DE619591C

DE619591C - Method and device for roasting ores

Info

Publication number: DE619591C
Application number: DEM126787D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Carl Paul Debuch; Dipl-Ing Ernst Markworth
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1934-03-11
Filing date: 1934-03-11
Publication date: 1935-10-04

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Rösten von Erzen Das Rösten von Erzen und anderem metallhaltigen Gut in Drehrohröfen ist nicht durchführbar, wenn die gesamte Röstluft an einem Ende in den Ofen. eingeführt wird. Die Arbeitstemperaturen steigen dann nämlich in bestimmten Ofenzonen so hoch, daß das Gut Ansätze bildet, die einen geordneten Betrieb unmöglich machen. Erst dadurch, daß die Röstluft dem Drehrohrofen an verschiedenen Stellen, z. B. durch im Ofenmantel verteilte Düsen, zugeführt wurde, gelang die Abröstung von sulfidischen Erzen o. dgl. im Drehrohrofen; denn durch Regelung der Luftmenge, die durch jede Düse in den Ofen strömte, konnten nunmehr auch die Temperaturen in der zugehörigen Ofenzone bis zu einem gewissen Grade geändert werden. Die Regelung der Luftzufuhr ermöglichte es, die Temperaturen in zu heiß gehenden Ofenteilen zu senken. Sie waren-aber auch ein brauchbares Mittel zur Erhöhung der Temperaturen in den kälteren Ofenteilen, so daß die Temperaturen in dem größten Teil des Ofens ziemlich gleichmäßig eingestellt werden konnten. Aber auch bei derart ausgestalteten Öfen können Ansatzbildungen noch eintreten, wenn der Durchsatz des. Ofens über ein gewisses Maß gesteigert und die durch die Röstreaktionen im Ofen frei werdende Wärme zu groß wird. Dadurch, daß zur Vermeidung von Ansatzbildung die Temperaturen im Drehrohrofen unter einer bestimmten Höchstgrenze gehalten werden müssen, ist also die Durchsatzleistung des Drehrohrofens nach obenhin begrenzt. Ein gegebener Ofen kann von einem bestimmten Erz nur eine bestimmte Menge durchsetzen. Wird der Durchsatz des Ofens über diese Menge hinaus erhöht, so treten unvermeidlich Betriebsstörungen auf.Method and device for roasting ores The roasting of ores and other metalliferous material in rotary kilns is not feasible if the Put all of the roasting air into the oven at one end. is introduced. The working temperatures then rise so high in certain furnace zones that the material forms deposits, which make orderly operation impossible. Only because the roasted air to the Rotary kiln in various places, e.g. B. by nozzles distributed in the furnace shell, was supplied, the roasting of sulfidic ores or the like succeeded in the rotary kiln; because by regulating the amount of air that flowed into the furnace through each nozzle now also the temperatures in the associated oven zone up to a certain level Degrees to be changed. The regulation of the air supply made it possible to control the temperatures to lower in oven parts that are too hot. But they were also a useful tool to increase the temperatures in the colder parts of the furnace, so that the temperatures could be set fairly evenly in most of the oven. but Even with ovens designed in this way, buildup can still occur if the throughput of the oven increased to a certain extent and that due to the roasting reactions The heat released in the oven becomes too great. In that to avoid buildup the temperatures in the rotary kiln are kept below a certain maximum limit must, so the throughput of the rotary kiln is limited to the top. A given furnace can only get a certain amount of a given ore. If the throughput of the furnace is increased beyond this amount, then inevitably occur Operational disruptions.

Um die Durchsatzleistung derartiger Drehrohröfen zu erhöhen, sind schon verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, die alle darauf abzielen, mit besonderen Mitteln Wärme aus dem Ofen bzw. aus bestimmten Ofenzonen abzuführen. Diese Maßnahmen, z. B. die Rückführung von Abgasen in den Ofen, beeinflussen aber die Arbeitsbedingungen im Ofen, oder sie' stoßen, wie die Kühlung des Ofens mittels im Ofen frei liegender Röhrte, auf bauliche Schwierigkeiten. Durch die Erfindung gelingt es, die Steigerung des Durchsatzes von Drehrohröfen, deren Mantel mit in das Ofeninnere vorstehenden Luftdüsen ausgestattet ist, über das normale Maß ohne die erwähnten Nachteile zu erzielen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Schwefeldioxydkonzentration der Ofengase weit über das übliche Maß gesteigert werden kann.To increase the throughput of such rotary kilns are Various measures have already been proposed, all aimed at using special means of removing heat from the furnace or from certain furnace zones. These measures, e.g. B. the return of exhaust gases in the furnace, but affect the working conditions in the furnace, or they 'bump, like the cooling of the furnace by means of Tubes exposed in the furnace, for structural difficulties. Through the invention it is possible to increase the throughput of rotary kilns whose jacket with in the oven interior is equipped with protruding air nozzles, beyond the normal extent without to achieve the disadvantages mentioned. Another advantage of the invention is in that the sulfur dioxide concentration of the furnace gases is far above the usual level can be increased.

