DE4315822A1 - Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine - Google Patents
Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer SintermaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sintern von
eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine, wobei
eine festen Brennstoff enthaltende Sintermischung auf die
Sintermaschine aufgegeben wird, die Oberfläche der
Sintermischung gezündet wird, sauerstoffhaltige Gase durch
die Sintermischung geleitet werden, ein Teil des Abgases als
Kreislaufgas zurückgeführt und vor der Beaufschlagung der
Sintermischung durch Zugabe von sauerstoffreicheren Gasen auf
einen Sauerstoffgehalt von max. 24% aufgestärkt wird, der
andere Teil des Abgases als Restgas abgeführt wird, wobei als
Restgas nur eine Abgasmenge abgeführt wird, die dem während
des Sinterprozesses gebildeten Gas plus dem zur Aufstärkung
zugegebenen sauerstoffreicheren Gas plus der von außen
eingedrungenen Falschluft minus dem verbrauchten Sauerstoff
entspricht.
Das Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen, insbesondere von
Eisenerzen oder Eisenerzkonzentraten, erfolgt auf
Sintermaschinen. Die Sintermischung, bestehend aus dem
Eisenerz, Rückgut, festem Brennstoff und Zuschlägen, wird auf
die Sintermaschine chargiert und der Brennstoff an der
Oberfläche des Materialbettes unter dem Zündofen gezündet.
Anschließend wird Luft durch das Sinterbett gesaugt und die
Sinterfront wandert von oben nach unten durch das Sinterbett.
Aus den Windkästen unter dem Obertrum der Sintermaschine wird
das Abgas in die Gassammelleitung gesaugt und nach einer
Reinigung in die Atmosphäre geleitet. Der Sintervorgang
erfordert eine Wärmeübertragung zwischen dem heißen
Verbrennungsgas und dem kalten Feststoff. Feststoffmengen und
Luftmengen sind wärmeäquivalent. Dieser Wärmetausch erfordert
große Luftmengen und damit Abgasmengen. Der Luftsauerstoff
wird nur zum Teil verbraucht. Außerdem enthält das Abgas
verdampftes Wasser aus der Sintermischung, CO₂ aus der
Verbrennung des Brennstoffes und aus Kalzinationsvorgängen,
Schwefeloxide aus der Verbrennung von Schwefel -
hauptsächlich aus dem zugesetzten Koks oder Kohle - CO aus
unvollständiger Verbrennung, verschiedene andere gasförmige
Produkte und Falschluft sowie Luft, die an den Seitenwänden
der Rostwagen zwischen der Beschickung ungenutzt in das Abgas
gelangt.
Weiterhin führt das Abgas Staub mit sich. Die Abgasmenge
beträgt etwa 1000 Nm³/t Sintermischung oder etwa 1000000
Nm³/h für eine 400-m²-Sintermaschine.
Der Sintervorgang erfolgt aufgrund der durch die Beschickung
gesaugten Luft in dünnen horizontalen Schichten der
Beschickung und wandert mit der Brennfront von oben nach
unten durch die Beschickung, so daß der Sinter aus einem sehr
porösen Material besteht. Wenn diese Sinterkonfiguration
erhalten bleiben soll, darf der Sintervorgang nicht geändert
werden, wie es z. B. beim Schmelzen erfolgen würde, und damit
ist das große Abgasvolumen eine der Voraussetzungen für den
Sintervorgang.
Eine gewisse Verringerung des Abgasvolumens kann durch
Verminderung der Falschluftmenge erzielt werden.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, das heiße Abgas der letzten
Saugkästen auf den vorderen Teil der Sintermaschine
zurückzuführen. Dadurch kann die Abgasmenge um bis zu etwa
40% verringert werden ("Stahl und Eisen" 99 (1979), Heft 7,
Seite 327/333; AIME, Iron Making Conference Proceedings, Vol.
38, Detroit, Mi., 1979, Seite 104/111).
Aus der JP-A-52 116 703 ist ein Sinterverfahren bekannt, bei
dem kein Abgas in die Atmosphäre geleitet wird. Dazu wird der
Sauerstoffgehalt des Sintergases vor dem Eintritt in das
Beschickungsbett durch Zugabe von Sauerstoff erhöht und
entweder das gesamte Abgas oder ein Teil in einen Hochofen
geleitet und der andere Teil im Kreislauf geführt. Wenn das
gesamte Abgas in den Hochofen geleitet wird, muß der
Sauerstoffgehalt im Gas vor dem Eintritt in das
Beschickungsbett über 30% liegen und die angesaugte Gasmenge
beträgt max. etwa 650 Nm³/t Sinter und fällt mit steigendem
Sauerstoffgehalt ab. Wenn nur ein Teilstrom des Abgases in
den Hochofen geleitet und der andere Teil als Sinterabgas im
Kreislauf geführt wird, beträgt die max. zulässige angesaugte
Gasmenge bei einem Sauerstoffgehalt von 17% ebenfalls 650
Nm³/t Sinter und optimal 500 Nm³/t. Mit steigendem
Sauerstoffgehalt fällt die angesaugte Gasmenge weiter ab. Mit
diesen zulässigen Gasmengen wird jedoch ein schlechtes
Sinterergebnis erzielt. Außerdem ist eine gasseitige
Verbindung mit einem Hochofen sehr problematisch und der
Sauerstoffverbrauch enorm.
In der EP-A-535 727 ist ein Verfahren zum Sintern von
eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine
beschrieben, wobei eine festen Brennstoff enthaltende
Sintermischung auf die Sintermaschine aufgegeben wird, die
Oberfläche der Sintermischung gezündet wird,
sauerstoffhaltige Gase durch die Sintermischung geleitet
werden, ein Teil des Abgases nach einer Aufstärkung durch
Zugabe von sauerstoffreicheren Gasen als sauerstoffhaltiges
Kreislaufgas zurückgeführt und der andere Teil des Abgases
als Restgas abgeführt wird, wobei als Restgas eine Abgasmenge
ausgeschleust wird, die dem während des Sinterprozesses
gebildeten Gas plus dem zur Aufstärkung zugegebenen
sauerstoffreicheren Gas plus der von außen eingedrungenen
Falschluft minus dem verbrauchten Sauerstoff entspricht, der
andere Teilstrom des Abgases als Kreislaufgas zurückgeführt
und vor der Beaufschlagung der Sintermischung durch Zugabe
von sauerstoffreicheren Gasen auf einen Sauerstoffgehalt von
max. 24% aufgestärkt wird. Sauerstoffreichere Gase sind Gase
mit einem O₂-Gehalt, der höher ist als der O₂-Gehalt des
Abgases. Als sauerstoffreichere Gase können Luft,
sauerstoffangereicherte Luft oder technisch reiner Sauerstoff
verwendet werden. Das während des Sinterprozesses gebildete
Gas besteht hauptsächlich aus CO₂ und CO, die durch
Verbrennung von Kohlenstoff gebildet werden, aus Wasserdampf,
der durch Verdampfung von in der Beschickung vorhandenem
Wasser gebildet wird, und aus SOx, das aus in der Beschickung
vorhandenem Schwefel gebildet wird. Falschluft tritt
insbesondere am Anfang und am Ende des Sinterbandes ein.
Außerdem kann Falschluft an den Schleifdichtungen zwischen
Rostwagen und Dichtleisten eintreten. Ein Teil des
Sauerstoffs wird durch die beim Sinterprozeß ablaufenden
Oxidationsvorgänge verbraucht. Aus dem gesamten Abgas wird
nur eine Gasmenge ausgeschleust, die den aus diesen Vorgängen
resultierenden Gasvolumina entspricht, und das übrige Abgas
wird als Kreislaufgas zurückgeführt. Die in die Beschickung
eingesaugte Gasmenge, bestehend aus dem rückgeführten
Kreislaufgas plus dem zugemischten sauerstoffreicheren Gas,
beträgt etwa 950-1200 Nm³/t erzeugtem Sinter. Die Menge an
O₂ im zugemischten Gas beträgt etwa 30-130 Nm³/t erzeugtem
Sinter. Die Menge des auszuschleusenden Restgases und die
Menge des zuzusetzenden sauerstoffreicheren Gases erhöht sich
mit fallendem O₂-Gehalt des zugesetzten sauerstoffreicheren
Gases. Die auszuschleusende Menge ist bei der Verwendung von
technisch reinem Sauerstoff am geringsten und bei der
Verwendung von Luft am größten, da mit Luft die größte Menge
an Stickstoff eingebracht wird und die von dem zugesetzten
sauerstoffreicheren Gas in das Kreislaufgas eingebrachte
Menge an Stickstoff als entsprechende Restgasmenge
ausgeschleust werden muß. Die untere Grenze des O₂-Gehaltes
im Sintergas - d. h. dem aufgestärkten Gas, das in die
Beschickung der Sintermaschine strömt - liegt bei etwa 8%.
Die Menge des ausgeschleusten Restgases beträgt je nach
Arbeitsweise bis 600 Nm³/t erzeugtem Sinter, wobei geringe
Werte bei Verwendung von technisch reinem Sauerstoff und
Ausschluß oder Verminderung der Falschluft sowie bei
Kondensation von Wasserdampf und Auswaschen von CO₂ erzielt
werden. Das Obertrum der Sintermaschine wird von einer
Gashaube überdeckt, in die das Kreislaufgas geführt wird.
Auch in den Zündofen kann Kreislaufgas geführt werden. Beim
Anfahren wird zunächst Luft als Verbrennungsluft für den
Zündofen und als Sintergas verwendet, eine den vorstehend
angeführten Kriterien entsprechende Menge Abgas als Restgas
abgeführt und das verbleibende Abgas als Kreislaufgas
zurückgeführt.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß die
Abgasmenge beträchtlich verringert wird, ihre Reinigung
dadurch wesentlich verbilligt und verbessert wird und
trotzdem ein Sintergut mit sehr guten Eigenschaften erzeugt
wird.
Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens besteht darin, daß die
Aufstärkung des Kreislaufgases auf einen Sauerstoffgehalt von
16 bis 22% erfolgt. Dieser Bereich ergibt gute
Betriebsergebnisse bei einer Steigerung der Sinterleistung
gegenüber der üblichen Sinterleistung ohne
Sauerstoffanreicherung der Sinterluft.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufstärkung des
Kreislaufgases auf einen Sauerstoffgehalt von 18 bis 21%
erfolgt. Dieser Bereich ergibt sehr gute Betriebsergebnisse
bei einer Steigerung der Sinterleistung gegenüber der
üblichen Sinterleistung.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufstärkung des
Kreislaufgases auf einen Sauerstoffgehalt von 10 bis 16%
erfolgt. Dieser Bereich ergibt gute Betriebsergebnisse bei
unveränderter Sinterleistung gegenüber der üblichen
Sinterleistung, und der Sauerstoffverbrauch wird verringert,
da weniger Sauerstoff im Restgas ausgeschleust wird.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß in der Gashaube für das
rückgeführte Kreislaufgas über der Sintermischung ein
konstanter Druck nahe dem atmosphärischen Druck eingestellt
und durch Regelung der Menge des ausgeschleusten Restgases
konstant gehalten wird. Der Ausdruck "möglichst nahe dem
Atmosphärendruck" bedeutet geringer Unterdruck bis geringer
Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck. Dadurch wird
das Eindringen von Falschluft verhindert oder minimiert, es
kann kein Gas austreten und die ausgeschleuste Menge an
Restgas entspricht immer den vorstehend geschilderten
Kriterien.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß die der Sintermischung
zugegebene Menge an festem Brennstoff entsprechend der
Verbrennungswärme des im Kreislaufgas zurückgeführten CO
verringert wird. Trotz des hohen Sauerstoffüberschusses im
Kreislaufgas, bezogen auf den Kohlenstoff in der
Sintermischung, kann das Abgas CO in Mengen bis zu mehreren
Prozenten enthalten. Entsprechend dem Heizwert des
CO-Gehaltes wird die Menge des üblicherweise in die
Sintermischung eingesetzten Kokses verringert. Die dadurch
erzielte Einsparung an Koks kann bis zu 20% betragen. Dadurch
wird auch der SOx-Gehalt im Abgas entsprechend verringert, da
der Schwefel hauptsächlich mit dem Koks eingebracht wird.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß die Menge des Restgases
durch Auskondensieren von H₂O und/oder Auswaschen von CO₂
und/oder Einbinden von Schwefel durch Kalkzugabe verringert
wird. Die Kondensation von Wasser und das Auswaschen von CO₂
erfolgt im Abgas. Das Einbinden von Schwefel erfolgt durch
Zugabe von CaO oder Ca(OH)₂ in die Sintermischung oder auf
das Beschickungsbett. Dadurch wird die auszuschleusende Menge
an Restgas und SOx verringert.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Kreislaufgas zur
Verhinderung der Unterschreitung des H₂SO₄-Taupunktes
aufgeheizt wird. Dadurch werden ein Unterschreiten des
H₂SO₄-Taupunktes und Auftreten von Korrosionen mit Sicherheit
vermieden, falls die Temperatur des Gases nahe
dem Taupunkt liegt.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß beim Auskondensieren
von H₂O aus dem Restgas zunächst der Taupunkt des Gases durch
Wassereinspritzen erhöht wird und dann durch indirekte
Kühlung die Auskondensation erfolgt.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Kreislaufgas vor
der Rückführung grob entstaubt und der abgeschiedene Staub in
die Sintermischung zurückgeführt wird. Die grobe Entstaubung
erfolgt in mechanischen Entstaubern wie in Zyklonen oder
Multiklonen. Die Entstaubung kann für das gesamte Abgas
gemeinsam, nur für das Kreislaufgas oder getrennt für das
Kreislaufgas und das Restgas erfolgen. Dadurch werden die
Gasleitungen geschont und die Feinreinigung des Restgases
entlastet.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß an den Stirnseiten der
Gashaube Kreislaufgas als Sperrgas verwendet wird. Unter dem
Anfang und dem Ende der Gashaube sind unter dem Obertrum
Sperrgas-Windkästen angeordnet, die über dem Beschickungsbett
in der Gashaube einen leichten Überdruck bewirken. Dadurch
strömt eine geringe Menge an Kreislaufgas als Sperrgas durch
den Spalt zwischen Oberfläche des Beschickungsbettes und
Unterkante der Stirnwand der Gashaube. Auf diese Weise wird
ein Eindringen von Falschluft an den Stirnseiten vermieden.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Abgas zur
Entfernung von gasförmigen Schadstoffen und Feststoffen in
einer zirkulierenden Wirbelschicht mit festen
Sorptionsmitteln bei Temperaturen unter 150°C, vorzugsweise
bei 80 bis 60°C behandelt wird. Als Sorptionsmittel werden
hauptsächlich CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃ und Dolomit eingesetzt. Das
System der zirkulierenden Wirbelschicht besteht aus einem
Wirbelschichtreaktor, einem Abscheider zum Abscheiden von
Feststoff aus der aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragenen
Suspension - im allgemeinen einem Rückführzyklon - und einer
Rückführleitung für den abgeschiedenen Feststoff in den
Wirbelschichtreaktor. Die Mischtemperatur von Abgas und
Sorptionsmittel im Wirbelschichtreaktor wird, falls das Abgas
nicht bereits mit einer entsprechenden Temperatur anfällt,
durch Zugabe von Wasser in den Wirbelschichtreaktor
eingestellt. Die Gasgeschwindigkeit im Wirbelschichtreaktor
wird auf 1-10 m/sec, vorzugsweise 2-5 m/sec, eingestellt. Die
mittlere Suspensionsdichte im Wirbelschichtreaktor beträgt
0,1-100 kg/m³, vorzugsweise 1-5 kg/m³. Die mittlere
Teilchengröße des Sorptionsmittels beträgt 1-100 µm,
vorzugsweise 5-20 µm. Die Menge des stündlichen
Sorptionsmittelumlaufs beträgt mindestens das Fünffache der
im Schacht des Wirbelschichtreaktors befindlichen
Sorptionsmittelmenge, vorzugsweise das Dreißig- bis
Hundertfache. Bei der Abkühlung im Wirbelschichtreaktor wird
die Mischtemperatur 5-30°C über dem Wassertaupunkt
gehalten. Der Wasserdampfpartialdruck im Wirbelschichtreaktor
wird entsprechend auf 15-50 Vol.-% Wasserdampf,
vorzugsweise 25-40 Vol.-%, eingestellt. Das Sorptionsmittel
kann als trockener Feststoff oder als wäßrige Suspension in
den Wirbelschichtreaktor aufgegeben werden. Die Sorption in
dem Wirbelschichtreaktor kann bei gleichzeitiger Anwesenheit
eines Stützbettes aus Feststoffen mit einer mittleren
Teilchengröße von 100-500 µm durchgeführt werden, wenn die
mittlere Teilchengröße des zugegebenen Sorptionsmittels klein
ist. Das Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht zeichnet
sich dadurch aus, daß im Unterschied zur "klassischen"
Wirbelschicht, bei der eine dichte Phase durch einen
deutlichen Dichtesprung von dem darüber befindlichen Gasraum
getrennt ist, Verteilungszustände ohne definierte
Grenzschicht vorliegen. Ein Dichtesprung zwischen dichter
Phase und darüber befindlichem Staubraum ist nicht vorhanden,
jedoch nimmt innerhalb des Reaktors die
Feststoffkonzentration von unten nach oben ständig ab. Aus
dem oberen Teil des Reaktors wird eine
Gas-Feststoff-Suspension ausgetragen. Bei der Definition von
Betriebsbedingungen über die Kennzahlen von Froude und
Archimedes ergeben sich die Bereiche:
wobei
sind.
Es bedeuten:
u die relative Gasgeschwindigkeit in m/sec
Ar die Archimedes-Zahl
Fr die Froude-Zahl
ρg die Dichte des Gases in kg/m³
ρk die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m³
dk den Durchmesser des kugelförmigen Teilchens in m
ν die kinematische Zähigkeit in m²/sec.
g die Gravitationskonstante in m/sec²
Ar die Archimedes-Zahl
Fr die Froude-Zahl
ρg die Dichte des Gases in kg/m³
ρk die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m³
dk den Durchmesser des kugelförmigen Teilchens in m
ν die kinematische Zähigkeit in m²/sec.
g die Gravitationskonstante in m/sec²
Die Behandlung des Abgases in der zirkulierenden
Wirbelschicht kann in der Weise erfolgen, daß das gesamte
Abgas, nur das Kreislaufgas, nur das Restgas oder
Kreislaufgas und Restgas separat behandelt werden. Die
Behandlung in der zirkulierenden Wirbelschicht erfolgt
insbesondere zur Entfernung eines großen Teiles des
SOx-Gehaltes und des Staubes. Das aus der zirkulierenden
Wirbelschicht abgezogene, beladene Sorptionsmittel wird in
die Sintermischung zurückgeführt. Bei der Sinterung erfolgt
zwar wieder eine teilweise Verflüchtigung, jedoch wird der
größte Teil im Sinter eingebunden und damit aus dem
Kreislauf ausgeschleust. Durch die Sorption in der
zirkulierenden Wirbelschicht wird in relativ einfacher und
sicherer Weise eine Anreicherung des SOx-Gehaltes im
Kreislaufgas vermieden und eine weitgehende Entfernung von
SOx aus dem Restgas erzielt. Außerdem erfolgt eine
weitgehende Entstaubung. Falls erforderlich, kann das
Restgas einer Feinentstaubung, z. B. in einer
elektrostatischen Gasreinigung, unterworfen werden.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Restgas aus
Windkästen abgezogen wird, die unter dem Anfang der
Sintermaschine angeordnet sind. Es wurde festgestellt, daß
die Beladung des Abgases mit verschiedenen Schadstoffen am
Beginn des Sinterbandes wesentlich geringer ist als im Abgas
der nachfolgenden Strecke des Sinterbandes, weil am Anfang
des Sinterbandes die Beschickung mindestens in den unteren
Schichten noch feucht ist und dadurch durch Adsorption,
Absorption und Filtration Schadstoffe sehr wirksam festhält.
