DE824854C

DE824854C - Method and device for the heat treatment of small molded bodies made of ore and mineral dust

Info

Publication number: DE824854C
Application number: DEE1022A
Authority: DE
Inventors: Percy H Royster
Original assignee: Erie Mining Co
Current assignee: Erie Mining Co
Priority date: 1945-07-19
Filing date: 1950-04-20
Publication date: 1951-12-13
Also published as: US2533142A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von kleinen Formkörpern aus Erz- und Mineralstaub Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit verbesserten Wärmebehandlungsverfahren, einschließlich Trocknen, Rösten, Calcinieren, Verfestigen, Brennen und ähnlichen thermischen Verfahren, in ihrer Anwendung auf feste, anorganische, mineralische Körper, wie z. B. Erze, erzartige Stoffe, nichtmetallische Rohstoffe, wie z. B. feuerfester Ton, Kalkstein, Phosphatgesteine u. dgl.Method and device for the heat treatment of small shaped bodies from ore and mineral dust The present invention is concerned with improved Heat treatment processes, including drying, roasting, calcining, solidifying, Firing and similar thermal processes, in their application to solid, inorganic, mineral bodies, such as B. Ores, ore-like substances, non-metallic raw materials, such as B. refractory clay, limestone, phosphate rocks and the like.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und Vorrichtungen, um in einzelnen Teilchen vorliegende kleine, verdichtete Massen, wie z. B. kleine Briketts, zylindrische Formstücke und insbesondere Kügelchen aus feuchtem, oxydischem Eisenerzstaub, d. i. fein zerkleinertes Material, das engmaschige Siebe passiert -hat, im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Strom bei erhöhten Temperaturen um etwa i ioo° C zu brennen, wobei diese Massen sich auf Grund der Schwerkraft durch ein Paar übereinanderstehende, thermisch isolierte und miteinander verbundene Behandlungskammern bewegen und wobei z. B. die Kügelchen mit einem Gas, insbesondere Duft, in Berührung kommen, das unter Wärmeaustausch der sich bewegenden Masse der Kügelchen entgegenstrÖmt.In particular, the present invention relates to an improved method and devices to remove small, compacted masses present in individual particles, such as B. small briquettes, cylindrical fittings and especially beads moist, oxidic iron ore dust, d. i. finely chopped material, the close-knit Sieves happened -has, in continuous or discontinuous flow at increased Temperatures of about 100 ° C to burn, whereby these masses are due to the Gravity through a pair of superimposed, thermally insulated and interconnected move connected treatment chambers and wherein z. B. the beads with a gas, especially fragrance, which comes into contact with the moving heat exchange The mass of the globules flows in the opposite direction.

Das Problem, Erzstaub und andere in ähnlicher Weise fein verteilte anorganische, feste Stoffe zu Körpern solcher Größe und Form aufzuarbeiten, daß sie in einem metallurgischen Ofen, z. B. einem Hochofen, wirtschaftlich zu handhaben sind, ist sehr alt und hat sehr viel Beachtung gefunden. So hat z. B. M a s o n in der amerikanischen Patentschrift 307 667 vorgeschlagen, den Eisenerzstaub o. dgl. mit Wasser in Gegenwart oder Abwesenheit eines Bindemittels anzufeuchten, daraus Ziegel oder unregelmäßige kleine Formstücke zu fertigen, und diese einer Wärmebehandlung im ruhenden Zustand zu unterwerfen, wobei die kleinen Formstücke in Schichten von festen Brennstoffen eingebettet und die letzteren abgebrannt werden, um so die Erz-Staub-Formstücke in den dazwischenliegenden Schichten zu backen oder zu brennen. Späterhin wurde das Brikettieren mit und ohne nachfolgende Verfestigung durch Wärme, wie auch das Sintern und die Klümpchenbildung vorgeschlagen. Eine Variante bestand darin, daß der Erzstaub in An- oder Abwesenheit von Bindemitteln durchfeuchtet und zu Formstücken oder Kugeln, in den Vereinigten Staaten verschiedentlich als »pellets« und »glomerules« bezeichnet, geformt wurde, die dann getrocknet und mehr oder weniger gebacken wurden, ohne daß ein übermäßiges Schmelzen der Mineralbestandteile des Erzes eintrat. