DE3303164A1

DE3303164A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von ungesinterten pellets

Info

Publication number: DE3303164A1
Application number: DE19833303164
Authority: DE
Inventors: Seiji Kawasaki Kanagawa Matsui; Tsuneo Yokohama Kanagawa Miyashita; Michio Kawasaki Kanagawa Nakayama; Osamu Kamakura Kanagawa Tajima; Hideyuki Hino Tokyo Yoshikoshi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1983-01-31
Publication date: 1983-08-18
Also published as: BR8300466A; CA1199497A; AU1039183A; GB2114556B; FR2520756B1; US4468253A; GB2114556A; JPS58133335A; FR2520756A1; DE3303164C2; AU565260B2; GB8300712D0; JPS6047330B2

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

NIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA,
Tokio, Japan

33031S4

Patentanwälte

E jropean Patent Attorneys
Zugeiasse-e Veiueiei vor cjt-"n Europäische" Patentami

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AP-131

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen
Herstellung von ungesinterten.Pellets

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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets oder ungesinterten Briketts (im folgenden einfach als "ungesinterte Pellets" bezeichnet) durch Zugabe und Zumischen eines hydraulischen Bindemittels und Wasser zu einem Ausgangsmaterial in Form eines Eisenerzfeinmaterials, eines Nichteisenerzfeinmaterials und/oder eines hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltenden Staubs, Ausformen des erhaltenen Gemisches zu rohen bzw. "grünen" Pellets oder Briketts (im folgenden unter der Sammelbezeichnung "grüne Pellets" zusammengefaßt) und sinterfreies Härten der erhaltenen grünen

Pellets zu ungesinterten Pellets.
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Für die Herstellung ungesinterter Pellets sind folgende Verfahren bekannt:

1. Gränges-Verfahren:

Bei diesem Verfahren werden grüne Pellets zusammen mit einem Eisenerzfeinmaterial in einen ersten Reaktor eingebracht und zum Hydratisieren etwa 1,5 Tage lang darin belassen. Die grünen Pellets werden sodann in einen zweiten

Reaktor überführt und darin etwa 5 Tage lang hydratisiert. 35

Hierauf werden die grünen Pellets etwa 20 Tage lang auf

einem Lagerplatz im Freien zur Hydratisierung gelagert; auf diese Weise werden die grünen Pellets zur Herstellung ungesinterter Pellets gehärtet.

2. COBO-Verfahren:

Dabei werden grüne Pellets in einen Reaktor gefüllt und mit unter hohem Druck eingeblasenem Dampf bei einer Temperatur von etwa 2OO°C hydratisiert und zwecks Herstellung ungesinterter Pellets gehärtet. 10

3. Nippon Steel-Verfahren:

Dabei werden grüne Pellets zum Hydratisieren etwa drei Tage lang auf einem Innenraum-Lagerplatz und anschließend jg zum (weiteren) Hydratisieren etwa fünf Tage lang auf einem Lagerplatz im Freien gelagert und hierdurch zur Gewinnung ungesinterter Pellets gehärtet.

Nachteilig an den unter 1. und 3. genannten bisherigen Verfahren ist jedoch, daß das Hydratisieren der grünen Pellets langwierig ist. Das unter 2. genannte Verfahren wirft dagegen Probleme bezüglich Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auf, weil dabei für das Hydratisieren der grünen Pellets Hochdruckdampf hoher Temperatur benötigt wird.

Die EP-A1-0003665 beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung ungesinterter Pellets, mit dem die oben angegebenen Probleme vermieden und grüne Pellets ^ou in vergleichsweise kurzer Zeit hydratisiert werden können, ohne daß die Verwendung von Hochdruckdampf hoher Temperatur erforderlich wäre.

Dieses bisherige Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung ungesinterter Pellets besteht darin, daß grüne

Pellets kontinuierlich in einen Schachtreaktor mit einer Vorbehandlungszone, einer dieser nachgeschalteten Hydratisierungs-Reaktionszone und einer letzterer nachgeschalteten Trocknungszone eingeführt und nacheinander durch diese drei Zonen geführt werden, in die Vorbehandlungszone ein Vorbehandlungsgas mit einer relativen Feuchtigkeit von 80 - 100 % bei einer Temperatur von bis zu 60°C eingeblasen wird, um die grünen Pellets in dieser Zone einer Vorbehandlung zu unterwerfen, in die Hydratisierungs-Reaktionszone zum Hydratisieren der grünen Pellets ein Sattdampf enthaltendes Hydratisierungsreaktions-Gas einer Temperatur von 90 - 100⁰C eingeblasen wird und in die Trocknungszone zum Trocknen der grünen Pellets ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100 - 500°C eingeblasen wird, um die grünen Pellets in der Trocknungszone zu härten und dabei kontinuierlich ungesinterte Pellets zu gewinnen.

