DE3303164C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets oder Briketts - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets oder BrikettsInfo
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Abstract
Beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets, wobei rohe bzw. grüne Pellets eines Wassergehalts von 6_20 Gew.-% kontinuierlich in einen Schachtreaktor eingeführt und fortlaufend nacheinander durch eine Vorbehandlungszone, eine Hydratisierungs-Reaktionszone und eine Trocknungszone geleitet, in die Vorbehandlungszone zur Vortrocknung der grünen Pellets bis zu einem Unterschied im Wassergehalt vor und nach dem Vortrocknen von mindestens 4 Gew.-% - wobei gilt, daß die grünen Pellets in dieser Zone mindestens 2 Gew.-% Wasser enthalten - ein Vorbehandlungsgas einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und einer Temperatur von 65-250 ° C eingeblasen, in die Hydratisierungs-Reaktionszone zum Hydratisieren der grünen Pellets ein eine Temperatur von 50-100 ° C besitzendes und Sattdampf enthaltendes Gas für die Hydratisierungsreaktion eingeblasen und in die Trocknungszone zur Trocknung und Härtung der grünen Pellets unter kontinuierlicher Gewinnung ungesinterter Pellets ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100-300 ° C eingeblasen werden.
Description
j 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
ί ? so und Zumischen eines hydraulischen Bindemittels und Wasser zu einem Ausgangsmaterial in Form eines Eisen-
■i erzfeinmaterials, eines Nichteisenerzfeinmaterials und/oder eines hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichtei-
h senmetallen enthaltenden Staubs, Ausformen des erhaltenen Gemisches zu grünen Pellets oder Briketts (im
' folgenden unter der Sammelbezeichnung »grüne Pellets« zusammengefaßt) und sinterfreies Härten der erhaltenen
grünen Pellets zu ungesinterten Pellets.
Für die Herstellung ungesinteter Pellets sind folgende Verfahren bekannt:
; 1. Granges-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. Hierauf werden die grünen Pellets
etwa 20 Tage lang auf einem Lagerplatz im Feien 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 eingebiasenem Dampf bei
einer Temperatur von etwa 200"C hydratisiert und zwecks Herstellung ungesinterter Pellets gehärtet.
3. Nippon Steel-Verfahren
Dabei werden grüne Pellets zum Hydratisieren etwa drei Tage lang auf einem Innenraum-Lagerplatz und
anschließend zum (wetteren) 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 -00 03 665 beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung ungesinterter Pellets, mit dem
die oben angegebenen Probleme vermieden und grüne Pellets 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—IGQ0C eingeblasen wird und in die Trocknungszone zum Trocknen der grünen Pellets eh, frocknungsgas
einer Temperatur von 100—5000C eingeblas.m 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 gleichtiiäßigen
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
kontinuierlichen 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 oder Briketts, die bei der kontinuierlichen Einführung und Härtung grüner
Pellets oder Briketts in einen bzw. in einem Schachtreaktor die kontinuierliche Gewinnung hochfester und
hochqualitativer ungesinterter Pellets oder Briketts in hoher Ausbeute (Produktionsleistung) und unter Vermeidung
eines Platzens oder Zerfallens der grünen Pellets oder Briketts im Schachtreaktor erlauben.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten PeUets oder
Briketts, bei dem ein aus Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder einem hauptsächlich Oxide
von Eisen- -/der Nichteisenmetallen enthaltenden Staub bestehendes Ausgangsmaterial mit einem hydraulischen
Bindemittel versetzt und dann das Ganze gemischt, das erhalte ae Gemisch zu grünen Pellets oder Briketts eines
Wassergehalts von 6—20 Gew.-% ausgeformt, die grünen Pellets oder Briketts 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 oder Briketts ein
VorbeharJlungsgas einer vorbestimmten Temperatur eingeblasen, in die Hydratisierungs-Reaktionszone
zwecks Hydratisierung der grünen Pellets oder Briketts ein eine Temperatur von 50— 1000C besitzendes und
Sattdampf enthaltendes Gas eingeblasen und in die Trocknungszone zwecks Trocknung der grünen Pellets oder
Briketts ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100—3000C eingeblasen wird und dabei die grünen Pellets
oder Briketts in der Trccknungszone zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets oder Briketts
gehärtet werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Vorbehandlungszone das Vorbehandlungsgas mit
einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und einer Temperatur von 65—250cC eingeblasen wird, um die
grünen Pellets oder Briketts in dieser Zone so weit vorzutrockn<"!i. daß der Unterschied in ihrem Wassergehalt
vor und nach dem Vortrocknen mindestens 4 Gew.-% beträgt, mit der Maßgabe, daß die grünen Pellets oder
Briketts in der Vorbehandlungszone mindestens 2 Gew.-% Wasser behalten.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
und
F i g. 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 geüchilderten
Verfahren gemäß der EP-A1-00 03 665 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 aiigemeinen einen Wassergehalt
von 6—20 Gew.-% besitzen, wird ihr Wassergehalt zu groß, so daß ihre Oberfläche bei der Vorhydratisierung in
der Vorbehandlungszoi.e und bei der Hydratisierung in der Reaktionszone weich und klebrig wird Außerdem
tritt bei der Hydratisierung 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—2500C getrocknet werden.