Erst im weiteren Verlauf des Sinterprozesses werden die so
in der Beschickung akkumulierten Schadstoffe dann mit hoher
Konzentration in das Kreislaufgas getrieben und mit diesem
wieder auf die Beschickung zurückgeführt. Solche Schadstoffe
sind sowohl gasförmig, wie z. B. SO₂, SO₃, HCl und HF, oder
dampfförmig, wie z. B. NE-Metalle und NE-Metallverbindungen,
als auch staubförmig, wie z. B. Chloride und Fluoride. Der
Anteil der gasförmigen Schadstoffe in dem am Beginn des
Sinterbandes abgezogenen Restgas - bezogen auf den gesamten
Gehalt dieser Schadstoffe im gesamten Abgas des Sinterbandes
- nimmt in der obigen Reihenfolge ab. Wenn Dioxine oder
Furane im Abgas vorhanden sind, dürfte dies im Abgas am
Beginn des Sinterbandes ebenfalls nur in sehr geringen
Mengen vorhanden sein und weitgehend in das Kreislaufgas
gelangen, mit diesem auf die Beschickung zurückgeführt
werden und beim Durchgang durch die Brennfront der
Beschickung zerstört werden. Durch den Abzug des Restgases
am Beginn des Sinterbandes wird also ein auszuschleusendes
Gas erhalten, das entweder nach Abscheidung des
Staubgehaltes direkt in die Atmosphäre geleitet werden kann
oder dessen Reinigung von Schadstoffen relativ einfach ist.
Die Anzahl der Windkästen bzw. Länge des Sinterbandes, aus
dem das Restgas abgezogen wird, wird so gewählt, daß die
jeweils auszuschleusende Restgasmenge dort anfällt. Im
allgemeinen fällt die Restgasmenge auf einer Länge des
Sinterbandes von 10 bis 50% der gesamten Länge an. Der
Staubgehalt im Abgas der ersten Windkästen besteht fast
ausschließlich aus Grobstaub, so daß die Abscheidung bereits
mit Zyklonen oder Multiklonen erfolgen kann. Feinstaub
entsteht im Sinterprozeß vorwiegend durch Sublimation der
gasförmig aus der Brennzone der Sintermischung austretenden
Chloride, insbesondere der Alkalichloride. Dieser Feinstaub
wird im Anfangsbereich des Sinterbandes durch die
Filterwirkung der noch feuchten unteren Schichten der
Beschickung weitgehend in der Beschickung abgeschieden. Der
Staubgehalt im Kreislaufgas wird bei der Rückführung
weitgehend im Sinterbett abgeschieden bzw. an den großen
Oberflächen der porigen Sinterstruktur angelagert und damit
aus dem Kreislauf entfernt, so daß eine Entstaubung des
Kreislaufgases sehr vereinfacht wird. SO₂ muß zur
Verhinderung der Anreicherung im Kreislaufgas aus diesem
entfernt werden. Dies kann durch Zugabe von Calcium
enthaltenden Stoffen wie Ca(OH)₂ oder CaO zur Beschickung
selbst erfolgen oder durch Entfernung von SO₂ im
Kreislaufgas außerhalb der Beschickung.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß auf einer
beträchtlichen Länge des Sinterbandes, in die Kreislaufgas
zurückgeführt wird, eine Calcium- und/oder
Magnesium-Hydroxide und/oder Oxide enthaltende Lösung auf
die Oberfläche gesprüht wird. Besonders geeignet sind
wäßrige Lösungen, die Ca(OH)₂ enthalten. SO₂ wird in der
Beschickung abgebunden. Die Länge der Beschickung, in die
die schwefelbindenden Stoffe auf die Oberfläche gesprüht
werden, und die Menge der schwefelbindenden Stoffe richtet
sich nach den jeweiligen Verfahrensbedingungen und kann
empirisch ermittelt werden. Als schwefelbindende Stoffe
können Abfallstoffe verwendet werden, die auf diese Weise
entsorgt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine
einfache und wirtschaftliche Entfernung von SO₂ aus dem
Kreislaufgas.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß auf das Sinterband
eine Rostbelag-Schicht aufgegeben wird, die mit einer Lösung
aus Calcium- und/oder Magnesium-Hydroxiden und/oder Oxiden
befeuchtet ist. Auch auf diese Weise ist eine einfache und
wirtschaftliche Entfernung von SO₂ aus dem Kreislaufgas
möglich.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Restgas aufgeheizt
wird. Das am Anfang der Sintermaschine entnommene Restgas
hat eine relativ geringe Temperatur von ca. 50-80°C. Zur
Vermeidung von Korrosion in den nachfolgenden Gebläsen
erfolgt eine Aufheizung auf eine Temperatur, die eine
nachfolgende Kondensation verhindert.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das an der Stirnseite
des Sinterbandes eintretende, Falschluft enthaltende Abgas
aus dem ersten Windkasten oder dem ersten Teil des
Windkastens in das Kreislaufgas geführt und das Restgas aus
den folgenden Windkästen abgezogen wird. Dadurch wird
erreicht, daß die Falschluft nicht sofort mit dem Restgas
wieder ausgeschleust, sondern zur Aufstärkung des
Sauerstoffgehaltes des Kreislaufgases ausgenutzt wird. Diese
Arbeitsweise ist vorteilhaft, wenn die Aufstärkung des
Sauerstoffgehaltes des Kreislaufgases mit Luft oder mit
schwach sauerstoffangereicherter Luft erfolgt.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Restgas aus
Windkästen des Sinterbandes abgezogen wird, in denen das
Abgas hohe Konzentrationen an Schadstoffen enthält und diese
aus dem Restgas entfernt werden. Dadurch wird ein Restgas
erhalten, das die größte Menge der beim Sinterprozeß
anfallenden Schadstoffe enthält, und die Entfernung der
Schadstoffe kann in einem sehr kleinen Gasvolumen erfolgen.
