DE2924686C2 - Verfahren zum kontinuierlichen Vorwärmen oder Reduzieren eines aufzubereitenden Rohmaterials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Vorwärmen oder Reduzieren eines aufzubereitenden Rohmaterials, beispielsweise eines Rohmaterials für die Eisengewinnung, wie eines Eisenerzes oder gebrannter Pellets, bei dem die Materialzufuhr über das offene obere Ende eines geneigten Drehrohrofens kontinuierlich eingegeben und das vorgewärmte oder vorreduzierte Material über das untere Ende kontinuierlich ausgetragen werden und bei dem die Vorwärmung bzw. Reduktion durch ein dem Materialstrom entgegengerichtet strömendes Hochtemperaturgas bewirkt wird.

Bisher wurde für den angegebenen Zweck ein Drehherdofensystem oder ein Schachtofensystem angewandt. Bei ersterem ist ein Drehherd oder eine Drehtrommel unter einem Winkel von 3-5° geneigt, wobei das Rohmaterial am einen Ende des Ofens eingegeben und vom anderen Ende her ein auf hoher Temperatur befindliches Gas bzw. Reduktionsgas eingeführt wird, so daß die Vorwärmung oder Reduzierung des Rohmaterials in einem Gegenstromsystem erfolgt (»Die Reduktion der Eisenerze«, Springer Verlag 1967, S. 282—285). Dieses Verfahren ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß der Füllungsgrad des Rohmaterials im Ofen nur etwa 6-8% beträgt und daher zur Gewährleistung einer ausreichend langen Verweilzeit zur Durchführung der erforderlichen Erwärmung oder Reaktion ein ziemlich langer Drehherd bzw. eine lange Drehtrommel benötigt wird. Zudem ergibt sich dabei der Nachteil, daß der effektive Kontaktierungsgrad des Gases mit dem Rohmaterial im Querschnitt des Drehherd- oder Drehtrommelofens klein ist und der Gasausnutzwirkungsgrad dementsprechend gering ist.

Beim Schachtofensystem wird andererseits ein Rohmaterial unter Bildung einer Rohmaterialschicht am oberen Abschnitt des Schachtofens in diesen eingeben, während vom unteren Abschnitt her ein heißes Abgas oder ein reduzierendes Gas eingeblasen wird, um das Rohmaterial vorzuwärmen oder zu reduzieren. Dies stellt an sich ein ausgezeichnetes Verfahren mit einem hohen volumetrischen Wirkungsgrad und hoher Gasausnutzung dar. Andererseits ist dieses System aber mit dem Nachteil behaftet, daß aufgrund der großen Dicke der Gutschicht der Druckabfall bei der Strömung des Gases durch diese Cjutschichl groß ist, so daß ein Hochdruckgas benötigl wird. Zudem besitzt dieses System den weiteren Nachteil, daß dann, wenn die Gutschicht nicht gleichmäßig zusammengesetzt ist, das Gas diese Gutschicht unter Ablenkung durchströmt und daher das Rohmaterial nicht gleichmäßig kontaktieren kann. Dieser Nachteil des Erfordernisses für ein unter hohem Druck stehendes Gas beim Schachtofen führt zu der Notwendigkeit der Anordnung eines mit hoher Temperatur, arbeitenden Hochdruckgebläses, wenn ein heißes Abgas eines anderen Hochofens oder dergleichen zum Vorwärmen oder Reduzieren des Rohmaterials benutzt wird. Mit der vorhandenen Ausrüstung läßt sich dieses

ίο Verfahren somit kaum durchführen, so daß die Verwendung eines Schachtofens nicht möglich ist