Problematisch an diesem bisherigen Verfahren ist jedoch, daß beim Hydratisieren der grünen Pellets in der Hydratisierungs-Reaktionszone ein Teil der grünen Pellets (in dieser Zone) platzt bzw. zerfällt. Hierdurch wird nicht nur das Ausbringen bzw. die Produktionsleistung herabgesetzt, vielmehr führen auch die entstehenden Zerfallsprodukte dazu, daß andere, feste grüne Pellets im Schachtreaktor zusammenhaften und -klumpen. Diese Klumpen bleiben dann an den Innenwandflächen des Schachtreaktors hängen und behindern den gleichmäßigen Durchgang durch den Schachtreaktor, so daß letztlich die Herstellung ungesinterter Pellets unmöglich wird.

Im Hinblick auf diese Probleme besteht ein großer Bedarf nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zur kontinuier lichen Herstellung ungesinterter Pellets hoher Festigkeit und Güte mit hoher Ausbeute unter Verhinderung eines

Platzens oder Zerfallens der grünen Pellets in einem Schachtreaktor der beschriebenen Bauweise.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung ungesinterter Pellets, die bei der kontinuierlichen Einführung und Härtung grüner Pellets in einen bzw. in einem Schachtreaktor die kontinuierliche Gewinnung hochfester und hochqualitativer ungesinterter Pellets in hoher Ausbeute (Produktionsleistung) und unter Vermeidung eines Platzens oder Zerfallens der grünen Pellets im Schachtreaktor erlauben.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur kontinuierliehen Herstellung von ungesinterten Pellets, bei dem ein aus Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder einem hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltenden Staub bestehendes Ausgangsmaterial mit einem hydraulischen Bindemittel ver= setzt und dann das Ganze gemischt, das erhaltene Gemisch zu rohen bzw. grünen Pellets eines Wassergehalts von 6-20 Gew.-% ausgeformt, die grünen Pellets kontinuierlich in einen Schachtreaktor mit einer Vorbehandlungszone, einer dieser nachgeschalteten Hydratisierungs-Reaktionszone sowie einer an letztere anschließenden Trocknungszone eingegeben und nacheinander durch diese drei Zonen in Bewegung gesetzt, in die Vorbehandlungszone zwecks Vorbehandlung der grünen Pellets ein Vorbehandlungsgas einer vorbestimmten Temperatur eingeblasen,

^O in die Hydratisierungs-Reaktionszone zwecks Hydratisierung der grünen Pellets ein eine Temperatur von 50 - 100⁰C besitzendes und Sattdampf enthaltendes Gas .eingeblasen und in die Trocknungszone zwecks Trocknung der grünen Pellets ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100 - 300⁰C eingeblasen wird und dabei die grünen

Pellets in der Trocknungszone zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets gehärtet werden/ erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Vorbehandlungszone das Vorbehandlungsgas mit einer relativen Feuchtig- keit von bis zu 70 % und einer Temperatur von 65 - 25O°C eingeblasen wird, um die grünen Pellets in dieser Zone so weit vorzutrocknen, daß der Unterschied in ihrem Wassergehalt vor und nach dem Vortrocknen mindestens 4 Gew.-% beträgt, mit der Maßgabe, daß die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone mindestens 2 Gew.-% Wasser behalten.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zunächst wurde die Ursache für das Platzen oder Zerfallen der grünen Pellets beim vorstehend geschilderten Verfahren gemäß der EP-A1-OOO3665 untersucht. Bei diesem Verfahren werden die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone mittels eines eingeblasenen Gases einer relativen Feuchtigkeit von 80 - 100 % und einer Temperatur von bis zu 60°C vorhydratisiert. Da die grünen Pellets jedoch im allgemeinen einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzen, wird ihr Wassergehalt zu groß, so daß ihre Oberfläche bei der Vorhydratisierung in der Vorbehandlungszone und bei der Hydratisierung in der Reaktionszone weich und klebrig wird. Außerdem tritt bei der Hydrati-

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AO

sierung der grünen Pellets in der Reaktionszone eine plötzliche Verdampfung des in den Pellets enthaltenen Wassers unter Entstehung einer Dampfexplosion, die zu einem Platzen oder Zerfallen der grünen Pellets führt/ auf.

Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde festgestellt, daß ein Platzen oder Zerfallen der grünen Pellets dadurch verhindert werden kann, daß diese Pellets in der Vorbehandlungszone mit einem Vorbehandlungsgas einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70 % und einer Temperatur von 65 - 25O°C getrocknet werden.

