DE4315822C2

DE4315822C2 - Verfahren zum Sintern von eisenoxidhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine

Info

Publication number: DE4315822C2
Application number: DE19934315822
Authority: DE
Inventors: Heiko Weisel
Original assignee: MG Technologies AG
Current assignee: MG Technologies AG
Priority date: 1993-05-12
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: TW256797B; DE4315822A1

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 1.000.000 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 52-116 703 A 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 535 727 A1 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 SO_x, 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 veringert. Die dadurch erzielte Einsparung an Koks kann bis zu 20% betragen. Dadurch wird auch der SO_x-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 SO_x verringert.

Eine Ausgestaltung besteht darin, daß das Kreislaufgas zur Verhinderung der Unterschreitung des H₂SO₄-Taupunktes aufgeheizt wird. Dadurch werden ein Unterschreiten des H₂SO-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 innnerhalb 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/m³d_k den Durchmesser des kugelförmigen Teilchens in m
ν die kinematische Zähigkeit in m²/sec.
g die Gravitationskonstante in m/sec.²

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 SO_x-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 SO_x-Gehaltes im Kreislaufgas vermieden und eine weitgehende Entfernung von SO_x aus denn 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 Rostlbelag-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 535 727 A1 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 das Kreislaufgases ist von den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig und kann empirisch ermittelt werden. Die vorgenannten und an sich aus der EP 535 727 A1 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.

Beispiel

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 54160 Nm³/h und besteht aus 12270 Nm³/h Abgas und 41890 Nm³/h zugesetzter Luft. Der mittlere Teilstrom beträgt 143380 Nm³/h und besteht aus 104540 Nm³/h Abgas und 38840 Nm³/h zugesetzter Luft. Der hintere Teilstrom beträgt 110640 Nm³/h und besteht aus Abgas.

Claims

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.-%.