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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von
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Agglomeraten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erzeugung von Agglomeraten hoher Festigkeit aus metallhaltigen, als Staub oder
Schlamm anfallenden Entfallstoffen, die agglomeriert, gelagert, getrocknet und zur
Härtung wärmebehandelt werden.
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Die Rückführung von Staub und/oder Schlamm, die bei metallurgischen
Prozessen anfallen, in den Produktionsprozeß ist seit langem bel--nnt. So wird in
der US-PS 3 386 816 ein Verfangen beschrieDen, wonach die Pellets bei ca. 120 bis
4250C (250 bis 80O0vorgetrock net und anschließend bei Temperaturen zwischen ca.
8700C und 13700C (16000 bis 25000F) wärmebehandelt werden.
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Auch in der DE-OS 2 300 889 wird vorgeschlagen, die in Staub form
anfallenden Abfallstoffe nach Beimengung der eventuell erforderlichen Reduktionsmittel
bei 1500C vorzutrocknen und anschließend einer Wärmebehandlung zu unterziehen, bei
der sukzessive die Temperatur bis zu 1040°C ansteigt.
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Diesen und allen übrigen bisher bekannten Verfahren sind die Arbeitsschritte
Aufbereitung, Agglomeration, Trocknung und Härtung gemeinsam, wobei die letztgenannten
Schritte entweder getrennt durchgeführt werden oder derart ineinander übergehen,
daß die zum Trocknen relativ niedrige Temperatur durch allmähliche Erhöhung auf
über 800 edlen Härtungsprozeß einleitet.
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Um derart hohe Temperaturen zu erzeugen, bedarf es über den Rahmen
der durch die bei der Stahlerzeugung ohnehin vorhandene Abwärme im Bereich bis zu
2000C zusätzlicher Ener'iequellen Darüber hinaus zeigen Falltests, denen die Pellets
unter¢orfen werden, daß die Pellets nicht immer hohe Festigkeit besitzen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, womit kostengünstig Pellets mit hoher
Festigkeit erzeugt werden können.
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Die Aufgabe wir dadurch gelös-i, daß aus den anfallenden Stäuben und/oder
Schlämmen sowie eventuell beizugebenden Zuschlagstoffen eine homogene Mischung hergestellt
wird, die mindestens 10 % Zement enthält, daß diese Mischung zu Agglomeraten vorverdichtet
und nach mindestens stündiger 1 T.Asg,erdauer bei 100 bis 2000C wärmebehandelt wird.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß auf die zur Härtung
der Pellets bisher immer für erforderlich gehaltene Hochtemperatur-Behandlung verzichtet
werden kann.
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Stattdessen ist es möglich, beiEEinhaltung der im Patentanspruch 1
aufgezeigten Maßnahmen bei Niedrigtemperatur Pellets zu härten. Dieses schafft insofern
eine erhebliche Verbesserung, da in Stahlwerksbetrieben Niedrigtemperafrr-Energie
ohnehin als Abwärme vorhanden ist. überraschenderweise besitzen die nach dem Patentanspruch
1 hergestellten Pellets Festigkeiten, die einem im ISO-Trommeltest festgestellten
Abrasionsindex von nur 1 % entsprechen. Auch die parallel dazu durchgeführten Untersuchungen
der Fallfestigkeit aus 2 m Höhe und der Druckbelastbarkeit der Pellets weisen überraschend
gute Werte auf. Es hat sich aber auch gezeigt, daß nur die Kombination der im Patentanspruch
1 geschilderten Verfahrensschritte zu den beschriebenen Ergebnissen führt.
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Ein Unterschreiten sowohl des 10%gen Zementgehaltes als auch der 48-stündigen
Lagerdauer in Verbindung mit einer Wärmebehandlung bei 100 bis 200°C führt zu Pellets
mit deutlich schlechteren Festigkeiten. Die Abrasionsindizes sanken auf 12 bis 40
%.
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Nach dem weiterentwickelten erfindungsgemäßen Verfahren werden die
anfallenden Entfallstoffe vor den Mischen auf eine einheitliche Größe zerkleinert.
Der Zementgehalt wird auf 10 bis 14 % begrenzt. Die Zugabe von Zuschlagstoffen wie
beispielsweise Ca (OH)2 oder Koksgrus ermöglicht eine Stellerung der sich an die
Erzeugung agglomerierter Pellets anschließenden Weiterverarbeitung. In der aus metallhaltigem
Staub, Zement und zusätzlich beigefügten Mitteln bestehenden Mischung soll jedoch
der Anteil der Zuschlagstoffe 25 % nicht überschreiten. Vorteilhaftex eise ist es
auch möglich, dem homogenen Gemisch metallspäne beizufügen, womit gyl auch Schrott
verwertet werden kann.