Auf diese Weise können z. B. NE-Metalle, insbesondere Zink
und Blei bzw. deren Verbindungen, selektiv aus dem Abgas
entfernt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die
Sintermischung Hüttenwerksreststoffe wie Konverterstäube,
Stäube aus der Sinteranlage usw. enthält, da diese einen
größeren Anteil an NE-Metallen aufweisen.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß ein Teilstrom des
Kreislaufgases aus Windkästen des Sinterbandes abgezogen
wird, in denen das Abgas hohe Konzentrationen an Schadstoffen
enthält, die Schadstoffe aus dem Teilstrom entfernt werden
und der Teilstrom in das Kreislaufgas zurückgeleitet wird.
Auch auf diese Weise können die Schadstoffe aus einem relativ
kleinen Abgasvolumen entfernt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Verfahren
der EP-A-535 727 die Menge des abzuführenden Restgases
nochmals zu verringern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer
Sintermaschine, wobei eine festen Brennstoff enthaltende
Sintermischung auf die Sintermaschine aufgegeben wird, die
Oberfläche der Sintermischung gezündet wird, sauerstoffhaltige
Gase durch die Sintermischung geleitet werden, ein Teil des
Abgases als Kreislaufgas zurückgeführt und vor der
Beaufschlagung der Sintermischung durch Zugabe von
sauerstoffreicheren Gasen auf einen Sauerstoffgehalt von
max. 24% aufgestärkt wird, der andere Teil des Abgases als
Restgas abgeführt wird, wobei als Restgas nur eine Abgasmenge
abgeführt wird, die dem während des
Sinterprozesses gebildeten Gas plus dem zur Aufstärkung
zugegebenen sauerstoffreicheren Gas plus der von außen
eingedrungenen Falschluft minus dem verbrauchten Sauerstoff
entspricht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das
Kreislaufgas in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird,
ein Teilstrom des Kreislaufgases auf einen höheren
Sauerstoffgehalt aufgestärkt und im vorderen Teil der
Sintermaschine durch die Sintermischung geleitet wird, und
ein Teilstrom des Kreislaufgases auf einen niedrigeren
Sauerstoffgehalt aufgestärkt wird oder ohne Aufstärkung im
hinteren Teil der Sintermaschine durch die Sintermischung
geleitet wird.
Der vordere und hintere Teil der Sintermaschine ist immer
von dem Beschickungsende zum Abwurfende der Sintermaschine
zu sehen. Die Teilströme des Kreislaufgases werden in eine
Gashaube geleitet, die über dem Obertrum der Sintermaschine
angeordnet ist. Die Gashaube dichtet das Obertrum der
Sintermaschine weitgehend gegen das Eindringen von Falschluft
ab. Das Kreislaufgas wird aus der Gashaube durch die Beschickung
auf den Rostwagen des Obertrums in die unter dem Obertrum
angeordneten Windkästen gesaugt. Die Definition "vorderer
Teil der Sintermaschine" und "hinterer Teil der
Sintermaschine" ist jeweils in Laufrichtung des Obertrums
vom Aufgabeende zum Abwurfende der Sintermaschine zu
verstehen. Die Einleitung des Teilstromes in den vorderen
Teil der Sintermaschine kann den Zündofen einschließen oder
im Anschluß an den Zündofen erfolgen. Wenn das Kreislaufgas
in drei oder mehr Teilströme aufgeteilt wird, wird ein
Teilstrom in einen mittleren Teil der Länge der
Sintermaschine bzw. werden mehrere Teilströme in mehrere
mittlere Teile der Sintermaschine geleitet. Der
Sauerstoffgehalt der Teilströme nimmt dabei vom vorderen
Teilstrom zum hinteren Teilstrom ab. Die Gashaube über dem
Obertrum kann durch Anordnung von Querwänden an den
entsprechenden Stellen in Teile der gewünschten Länge
unterteilt werden, und der jeweilige Teilstrom des
Kreislaufgases in das entsprechende Teil geleitet werden.
Es ist jedoch auch möglich, den jeweiligen Teilstrom des
Kreislaufgases in einer durchgehenden Gashaube etwa in der
Mitte der Länge des jeweiligen Teiles oder verteilt über die
Länge des jeweiligen Teiles der Gashaube einzuleiten. In
diesem Fall tritt an den Grenzen benachbarter Teile der
Gashaube eine gewisse Vermischung der Teilströme des
Kreislaufgases ein, und es wird eine quasi-kontinuierliche
Abnahme des Sauerstoffgehaltes des Kreislaufgases zum
Abwurfende der Sintermaschine hin erzielt. Weiterhin ist
eine Kombination von Teilen unter der Gashaube mit und ohne
Querwände möglich. Der optimale Sauerstoffgehalt in den
einzelnen Teilströmen des Kreislaufgases ist von den
jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig und kann empirisch
ermittelt werden. Die vorgenannten und an sich aus der
EP-A-535 727 bekannten Maßnahmen können sinngemäß bei der
Erfindung angewendet werden.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die zur
Aufstärkung des Sauerstoffgehaltes des Kreislaufgases
erforderliche Menge an Luft oder Sauerstoff verringert wird,
und dadurch die Menge des abzuführenden Restgases nochmals
verringert werden kann.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der
Teilstrom des Kreislaufgases mit höherem Sauerstoffgehalt in
einem vorderen Teil von 20-80% der Länge der Sintermaschine,
vorzugsweise 30-50%, durch die Sintermischung geleitet wird.