Das Vortrocken 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—2500C 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 Wasseraufnahme zu hindern und gleichzeitig ein plötzliches Verdampfen des in den grünen Pellets enthaltenen Wassers
Das Vortrocken 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—2500C 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 Wasseraufnahme zu hindern und gleichzeitig ein plötzliches Verdampfen des in den grünen Pellets enthaltenen Wassers
ίο unter Herbeiführung einer Dampfexplosion zu verhindern.
Wie erwähnt, sollte das Vorbehandlungsgas eine relative Feuchtigkeit von bis zu 70% und eine Temperatur
von 65—2500C 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 600C liegt, erweist sich dieses Vortrocknen
der grünen Pellets innerhalb kurzer Zeit ebenfalls als schwierig. Bei einer Gastemperatur von über 2500C
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.
Das Vortrocknen der grünen Peiiets in der Vorbehandiungszone soiite 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 u.iter 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 Hydnuisierungs-Reaktionszone wird ein Sattdampf
enthaltendes Gas verwendet, weil dann, wenn die Temperatur eines solchen Gases infolge eines Wärmeaustausches
mit den gi nen 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 5O0C dauert die Hydratisierung der grünen Pellets zu lange. Bei einer
Gastemperatur von über 100° C ergeben sich andererseits Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitsprobleme.
Durch das Trocknen der grünen Pellets in der Trocknungszone mittels des eingeblasenen Trocknungsgases
soll der Wassergehalt der Peüets nach der Hydratisierung vermindert werden, se dsß ::r;gesir;terte 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 3000C wird andererseits
die Druckfestigkeit der ungesinterten Peüets beeinträchtigt.
Durch Verwendung eines mindestens 3 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases als Trocknungsgas
in der Trocknungszone kann die Druckfestigkeit der ungesinterten Pellets sehrt wirksam erhöht
werden. Wenn nämlich die grünen Pellets nach der Hydratisierung mittels eines mindestens 3 Vol.-% gasförmiges
Kohlendioxidenthaltenden Gases getrocknet werden, werden nicht nur die grünen Pellets getrocknet,
sonder auch die Calciumbestandteile enthaltenden Hydrate in den grünen Pellets einer Carbonisierungsreaktion
unter Bildung von Calciumcarbonat (CaCOj) 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 ungesin'erten Pellets aufgrund der genannten Carbonisierungsreaktion erzielt werden kann.
so Nachstehend sind das Verfahren und die Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung ungesinterter Pellets
gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Der in F i g. 1 dargestellte Schachtreaktor 1 weist an seinem oberen Ende einen Einlaß 2 für grüne Peiiets 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 Äund 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 la eine Einblasöffnung 4 und eine darunter
angeordnete Ausblasöffnung 5 für Vorbchandlungsgas und in ihrer anderen Seitenwand \b auf ähnliche Weise
eine Einblasöffnung 4' und eine darunterliegende Ausblasöffp.ung 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—2500C, das über die Einblasöffnungen 4 und 4' eingeblasen wird und
über die Ausblasöffnungen 5 und 5' 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 Vorbehandlüngszone
einen Wassergehalt von 2 Gew.-% behalten. Die Einblasöffnungen 4 und 4' können im oberen
Bereich der Vorbehandlungszone A angeordnet sein.