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Die zweckmäßigerweise nach dem Stand der Technik mittels eines Pelletiertellers
oder einer Brikettiereinrichtung hergestellten Stücke besitzen als verfahrenstechnisch
günstiges Maß 15 bis 30 mm Durchmesser und werden nach einer Weiterbildung des Gegenstands
der Erfindung bei Normaldruck (760 Torr), 50 bis 80 % relativer Luftfeuchte und
Temperaturen von 10 bis 25 0C zwischen 48 und 96 Stunden gelagert. Anschließend
werden die Pellets vorzugsweise zwischen 24 und 48 Stunden bei 130 bis 1600C Wärme
gehärtet. Die erforderliche Wärmeenergie wird kostengünstig ohnehin vorhandener
Abluft entnommen, die beispielsweise über einem Stahlbad abgezogen und gefiltert
worden ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung in einer Vorrichtung durch-
geführt, die mindestens
je einen Bunker mit Abzugsvorrichtungen zur Lagerung bzw. Zwischenlagerung der Entfall-
und Zuschlagstoffe und zur Trocknung der Agglomerate besitzt. Zur Herstellung der
in den Patentansprüchen 1 bis 6 beschriebenen Mischung ist eine Mischvorrichtung
und zur Herstellung der Agglomerate eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen. Den
Transport der Ausgangs-, Zwischen und Endprodukte zum neweils nächsten Arbeitsgang
bewerkstelligen Förderbänder. Eine optimale Wärmebehandlung ist durch einen mit
Abgas heizbaren Bunker gewährleistet, der mit Gaseintrittsvorrichtungen versehen
ist, die in Höhe einer in Richtung der Abführvorrichtung konisch @@@aufe@@@@ als
Rost ausgebildeten Böschung liegen.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verf ahrens wird im
folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Schemas beschrieben Die Abt
; nu ze eine schematische Darstellung der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten
Vorrichtung.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus vier Vorratsbunkern 1
bis 4, die zur Aufnahme der Stäube des Zementes und eventuell beizufügender Zuschlagstoffe
dienen. Die Vorratsbunker sind mit Abzugsvorrichtungen 5 bis 8 versehen. Unterhalb
der Abzugsvorrichtungen ist ein Förderband 9 angeordnet, das die zu mischenden Komponenten
in eine Mischvorrichtung 10 befördert. Der Mischvorrichtung 10 nachgeschaltet ist
ein Bunker 11 zur Zwischenlagerung, von dessen Abzugsvorrichtung 12 die dort gespeicherten
Materialien einem Pelletierteller 13 zuführbar sind. Zur Aufnahme der Pellets dient
ein weiteres Förderband 14, das an der oberen öffnung eines Bunkers 15 endet. Der
Bunker 15 ist mittels Gasen beheizbar, die durch eine Gaseintrittsvorrichtung 16
einströmen können.
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Die Gaseintrittsvorrichtung 16 liegt in Höhe eines in Richtung der
Abzugsvorrichtung 17 des Bunkers 1knieSr%h laufenden, als Rost ausgestalteten Böschungen18,
die ein Umströmen der Pellets mit Heizgas ermöylichen. Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise
dient der Bunker 15 sowohl als Lagerbunker als auch als Bunker zur Wärmehärtung.
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Bei kontinuierlicher Arbeitsweise sind dagegen mindestens fünf beheizbare
Bunker 15 erforderlich, von denen jeweils einer beschickt wird, während in zwei
weiteren Bunkern die Pellets gelagert werden. Ein weiterer Bunker wird zwecks Verfestigung
der Pellets von Heizgas durchströmt und aus dem letzten Bunker werden die bereits
verfestigen Pellets abgezogen. Die jeweilige Bunkerfunktion wechselt von Tag zu
Tag.
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In einer solchen Anlage wurde das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt
Dabei stellt man eine p'lverförmige Mischung (Korngröße < 100 µm) her, die aus
60 % cÓ z Staub, 20 % Koksgrus und 12 % Zement bestand. Diese Bestandteile wurden
mittels des Förderbandes 2 in die Mischvorrichtung 3 gegeben, in der sie homogen
gemischt wurden. Anschließend gab man diese Mischung in den Bunker 11, von wo aus
sie mittels einer Abzugsvorrichtung 12 einem Pelletierteller 13 von 1 m Durchmesser
zugeführt wurde, der Pellets der Größe 15 bis 25 mm Durchmesser herstellte. Die
Pellets wurden mittels Förderband 14 in den Bunker 15 gegeben, wo sie bei 760 Torr,
15 0C und etwa 65 % relativer Feuchte 48 Stunden gelagert wurden. Daran schloß sich
eine 24-stündige Wärmebehandlung in dem Bunker 15 bei 150°C an. Die wärmegehärteten
Pellets wurden mittels der Abzugsvorrichtung 17 dem Bunker 15 entnommen und hinsichtlich
ihrer Festigkeit geprüft. Der ISO-TrommXeltest ergab einen Abrasionsindex von nur
1 %.