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum kontinuierlichen Vorwärmen oder Reduzieren von aufzubereitenden Rohmate- rialien unter Verbesserung sowohl des volumetrischen Wirkungsgrads als auch des Gasausnutzwirkungsgrads. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehrohrofen unter einem Neigungswinkel von 30—60° gegenüber der Horizontalen eingestellt wird, so daß das zugeführte Material den unteren Teil des Innenraums des Drehrohrofens ausfüllt.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß verwendeten Drehherdofen und F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A -A in F i g. 1. Die F i g. 1 und 2 veranschaulichen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem auf einem Traggerüst 16 angeordneten schrägen Drehherdofen 1, der unter einem Winkel «° gegenüber einer waagerechten Ebene gemäß F i g. 1 geneigt ist und des sen Innenfläche mit einem feuerfesten Material 2 ausge mauert ist. Der Drehherdofen ist dabei an seinem Außenumfang mit zwei Rädern oder Reifen 3 und 3' sowie einem großen Zahnrad 4 versehen. Der Neigungswinkel λ° des Drehherdofens bestimmt sich durch einen Kompromiß zwischen dem volumetrischen Wirkungsgrad (Fülldichte) des Rohmaterials im Ofen und der Größe des Druckverlusts oder -abfalls in dem das Rohmaterial durchstreichenden Gas; erfindungsgemäß wird dieser Winkel im Bereich von 30-60° gewählt. Gemäß F i g. 2 ist der Drehherdofen 1 weiterhin so ausgebildet, daß er an den beiden Rädern 3 und 3' jeweils von zwei am Gerüst 16 gelagerten Rollen S bzw. 5' getragen wird und das gro3e Zahnrad 4 mit einem kleinen Zahnrad oder Ritzel 7 kämmt, das seiner seits durch einen Antrieb 8 über eine Kette 9 angetrie ben wird, so daß der Drehherdofen 1 mit vorbestimmter Drehzahl in einer vorgegebenen Richtung (Pfeil 23) antreibbar ist. Weiterhin ist am Gerüst 16 eine seitliche Stützrolle 6 angeordnet, die ein Herabrutschen des Drehherdofens 1 am Gerüst 16 unter Schwerkrafteinnuß verhindert.

Das Austragsende des Drehherdofens 1 ist sich konisch verengend ausgebildet und am Endabschnitt über eine Drehkupplung 10 mit einer Einlaßleitung 12 ver bunden, an deren unterem Abschnitt sich ein Rohmate- rial-Austragschacht 13 befindet, über den das Rohmaterial kontinuierlich austragbar ist. Am anderen Ende ist die Einlaßleitung 12 mit einem Hochtemperatur-Gebläse 17 verbunden, welches heißes Abgas bzw. reduzie-

b^r> rendcs Gas 21 in den Drehherdofen 1 einbläst. Das obere Ueschickungscncle des Drehherdofens 1 ist auf älinli ehe Weise über eine Drehkupplung 11 mit einer Auslaßleitung 14 verbunden, über welcher sieh ein Rohmateri-

aischacht bzw. -fülltrichter 25 für die kontinuierliche Gutzufuhr befindet Die Auslaßleitung 14 ist über einen Anschlußflansch 26 mit einer Abgasleitung 15 verbunden, über welche das Gas 22 nach dem Vorwärmen oder Reduzieren des Rohmaterials abführbar ist. Die Drehkupplungen 10 und 11 sowie der Rohmaterial-Austragschacht sind zusätzlich so ausgebildet, daß jeweils in den Mittelabschnitten dieser Teile gasförmiger Stickstoff 24 einblasbar ist

Im folgenden ist die Arbeitsweise des beschriebenen Drehherdofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert Ein Rohmaterial 18 für die Eisengewinnung, wie Eisenerz, gebrannte Pellets oder dergleichen, wird in den Rohmaterial-Fülltrichter 25 eingefüllt und kontinuierlich in den Drehherdofen 1 eingegeben. Das eingegebene, im Einlaufteil befindliche Rohmaterial 19 wird gründlich durchgemischt während es aufgrund der Drehung (Pfeil 23) des Drehherdofens 1 auf dessen Innenfläche abrollt Andererseits bewegt sich das Rohmaterial 19', das den Mittelbereich des Drehherdofens 1 erreicht hat, mit diesem gemeinsam mit, wobei es vergleichsweise gleichmäßig mit einem es durchströmenden Abgas oder Reduktionsgas 12 kontaktiert und dabei vorgewärmt oder reduziert wird.