Der vordere Teil der Länge der Sintermaschine erstreckt sich
vom Anfang des Zündofens bis zu der angegebenen Länge. Der
erste Teilstrom mit höherem Sauerstoffgehalt kann zum Teil
bereits in den Zündofen und zum anderen Teil in den
anschließenden Teil der Gashaube geleitet werden, oder er
kann ausschließlich in den an den Zündofen anschließenden
Teil geleitet werden. Der zweite Teilstrom mit niedrigerem
Sauerstoffgehalt wird in den restlichen Teil der Gashaube
bis zum Abwurfende eingeleitet. Diese Aufteilung ergibt bei
zwei Teilströmen gute Ergebnisse.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der Teilstrom mit
höherem Sauerstoffgehalt einen Sauerstoffgehalt über 12 Vol.-
% hat, vorzugsweise über 14 Vol.-%, und der Teilstrom mit
niedrigerem Sauerstoffgehalt einen Sauerstoffgehalt unter 14
Vol.-% hat, vorzugsweise unter 12 Vol.-%. Der Sauerstoffgehalt
ist auf feuchtes Gas bezogen. Der Sauerstoffgehalt des zweiten
Teilstromes mit niedrigerem Sauerstoffgehalt liegt immer
niedriger als der Sauerstoffgehalt des ersten Teilstromes.
Diese Gehalte ergeben bei zwei Teilströmen gute Ergebnisse.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß ein Teilstrom des
Kreislaufgases mit höherem Sauerstoffgehalt in einem vorderen
Teil der Sintermaschine durch die Beschickung geleitet wird,
ein Teilstrom mit mittlerem Sauerstoffgehalt in einem
mittleren Teil der Sintermaschine durch die Beschickung
geleitet wird, und ein Teilstrom mit niedrigerem
Sauerstoffgehalt im hinteren Teil der Sintermaschine durch
die Beschickung geleitet wird. Eine Aufteilung in drei
Teilströme erlaubt eine noch bessere Anpassung des
Sauerstoffgehaltes an die Erfordernisse für eine gute
Sinterung. Diese Anpassung kann durch weitere Aufteilung des
Kreislaufgases noch verbessert werden, erfordert aber auch
mehr Zuleitungen zur Gashaube und gesteuerte Zumischung von
sauerstoffreicheren Gasen zu den einzelnen Strömen.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der Teilstrom mit
höherem Sauerstoffgehalt in einem vorderen Teil von 10-40%
der Länge der Sintermaschine durch die Sintermischung
geleitet wird, der Teilstrom mit niedrigerem Sauerstoffgehalt
in einem hinteren Teil ab 60-80% der Länge der Sintermaschine
durch die Beschickung geleitet wird, und der Teilstrom mit
mittlerem Sauerstoffgehalt im mittleren Teil der Länge der
Sintermaschine durch die Beschickung geleitet wird. Die Länge
des mittleren Teiles der Sintermaschine, durch die der
Teilstrom mit mittlerem Sauerstoffgehalt geleitet wird,
ergibt sich aus der Differenz der Länge des vorderen und
hinteren Teiles. Die Aufteilung ergibt besonders gute
Ergebnisse.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der Teilstrom mit
höherem Sauerstoffgehalt einen Sauerstoffgehalt von über 14
Vol.-% hat, vorzugsweise über 16 Vol.-%, der Teilstrom mit
mittlerem Sauerstoffgehalt einen Sauerstoffgehalt von 18-12%
hat, und der Teilstrom mit niedrigerem Sauerstoffgehalt
einen Sauerstoffgehalt von unter 14 Vol.-% hat, vorzugsweise
unter 12 Vol.-%. Der Sauerstoffgehalt ist auf feuchtes Gas
bezogen. Der Sauerstoffgehalt des mittleren Teilstromes liegt
immer niedriger als der Sauerstoffgehalt des vorderen
Teilstromes und der Sauerstoffgehalt des hinteren
Teilstromes liegt immer niedriger als der Sauerstoffgehalt
des mittleren Teilstromes. Diese Sauerstoffgehalte ergeben
besonders gute Ergebnisse.
Die Gashaube über dem Obertrum einer Sintermaschine wird
durch Querwände in drei Teile geteilt. Der Zündofen erstreckt
sich bis zu 8% der Länge des Obertrums. Der vordere Teil
erstreckt sich von 8 bis 18% der Länge des Obertrums, der
mittlere Teil von 18 bis 78% und der hintere Teil von 78
bis 100%. In den Zündofen wird Luft eingeleitet. In den
vorderen Teil wird ein Teilstrom des Kreislaufgases
eingeleitet, dessen Sauerstoffgehalt durch Zumischen von
Luft auf 18 Vol.-% aufgestärkt ist. In den mittleren Teil
wird ein Teilstrom des Kreislaufgases geleitet, dessen
Sauerstoffgehalt durch Zumischen von Luft auf 12 Vol.-%
aufgestärkt ist. In den hinteren Teil wird ein Teilstrom des
Kreislaufgases mit 9 Vol.-% Sauerstoff ohne Zugabe von Luft
geleitet. Der vordere Teil des Kreislaufgases beträgt 54 160
Nm³/h und besteht aus 12 270 Nm³/h Abgas und 41 890 Nm³/h
zugesetzter Luft. Der mittlere Teilstrom beträgt 143 380
Nm³/h und besteht aus 104 540 Nm³/h Abgas und 38 840 Nm³/h
zugesetzter Luft. Der hintere Teilstrom beträgt 110 640 Nm³/h
und besteht aus Abgas.