Das Vortrocknen der grünen Pellets in der Vorbehandlungszone mittels eines in diese Zone eingeblasenen Gases einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70 % und einer Temperatur von 65 - 25O°C erfolgt zu dem Zweck, während der Hydratisierung in der Hydratisierungs-Reaktionszone die einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden grünen Pellets an einer zu einer weichen und klebrigen Oberfläche führenden übermäßigen Wasseraufnähme zu hindern und gleichzeitig ein plötzliches Verdampfen des in den grünen Pellets enthaltenen Wassers unter Herbeiführung einer Dampfexplosion zu verhindern.

Wie erwähnt, sollte das Vorbehandlungsgas eine relative Feuchtigkeit von bis zu 70 % und eine Temperatur von 65 - 25O°C besitzen. Wenn die relative Feuchtigkeit über 70 % liegt, erweist es sich als schwierig, die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone innerhalb kurzer Zeit auf einen vorgegebenen, noch näher zu definierenden Feuchtigkeitsgehalt vorzutrocknen. Wenn die Gastemperatur unter 65°C liegt, erweist sich dieses Vortrocknen der grünen Pellets innerhalb kurzer Zeit ebenfalls als schwierig. Bei einer Gastemperatur von über 25O°C werden

andererseits die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone durch das Vorbehandlungsgas einem Wärmeschock unterworfen, der zu einem Platzen oder Zerfallen der grünen Pellets führen kann.
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Das Vortrocknen der grünen Pellets in der Vorbehandlungszone sollte durchgeführt werden, bis der Unterschied im Wassergehalt der grünen Pellets vor und nach dem Vortrocknen mindestens 4 Gew.-% bei einer Soll-Untergrenze (des Wassergehalts) von 2 Gew.-% beträgt. Bei einem Wassergehalt der grünen Pellets nach dem Vortrocknen von unter 2 Gew.-% ist es nämlich schwierig, diese Pellets in der Hydratisierungs-Reaktionszone zu hydratisieren, so daß die Herstellung von ungesinterten Pellets hoher Güte unmöglich wird. Ist der Unterschied im Wassergehalt der grünen Pellets vor und nach dem Vortrocknen kleiner als 4 Gew.-%, so-.kann während des Hydratisierens der Pellets in der Reaktionszone mittels eines Gases hoher Temperatur das Auftreten von Dampfexplosionen durch plötzliche (schlagartige) Verdampfung des in den grünen Pellets enthaltenen Wassers nicht verhindert werden.

Für die Hydratisierungsreaktion der grünen Pellets in der Hydratisierungs-Reaktionszone wird ein Sattdampf enthaltendes Gas verwendet, weil dann, wenn die Temperatur eines solchen Gases infolge eines Wärmeaustausches mit den grünen Pellets in der Reaktionszone sinkt, zumindest ein Teil des in diesem Gas enthaltenen Sattdampfes kondensiert und dabei Kondensationswärme freigibt, welche den Wärmeverlust des für die Hydratisierungsreaktion eingesetzten Gases infolge des Wärmeaustausches mit den grünen Pellets ausgleicht und damit deren wirksame Erwärmung gewährleistet. Dieses Gas sollte eine Temperatur von 50 - 100⁰C besitzen. Bei einer Gastemperatur von unter 50 C dauert die Hydratisierung der grünen Pellets

zu lange. Bei einer Gastemperatur von über 1OO°C ergeben sich andererseits Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitsprobleme .

Durch das Trocknen der grünen Pellets in der Trocknungszone mittels des eingeblasenen Trocknungsgases soll der Wassergehalt der Pellets nach der Hydratisierung vermindert werden, so daß ungesinterte Pellets hoher Druckfestigkeit erhalten werden. Das Trocknungsgas sollte eine Temperatur von 100 - 300 C besitzen. Bei einer Gastemperatur von unter 100 C hat die Trocknung einen nur geringen Einfluß auf die Verbesserung der Druckfestigkeit der ungesinterten Pellets. Bei einer Trocknungsgastemperatur von über 300 C wird andererseits die Druckfestigkeit der ungesinterten Pellets beeinträchtigt.