Die Erfindung geht aus von der Tatsache, 'daß die im Drehrohrofen bei der Röstung oder ähnlichen exothermen Verfahren erzeugte Wärme etwa zu 50 °/o von den Ab- gasen aufgenommen und abgeführt wird, während die übrigen 50 % teils in dem den' Ofen verlassenden Gut enthalten, teils als Wärmeverlust zu buchen sind. Nach der Erfindung -wird nun den Ofengasen Wärme dadurch entzogen, daß .die Düsen im Ofenmantel, die so weit in das Ofeninnere vorstehen, daß in ihre Mündungen nicht mehr das im Ofen behandelte Gut gelangen kann, mit Kühlung ausgestattet sind.The invention is based on the fact that about 50% of the heat generated in the rotary kiln during roasting or similar exothermic processes is absorbed and dissipated by the exhaust gases, while the remaining 50% is partly in the kiln leaving the kiln Well included, to be booked partly as heat loss. According to the invention, heat is withdrawn from the furnace gases in that the nozzles in the furnace jacket, which protrude so far into the furnace interior that the material treated in the furnace can no longer reach their mouths, are equipped with cooling.

Dadurch, daß die Wärme nicht dem Gut bzw. dem Reaktionsvorgang, sondern der Ofenatmosphäre entnommen wird, wird der Ablauf der Reaktionen im. Drehrohrofen nicht beeinträchtigt. Man kann also den Ofengasen erhebliche Wärmemengen entziehen, ohne den Röstvorgang zu stören, wenn man die erfindungsgemäß durch die Düsenkühlung abgeführte Wärme dadurch ausgleicht, daß der Ofen mit entsprechend erhöhtem Durchsatz betrieben wird. Es ist z. B. möglich, aus den Ofengasen bis etwa 5001, der im Ofen bei normalem: Durchsatz erzeugten Wärme durch Düsenkühlung gemäß der Erfindung abzuführen. Dieser Wärmemenge entspricht, da ja die Ofengase etwa 5o o/o der erzeugten Wärme aufnehmen, eine Vermehrung des Durchsatzes. um etwa 25 %. Diese Erhöhung der Durchsatzleistung gelingt, ohne daß die übrigen Arbeitsbedingungen gegenüber den normalen. ohne - Düsenkühlung betriebenen Ofen sich wesentlich ändern. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Durchsatz nicht so stark, z. B. nur um 15 % zu-steigern. Dann läßt sich bei gleich starker Kühlung eine hohe Gaskonzentration, z. B. von 13.0/p Sc'hweteloxyd und mehr, !erzielen.Because the heat is not taken from the material or the reaction process, but from the furnace atmosphere, the course of the reactions in the. Rotary kiln not affected. One can therefore withdraw considerable amounts of heat from the furnace gases without disturbing the roasting process if the heat dissipated according to the invention by the nozzle cooling is compensated for by operating the furnace with a correspondingly increased throughput. It is Z. B. possible to dissipate from the furnace gases up to about 5001, the heat generated in the furnace at normal throughput by nozzle cooling according to the invention. Since the furnace gases absorb about 50% of the heat generated, this amount of heat corresponds to an increase in throughput. by about 25% . This increase in throughput is achieved without affecting the other working conditions compared to normal. furnace operated without nozzle cooling change significantly. In some cases it may be useful to reduce the throughput as much, e.g. B. can only be increased by 15%. Then a high gas concentration, z. B. of 13.0 / p Sc'hweteloxyd and more!