Die Hydratisierungs-Reaktionszone B weist in den gegenüberliegenden Seitenwänden la und \b mehrere
Einblasöffnungen 6 und mehrere letzteren gegenüberliegende Ausblasöffnungen 7 für ein Hydratisierungsreaktionsgas
auf. In dieser Reaktionszone B werden die grünen Pellets mittels eines eine Temperatur von 50—1000C
besitzenden, Sattdampf enthaltenden Gases hydratisiert, das über die Einblasöffnungen 6 eingeblasen wird und
über die Ausblasöffnungen 7 austritt. Bei der Ausführungsform nach Fig. I sind je drei Gas-Einblasöffnungen
6a, 6b und 6c sowie Ausblasöffnungen 7a, Tb und 7c vorgesehen, die jeweils von Hydratisierungsreaktionsgasen
unterschiedlicher Temperaturen im Bereich von 50— 100° C durchströmt werden.
Die Trocknungszone C weist in ihren gegenüberliegenden Seitenwänden 1 a und 1 b 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 F i g. 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 kontinuerlich 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—250°C besitzenden Vorbehandlungsgases,
das über die Einblasöffnungen 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 Einbiasönnungen 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 F i g. 1 angedeutet, wird das Hydratisierungsreaktionsgas über die
Einblasöffnungen 6 in der Seitenwand la in die Hydratisierungs-Reaktionszone B eingeführt und über die
Ausblasöffnungen 7 in der anderen Seitenwand \b 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 \b in die Hydratisierungs-Reaktionszone B einströmt und über die Einblasöffnungen 6 in der
Seitenwand la aus ihr austritt. Auf diese Weise wird eine gleichnmäßigere 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.
F i g. 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 Cund einer anschließenden Kühlzone D.
Die Trocknungszone C weist im unteren Abschnitt ihrer Seitenwand 1 la mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung
14 und am oberen Ende der Seitenwand 1 la mindestens eine Trocknungsgas-Ausblasöffnung IS 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 Cher 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 F i g. 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 11 sowie einen Förderer 19 zum Abführen der aus dem Auslaß 13 des getrennten Schachtreaktors
11 ausgetragenen ungesinterten Pellets auf.
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 F i g. 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 Czu ungesinterten Pellets getrocknet In der der Trocknungszone Cnachgeschalteten 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 F i g. 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 Cgetrockneten ungesinterten
Peiiets über den Auslaß 13 ausgetragen und während ihrer Förderang auf dem Förderer IS an der Luft
abgekühlt es
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 Vortrocknune
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 abnormakr 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
Schachtreakur 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.
I P I C Γ» I A I
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 vorgegebene 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 F i g. 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 grSaen Pellets in den Schachtreaktoren:
Erster Schachtreaktor Getrennter Schachtreaktor
15. Durchgangsschema der grünen Pellets
durch die Schachtreaktoren: Austragzyklus aus dem ersten Schachtreaktor Durchgangsstrecke durch den ersten Schachtreaktor
270 kg/h Luft von 130° C 260 NmVh etwa 40° C durchschnittl. 23 Gew.-%
Sattdampfhaltige Luft von 70°C und Dampf von 100° C
45 kg/h etwa 100° C Luft von 210°C 400 Nm3/h etwa 200° C
Luft von Raumtemperatur 200 NmVh
alle 6 min 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.