Durch Verwendung eines mindestens 3 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases als Trocknungsgas in der Trocknungszone kann die Druckfestigkeit der ungesinterten Pellets sehr wirksam erhöht werden. Wenn nämlich die grünen Pellets nach der Hydratisierung mittels eines mindestens 3 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases getrocknet werden, werden nicht nur die grünen Pellets getrocknet, sondern auch die Calciumbestandteile enthaltenden Hydrate in den grünen Pellets einer Carbonisierungsreaktion unter Bildung von Calciumcarbonat (CaCO,) in den grünen Pellets unterworfen. Infolgedessen erhalten die ungesinterten Pellets verbesserte Druckfestigkeit. Wie erwähnt, sollte der Gehalt an gasförmigem Kohlendioxid im Trocknungsgas mindestens 3 Vol.-% betragen, da unterhalb dieses Werts keine Verbesserung der Druckfestigkeit der ungesinderten Pellets aufgrund der genannten Carbonisierungsreaktion erzielt werden kann.

Nachstehend sind das Verfahren und die Vorrichtung zur

kontinuierlichen Herstellung ungesinterter Pellets gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Der in Fig. 1 dargestellte Schachtreaktor 1 weist an seinem' oberen Ende einen Einlaß 2 für grüne Pellets und an seinem unteren Ende einen Auslaß für ungesinterte Pellets 3 auf. Der Schachtreaktor 1 umfaßt eine Vorbehandlungszone A, eine an diese anschließende Hydratisierungs-Reaktionszone B und eine letzterer nachgeschaltete Trocknungszone C, wobei die über den Einlaß 2 in den Schachtreaktor 1 eingegebenen grünen Pellets letzteren kontinuierlich durchlaufen.

Die Vorbehandlungszone A weist in ihrer einen Seitenwand 1a eine Einblasöffnung 4 und eine darunter angeordnete Ausblasöffnung 5 für Vorbehandlungsgas und in ihrer anderen Seitenwand 1b auf ähnliche Weise eine Einblasöffnung 4' und eine darunter liegende Ausblasöffnung 5' für Vorbehandlungsgas auf. In der Vorbehandlungszone A werden die grünen Pellets mittels eines Vorbehandlungsgases einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70 % und einer Temperatur von 65 - 25O⁰C, das über die Einblasöffnungen 4 und 4' eingeblasen wird und über die Ausblasöffnungen 5 und 5¹ austritt, vorgetrocknet, bis der Unterschied in ihrem Wassergehalt vor und nach dem Vortrocknen mindestens 4 Gew.-% beträgt, mit der Maßgabe, daß die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone einen Wassergehalt von 2 Gew.-% behalten. Die Einblasöffnungen 4 und 4¹ können im oberen Bereich der Vorbehandlungszone A angeordnet sein.

Die Hydratisierungs-Reaktionszone B weist in den gegenüberliegenden Seitenwänden 1a und 1b mehrere Einblasöffnungen 6 und mehrere letzteren gegenüberliegende Ausblas-

Öffnungen 7 für ein Hydratisierungsreaktionsgas auf. In dieser Reaktionszone B werden die grünen Pellets mittels eines eine Temperatur von 50 - 100°C besitzenden, Sattdampf enthaltenden Gases hydratjsiert, das über die Einblasöffnungen 6 eingeblasen wird und über die Ausblasöffnungen 7 austritt. Bei der Ausführungsform nach Fig.1 sind je drei Gas-Einblasöffnungen 6a, 6b und 6c sowie Ausblasöffnungen 7a, 7b und 7c vorgesehen, die jeweils von Hydratisierungsreaktionsgasen unterschiedlicher Temperaturen im Bereich von 50 - 100⁰C durchströmt werden.

Die Trocknungszone C weist in ihren gegenüberliegenden Seitenwänden 1a und 1c eine Einblasöffnung 8 bzw. eine dieser gegenüberliegende Ausblasöffnung 9 für ein Trocknungsgas auf. In der Trocknungszone C werden die grünen Pellets zur kontinuierlichen Gewinnung ungesinterter Pellets mittels eines eine Temperatur von 100 - 300°C besitzenden Trocknungsgases getrocknet, das über die Einblasöffnung 8 in die Trocknungszone C einströmt und über die Ausblasöffnung 9 aus ihr ausströmt. Gemäß Fig. 1 ist unterhalb des Schachtreaktors 1 ein Förderer 10 zum Abführen der aus dem Auslaß 3 austretenden ungesinterten Pellets angeordnet.