Claims (6)
1. Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf
einer Sintermaschine, wobei eine festen Brennstoff
enthaltende Sintermischung auf die Sintermaschine
aufgegeben wird, die Oberfläche der Sintermischung gezündet
wird, sauerstoffhaltige Gase durch die Sintermischung
geleitet werden, ein Teil des Abgases als Kreislaufgas
zurückgeführt und vor der Beaufschlagung der
Sintermischung durch Zugabe von sauerstoffreicheren Gasen
auf einen Sauerstoffgehalt von max. 24% aufgestärkt
wird, der andere Teil des Abgases als Restgas abgeführt
wird, wobei als Restgas nur eine Abgasmenge abgeführt
wird, die dem während des Sinterprozesses gebildeten Gas
plus dem zur Aufstärkung zugegebenen sauerstoffreicheren
Gas plus der von außen eingedrungenen Falschluft minus
dem verbrauchten Sauerstoff entspricht, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas in mindestens zwei
Teilströme aufgeteilt wird, ein Teilstrom des
Kreislaufgases auf einen höheren Sauerstoffgehalt
aufgestärkt und im vorderen Teil der Sintermaschine durch
die Sintermischung geleitet wird, und ein Teilstrom des
Kreislaufgases auf einen niedrigeren Sauerstoffgehalt
aufgestärkt wird oder ohne Aufstärkung im hinteren Teil
der Sintermaschine durch die Sintermischung geleitet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Teilstrom des Kreislaufgases mit höherem
Sauerstoffgehalt in einem vorderen Teil von 20-80% der
Länge der Sintermaschine, vorzugsweise 30-50%, durch
die Sintermischung geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Teilstrom mit höherem Sauerstoffgehalt einen
Sauerstoffgehalt über 12 Vol.-% hat, vorzugsweise über
14 Vol-%, und der Teilstrom mit niedrigerem Sauerstoffgehalt
einen Sauerstoffgehalt unter 14 Vol.-% hat, vorzugsweise
unter 12 Vol.-%.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Teilstrom des Kreislaufgases mit höherem
Sauerstoffgehalt in einem vorderen Teil der
Sintermaschine durch die Beschickung geleitet wird, ein
Teilstrom mit mittlerem Sauerstoffgehalt in einem
mittleren Teil der Sintermaschine durch die Beschickung
geleitet wird, und ein Teilstrom mit niedrigerem
Sauerstoffgehalt im hinteren Teil der Sintermaschine
durch die Beschickung geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Teilstrom mit höherem Sauerstoffgehalt in einem
vorderen Teil von 10-40% der Länge der Sintermaschine
durch die Sintermischung geleitet wird, der Teilstrom
mit niedrigerem Sauerstoffgehalt in einem hinteren Teil
ab 60-80% der Länge der Sintermaschine durch die
Beschickung geleitet wird, und der Teilstrom mit
mittlerem Sauerstoffgehalt im mittleren Teil der Länge
der Sintermaschine durch die Beschickung geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Teilstrom mit höherem Sauerstoffgehalt einen
Sauerstoffgehalt von über 14 Vol.-% hat, vorzugsweise
über 16 Vol.-%, der Teilstrom mit mittlerem
Sauerstoffgehalt einen Sauerstoffgehalt von 18-12% hat,
und der Teilstrom mit niedrigerem Sauerstoffgehalt einen
Sauerstoffgehalt von unter 14 Vol.-% hat, vorzugsweise
unter 12 Vol.-%.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934315822 DE4315822C2 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine |
TW82106238A TW256797B (de) | 1993-05-12 | 1993-08-04 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934315822 DE4315822C2 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4315822A1 true DE4315822A1 (de) | 1994-11-17 |
DE4315822C2 DE4315822C2 (de) | 2002-01-17 |
Family
ID=6487881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934315822 Expired - Lifetime DE4315822C2 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4315822C2 (de) |
TW (1) | TW256797B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1015697A3 (fr) * | 2003-09-29 | 2005-07-05 | Ct Rech Metallurgiques Asbl | Procede ameliore d'agglomeration de minerals de fer sur grille mobile. |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE129750T1 (de) * | 1991-10-03 | 1995-11-15 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum sintern von eisenoxidhaltigen stoffen auf einer sintermaschine. |
-
1993
- 1993-05-12 DE DE19934315822 patent/DE4315822C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-04 TW TW82106238A patent/TW256797B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1015697A3 (fr) * | 2003-09-29 | 2005-07-05 | Ct Rech Metallurgiques Asbl | Procede ameliore d'agglomeration de minerals de fer sur grille mobile. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4315822C2 (de) | 2002-01-17 |
TW256797B (de) | 1995-09-11 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |