DE3407052A1

DE3407052A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von ungebrannten pellets

Info

Publication number: DE3407052A1
Application number: DE19843407052
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Yokohama Kanagawa Miyashita; Hiroaki Yokohama Kanagawa Nishio; Osamu Kawasaki Kanagawa Takeuchi; Hideyuki Hino Tokio/Tokyo Yoshikoshi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1984-09-06
Also published as: AU557266B2; GB8404229D0; ZA841194B; NO164040B; FR2541688B1; JPS59157229A; JPS6247929B2; BR8400899A; AU2508484A; GB2141699B; US4636342A; GB2141699A; DE3407052C2; FR2541688A1; NO164040C; NO840744L; CA1216753A

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Tokio, Japan

Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt

Dr. phii G. Henkel. München Dipl.-Ing. J. Pfenning. Berlin Dr rer. nat. L. Feiler, München Dip! -Ing. W Hänzel. München Dipi.-Phys. K. H. Meinig, Berlin Dr Ing. A. Butenschon. Berlin

Mohlstraße 37
D-8000 München 80

Tel.. 089/982085-87 Telex; 0529802 hnkld Telegramm: ellipsoid Telefax (Gr. 2+3)
089/981426

27. Februar 1984 AP-141 (WGN)

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungebrannten Pellets

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungebrannten Pellets durch Mischen eines karbonisierenden Bindemittels und Wasser mit Ausgangsstoffen in Form von zumindest Eisenerzfeinmaterialien, Nichteis'enerzfeinmaterialien und/oder eines hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltenden Staubs zwecks Bildung eines Gemisches, Ausformen dieses Gemisches zu rohen bzw. "grünen" Pellets oder Briketts (im folgenden unter der Sammelbezeichnung "grüne Pellets" zusammengefaßt) und Karbonisieren des in den so hergestellten grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels zum Aushärten der grünen Pellets ohne Brennen zwecks Herstellung ungebrannter Pellets oder Briketts (im folgenden als "ungebrannte Pellets" bezeichnet) .

Für die Herstellung von ungebrannten Pellets durch Härtung grüner Pellets ohne Brennen mittels Karbonisierung eines in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels ist das Verfahren nach der JP-OS 50-45 (24.4.1975) bekannt, bei dem ein karbonisierendes (carbonating) Bindemittel enthaltende grüne Pellets in einen Reaktor eingebracht werden und ein gasförmiges Kohlendioxid enthaltendes Karbonisiergas einer vorgeschriebenen Temperatur in den Reaktor eingeblasen und dabei mit den darin enthaltenen grünen Pellets in Berührung gebracht wird, um das in letzteren enthaltene karbonisierende Bindemittel zu karbonisieren und dadurch die grünen Pellets zu ungebrannten Pellets auszuhärten.

Dieses bisherige Verfahren ist jedoch mit den folgenden Problemen behaftet:

1. Für die Karbonisierung des in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels sind Wasser und eine Erwärmung der grünen Pellets erforderlich. Beim bisherigen Verfahren wird das genannte karbonisierende Bindemittel durch das in den grünen Pellets enthaltene Wasser und Erwärmung derselben mittels des karbonisierenden Gases auf die vorbestimmte Temperatur karbonisiert. Wenn dabei jedoch der Wassergehalt der grünen Pellets durch Erwärmung derselben verringert wird, wird die Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels verzögert, was eine ungenügende Härtung der grünen Pellets zur Folge hat. Demzufolge wird die Herstellung hochfester ungebrannter Pellets in kurzer Zeit unmöglich.

2. Wenn die grünen Pellets andererseits zur Förderung oder Begünstigung der Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels viel Wasser enthalten, ergibt sich ein anderes Problem bezüglich eines Zerfallens oder Zusammenbackens oder Festklebens der grünen Pellets im Reaktor, wodurch nicht nur das Ausbringen an Erzeugnis herabgesetzt wird, sondern auch die grünen Pellets an den Innenflächen der Seitenwände des Reaktors anhaften. Bei der kontinuierlichen Einbringung von grünen Pellets in den Reaktor zwecks fortlaufender Herstellung ungebrannter Pellets wird demzufolge die zügige Bewegung der grünen Pellets durch den Reaktor behindert, bis schließlich die Herstellung ungebrannter Pellets unmöglich wird.

Aus diesen Gründen besteht ein großer Bedarf nach der Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochfester ungebrannter Pellets ausgezeichneter Güte, mit hohem Ausbringen und in kurzer Zeit, wobei durch kontinuierliche Einbringung der ein karbonisierendes Bindemittel enthaltenden grünen

Pellets in einen Reaktor und Einblasen eines gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Karbonisiergases einer vorbestimmten Temperatur in den Reaktor zwecks Kontaktierung dieses Gases mit den grünen Pellets und Karbonisierung des in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels, um dadurch die grünen Pellets zu ungebrannten Pellets auszuhärten, die Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels zum Härten der grünen Pellets ohne Zerfallen oder Zusammenbacken (sticking) derselben im Reaktor begünstigt wird. Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind jedoch bisher noch nicht vorgeschlagen worden.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von hochfesten ungebrannten Pellets ausgezeichneter Güte mit hohem Ausbringen und in kurzer Zeit, wobei bei der kontinuierlichen Einbringung von ein karbonisierendes (carbonating) Bindemittel enthaltenden grünen Pellets in einen Reaktor und beim Karbonisieren dieses Bindemittels zur Gewinnung ungebrannter Pellets die Karbonisierung des Bindemittels so begünstigt werden soll, daß die grünen Pellets ohne ein Zerfallen oder Zusammenbacken im Reaktor entsprechend gehärtet werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur kontinuierliehen Herstellung von ungebrannten Pellets, bei dem ein karbonisierendes Bindemittel und Wasser (zur Bildung eines Gemisches) mit mindestens Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltendem Staub vermischt wird, das Gemisch zu grünen Pellets ausgeformt wird, die grünen Pellets kontinuierlich in einen Reaktor eingegeben werden und ein eine vorgeschriebene Temperatur besitzendes Karbonisiergas in Form eines

gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases in den Reaktor eingeblasen und dabei mit den grünen Pellets im Reaktor in Berührung gebracht wird, um das karbonisierende Bindemittel in den grünen Pellets zu karbonisieren und damit letztere zur kontinuierlichen Gewinnung von ungebrannten Pellets zu härten, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Reaktor ein Vertikal-Reaktor mit einer Vortrocknungszone, einer dieser nachgeschalteten Karbonisierzone und einer auf diese folgenden Trocknungszone verwendet wird, daß die grünen Pellets in der angegebenen Reihenfolge kontinuierlich nacheinander durch Vortrocknungs-, Karbonisier- und Trocknungszone geleitet werden, daß ein Vortrocknungsgas einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und mit einer Temperatur von 40 - 250⁰C in die Vortrocknungszone eingeblasen wird, um die in letzterer befindlichen grünen Pellets auf einen Wassergehalt von 1-7 Gew.-% vorzutrocknen, daß als Karbonisiergas ein eine Temperatur von 30 - 98°C besitzendes Gas(gemisch) aus 5-95 Vol.-% gasförmigem Kohlendioxid und 5-95 Vol.-% Sattdampf verwendet und in die Karbonisierzone eingeblasen wird, um in dieser das karbonisierende Bindemittel in den grünen Pellets zu karbonisieren, und daß ein Gas einer Temperatur von 100 - 300⁰C in die Trocknungszone eingeblasen wird, um in dieser die grünen Pellets zu trocknen und damit zu härten. '

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Regeleinrichtung zur Regelung der einem Kühler als einer der Einheiten der Vorrichtung nach Fig. 3 zugeführten Kohlendioxidgasmenge und der in den Kühler eingespritzten Wassermenge,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Druckfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten ungebrannten Pellets, 20

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Druckfestigkeit der gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellten ungebrannten Pellets und

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Druckfestigkeit der gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellten ungebrannten Pellets.

Mit dem Ziel der Lösung der angegebenen Aufgabe wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, als deren Ergebnis sich folgendes herausstellte:

Es ist möglich, die Karbonisation eines in grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels zum Härten der grünen Pellets ohne ein Zerfallen und Zu-

sammenbacken oder Festkleben derselben in einem Reaktor zu begünstigen und damit kontinuierlich hochfeste ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte mit hohem Ausbringen und in kurzer Zeit herzustellen, indem die ein karbonisierendes Bindemittel enthaltenden grünen Pellets kontinuierlich in einen Vertikal-Reaktor eingebracht werden, der - in der angegebenen Reihenfolge - eine Vor- IQ trocknungszone, eine dieser nachgeschaltete Karbonisierzone und eine anschließende Trocknungszone aufweist, die grünen Pellets fortlaufend nacheinander durch diese drei Zonen geführt werden, ein Vortrocknungsgas einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und einer Temperaig tür von 40 - 250⁰C in die Vortrocknungszone eingeblasen wird, um in dieser die grünen Pellets bis auf einen Wassergehalt von 1-7 Gew.-% vorzutrocknen, ein karbonisierendes Gas oder Karbonisiergas aus 5-95 Vol.-% gasförmigem Kohlendioxid und 5-95 Vol.-% Sattdampf und mit einer Temperatur von 30 - 98°C in die Karbonisierzone eingeblasen wird, um darin das in den grünen Pellets enthaltende karbonisierende Bindemittel zu karbonisieren, und ein Trocknungsgas einer Temperatur von 100 - 300⁰C in die Trocknungszone eingeblasen wird, 2g um in dieser die grünen Pellets zu trocknen und damit zu härten.

Der Zweck der in der Vortrocknungszone mittels des Vortrocknungsgases einer relativen Feuchtigkeit von bis

QQ zu 70% und einer Temperatur von 40 - 250⁰C erfolgenden Vortrocknung der grünen Pellets besteht darin, bei der noch zu beschreibenden Karbonisation des in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels mittels des Karbonisiergases in der Karbonisierzone das Zer-

gc fallen oder Zusammenbacken bzw. -kleben der grünen Pellets aufgrund eines zu großen Wassergehalts derselben unter dem Einfluß des im Karbonisiergas enthaltenen Sattdampfes zu verhindern.

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Wie erwähnt, soll das Vortrocknungsgas eine relative Feuchtigkeit von bis zu 70% und eine Temperatur im Bereich von 40 - 250⁰C besitzen. Bei einer relativen Feuchtigkeit von über 70% ist es schwierig, die grünen Pellets in der Vortrocknungszone in einem vorbestimmten, noch anzugebenden Ausmaß in kurzer Zeitspanne vorzutrocknen. Wenn das Vortrocknungsgas eine Temperatur von unter 40⁰C besitzt, lassen sich die grünen Pellets nicht innerhalb kurzer Zeit auf einen vorgeschriebenen Wassergehalt vortrocknen; bei einer Temperatur von über 250⁰C können andererseits die in der Vortrocknungszone befindlichen grünen Pellets aufgrund des durch das Vortrocknungsgas ausgeübten thermischen Schockeffekts zerbrechen bzw. zerfallen.

Die grünen Pellets sollten in der Vortrocknungszone vorgetrocknet werden, bis ihr Wassergehalt im Bereich von 1-70 Gew.-% liegt. Wenn ihr Wassergehalt nach dem Vortrocknen unter 1 Gew.-% liegt, ist es schwierig, das in den grünen Pellets enthaltene karbonisierende Bindemittel in der Karbonisierzone zu karbonisieren; folglich lassen sich in diesem Fall keine ungebrannten Pellets ausgezeichneter Güte herstellen. Bei einem Wassergehalt von über 7 Gew.-% ist es andererseits beim Karbonisieren des genannten Bindemittels in den grünen Pellets in der Karbonisierzone mittels des Karbonisiergases unmöglich, das Auftreten eines Zerfallens oder Zusammenbackens der grünen Pellets aufgrund eines zu großen Wassergehalts unter dem Einfluß des im Karbonisiergas enthaltenen Sattdampfes zu verhindern.

In der Karbonisierzone wird ein gasförmiges Kohlendioxid und Sattdampf enthaltendes Gas als Karbonisiergas für das in den grünen Pellets enthaltene Bindemittel aus den folgenden Gründen benutzt. Es ist auf

diese Weise möglich, über zumindest einen Teil des im Karbonisiergas enthaltenen Sattdampfes den in der Karbonisierzone befindlichen grünen Pellets das Wasser zuzuführen, das für die Karbonisation des in ihnen enthaltenen karbonisierenden Bindemittels erforderlich ist, und die grünen Pellets können aus dem Grund wirksam erwärmt werden, daß bei einer Temperaturabnähme des Karbonisiergases infolge eines Wärmeaustausche mit den grünen Pellets in der Karbonisierzone zumindest ein Teil des im Karbonisiergas enthaltenen Sattdampfes kondensiert und dabei Kondensationswärme erzeugt, die den Wärmeverlust des Karbonisiergases aufgrund eines Wärmeaustausch^ mit den grünen Pellets kompensiert bzw. ausgleicht.

Der Kohlendioxidgasgehalt des Karbonisiergases sollte im Bereich von 5-95 Vol.-%, der Sattdampfgehalt im Bereich von 5-95 Vol.-% liegen. Bei einem Gehalt an gasförmigem Kohlendioxid von unter 5 Vol.-% ist die Karbonisation des in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels unzureichend, so daß sich keine ungebrannten Pellets ausgezeichneter Güte herstellen lassen. Bei einem Kohlendioxidgehalt von über 95 Vol.-% wird andererseits der Sattdampfgehalt des Karbonisiergases vergleichsweise kleiner, was eine ungenügende Wasserzufuhr vom Sattdampf zu den grünen Pellets und eine ungenügende Erwärmung derselben zur Folge hat.

In diesem Fall kann die Karbonisation des genannten Bindemittels nicht mehr begünstigt werden. Wenn der Sattdampfgehalt im Karbonisiergas unter 5 Vol.-% liegt, werden, wie vorstehend angegeben, die Wasserzufuhr vom Sattdampf zu den grünen Pellets und das Erwärmen derselben unzureichend. Bei einem Sattdampfgehalt von über 95 Vol.-% ist andererseits der Gehalt an gasförmigem Kohlendioxid entsprechend kleiner, was - wie erwähnt eine ungenügende Karbonisation des karbonisierenden

Bindemittels in den grünen Pellets zur Folge hat.

p- Die Temperatur des Karbonisiergases sollte im Bereich von 30 - 98°C liegen. Bei einer Temperatur von unter 30⁰C werden die grünen Pellets nur unzureichend erwärmt, so daß die Karbonisation des karbonisierenden Bindemittels in den grünen Pellets nicht gefördert oder be-

_Ω günstigt (to promote) werden kann. Bei einer Karbonisiergastemperatur von über 98°C ergibt sich andererseits ein Kohlendioxidgasgehalt des Karbonisiergases von unter 5 Vol.-%, was wiederum eine unzureichende Karbonisation des genannten Bindemittels zur Folge hat.

Der Zweck der Trocknung der grünen Pellets in der End-Trocknungszone mittels des in diese Zone eingeblasenen Trocknungsgases besteht darin, den grünen Pellets, deren karbonisierendes Bindemittel in der Karbonisierzone karbonisiert worden ist_f Wasser zu entziehen und damit ungebrannte Pellets einer hohen Druckfestigkeit zu gewinnen. Die Temperatur des Trocknungsgases sollte im Bereich von 100 - 300⁰C liegen. Eine Trocknungsgastemperatur von unter 100⁰C hat nur

einen begrenzten Einfluß auf die Verbesserung der Druck-25

festigkeit der ungebrannten Pellets. Bei einer Trocknungsgastemperatur von über 300⁰C zeigen die ungebrannten Pellets andererseits eine verringerte Druckfestigkeit.

Durch Einblasen eines gasförmiges Kohlendioxid in einer 30

Menge von mindestens 5 Vol.-% enthaltenden Gases als

Trocknungsgas in die Trocknungszone kann die Druckfestigkeit der ungebrannten Pellets ganz erheblich verbessert werden. Beim Trocknen der grünen Pellets nach dem Karbonisieren ihres Bindemittels mittels des Trocknungsgases, 35

das mindestens 5 Vol.-% an gasförmigem Kohlendioxid enthält, werden nicht nur die grünen Pellets vollständig getrocknet, vielmehr wird auch das in den grünen Pellets

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verbliebene karbonisierende Bindemittel durch das im ' Trocknungsgas enthaltene Kohlendioxid und das in den grünen Pellets verbliebene Wasser karbonisiert. Hierdurch können ungebrannte Pellets verbesserter Druckfestigkeit gewonnen werden. Bei einem Kohlendioxidgehalt des Trocknungsgases von unter 5 Vol.-% läßt sich jedoch die erwähnte Wirkung bezüglich der verbesserten Druckfestigkeit der ungebrannten Pellets nicht erzielen.

Als karbonisierendes Bindemittel (carbonating binder) wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zumindest gelöschter Kalk, eine bei der Stahlgewinnung anfallende Schlacke, wie Konverter- oder Elektroofenschlacke, und/oder eine bei der Herstellung einer Ferrolegierung anfallende Schlacke verwendet. Insbesondere die bei der Herstellung von mittelgekohltem Eisenmangan anfallende Schlacke eignet sich wegen der vergleichsweise schnellen Karbonisation durch das Karbonisiergas unter niedrigen Kosten als karbonisierendes Bindemittel.

Im folgenden sind das Verfahren und die Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung ungebrannter Pellets im einzelnen erläutert.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Vertikal- bzw. Schacht-Reaktor 1, der an seinem oberen Ende einen Einlaß 2 für grüne Pellets und an seinem unteren Ende einen Auslaß 2 für ungebrannte Pellets aufweist, eine Vortrocknungszone A zum Vortrocknen der über den Einlaß 2 kontinuierlich eingebrachten grünen Pellets mittels eines Vortrocknungsgases einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und einer Temperatur im Bereich von 40 - 25O⁰C bis zu einem Wassergehalt der grünen Pellets im Bereich 1-7 Gew.-%, eine der Vortrocknungszone A nachgeschaltete Karbonisierzone B zum Karbonisieren des in

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den so vorgetrockneten grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels mit Hilfe eines Karbonisiergases, das gasförmiges Kohlendioxid in einer Menge von 5 - 95 Vol.-% und Sattdampf in einer Menge von 5-95 Vol.-% enthält und eine Temperatur von 30 - 98'°C besitzt, sowie eine der Karbonisierzone B nachgeschaltete Trocknungszone C zum Trocknen der grünen Pellets, deren Bindemittel bereits karbonisiert worden ist, mit Hilfe eines Trocknungsgases einer Temperatur von 100 - 300⁰C. Die Vortrocknungszone A, die Karbonisierzone B und die Trocknungszone C sind in der angegebenen Reihenfolge von oben nach unten angeordnet. Die kontinuierlich über den Einlaß 2 in den Vertikal-Reaktor 1 eingegebenen grünen Pellets durchlaufen die drei Zonen A, B und C fortlaufend in dieser Reihenfolge.

Die Vortrocknungszone A weist in ihren gegenüberliegenden Seitenwänden la und Ib mindestens eine Einblasöffnung 4 bzw. 4¹ zum Einblasen des Vortrocknungsgases und mindestens eine unter den Einblasöffnungen 4, 4¹ befindliche Ausblasöffnung 5 bzw. 5¹ für das Vortrocknungsgas auf, um das über die Einblasöffnung 4, 4' in die Vortrocknungszone A eingeführte Vortrocknungsgas nach außen abzuführen.

Die Karbonisierzone B weist in einer Seitenwand la mindestens eine Einblasöffnung 6 zum Einblasen von Karbonisiergas und in der gegenüberliegenden Seitenwand Ib mindestens eine Ausblasöffnung 7 zum Ausblasen des Karbonisiergases auf, das über die Einblasöffnung 6 in die Karbonisierzone B eingeführt worden ist.

on Die Trocknungszone C enthält in der einen Seitenwand la mindestens eine Einblasöffnung 8 zum Einblasen des Trocknungsgases und in der anderen Seitenwand Ib mindestens eine Ausblasöffnung 9 zum Austragen des über

die Einblasöffnung 8 in die Trocknungszone C eingeleiteten Trocknungsgases. Gemäß Fig. 1 ist unter dem unteren Ende des Vertikal-Reaktors 1 ein Förderer 15 angeordnet, der zum Abführen der über den Auslaß 3 ausgetragenen ungebrannten Pellets dient.

Die einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden, über den Einlaß 20 am oberen Ende des Vertikal-Reaktors 1 kontinuierlich in diesen eingegebenen grünen Pellets werden in der Vortrocknungszone A mittels des Vortrocknungsgases der angegebenen relativen Feuchtigkeit und Temperatur, das über die genannte Einlaßöffnung 4, 4' in die Vortrocknungszone A eingeblasen wird, auf einen Wassergehalt von 1 - 7 Gew.-% vorgetrocknet.

Das in den so vorgetrockneten grünen Pellets enthaltene karbonisierende Bindemittel wird in der Karbonisierzone B mittels des beschriebenen, über die mindestens eine Einblasöffnung 6 eingeblasenen Karbonisiergases karbonisiert.

Wie in Fig. 1 durch die ausgezogen eingezeichneten Pfeile angedeutet, wird das Karbonisiergas über die mindestens eine Einblasöffnung 6 in der einen Seitenwand la in die Karbonisierzone B eingeblasen und über die mindestens eine Auslaßöffnung 7 in der anderen Seitenwand Ib aus der Karbonisierzone B ausgetragen bzw. entlassen. Wie durch die gestrichelten Pfeile in Fig. 1 angedeutet,

kann die Strömung des Karbonisiergases in gewissen Zeitabständen umgeschaltet werden, so daß das Karbonisiergas durch die mindestens eine Auslaßöffnung 7 in der anderen Seitenwand Ib in die Karbonisierzone B eingegiblasen und über die mindestens eine Einblasöffnung 6 in der ersten Seitenwand la ausgetragen wird. Auf diese Weise können die in der Karbonisierzone B befindlichen grünen Pellets unter Förderung oder Begünstigung der

Karbonisation des in den grünen Pellets enthaltenen Bindemittels gleichmäßiger erwärmt werden.

Die grünen Pellets, deren karbonisierendes Bindemittel

in der Karbonisierzone B karbonisiert worden ist, werden in der Trocknungszone C mittels des eine Temperatur von 100 - 300⁰C besitzenden Trocknungsgases, das -,Q über die Einblasöffnung 8 eingeblasen wird, getrocknet und zu ungebrannten Pellets gehärtet, die dann kontinuierlich über den Auslaß 3 ausgetragen werden.