Die Kühlung der Düsen gemäß der Erfindung kann mit Gasen oder Flüssigkeiten, -. B. Luft,. Wasserdampf oder Wasser, erfolgen. Wasserkühlung ist besonders wirksam und verdient dann den Vorzug, wenn große Wärmemengen dem Ofen entnommen werden sollen oder wenn nur verhältnismäßig kleine Kühlflächen zur Verfügung stehen. Luft-oder Gaskühlung hat dagegen den Vorteil, daß man. Kondensationen an der Außenfläche der Düsenmäntel mit Sicherheit vermeiden kann.The cooling of the nozzles according to the invention can be with gases or liquids, -. B. Air ,. Steam or water. Water cooling is particularly effective and deserves the preference when large amounts of heat are to be extracted from the furnace or if only relatively small cooling surfaces are available. Air or Gas cooling, on the other hand, has the advantage that one. Condensation on the outer surface of the Can avoid nozzle jackets with certainty.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäß eingerichteter Drehrohrofen beispielsweise dargestellt.In the drawing is a rotary kiln set up according to the invention for example shown.

In Abb. i ist ein Drehrolhrofen, in'Abb, z Beine Düse im vergrößerten Maßstabe schematisch dargestellt. i ist der Mantel, 2 das Mauerwerk des.Ofens, 3 die Beschickungseinrichtung, 4 der Austrag und 5 der Gasabzug. Der Ofen ist wie üblich mit den Laufkränzen 6 und dem Antrieb 7 ausgestattet. ä sind die Düsen; durch diese strömt die Röstluft in den Ofen. Jede Düse ist am Ofenmantel i unter Verwendung des Zwischenstückes 14 befestigt. Sie besteht im wesentlichen aus dem inneren Düsenrohr ii und dem Mantelrohr io. Der Raum zwischen dem äußeren Rohr io und dem inneren Rohr i i wird zweckmäßig durch ein Rohr 12 nochmals unterteilt. 13 ist der Anschluß, für die Kühlluft, 15 der Düsenkopf.In Fig.i is a rotary tubular kiln, in'Abb, z legs nozzle in enlarged Scale shown schematically. i is the mantle, 2 the masonry of the oven, 3 the loading device, 4 the discharge and 5 the gas exhaust. The oven is like Usually equipped with the running rings 6 and the drive 7. ä are the nozzles; by the roasting air flows into the oven. Each nozzle is on the furnace shell i using of the intermediate piece 14 attached. It essentially consists of the inner nozzle tube ii and the jacket pipe io. The space between the outer tube and the inner one Pipe i i is expediently subdivided again by a pipe 12. 13 is the connection for the cooling air, 15 the nozzle head.

Die Kühlluft wird von dem Gebläse i9 durch die Leitung 18, den Verteilerkopf 17 und die mit dem Ofen rotierenden Leitungen 16 den einzelnen Düsen zugeführt. In den Leitungen 16 sind Regelorgane 9 vorgesehen. Die Kühlluft strömt durch die Anschlüsse 13 in den Raum. zwischen den beiden Rohren io und 12 bis zur Düsenmündung. Hier wird der Luftstrom umgelenkt, so daß die Luft nunmehr in den Raum zwischen den Rohren 12, und io wieder zurückströmt und aus dem Düsenkopf z. B. bei 2o in die Atmosphäre austritt.The cooling air is supplied to the individual nozzles by the fan 19 through the line 18, the distributor head 17 and the lines 16 rotating with the furnace. In the lines 1 6 control organs 9 are provided. The cooling air flows through the connections 13 into the room. between the two tubes io and 12 up to the nozzle mouth. Here the air flow is deflected so that the air now flows back into the space between the pipes 12, and io and from the nozzle head z. B. escapes into the atmosphere at 2o.

Man braucht natürlich nicht die Kühlluft, die beim Durchgang durch den Düsenmantel erhitzt worden ist, verloren'zu geben. Es ist ohne weiteres möglich, sie für Heiz- oder Trockenzwecke o. dgl. auszunutzen. Hat der Drehrohrofen zu kalt gehende Zonen aufzuweisen, so kann man. die erwärmte Kühlluft in diesen Zonen als Röstluft verwenden.Of course, you don't need the cooling air that comes through when you walk through it the nozzle jacket has been heated to give lost. It is easily possible to use them for heating or drying purposes or the like. The rotary kiln is too cold to have walking zones, so one can. the heated cooling air in these zones as Use roasted air.