Die über den oberseitigen Einlaß 2 kontinuierlich in den Schachtreaktor 1 eingegebenen, einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden grünen Pellets werden, wie erwähnt, in der Vorbehandlungszone A vorgetrocknet, bis der Unterschied ihres Wassergehalts vor und nach der Vortrocknung mindestens 4 Gew.-% bei einem unteren Grenzwert des Wassergehalts von 2 Gew.-% beträgt. Dieses Vortrocknen erfolgt mittels eines eine relative Feuchtigkeit von bis zu 70 % und eine Temperatur von 65 - 25O°C besitzenden Vorbehandlungsgases, das über die Einblas-

öffnungen 4 und 4' in die Vorbehandlungszone A eingeblasen wird. Diese vorgetrockneten grünen Pellets werden dann in der Hydratisierungs-Reaktionszone B mittels eines eine Temperatur von 50 - 100°C besitzenden und Sattdampf enthaltenden Gases hydratisiert, das über die Einblasöffnungen 6 in diese Zone B eingeführt wird. Wenn sich die Temperatur dieses Gases infolge des Wärmeaustausches mit den grünen Pellets verringert, kondensiert zumindest ein Teil des in diesem Gas enthaltenen Sattdampfes unter Erzeugung bzw. Freigabe von Kondensationswärme, durch welche der Wärmeverlust des Gases aufgrund des genannten Wärmeaustausches ausgeglichen wird. Die grünen Pellets werden somit in der Hydratisierungs-Reaktionszone B durch das Hydratisierungsreaktionsgas wirksam erwärmt und hydratisiert. Dieses Gas kann zunächst auf eine Temperatur über dem■genannten vorgegebenen Wert erwärmt und dann in eine Leitung eingeführt werden, weil es sich vor Erreichen der Hydratisierungs-Reaktionszone B in der Leitung abkühlt.

Wie durch die ausgezogenen Pfeile in Fig. 1 angedeutet, wird das Hydratisierungsreaktionsgas über die Einblasöffnungen 6 in der Seitenwand Ta in die Hydratisierungs-Reaktionszone B eingeführt und über die Ausblasöffnungen in der anderen Seitenwand 1b aus ihr abgeführt. Die Strömung dieses Gases kann in vorbestimmten Zeitabständen umgekehrt werden, so daß dann das Gas über die Ausblasöffnungen 7 in der Seitenwand 1b in die Hydratisierungs-Reaktionszone B einströmt und über die Einblasöffnungen 6 in der Seitenwand 1a aus ihr austritt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßigere Erwärmung der grünen Pellets in der Hydratisierungs-Reaktionszone B erreicht.

Die in der Hydratisierungs-Reaktionszone B hydratisierten grünen Pellets werden in der Trocknungszone C mittels

eines eine Temperatur von 100 - 300 C besitzenden und über die Einblasöffnung 8 eingeleiteten Trocknungsgases getrocknet und dabei zu ungesinterten Pellets gehärtet, die über den Auslaß 3 kontinuierlich ausgetragen werden.

Fig. 2 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die Trocknungszone C aus einem getrennten Schachtreaktor 11 besteht, der seinerseits einen oberseitigen Einlaß 12 für die kontinuierliche Zufuhr grüner Pellets von der Hydratisierungs-Reaktionszone und einen unterseitigen Auslaß 13 für ungesinterte Pellets aufweist. Der getrennte Schachtreaktor 11 besteht dabei aus einer Trocknungszone C und einer anschließenden Kühlzone D.

Die Trocknungszone C weist im unteren Abschnitt ihrer Seitenwand 11a mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung 14 und am oberen Ende der Seitenwand 11a mindestens eine Trocknungsgas-Ausblasöffnung 15 auf. Die Kühlzone D ist im unteren Bereich ihrer Seitenwand 11a mit mindestens einer Kühlgas-Einblasöffnung 16 und im oberen Bereich ihrer Seitenwand- 11a mit mindestens einer Kühlgas-Ausblasöffnung 17 versehen. In der Kühlzone D werden die von der Trocknungszone C her in sie eintretenden ungesinterten Pellets mittels eines Kühlgases gekühlt, das über die Einblasöffnung 16 in die Kühlzone D eintritt und über die Ausblasöffnung 17 aus ihr austritt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 weist einen Förderer 18 zur überführung der nach der Hydratisierung aus dem Auslaß 3 des Schachtreaktors 1 ausgetragenen ungesinterten Pellets zum Einlaß des getrennten Schachtreaktors sowie einen Förderer 19 zum Abführen der aus dem Auslaß 13 des getrennten Schachtreaktors 11 ausgetragenen ungesinterten Pellets auf.

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Die einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden, über den oberseitigen Einlaß 2 kontinuierlich in den Schachtreaktor 1 eingegebenen grünen Pellets werden in der Vorbehandlungszone A vorgetrocknet, sodann wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 in der Hydratisierungs-Reaktionszone B hydratisiert und anschließend aus dem Auslaß 3 ausgetragen. Hierauf werden die grünen Pellets mittels der Förderer 10 und 18 zum getrennten Schachtreaktor 11 überführt, kontinuierlich in dessen oberseitigen Einlaß 12 eingegeben und in der Trocknungszone C zu ungesinterten Pellets getrocknet. In der der Trocknungszone C nachgeschalteten Kühlzone D werden die ungesinterten Pellets gekühlt, um dann über den Auslaß 13 ausgetragen und auf dem Förderer 19 abgeführt zu werden.