Auf die beschriebene Weise werden die einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden, über den Einlaß 2 kontinuierlich in den Vertikal-Reaktor 1 eingegebenen grünen Pellets in der Vortrocknungszone A auf einen Wassergehalt von 1-7 Gew.-% vorgetrocknet. Beim Karbonisieren des in den grünen Pellets ent-

„_ haltenen karbonisierenden Bindemittels in der Karbonisierzone B mittels des Karbonisiergases kann es daher in keinem Fall vorkommen, daß die grünen Pellets unter dem Einfluß des im Karbonisiergas enthaltenen Sattdampfes einen zu großen Wassergehalt erhalten, der _._ zu einem Zerfallen oder Zusammenbacken bzw. -kleben der grünen Pellets führt. Beim Karbonisieren des Bindemittels der so vorgetrockneten grünen Pellets in der Karbonisierzone B liefert zumindest ein Teil des im Karbonisiergases enthaltenen Sattdampfes Wasser und die für die Karbonisationsreaktion erforderliche Wärme. Hierdurch wird die Karbonisation des Bindemittels unter Ermöglichung einer Härtung der grünen Pellets gefördert. Nach dem Karbonisieren des Bindemittels werden die grünen Pellets in der Trocknungszone C mittels des Trocknungsgases weiter getrocknet. Es ist somit möglich,

:

kontinuierlich hochfeste ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte mit hohem Ausbringen und in kurzer Zeit herzustellen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Trocknungszone aus einem getrennten Trocknungsgefäß Letzteres umfaßt eine im oberen Bereich angeordnete Trocknungszone C und eine nachgeschaltete, darunter angeordnete Kühlzone D zum Kühlen der in der Trocknungszone C getrockneten ungebrannten Pellets mittels eines Kühlgases. Das getrennte Trocknungsgefäß 10 weist an seinem oberen Ende einen Einlaß 11 zur.Aufnahme der kontinuierlich von der Karbonisierzone B gelieferten grünen Pellets, deren karbonisierendes Bindemittel bereits karbonisiert worden ist, und am unteren Ende einen Auslaß 12 für ungebrannte Pellets auf.

Die Trocknungszone C weist im unteren Bereich ihrer Seitenwand 10a mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung 8' und im oberen Bereich der Seitenwand 10a mindestens eine Trocknungsgas-Auslaßöffnung 9' zum Ableiten des eingeblasenen Trocknungsgases auf.

Die Kühlzone D enthält im unteren Bereich ihrer Seitenwand 10a mindestens eine Kühlgas-Einblasöffnung 13 zum Einblasen eines Kühlgases in die Kühlzone D und im oberen Bereich der Seitenwand 10a mindestens eine Kühlgas-Ausblasöffnung 14 zum Entlassen des in die Kühlzone D eingeblasenen Kühlgases. Ein Förderer 16 (Fig. 2) dient zur Überführung der nach dem Karbonisieren des

QQ Bindemittels über den entsprechenden Auslaß 3¹ des Vertikal-Reaktors 1 ausgetragenen grünen Pellets zum Einlaß 11 des getrennten Trocknungsgefäßes 10, während ein Förderer 17 zum Abführen der über den Auslaß 12 des Trocknungsgefäßes 10 ausgetragenen ungebrannten Pellets

ac dient.

Die einen Wassergehalt von 6-20 Gew.-% besitzenden grünen Pellets, die kontinuierlich über den oberseitigen

us

Einlaß 2 in den Vertikal-Reaktor 1 eingegeben werden, werden - wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 - in der Vortrocknungszone A vorgetrocknet, wobei das karbonisierende Bindemittel der so vorgetrockneten grünen Pellets in der Karbonisierzone B karbonisiert wird, worauf die grünen Pellets über den Auslaß 3' ausgetragen werden. Diese grünen Pellets werden über die Förderer 15 und 16 am oberseitigen Einlaß 11 kontinuierlich in das getrennte Trocknungsgefäß 10 überführt und in der Trocknungszone C¹ zu ungebrannten Pellets getrocknet. Die ungebrannten Pellets werden in der an die Trocknungszone C anschließenden Kühlzone D gekühlt, über den Auslaß 12 ausgetragen und dann durch den Förderer 17 abgeführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann das getrennte Trocknungsgefäß 10 so aufgebaut sein, daß die Kühlzone D nicht vorhanden ist und die grünen Pellets nach dem Karbonisieren des Bindemittels nur getrocknet werden. In diesem Fall werden die im Trocknungsgefäß 10 getrockneten und gehärteten ungebrannten Pellets über den Auslaß 12 ausgetragen, wobei sie während ihrer Beförderung auf dem Förderer 17 an der freien Luft spontan abkühlen können.

Bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Trocknungs-

QQ zone, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, ein getrenntes Trocknungsgefäß 10, das seinerseits im oberen Bereich eine Trocknungszone C und darunter eine anschließende Kühlzone D aufweist. Die Trocknungszone C enthält im unteren Bereich einer Seitenwand 10a mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung 8¹ und im oberen Bereich der anderen Seitenwand 10b mindestens eine Trocknungsgas-Ausblasöffnung 9¹. Die Kühlzone D weist im unteren Bereich der' Seitenwand 10a mindestens

eine Kühlgas-Einblasöffnung 13 und im oberen Bereich der anderen Seitenwand 10b mindestens eine Kühlgas-Ausblasöffnung 14 auf.

Die' grünen Pellets werden nach dem Karbonisieren des karbonisierenden Bindemittels über den oberseitigen Einlaß 11 kontinuierlich in das getrennte Trocknungsgefäß 10 eingegeben und in der Trocknungszone C zu ungebrannten Pellets getrocknet und gehärtet, und zwar mittels eines Trocknungsgases, das über eine Trocknungsgas-Speiseleitung 22 und die mindestens eine Einblasöffnung 8' in die Trocknungszone C eingeblasen wird.

Die ungebrannten Pellets werden in der Kühlzone D mittels eines Kühlgases gekühlt, das über eine Kühlgas-Speiseleitung 32 und die mindestens eine EinblasÖffnung 13 in die Kühlzone D eingeblasen wird.

Iⁿ Fig. 3 ist bei 18 ein Hochtemperatur-Gaserzeugungsofen angedeutet, der als Trocknungsgasgenerator zur Lieferung des eine Temperatur von 100 - 300⁰C besitzenden in die Trocknungszone C einzublasenden Trocknungsgases dient. Ein Wärmetauscher 19 dient ebenfalls als Trocknungsgasgenerator. Der Gaserzeugungsofen 18 verbrennt einen Brennstoff in Form von Schweröl, Erdgas, Propangas, Hochofen-Gichtgas, Koksofengas und/oder Stahlgewinnungs-Konvertergas, das über eine Brennstoff-Speiseleitung 20 zugeführt wird; die Verbrennung erfolgt da-

gQ bei mittels der über eine Luft-Speiseleitung 21 zugeführten Luft zwecks Erzeugung eines Hochtemperatur-Verbrennungsabgases. Die Temperatur des letzteren wird auf z.B. 31O⁰C durch Zumischung eines Teils des Trocknungsgases eingestellt, das aus der Trocknungszone C über die mindestens eine Ausblasöffnung 9¹ abgeführt und über Leitungen 24 und 26 in den Hochtemperatur-Gaserzeugungsofen 18 eingeleitet wird. Der Wärmetauscher 19 kühlt das Verbrennungsabgas vom Gaserzeugungsofen 18 mittels eines Wärmeaustausches mit der Umgebungs-

temperatur besitzenden, über eine Wärmeaustauschluft-Speiseleitung 23 zugeführten Luft zwecks Lieferung eines Trocknungsgases einer Temperatur von z.B. 210⁰C.

Das auf diese Weise im Wärmetauscher 19 erzeugte Trocknungsgas wird über die Trocknungsgas-Speiseleitung 22 und die mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung 8¹ des getrennten Trocknungsgefäßes 10 in dessen Trocknungszone C eingeblasen. Durch den Wärmeaustausch mit dem heißen Verbrennungsabgas im Wärmetauscher 19 erwärmte Luft wird zusammen mit dem Kühlgas, das in die Kühlzone über die Einblasöffnung 13 des Trocknungsgefäßes 10 eingeblasen und über die Ausblasöffnung 14 und eine Leitung 34 aus ihm abgeführt wird, über eine Leitung 33 und die mindestens eine Vortrocknungsgas-Einblasöffnung 4, 4' des Vertikal-Reaktors 1 als Vortrocknungsgas einer Temperatur von z.B. 120⁰C in die Vortrocknungszone A eingeblasen.

DSsnach dem Trocknen der grünen Pellets, deren Bindemittel karbonisiert worden ist, aus der Trocknungszone CV über die mindestens eine Ausblasöffnung 9' des getrennten Trocknungsgefäßes 10 abgeführte Trocknungsgas einer Temperatur von 130⁰C und mit einem Dampfgehalt von z.B. 310 g/Nm³ wird über die Leitung 24 in einen Zyklon 25 eingeleitet, in welchem dem Trocknungsgas Staub entzogen wird, und dann über eine andere Leitung 27 in einen

gO Kühler 28 zur Lieferung eines Karbonisiergases eingeführt. Ein Teil des im Zyklon 25 vom Staub befreiten Trocknungsgases wird auf beschriebene Weise über die Leitung 26 in den Hochtemperatur-Gaserzeugungsofen 18 eingeführt und in diesem mit dem heißen Verbrennungs-

Q5 abgas vermischt, um dessen Temperatur einzustellen.

Das aus der Mischzone C in den Kühler 28 eingeführte Trocknungsgas wird im Kühler 28 mit einer vorbestimmten

Menge gasförmigen' Kohlendioxids vermischt, das über eine an die Leitung 27 des Kühlers 28 angeschlossene Kohlendioxidgas-Speiseleitung 29 geliefert wird, worauf dieses Trocknungsgas im Kühler 28 mittels des über eine Kühlwasser-Speiseleitung 30 in den Kühler 28 eingespritzten Kühlwassers auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt wird, um ein Karbonisiergas zu erzeugen, das

^q - eine Temperatur von z.B. 65°C besitzt und gasförmiges Kohlendioxid sowie Sattdampf jeweils in vorbestimmter oder vorgeschriebener Menge enthält. Dieses Karbonisiergas wird aus· dem Kühler 28 über eine entsprechende Speiseleitung 31 und die mindestens eine Karbonisiergas-Ein-

₁' blasöffnung 6 des Vertikal-Reaktors 1 in die Karbonisierzone B eingeblasen. Nach dem Kühlen des Trocknungsgases im Kühler 28 wird das Kühlwasser aus dem Kühler 28 abgeführt.

Um im Kühler das genannte Karbonisiergas der vorgeschriebenen Temperatur zu gewinnen, müssen die Menge des in den Kühler 28 eingeleiteten gasförmigen Kohlendioxids sowie die Menge des eingespritzten Kühlwassers jeweils zweckmäßig geregelt werden. Fig. 4 veran-

_p- schaulicht schematisch eine Ausführungsform einer Regeleinrichtung zur Einstellung der Kohlendioxid- und Kühlwassermengen. Gemäß Fig. 4 sind in die Karbonisiergas-Speiseleitung 31 ein Kohlendioxidgas-Konzentrationsmesser 35 zur Messung des Kohlendioxidgehalts im Karbo- _ nisiergas und ein Thermometer 37 zur Messung der Temperatür des Karbonisiergases eingeschaltet. In die Kohlendioxidgas-Speiseleitung 29 zur Lieferung des gasförmigen Kohlendioxids in den Kühler 28 ist ein entsprechendes Regelventil 36 zur Einstellung der Strömungsoder Durchsatzmenge an gasförmigem Kohlendioxid einge-

schaltet. In der Kühlwasser-Speiseleitung 30 zum Einspritzen des Kühlwassers in den Kühler 28 befindet sich ein entsprechendes Regelventil 38 zur Einstellung der

Strömungs- oder Durchsatzmenge des Kühlwassers.

§ Der Kohlendioxid(gas)gehalt des im Kühler 28 erzeugten Karbonisiergases wird mittels des Konzentrationsmessers 35 ständig gemessen und dabei durch Einstellung des Regelventils 36 nach Maßgabe des so gemessenen Konzentrationswerts auf eine vorgeschriebene Größe einge- ^q stellt oder geregelt. Weiterhin wird die Temperatur des Karbonisiergases mittels des Thermometers 3 7 kontinuierlich gemesssen und durch Einstellung des Regelventils 38 nach Maßgabe des Temperaturmeßwerts auf eine vorgeschriebene Größe eingestellt.

Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung kann die für das Vortrocknen der grünen Pellets, das Karbonisieren des karbonisierenden Bindemittels in den grünen Pellets und das Trocknen derselben erforderliche Wärmemenge er-

_on heblich verringert werden. Wenn nämlich die Temperatur des in die Vortrocknungszone A einzublasenden Vortrocknungsgases auf 130⁰C, die Temperatur des in die Karbonisierzone B einzublasenden Karbonisiergases auf 65°C und die Temperatur des der Trocknungszone C zuzuführenden Trocknungsgases auf 210⁰C eingestellt werden, ist für die Erwärmung der betreffenden Gase auf die angegebenen Temperaturen eine Gesamtwärmemenge von 260 Meal pro Tonne der hergestellten ungebrannten Pellets nötig. Andererseits kann die Gesamtwärmemenge für die Erwärmung dieser Gase auf die angegebenen Temperaturen auf nur 140 Meal pro Tonne hergestellter ungebrannter Pellets verringert werden, wenn als Karbonisiergas das nach dem Trocknen der grünen Pellets unter Karbonisierung ihres Bindemittels in der Trocknungszone C erhaltene Trocknungsgas und als Vortrocknungsgas das nach dem Kühlen der

ungebrannten Pellets in der Kühlzone D erhaltene Kühlgas und die durch Wärmeaustausch mit dem Hochtemperatur-Verbrennungsabgas im Wärmetauscher 19 erwärmte Luft

verwendet werden, beispielsweise bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3.
' ' Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann das getrennte Trocknungsgefäß 10 ohne Kühlzone D ausgelegt sein. Die grünen Pellets werden daher nach dem Karbonisieren ihres Bindemittels lediglich getrocknet. Bei einem solchen Aufbau des Trocknungsgefäßes 10 werden die darin getrockneten und gehärteten ungebrannten Pellets über den entsprechenden Auslaß 12 ausgetragen, wobei sie während der Abfuhr durch den Förderer 17 an der freien Luft spontan abkühlen. Hierbei wird nur die durch Wärmeaustausch mit dem heißen Verbrennungsabgas im Wärmetauscher 19 erwärmte Luft über die Leitung 33 und die mindestens eine Vortrocknungsgas-Einblasöffnung 4, 4' des Vertikal-Reaktors 1 in die Vortrocknungszone A eingeblasen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

²^ Bei der Herstellung von mittelgekohltem Eisenmangan anfallende Schlacke in einer Menge von 10 Gew.-%, als karbonisierendes Bindemittel, und Wasser in vorgeschriebener Menge werden mit Eisenerzfeinmaterial in einer Menge von 90 Gew.-% als Ausgangsstoff vermischt.