Das das Austragende erreichende und aufgrund der Drehbewegung des Ofens 1 in geeigneter Austragmenge über die Einlaßleitung 12 ausgetragene Rohmaterial wird dann durch den Austragschacht 13 auf das Gerüst 16 abgeworfen und auf die durch den Pfeil 20 angedeutete Weise kontinuierlich mittels einer beliebigen Vorrichtung, etwa eines Kratzers oder dergleichen (nicht dargestellt), abgeführt. Andererseits wird der Druck des von einem nicht dargestellten Hochofen zugeführten heißen Gases 21 durch das Gebläse 17 erhöht, worauf dieses Gas über die Einlaßleitung 12 in den Drehherdofen I eingeblasen wird. Das in den Ofen 1 eingeblasene Gas kontaktiert das Rohmaterial 19, 19', so daß dieses durch Wärmeaustausch erwärmt oder reduziert wird, worauf dieses Gas als Abgas 22 das Beschickungsende am oberen Abschnitt des Ofens erreicht und über die Auslaßleitung 14 zur Abgasleitung 15 abgeführt wird. Bei dieser Strömung zeigte es sich bisher häufig, daß das heiße Gas 21 beim Durchgang durch die Rohmaterialcharge im Ofen auf Umgehungsbahnen strömt und dabei einer Strecke mit niedrigerem Druckabfall folgt. Der erfindungsgemäß verwendete schräge Drehherdofen bietet dagegen in charakteristischer Weise den Vorteil, daß das Gas das gesamte Rohmaterial vergleichsweise gleichmäßig bestreichen kann, weil sich das Rohmaterial 19' im Mittelbereich des Ofens 1 gemeinsam mit diesem mitdreht, d. h. ohne Relativbewegung dazu. Die im Einlaufabschnitt des Ofens befindliche Rohmaterialcharge 19 wird zudem umgewälzt und durchgemischt, so daß die Oberfläche des Rohmaterials mit gltichförmiger Gasdurchströmung gleichmäßig dem Gas ausgesetzt und das Rohmaterial somit einer Vorwärmung unterworfen wird.

Im folgenden ist ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

In bevorzugter Ausführungsform besitzt ein schräger μ Drehherdofen zum Vorwärmen oder Reduzieren eines Rohmaterials für die Eisengewinnung in einer Menge von 3 l/h einen Innendurchmesser von 1000 mm. eine Länge von 2000 mm und einen Neigungswinkel λ von 45°. Der volumetrische Wirkungsgrad (Fülldichtc oder es Füllungsgrad) dieses Ofens beträgt etwa 50%; infolgedessen kann der Drehherdofen eine Größe entsprechend >/_h bis V₈ der Größe der bisherigen öfen dieser Art besitzen, so daß sich eine sehr kleine und kompakte Anlage realsieren läßt Wenn beispielsweise ein Abgas oder reduzierendes Gas mit einer Temperatur von 1200— 1300⁰C eingeführt wird, braucht außerdem der erforderliche Druck in diesem Fall bei nur etwa 133 · 10² — 267 · 10² Pa zu liegen; mittels eines solchen Gases kann ein Rohmaterial für die Eisengewinnung vorteilhaft auf eine Temperatur von etwa 1000° C vorgewärmt und in einem Ausmaß von etwa 30—40% vorreduziert werden, so daß auch der Gasausnutzwirkungsgrad ausgezeichnet ist Infolge der Drehung des schrägen Ofens bilden sich weiterhin Zwischenräume in der Rohmaterialcharge, wodurch als besonderes Merkmal der Erfindung die Gasförderung erleichtert wird und die Gasspeise- oder -fördervorrichtung einfach ausgebildet sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Vorwärmen oder Reduzieren eines aufzubereitenden Rohmaterials, bei dem die Materialzufuhr über das offene obere Ende eines geneigten Drehrohrofens kontinuierlich eingegeben und das vorgewärmte cder vorreduzierte Material über das untere Ende kontinuierlich ausgetragen werden, und bei dem die Vorwärmung bzw. Reduktion durch ein dem Materialstrom entgegengerichtet strömendes Hochtemperaturgas bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen unter einem Neigungswinkel von 30 bis 60 Grad gegenüber der Horizontalen eingestellt witd, so daß das zugeführte Material den unteren Teil des !nnenraums des Drehrohrofen ausfüllt