Rohe bzw. grüne Pellets eines mittleren Wassergehalts- von 7.7 Gew.-% und eines Teilchendurchmessers von
10—16 mm werden durch Zugabe von 14 <jew.-% gemahlener granulierter Hochofenschlacke, 0,9 Gew.-°/o
Calciumhydroxid und 0,1 Gew.-% Gips als hydraulisches Bindemittel sowie einer vorgegebenen Wassermenge
zu einem Ausgangsstoff aus 323 Gew.-% Eisenerzfeinmaterial, 26,4 Gew.-% Eisensand 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
tekühlt, und zwar unter den folgenden Bedingungen:
1. Zufuhrmenge an grünen Pellets
2. Vorbehandlungsgas
3. Eingcblasene 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 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
15. Durchg^ngsschema der grünen Pellets
durch die Schachtreaktoren:
Austragzyklus aus dem ersten Schachtreaktor Durchgangsstrecke durch den ersten Schachtreaktor
Austragzyklus aus dem ersten Schachtreaktor Durchgangsstrecke durch den ersten Schachtreaktor
300 kg/h
Luft von 1300C
450 NmVh
etwa 40° C
durchschnittl.2,3Gcw.-%
Sattdampf haltige Luft von 700C und 900C
sowie Dampf von 100° C
45 kg/h
etwa 1000C
Luft von 210° C
450Nm3/h
etwa 200° C
Luft von Raumtemperatur
200 NnvVh
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 i tritt im Betrieb der Vorrichtung kein Platzen oder Zerfallen der sich durch den
S'chachtreaktor bewegenden grünen Pellets auf.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ungesäuerten Pellets oder Briketts, bei dem ein aus
Eisenerzfeinmaterial, Nichtcisenerzfeinmaterial und/oder einem hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nicht-
eisenmetallen enthaltenden Staub bestehendes Ausgangsmateriai mit einem hydraulischen Bindemittel versetzt
und dann das Ganze gemischt, das erhaltene Gemisch zu grünen Pellets oder Briketts eines Wassergehalts
von 6—20 Gew.-% ausgeformt, die grünen Pellets oder Briketts kontinuierlich in einen Schachtreaktor
mit einer Vorbehandlungszone, einer dieser nachgeschalteten Hydratisierungs-Reaktionszone sowie ,iner
an letztere anschließenden Trocknungszone eingegeben und nacheinander durch diese drei Zonen in Bewe-
gung gesetzt, in die Vorbehandlungszone zwecks Vorbehandlung der grünen Pellets oder Briketts ein
Vorbehandlungsgas einer vorbestimmten Temperatur eingeblasen, in die Hydratisierungs-Reaktionszone
zwecks Hydratisierung der grünen Pellets oder Briketts ein eine Temperatur von 50— 100° C besitzendes und
Sattdampf enthaltendes Gas eingeblasen und in die Trocknungszone zwecks Trocknung der grünen Pellets
oder Briketts ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100—3000C eingeblasen wird und dabei die grünen
Pellets oder Briketts in der Trocknungszone zur kontinuierlichen Herstellung von ungesinterten Pellets oder
Briketts gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vorbehandlungszone das Vorbehandlungsgas
mit einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und einer Temperatur von 65—2500C eingeblasen
wird, um die grünen Pellets oder Briketts 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 Pefiets oder Briketts in der Vorbehandlungszcns mindestens 2 Gew.-% Wasser behalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trocknungszone als Trocknungsgas ein
Gas 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 einem oberseitigen Einlaß (2) für grüne Pellets oder Briketts und einem unterseitigen Auslaß (3) für
ungesinterte Pellets oder Briketts versehener Schachtreaktor (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 oder Briketts beschickbar
ist daß die Vorbehandlungszone (A) zumindest im oberen Abschnitt und/oder in mindestens einer ihrer
gegenüberstehenden Seitenwände (la, Ib) mindestens eine Einblasöffnung (4,4') und mindestens eine Ausblasöffnunü
(S, 5') für ein Vorbehandlungsgas aufweist daß die Hydratisierungs-Reaktionszone (B) in gegenüberliegenden
Seitenwänden (la, \b) mindestens eine Einblasöffnung (6) und mindestens eine Ausblasöffnung
(7) für ein Hydratisierungsreaktionsgas aufweist und daß die Trocknungszone (C) in gegenüberliegenden
Seitenwänden (la, \h) mrdestens 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 oder Briketts und an seinem unteren Ende
g einen Auslaß (13) für ungesinterte Pellets oder Briketts aufweist und der am unteren Ende s-iier Seitenwand
H (Ha) mit mindestens einer Trocknungsgas-Einblasöffnung (14) und am oberen Ende seiner Seitenwand (lla)
|§ 40 mit mindestens einer Trocknungsgas-Ausblasöffnung (15) versehen ist
η
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekernzeichnet, daß der getrennte Schachtreaktor (11) eine sich
ψ an die Trocknungszone (C) anschließende Kühlzone (D) aufweist, die in einer Seitenwand (11 a) je mindestens
Il eine Einblasöffnung (16) und eine Ausblasöffnung (17) für ein Kühlgas aufweist
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