Die Röstluft tritt durch das Rohr i i in den Ofen ein. Entweder- ist dieses Rohr außen offen, dann arbeitet der Ofen unter Unterdruck, so daß die Röstluft von außen angesaugt wird. Zur Regelung bzw. völligen Abstellung der Röstluft kann die Düse außerhalb des Ofens. mit Schiebern, Ventilen o. dgl. versehen sein. Es ist aber auch möglich, die Röstluft in Form von Gebläsewind aufzuwenden. Z. B. können die Düsenrohre ii an dieselben Leitungen regelbar angeschlossen werden, die die Kühlluft liefern.The roasting air enters the oven through pipe i i. Either is this pipe open on the outside, then the oven works under negative pressure, so that the roasting air is sucked in from the outside. To regulate or completely shut off the roasting air the nozzle outside the oven. be provided with slides, valves or the like. It but it is also possible to use the roasted air in the form of a blower wind. E.g. can the nozzle pipes ii are controllably connected to the same lines that the Supply cooling air.

Die Düsenkühlung gemäß der Erfindung kann den Arbeitsbedingungen in den einzelnen Ofenzonen weitgehend angepaßt werden dadurch, daß die Kühlung verstärkt oder verringert wird oder daß die Kühlung einzelner Düsen völlig- abgestellt wird. In vielen Fällen genügt es, wenn nur bestimmte Ofenzonen, die sonst zu heiß gehen würden, mit gekühlten Düsen ausgestattet und daß für die übrigen Teile des Ofens die bisher gebräuchlichen Düsenkonstruktionen verwendet werden, Die Düsen können aus Eisen oder Kupfer oder ähnlichen Metallen gefertigt sein. Zweckmäßig ist, hier Edelstähle oder Chromlegierungen zu verwenden, die im Betrieb eine ausgezeichnete Haltbarkeit haben. Verwendet man derartige Legierungen, so kann das Gesamtgewicht der Düsen wesentlich geringer als bei Verwendung anderer Baustoffe bemessen werden. Vielfach genügt es, -wenn nur der Außenmantel der Düsen aus korrosionsfesten Baustoffen hergestellt wird. Die Kühlung des Düsenrohrs i i und der Unterteilung 12 ist in vielen Fällen nämlich so stark, daß man für diese Teile die üblichen Baustoffe benutzen kann. Man kann dabei die Anordnung so treffen, daß das innere gut gekühlte Düsenrohr die hauptsächlichsten mechanischen Beanspruchungen aufzunehmen hat und gleichzeitig die Scheidewand 12 und den Mantel io trägt. Es ist aber auch möglich, die mechanischen Beanspruchungen in geeigneter Weise auf alle drei Rohre zu verteilen und diese durch gegenseitige Verbindung zu einer Einheit in bezug auf mechanische Beanspruchung auszubilden.The nozzle cooling according to the invention can be used in the working conditions the individual furnace zones are largely adapted in that the cooling is increased or is reduced or that the cooling of individual nozzles is completely switched off. In many cases it is sufficient to only use certain oven zones that would otherwise get too hot would be equipped with cooled nozzles and that for the remaining parts of the furnace the nozzle designs customary up to now can be used, the nozzles can be made of iron or copper or similar metals. Is expedient here Use stainless steels or chrome alloys, which are excellent in operation Have durability. If such alloys are used, the total weight can be of the nozzles are dimensioned much smaller than when using other building materials. In many cases it is sufficient if only the outer jacket of the nozzles is made of corrosion-resistant building materials will be produced. the Cooling of the nozzle tube i i and the subdivision In many cases 12 is so strong that the usual building materials are used for these parts can use. You can make the arrangement so that the interior is well cooled The nozzle pipe has to absorb the main mechanical loads and at the same time the partition 12 and the coat io wears. But it is also possible to distribute the mechanical stresses appropriately on all three pipes and these by mutual connection into a unit with respect to mechanical To train stress.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for roasting ores in rotary kilns, which are equipped with nozzles distributed in the oven jacket for the supply of roasting air are, characterized in that the gas atmosphere of the furnace heat by cooling withdrawn from the nozzles and that according to the dissipated heat or a large Partly the same the throughput above the maximum permissible with non-cooled nozzles Degree is increased.

2. The method according to claim i, characterized in that air cooling is used.

3. Apparatus for carrying out the method according to the claims i and 2, characterized by a surrounding the nozzle for the roasting air supply Tube that has a cooling jacket that surrounds the nozzle and is closed off from the interior of the furnace and one connected to the cooling jacket by means of a pipe rotating with the furnace Coolant fan.