Das resultierende Gemisch wird zu grünen Pellets eines durchschnittlichen Wassergehalts von 9,9 Gew.-% und einer mittleren Teilchengröße von 13 mm ausgeformt. Die so hergestellten grünen Pellets werden der Vorrichtung gemäß Fig. 2 zugeführt, um das Vortrocknen, Karbonisieren des Bindemittels, Trocknen und Kühlen sequentiell unter den folgenden Bedingungen vor sich gehen zu lassen:

(1) Vortrocknungsgas: Luft, Temperatur 60⁰C

(2) Vortrocknungszeit: etwa 1 Stunde

(3) Temperatur der grünen Pellets nach dem Vortrocknen: 40 ⁰C

(4) Wassergehalt der grünen Pellets nach dem Vortrocknen 4 Gew.-%

(5) Karbonisiergas: ein Gas einer Temperatur von 65⁰C aus 19,7 Vol.-% Sattdampf und 80,3 Vol.-% gasförmigem Kohlendioxid

(6) Karbonisierzeit für das karbonisierende Bindemittel: etwa 9 Stunden

(7) Temperatur der grünen Pellets nach dem Karbonisieren des Bindemittels: 60⁰C

(8) Trocknungsgas: Luft von 200⁰C

(9) Trocknungsdauer: etwa 1,5 Stunden

(10) Kühlgas: Luft von Umgebungstemperatur

(11) Kühldauer: etwa 1 Stunde.

Fig. 5 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Druckfestigkeit der unter den oben angegebenen Bedingungen hergestellten ungebrannten Pellets. Gemäß Fig. 5 besitzen die grünen Pellets, deren Bindemittel in der Karbonisierzone karbonisiert worden ist, eine mittlere Druckfestigkeit von 85 kg pro Pellet, während die ungebrannten Pellets nach dem Trocknen in der Trocknungszone eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 130 kg pro Pellet besitzen. Ersichtlicherweise lassen sich somit auf die beschriebene Weise hochfeste ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte mit hohem Ausbringen, d.h. hoher Produktionsleistung, herstellen. Hierbei läßt sich über eine lange Zeitspanne hinweg kontinuierlich ein stabiler, sicherer Betrieb durchführen, ohne daß ein Zerfallen oder Zusammenbacken der grünen Pellets bei ihrer Bewegung durch den Vertikal-Reaktor auftritt.

Beispiel 2

Gelöschter Kalk als karbonisierendes Bindemittel in einer Menge von 10 Gew.-% und Wasser in vorgeschriebener Menge werden mit als Ausgangsstoff verwendeten Eisenerzfeinmaterialien in einer Menge von 90 Gew.-% vermischt. Das entstehende Gemisch wird zu grünen Pellets 'eines durchschnittlichen Wassergehalts von 9,5 Gew.-% und einer mittleren Teilchengröße von 13 mm ausgeformt.

Die so hergestellten grünen Pellets werden in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 sequentieller Vortrocknung und der Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 unterworfen, sodann etwa 2 Stunden lang mit Luft von 200⁰C oder einem eine Temperatur von 200⁰C besitzenden, 5 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden, als Trocknungsgas dienenden Gas getrocknet und anschließend unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen abgekühlt.

Fig. 6 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Druckfestigkeit der unter den vorstehend angegebenen Bedingungen hergestellten ungebrannten Pellets. In Fig. .6 zeigt die die Druckfestigkeit im Trocknungsschritt angebende ausgezogene Linie den Fall an, in welchem als Trocknungsgas ein 200⁰C warmes, 5 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid enthaltendes Gas verwendet wird, während die entsprechende gestrichelte Linie für die Druckfestigkeit bei Verwendung von 200⁰C warmer Luft als Trocknungsgas steht. Gemäß Fig. 6 besitzen die grünen Pellets nach dem Karbonisieren ihres Bindemittels eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 115 kg pro Pellet, während die ungebrannten Pellets nach dem Trocknen unter Verwendung von Luft als Trocknungsgas (in der Trocknungszone) eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 140 kg pro Pellet und die ungebrannten Pellets nach dem Trocknen mittels des gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases als Trocknungsgas eine durch-

schnittliche Druckfestigkeit von 150 kg pro Pellet besitzen. Bei Verwendung des Kohlendioxid enthaltenen Gases lassen sich somit ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte und höherer Festigkeit mit hohem Ausbringen herstellen. Wie im Fall von Beispiel 1 tritt auch im vorliegenden Fall kein Zerfallen oder Zusammenbacken bzw. Festkleben der grünen Pellets im Vertikal-Reaktor auf.

Beispiel 3

15 Gew.-% Koksgrus als Reduziermittel, 10 Gew.-% bei der Herstellung mittelgekohlten Eisenmangans angefallene Schlacke als karbonisierendes Bindemittel und eine vorgeschriebene Wassers werden mit 75 Gew.-% Manganerzfeinmaterial als Ausgangsstoff vermischt. Das resultierende Gemisch wird zu grünen Pellets eines mittleren Wassergehalts von 9,9 Gew.-% und einer mittleren Teilchen- ^O größe von 13 mm ausgeformt. Diese grünen Pellets werden in die Vorrichtung gemäß Fig. 2 eingegeben und sequentiell der Vortrocknung, Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels, Trocknung und Kühlung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:

(1) Vortrocknungsgas: Luft von 85⁰C

(2) Vortrocknungsdauer: etwa 30 Minuten

(3) Temperatur der grünen Pellets nach dem Vortrocknen: 40⁰C

(4) Wassergehalt der grünen Pellets nach dem Vor-30

trocknen: 4,5 Gew.-%

(5) Karbonisiergas: Gas von 90⁰C, bestehend aus 69 Vol.-% Sattdampf und 31 Vol.-% gasförmigen Kohlendioxids

(6) Karbonisierdauer für das Bindemittel: etwa

9,5 Stunden
35

(7) Temperatur der grünen Pellets nach dem Karbonisieren

des Bindemittels: 9O⁰C

(8) Trocknungsgas: Luft von 200⁰C

(9) Trocknungsdauer: etwa 1,5 Stunden

(10) Kühlgas: Luft von Umgebungstemperatur (11) Kühldauer: etwa 1 Stunde.

Fig. 7 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Druckfestigkeit der unter den oben angegebenen Bedingungen hergestellten ungebrannten Pellets. In Fig. steht die ausgezogene Druckfestigkeitslinie für die Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels unter Atmosphärendruck, während die entsprechende, gestrichelte Linie die Druckfestigkeit für den Fall der Karbonisierung des Bindemittels unter einem Druck von 2 bar angibt.

Bei diesem Beispiel enthalten die grünen Pellets Koksgrus als Reduziermittel zwecks Verbesserung der Reduzierbarkeit der ungebrannten Pellets. Es wird allgemein angenommen, daß solche, Koksgrus enthaltenden grünen Pellets auch durch Karbonisierung des karbonisierenden Bindemittels keine ausreichende Druckfestigkeit erhalten können. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besitzen jedoch die ungebrannten Pellets nach der Trocknung in der Trocknungszone eine mittlere Druckfestigkeit von 60 kg pro Pellet auch dann, wenn das Bindemittel unter Atmosphärendruck karbonisiert wird; im Fall einer Karbonisierung unter einem Druck von 2 bar besitzen die ungebrannten Pellets sogar eine mittlere Druckfestigkeit von 80 kg pro Pellet. Es lassen sich somit ersichtlicherweise ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte und ausreichender Festigkeit zur Verwendung als Charge für einen Elektroofen mit hohem Ausbringen bzw. hoher Produktionsleistung herstellen. Wie bei Beispiel 1 tritt auch in diesem Fall im Betrieb kein Zerfallen oder Zusammenbacken bzw. Festkleben der grünen Pellets bei ihrem Durchgang durch den Vertikal-Reaktor auf.

Beispiel 4

Zur Herstellung von ungebrannten Pellets als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Siliziummangan (siliconmanganese) werden 14 Gew.-% Koksgrus als Reduziermittel, 12 Gew.-% bei der Herstellung von mittelgekohltem Eisenmangan auffallende Schlacke als karbonisierendes Bindemittel und eine vorgeschriebene Menge Wassers mit Ausgangsstoffen in

Form von 64 Gew.-% Manganerzfeinmaterial und 10 Gew.-% Eisenerzfeinmaterial vermischt. Das resultierende Gemisch wird zu grünen Pellets eines mittleren Wassergehalts von 9,7 Gew.-% und einer durchschnittlichen Teilchengröße von 13 mm ausgeformt. Die angegebenen

¹^ Mischungsverhältnisse der Ausgangsstoffe, des Reduziermittels und des karbonisierenden Bindemittels sind dieselben wie für die Ausgangsstoffe zur Herstellung von Siliziummangan.

j)i_e hergestellten grünen Pellets werden in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 der sequentiellen Vortrocknung, Karbonisierung des Bindemittels, Trocknung und Kühlung unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen unterworfen. Die nach der Trocknung in der Trocknungszone erhaltenen ungebrannten Pellets besitzen eine mittlere Druckfestigkeit von 60 - 70 kg pro Pellet. Die hergestellten ungebrannten Pellets besitzen ausgezeichnete Güte und ausreichende Festigkeit zur Verwendung als Charge eines Elektroofens. Wie im Fall von Beispiel 1 konnte kein Zerfallen oder Zusammenbacken bzw. Festkleben der grünen Pellets bei ihrer Bewegung durch den Vertikal-Reaktor festgestellt werden. Die bei diesem Beispiel verwendete, als karbonisierendes Bindemittel zugesetzte Schlacke von der Herstellung von Eisenmangan stellt auch ein Ausgangsmaterial als Manganlieferant für die Herstellung von Siliziummangan dar. Das hierbei als Manganlieferant verwendete, genannte Ausgangsmaterial dient somit auch als karbonisierendes Binde-

mittel, wodurch die äußerst wirtschaftliche Herstellung der ungebrannten Pellets ermöglicht wird. 5

Mit dem im einzelnen beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es bei kontinuierlicher Eingabe grüner Pellets in einen Vertikal-Reaktor und Karbonisieren eines in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels zwecks Härtung der grünen Pellets möglich, unter Begünstigung oder Förderung der Karbonisierung des Bindemittels kontinuierlich ungebrannte Pellets herzustellen, wobei die grünen Pellets entsprechend gehärtet werden und außerdem in einem kontinuierlichen Herstellungsvorgang hochfeste ungebrannte Pellets ausgezeichneter Güte mit hohem Ausbringen in kurzer Zeit erhalten werden, ohne daß die grünen Pellets zerfallen oder zusammenbacken bzw. festkleben. Die Erfindung bietet diesbezüglich zahlreiche industrielle Nutzeffekte.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ungebrannten Pellets, bei dem ein karbonisierendes Bindemittel und Wasser (zur Bildung eines Gemisches) mit mindestens Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder hauptsächlich Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltendem Staub vermischt wird, das Gemisch zu grünen Pellets ausgeformt wird, die grünen Pellets kontinuierlich in einen Reaktor eingegeben werden und ein eine vorgeschriebene Temperatur besitzendes Karbonisiergas in Form eines gasförmiges Kohlendioxid enthaltenden Gases in den Reaktor eingeblasen und dabei mit den grünen Pellets im Reaktor in Berührung gebracht wird, um das karbonisierende Bindemittel in den grünen Pellets zu karbonisieren und damit letztere zur kontinuierlichen Gewinnung von ungebrannten Pellets zu härten, dadurch gekennzeichnet, daß

als Reaktor ein Vertikal-Reaktor mit einer Vortrocknungszone, einer dieser nachgeschalteten Karbonisierzone und einer auf diese folgenden Trocknungszone verwendet wird,

daß die grünen Pellets in der angegebenen Reihenfolge kontinuierlich nacheinander durch Vortrocknungs-Karbonisier- und Trocknungszone geleitet werden,

SQ daß ein Vortrocknungsgas einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 70% und mit einer Temperatur von 40 - 250⁰C in die Vortrocknungszone eingeblasen wird, um die in letzterer befindlichen grünen Pellets auf einen Wassergehalt von 1-7 Gew.-% vorzutrocknen,

daß als Karbonisiergas ein eine Temperatur von 30 - 98°C besitzendes Gas(gemisch) aus 5-95 Vol.-% gasförmigem Kohlendioxid und 5-95 Vol.-% Sattdampf verwendet und in die Karbonisierzone eingeblasen wird,

um in dieser das karbonisierende Bindemittel in den grünen Pellets zu karbonisieren, und daß ein Gas einer Temperatur von 100 - 300⁰C in die Trocknungszone eingeblasen wird, um in dieser die grünen Pellets zu trocknen und damit zu härten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß als in die Trocknungszone einzublasendes Trocknungsgas ein Gas(gemisch) mit mindestens 5 Vol.-% gasförmigem Kohlendioxid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als karbonisierendes Bindemittel zumindest gelöschter Kalk, eine bei der Stahlerzeugung anfallende Schlacke und/oder eine bei der Erzeugung einer Ferro- oder Eisenlegierung anfallende Schlacke verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als karbonisierendes Bindemittel zumindest gelöschter Kalk, eine bei der Stahlerzeugung anfallende Schlacke und/oder eine bei der Erzeugung einer Ferro- oder Eisenlegierung anfallende Schlacke verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als karbonisierendes Bindemittel eine bei der Erzeugung von mittelgekohltem (medium-carbon) Eisenmangan anfallende Schlacke verwendet wird.

6. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ungebrannten Pellets mit einem Reaktor zur Aufnahme von grünen Pellets, die durch Vermischen eines karbonisierenden Bindemittels und von Wasser mit Ausgangsstoffen in Form von zumindest Eisenerzfeinmaterial, Nichteisenerzfeinmaterial und/oder hauptsächlich

Oxide von Eisen- oder Nichteisenmetallen enthaltendem Staub und Ausformen dieses Gemisches hergestellt worden sind, und zum Karbonisieren des in den grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels mittels eines eine vorgeschriebene Temperatur besitzenden Karbonisiergases mit gasförmigem Kohlendioxid zum Härten der grünen Pellets, wobei der Reaktor am oberen Ende einen Einlaß für grüne Pellets und am unteren Ende einen Auslaß für ungebrannte Pellets, mindestens eine Karbonisiergas-Einblasöffnung zum Einblasen von Karbonisiergas und mindestens eine Karbonisiergas-Ausblasöffnung zum Abführen des eingeblasenen Karbonisiergases (aus dem Reaktor) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Reaktor ein Vertikal-Reaktor (1) mit einer Vortrocknungszone (A) zum Vortrocknen der über seinen oberseitigen Einlaß (2) in ihn eingegebenen grünen Pellets mittels eines Vortrocknungsgases einer relativen Feuchtigkeit von bis zu 7 0% und einer Temperatur von 40 - 250⁰C, bis die Feuchtigkeit der grünen Pellets auf 1-7 Gew.-% abgenommen hat, einer der Vortrocknungszone (A) nachgeschalteten Karbonisierzone (B) zum Karbonisieren des in den vorgetrockneten grünen Pellets enthaltenen karbonisierenden Bindemittels unter Verwendung eines 5 -95 Vol.-% gasförmiges Kohlendioxid und 5-95 Vol.-% Sattdampf enthaltenden, eine Temperatür von 30 - 98⁰C besitzenden Gases als Karbonisiergas und einer auf die Karbonisierzone (B) folgenden Trocknungszone (C) zum Trocknen der grünen Pellets, deren karbonisierendes Bindemittel karbonisiert worden ist, mittels eines Trocknungsgases einer Temperatur von 100 - 300⁰C ist, daß die Vortrocknungszone (A), die Karbonisierzone (B) und die Trocknungszone (C) in der angegebenen Reihenfolge von oben nach unten angeordnet sind und die über den Einlaß (2) kontinu-

ierlich in den Vertikal-Reaktor (1) eingegebenen grünen Pellets kontinuierlich die drei genannten Zonen (A - C) nacheinander passieren,

daß .die Vortrocknungszone (A) mindestens eine Vortrocknungsgas-Einblasöffnung (4, 4') zum Einblasen des Trocknungsgases in die Vortrocknungszone (A) und mindestens eine Vortrocknungsgas-Ausblasöffnung (5, 5') zum Abführen des so eingeblasenen Vortrocknungsgases aus der Vortrocknungszone (A) aufweist, daß die Karbonisierzone (B) die mindestens eine Karbonisiergas-Einblasöffnung (6) zum Einblasen des Karbonisiergases in die Karbonisierzone (B) und die mindestens eine Karbonisiergas-Ausblasöffnung (7) zum Abführen des so eingeblasenen Karbonisiergases aus der Karbonisierzone (B) aufweist und daß die Trocknungszone (C) mindestens eine Trocknungsgas-EinblasÖffnung (8) zum Einblasen des Trocknungsgases in die Trocknungszone (C) und mindestens eine Trocknungsgas-Ausblasöffnung (9) zum Abführen des so eingeblasenen Trocknungsgases aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungszone ein getrenntes Trocknungsgefäß (10) mit einem am oberen Ende vorgesehenes Einlaß (11) zur Aufnahme der kontinuierlich von der Karbonisierzone (B) zugeführten grünen Pellets, deren karbonisierendes Bindemittel karbonisiert worden ist, und einen am unteren Ende vorgesehenen Auslaß (12) zum Austragen der ungebrannten Pellets umfaßt und daß das getrennte Trocknungsgefäß (10) mindestens eine Trocknungsgas-EinblasÖffnung (8¹) zum Einblasen des Trocknungsgases (in das Trocknungsgefäß (10)) und mindestens eine Trocknungsgas-Ausblasöffnung (9¹) zum Abführen des eingeleiteten Trocknungsgases aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das getrennte Trocknungsgefäß (10) in seinem oberen Bereich eine Trocknungszone (C) und in seinem unteren Bereich eine anschließende Kühlzone (D) zum Kühlen der in der Trocknungszone (C) getrockneten ungebrannten Pellets mittels eines Kühlgases aufweist,

daß die Trocknungszone (C) die mindestens eine Trocknungsgas-Einblasöffnung (8') und die mindestens eine -Ausblasöffnung (9¹) zum Einblasen des Trocknungsgases in die Trocknungszone (C) bzw. zum Abführen aus ihr aufweist und daß die Kühlzone (D) mit mindestens einer Kühlgas-Einblasöffnung (13) sowie mindestens einer -Ausblasöffnung (14) zum Einblasen des Kühlgases in die Kühlzone (D) bzw. zum Abführen aus ihr versehen ist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trocknungsgasgenerator (18, 19) zur Erzeugung des in das getrennte Trocknungsgefäß (10) einzublasende Trocknungsgases vorgesehen ist, umfassend einen Hochtemperatur-Gaserzeugungsofen (18) zum Verbrennen eines Brennstoffs zwecks Erzeugung eines Hochtemperatur-Verbrennungsabgases und einen Wärmetauscher (19) zum Kühlen des so erzeugten Verbrennungsabgases auf eine vorbestimmte Temperatur durch Wärmeaustausch mit Luft von Umgebungstemperatur zwecks Erzeugung des Trocknungsgases, das vom Wärmetauscher (19) über die mindestens eine Einblasöffnung (8') in das getrennte Trocknungsgefäß (10) eingeblasen wird, während die durch den Wärmeaustausch im Wärmetauscher (19) erwärmte Luft als Vortrocknungsgas über die mindestens eine Einblas-Öffnung (4, 4') des Vertikal-Reaktors (1) in die Vortrocknungszone (A) eingeblasen wird, und daß ein zur Erzeugung oder Lieferung des Karbonisiergases dienender Kühler (28) vorgesehen ist, in welchem

das über die Trocknungsgas-Ausblasöffnung (9') des getrennten Tr'ocknungsgef äßes (10) ausgetragene Trocknungsgas mit einer vorgeschriebenen Menge von über ein Kohlendioxidgas-Regelventil (36) in den Kühler (28) eingeleitetem gasförmigen Kohlendioxid gemischt und im Kühler (28) durch über ein Kühlwasser-Regelventil (38) in ersteren eingespritztes Kühlwasser auf eine vorgeschriebene Temperatur, um das Karbonisiergas zu erzeugen, gekühlt wird, wobei das so erzeugte Karbonisiergas aus dem Kühler (28) über die mindestens eine Karbonisiergas-Einblasöffnung (6) des Vertikal-Reaktors (1) in die Karbonisierzone (B) eingeblasen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trocknungsgenerator (18, 19) zur Erzeugung des in das getrennte Trocknungsgefäß (10) einzublasenden Trocknungsgases vorgesehen ist, umfassend einen Hochtemperatur-Gaserzeugungsofen (18) zum Verbrennen eines Brennstoffs zwecks Erzeugung eines Hochtemperatur-Verbrennungsabgases und einen Wärmetauscher (19) zum Kühlen des so erzeugten Verbrennungsabgases auf eine vorbestimmte Temperatur durch Wärmeaustausch mit Luft von Umgebungstemperatur zwecks Erzeugung des Trocknungsgases, das vom Wärmetauscher (19) über die mindestens eine Einblasöffnung (8¹) des getrennten Trocknungsgefäßes (10) in dessen Trocknungszone (C) eingeblasen

gO wird, während die durch Wärmeaustausch im Wärmetauscher (19) erwärmte Luft als Vortrocknungsgas zusammen mit dem Kühlgas, das über die mindestens eine Kühlgas-Einblasöffnung (13) des getrennten Trocknungsgefäßes (10) in die Kühlzone (D) eingeblasen und über die

„γ mindestens eine -Ausblasöffnung (14) abgeführt wird, über die mindestens eine Vortrocknungsgas-Einblasöffhung (4, 4¹) des Vertikal-Reaktors (1) in die Vortrocknungszone (A) eingeblasen wird, und daß ein zur Erzeugung

oder Lieferung des Karbonisiergases dienender Kühler (28) vorgesehen ist, in welchem das über die Trocknungsgas-Ausblasöffnung (9¹) des getrennten Trocknungsgefäßes (10) ausgetragene Trocknungsgas mit einer vorgeschriebenen Menge von über ein Kohlendioxidgas-Regelventil (36) in den Kühler (28) eingeleitetem gasförmigen Kohlendioxid gemischt und im Kühler (28) durch über ein Kühlwasser-Regelventil (38) in ersteren eingespritztes Kühlwasser auf eine vorgeschriebene Temperatur, um das Karbonisiergas zu erzeugen, gekühlt wird, wobei das so erzeugte Karbonisiergas aus dem Kühler (28) über die mindestens eine Karbonisiergas-Einblasöffnung (6) des Vertikal-Reaktors (1) in die Karbonisierzone (B) eingeblasen wird.