Das zum Kühlen der ungesinterten Pellets benutzte, über die Ausblasöffnung 17 aus der Kühlzone D ausströmende Kühlgas kann zur Vorbehandlungsgas-Einblasöffnung 4 des Schachtreaktors 1 geleitet und als Vorbehandlungsgas in die Vorbehandlungszone A eingeblasen werden.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 kann der getrennte Schachtreaktor 11 ggf. nur die Trocknungszone C, nicht aber die Kühlzone D, aufweisen. In^- diesem Fall werden die in der Trocknungszone C getrockneten ungesinterten Pellets über den Auslaß 13 ausgetragen und während ihrer Förderung auf dem Förderer 19 an der Luft abgekühlt.

Da die über den Einlaß 2 kontinuierlich in den Schachtreaktor 1 eingegebenen grünen Pellets in der Vorbehandlungszone A vorgetrocknet werden, bis der Unterschied in ihrem Wassergehalt vor und nach der Vortrocknung zumindest 4 Gew.-% bei einem unteren Grenzwert des Wassergehalts von 2 Gew.-% beträgt, wird ein Platzen oder Zerfallen der grünen Pellets während der Hydratisierung in der Hydratisierungs-Reaktionszone B verhindert. Hierdurch

wird auch ein Hängenbleiben oder ein abnormaler Durchsatz der grünen Pellets im Schachtreaktor 1 vermieden, so daß kontinuierlich und in hoher Ausbeute hochfeste, hochqualitative ungesinterte Pellets hergestellt werden können.

Es ist wesentlich, die Austragmenge der ungesinterten Pellets aus dem Schachtreaktor 1 und dem getrennten Schachtreaktor 11 zu bestimmen, um damit den Durchgang der über die Einlasse 2 und 12 in die Schachtreaktoren 1 bzw. 11 eingegebenen grünen Pellets mit zweckmäßiger Durchsatzgeschwindigkeit durch diese Schachtreaktoren sicherzustellen. Wenn diese Durchsatzgeschwindigkeit zu groß ist, erfolgen Vortrocknung, Hydratisierung und Trocknung der grünen Pellets in den beiden Schachtreaktoren 1 und 11 in unzureichendem Maße, so daß keine hochfesten ungesinterten Pellets erhalten werden.

Wenn die Seitenwände der beiden Schachtreaktoren 1 und 11 so ausgebildet sind, daß sie unter einem Winkel von etwa 0,5 - 2° relativ zur lotrechten Achse in Abwärtsrichtung auseinanderlaufen, wird ein gleichmäßiger Durchgang der grünen Pellets und der ungesinterten Pellets durch den Schachtreaktor 1 bzw. den getrennten Schachtreaktor 11 gewährleistet.

Nachstehend ist die Erfindung in Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Rohe bzw. grüne Pellets eines durchschnittlichen Wassergehalts von 6,9 Gew.-% und eines Teilchendurchmessers von 10 - 16 mm werden hergestellt, indem 10 Gew.-% Portlandzement als hydraulisches Bindemittel und eine vorge-

gebene Menge Wassers zu 90 Gew.-% Eisenerzfeinmaterial als Ausgangsmaterial zugesetzt werden und das Ganze gemischt wird. Die so erhaltenen grünen Pellets werden in die Vorrichtung gemäß Fig. 2 eingebracht und in dieser unter den nachstehend angegebenen Bedingungen nacheinander einer Vortrocknung, Hydratisierung, Trocknung und Kühlung unterworfen:

1. Zufuhrmenge an grünen Pellets

2. Vorbehandlungsgas

3. Eingeblasene Vorbehandlungsgasmenge

4. Temperatur der grünen Pellets nach der Vorbehandlung

5. Wassergehalt der grünen Pellets nach dem Vortrocknen

6. Hydratisierungsreaktionsgas:

7. Einblasmenge des Hydratisierungsreaktionsgases

8. Temperatur der grünen Pellets nach der Hydratisierung

9. Trocknungsgas

10. Eingeblasene Trocknungsgasmenge

11. Temperatur der ungesinterten Pellets nach dem Trocknen

12. Kühlgas

13. Eingeblasene Kühlgasmenge

14. Ausstehzeit der grünen Pellets in den Schachtreaktoren:

Erster Schachtreaktor Getrennter Schachtreaktor 270 kg/h

Luft von 13O°C 260 Niri /h etwa 40 durchschnittl. 2,3 Gew.-%

Sattdampfhaltige Luft von 7O°C und Dampf von 100°C

45 kg/h etwa 100 C

Luft von 210 C 400 Nm /h etwa 200°C

Luft von Raumtemperatur

200 Nm³/h

9 h
1,5 h

*■-" -^:- - '■-" 330316A

15. Durchgangsschema der grünen Pellets durch die Schachtreaktoren:

Austragzyklus aus dem ersten

Schachtreaktor alle 6 min

Durchgangsstrecke durch den
ersten Schachtreaktor etwa 30 mm/Zyklus

Während die grünen Pellets nach der Hydratisierungsreaktion eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 80 kg pro Pellet besitzen, zeigen die ungesinterten Pellets nach der Trocknung in der Trocknungszone als Folge der beschriebenen Behandlung eine mittlere Druckfestigkeit von 160 kg/Pellet. Hierdurch wird die Möglichkeit der Herstellung hochfester, hochqualitativer ungesinterter Pellets mit hoher Ausbeute (Produktionsleistung) belegt. Im Betrieb der Vorrichtung tritt kein Platzen oder Zerfallen der sich durch den Schachtreaktor bewegenden grünen Pellets auf. Demzufolge wird ein Hängenbleiben oder ein abnormaler Durchgang der grünen Pellets durch Zusammenklumpen derselben im Schachtreaktor vermieden, so daß ein stabiler bzw. zuverlässiger Betrieb der Vorrichtung über einen langen Zeitraum hinweg möglich ist.

Unter den vorstehend angegebenen Bedingungen wird anstelle von Luft ein 20 Vol.-*% gasförmiges Kohlendioxid enthaltendes Gas verwendet. Hierbei erhöht sich die mittlere Druckfestigkeit der ungesinterten Pellets nach dem Trocknen auf 180 kg/Pellet. Auf diese Weise werden demnach ungesinterte Pellets noch höherer Festigkeit und besserer Güte als bei Verwendung von Luft erhalten.

Beispiel 2

Rohe bzw. grüne Pellets eines mittleren Wassergehalts von 7,7 Gew.-% und eines Teilchendurchmessers von 10 - 16 mm werden durch Zugabe von 14 Gew.-% gemahlener granulierter

1 Hochofenschlacke, 0,9 Gew.-% Calciumhydroxid und

0,1 Gew.-% Gips als hydraulisches Bindemittel sowie einer vorgegebenen Wassermenge zu einem Ausgangsstoff aus 32,8 Gew.-% Eisenerzfeinmaterial, 26,4 Gew.-% Eisensand 5 und 25,8 Gew.-% eines hauptsächlich Eisenoxid enthaltenden Staubs und Mischen des Ganzen hergestellt. Die erhaltenen grünen Pellets werden in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 nacheinander vorgetrocknet, hydratisiert, getrocknet und gekühlt, und zwar unter den folgenden Be-10 dingungen:

1. Zufuhrmenge an grünen Pellets

2. Vorbehandlungsgas

3. Eingeblasene Vorbehandlungsgasmenge

4. Temperatur der grünen Pellets nach der Vorbehandlung

5. Wassergehalt der grünen Pellets nach dem Vortrocknen

6. Hydratisierungsreaktxonsgas:

7. Einblasmenge des Hydratisierungsreaktionsgases

8. Temperatur der Pellets nach der

300 kg/h

Luft von 130°C 450 Nm /h

etwa 40 C

durchschnittl. 2,3 Gew.-%

Sattdampfhaltige Luft von 70OC und 90⁰C sowie Dampf von 100OC

45 kg/h

	Hydratisierung	etwa 100~C
25 ⁹· 10.	Trocknungsgas Eingeblasene Trocknungsgasmenge	Luft von 21O⁰C 450 Nm³/h
11 .	Temperatur der ungesinterten Pellets nach dem Trocknen	etwa 200°C
12.	Kühlgas	Luft von Raumtemperatur
13.	Eingeblasene Kühlgasmenge	200 Nm³/h
3O₁₄.	Ausstehzeit der grünen Pellets in den Schachtreaktoren:
	Erster Schachtreaktor	8 h
	Getrennter Schachtreaktor	1,5 h

15. Durchgangsschema der grünen

Pellets durch die Schachtreaktoren:

Austragzyklus aus dem ersten Schachtreaktor

Durchgangsstrecke durch den ersten Schachtreaktor

alle 6 min

etwa 30 mm/Zyklus,

Während die grünen Pellets nach der Hydratisierungsreaktion eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 85 kg pro Pellet besitzen, zeigen die ungesinterten Pellets nach dem Trocknen in der Trocknungszone als Folge der beschriebenen Behandlung eine mittlere Druckfestigkeit von 160 kg/Pellet. Hierdurch wird die Möglichkeit der Herstellung hochfester, hochqualitativer ungesinterter Pellets mit hoher Ausbeute (Produktionsleistung) belegt. Wie im Fall von Beispiel 1 tritt im Betrieb der Vorrichtung kein Platzen oder Zerfallen der sich durch den Schachtreaktor bewegenden grünen Pellets auf.

Leerseite

Claims

33031&4 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets, bei dem ein aus Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder einem hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltenden Staub bestehendes Ausgangsmaterial mit einem hydraulischen Bindemittel versetzt und dann das Ganze gemischt, das erhaltene Gemisch . zu rohen bzw. grünen Pellets eines Wassergehalts von 6 - 20 Gew.-% ausgeformt, die grünen Pellets kontinuierlich in einen Schachtreaktor mit einer Vorbehandlungszone, einer dieser nachgeschalteten Hydratisierungs-Reaktionszone sowie einer an letztere anschließenden Trocknungszone eingegeben und nacheinander durch diese drei Zonen in Bewegung gesetzt, in die Vorbehandlungszone zwecks Vorbehandlung der grünen Pellets ein Vorbehandlungsgas einer vorbestimmten Temperatur eingeblasen, in die Hydratisierungs-Reaktionszone zwecks Hydratisierung der grünen Pellets ein eine Temperatur von 50 - 100 C besitzendes und Sattdampf enthaltendes Gas eingeblasen und in die Trocknungszone zwecks Trocknung der grünen Pellets ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100 - 300°C eingeblasen wird und dabei die grünen*Pellets in der Trocknungszone zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet , daß in die Vorbehandlungszone das Vorbehandlungsgas mit einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70 % und einer Temperatur von

65 - 25O°C eingeblasen wird, um die grünen Pellets in dieser Zone so weit vorzutrocknen, daß der Unterschied in ihrem Wassergehalt vor und nach dem Vortrocknen mindestens 4 Gew.-% beträgt, mit der Maßgabe, daß die grünen Pellets in der Vorbehandlungszone mindestens 2 'Gew.-% Wasser behalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trocknungszone als Trocknungsgas ein Gas

IQ eingeblasen wird, das mindestens 3 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthält.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit

^g einem oberseitigen Einlaß (2) für grüne Pellets und einem unterseitigen Auslaß (3) für ungesinterte Pellets versehener Schaftreaktor (1) mit einer Vorbehandlungszone (A), einer anschließenden Hydratisierungs-Reaktionszone (B) und einer dieser nachgeschalteten Trocknungszone (C) vorgesehen ist, der über den oberseitigen Einlaß kontinuierlich mit grünen Pellets beschickbar ist,

daß die Vorbehandlungszone (A) zumindest im oberen Abschnitt und/oder in mindestens einer ihrer gegenüberstehenden Seitenwände (1a, 1b) mindestens eine Einblasöffnung (4, 4¹) und mindestens eine Ausblasöffnung (5, 5¹) für ein Vorbehandlungsgas aufweist, daß die Hydratisierungs-Reaktionszone (B) in gegenüberliegenden Seitenwänden (1a, 1b) mindestens eine Einblasöffnung (6) und mindestens eine Ausblasöffnung (7) für ein Hydratisierungsreaktionsgas aufweist und daß die Trocknungszone (C) in gegenüberliegenden Seitenwänden (1a, 1b) mindestens eine Einblasöffnung (8) und mindestens eine Ausblasöffnung (9) für Trocknungsgas aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungszone (C) einen getrennten Schachtreaktor (11) umfaßt, der an seinem oberen Ende einen Einlaß (12) für die kontinuierlich von der Hydratisierungs-Reaktionszone (B) zugeführten grünen Pellets und an seinem unteren Ende einen Auslaß (13) für ungesinterte Pellets aufweist und der am unteren Ende seiner Seitenwand (11a) mit mindestens einer Trocknungsgas-Einblasöffnung (14) und am oberen Ende XO seiner Seitenwand (11a) mit mindestens einer Trocknungsgas-Ausblasöffnung (15) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der getrennte Schachtreaktor (11) eine sich an die Trocknungszone (C) anschließende Kühlzone (D) aufweist, die in einer Seitenwand (11a) je mindestens eine Einblasöffnung (16) und eine Ausblasöffnung (17) für ein Kühlgas aufweist.