebdurchgang enthält allerdings nur
kleinere, durch das Sieb gefallene Pellets, wohingegen der direkt vom Telleraustrag
zurückgeführte Materialteil, vorausgesetzt einen normalen Ablauf der Pelletisierung,
Pellets aller Größen enthält.
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Die Rückführung (Umrvälzung) erfolgt mit Hilfe eines passend geformten
Leitbleches vor Eintrag der Pellets in die Siebvorrichtung. Die Rückführung des
Siebdurchganges und der o.g. "Rückpellets'l auf den Teller erfolgt gemeinsam teils
direkt, teils über einen Zwischensilo. Bei hohem Durchsatz auf dem Pelletisierteller
sind die schwankungsverursachenden Faktoren anteilsmäßig gering, und der Teller
liefert einen gleichmäßigen Austrag. Dank den Materialumlauf bleibt auch die Korngrößenverteilung
der Pelletschicht auf dem Teller konstant, da ständig wachsende Pellets aller Größen
in reichlicher Zahl vorhanden sind. Desgleichen erfolgt ständig ein gleichmäßiger
Abgang von Pellets in Endgröße.
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Kommt es trotz des erwähnten Materialumlaufs infolge Feuchteschwankungen
oder Eintragsstörungen zu unregelmäßiger Pelletisierung und vom Normalen abweichender
Pelletgröße, so kann die Situation in folgender Weise normalisiert werden:-Nimmt
die Pelletgröße überraschend ab, so wird das Rücklaufgut durch Aufnahme kleiner
Pellets in den Zwischensilo mengenmäßig verringert. Dadurch geht die im Umlauf befind-
liche
Pelletmenge zurück, und die restlichen Pellets wachsen - bei konstant bleibender
Konzentratzufuhr auf den Teller - schneller als normal. Ist die Pelletgröße auf
diese Weise wieder auf das richtige Maß gebracht, kehrt man zur normalen Umlaufmenge
zurück.
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Nimmt die Pelletgröße überraschend zu, so wird die Umlaufmenge durch
Zufuhr zusätzlicher kleiner Pellets aus dem Zwischensilo erhöht. Die Pellets (vor
allem die kleineren Pellets) auf dem Teller nehmen dadurch zahlenmäßig zu, und die
Folge ist, daß die Wachstums geschwindigkeit aller Pellets absinkt und eine Verschiebung
der Größen verteilung zum Kleineren hin erfolgt. Mit Erreichen der gewünschten Pelletgröße
geht man wieder zur normalen Umlaufmenge über.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung eingehender beschrieben, in der eine zum Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren dienende Anlage in der Seitenansicht schematisch dargestellt ist.
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Das zu pelletisierende Gut (zum Beispiel Erzkonzentrat) wird mit irgendeiner
der üblichen Aufgabevorrichtungen 2 aus dem Aufgabesilo 1 auf die mit einer Waage
6 versehene Fördereinrichtung 3 gebracht. Die Waage 6 ist so mit der Aufgabevorrichtung
2 gekoppelt, daß der Materialstrom auf einen konstanten Wert geregelt wird. Der
für das Härtungsverfahren erforderliche Zusatzstoff wird aus einem eigenen Aufgabesilo
4 zusammen mit dem Pelletisiergut auf die gleiche Fördereinrichtung 3 gebracht.
Die Aufgabe des Zusatzstoffes erfolgt durch die mit einer Waage versehene Aufgabevorrichtung
5, die ihre Regelimpulse von der Pelletisiergut-Waage 6 erhält. Zusätzlich ist für
den'Pelletisierkreis noch ein Silo 8 vorgesehen, aus dem ein geeigneter trockener
Stoff (Konzentrat, Umlaufstaub und dgl.) in dem Falle in
den Kreislauf
ueber eine Aufgabevorrichtung 9 eingespeist werden kann, daß der übrige Eintrag
einen zu hohen Feuditegrad erreicht. Alle vorgenannten Stoffe werden gemeinsam in
den Mischer 7 eingetragen. Die aus diesem abgehende fertige Mischung wird auf dem
Förderband 13 zur Pelletisiervorrichtung 15 transportiert, die von einem geneigten
Pelletisierteller mit Schabern 23 gebildet wird, und aus der die fertigen feuch.-ten
Pellets mit dem Förderband 16 zum Sieb 18 transportiert werden.
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Zwischen dem Förderband 16 und dem Sieb 18 ist ein Leitblech 17 angeordnet,
mit dessen Hilfe ein passender Teil des Produktes aus der Pelletisiervorrichtung
15 schon vor dem Sieben (Klassieren1 erneut der Pelletisierung zugeftillrt werden
kann. Das Leitblech hat die Aufgabe, dem Umlauf Pellets aller Größen zuzuführen
und damit eventuelle Größenverteilungsschwankungen in der Pelletisiervorrichtung
auszugleichen. Die Pellets, die das Leitblech passiert haben, gelangen zum Sieb
18, von wo die kleineren Pellets als Siebdurchgang von den Fördereinrichtungen 20
und 14 wieder dem Eintrag zugeführt werden, wo für das Umlaufgut ein Silo 10 vorgesehen
ist, in den bedarfsfalls, gesteuert durch die Klappe 11, ein Teil des Umlaufgutes
oder das Umlaufgut ueber Rutsche 12 in seiner Gesamtheit geleitet werden kann. Der
Silo 10 dient als Kern-Lagersilo: Entstehen bei der Pelletisierung zu viel kleine
Pellets, so kann ein Teil davon aus dem Umlauf herausgenommen und in den Silo 10
geleitet werden. Entstehen dann beim Pelletisieren einmal zu wenig Kerne, so können
aus dem Silo 10 zusätzliche Kerne über Aufgabevorrichtung 23' zur fUhrt wmiEn.
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Die Pellets, die nicht durch die Maschen des Siebes 18 passen, gelangen
siebaustragsseitig zur Regelvorrichtung 19, die von der Waage 22 des zur Härtungsanlage
laufenden Guts gesteuert wird. Die Regelung ist so eingerichtet, daß nur die an
der Waage eing,estellte Menge Pellets aus der Siebvorrichtung auf den Aufgabeförderer
21 der Härtungsanlage gelangt.
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Die mengenmäßige Regelung der auf den Aufgabeförderer 21 gelangenden
Pellets kann durch ein hinter dem Sieb 18 angeordnetes schräges, an seiner Unterkante
ausgeformtes Regulierblech (nicht dargestellt) erfolgen, dessen Bewegung durch einen
pneumatischen Zylinder geregelt wird, der seine Impulse von der am Aufgabeförderer
21 befindlichen Waage 22 empfängt. Das Blech sondert einen Teil des Siebrückstandes
ab und lenkt diesen auf die Fördereinrichtung 20 für den Siebdurchgang.
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Alternativ oder zusätzlich zum hinter dem Sieb 18 angeordneten Regulierblech
kann ein in der Abbildung dargestellter und in der finnischen Patentschrift Nr (Pat.Anm.
Nr. 762982) beschriebender Rollsichter verwendet werden, bei welchem wenigstens
der Rollenabstand der letzten Rollen und damit auch der vom Sieb 18 kommende Siebrückstand
mengenmäßig reguliert 19 werden kann.
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Wird die Pellet-Umlaufmenge im Pelletisierkreis mit Hilfe des vor
dem Sieb 18 angeordneten Leitblechs 17 und des Umlaufgut-Silos 10 auf einem passenden
Wert gehalten, so funktioniert die von der Waage 22 des Härtungsanlagen-Aufgabeförderers
21 gesteuerte Pelletmengenregelung einwandfrei, und ein sowohl pelletgrößen- als
auch -mengenmäßig gleichmäßiger Eintrag in die Härtungsanlage ist gewährleistet.
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Beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren war der Eintrag
der Pellets in den Sinterofen eindeutig gleichmäßiger als zuvor. Vor der Installierung
des Leitbleches 17 schwankte der Stundeneintrag u.U. bis zu - - 50 % des Sollwertes.
Nach Einbau des Leitbleches betrugen diese Schwankungen höchstens + 5 %.
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Auch die Pelletgröße ließ sich nach Installation des Leitbleches 17
bedeutend leichter unter Kontrolle halten. Infolge
der Gleichmäßigkeit
der Sinterofenbeschickung ging auch der Energieverbrauch zurück, denn dank der gleichmäßigen
Beschickung konnte die Energiezufuhr optimiert werden.
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Es ist selbstverständlich, daß anstelle des Leitblechs 17 jedes beliebige
andere Bauelement verwendet: werden kann, das dazu geeignet ist, zwecks größen-
und mengenmäßiger Stabilisierung der aus dem Pelletisierkreis abgehenden Pellets
aus dem vom Pelletisierteller 15 kommenden Pellet-Strom Pellets aller Größen geregelt
abzutrennen und erneut der Pelletisierung 15 zuzuführen.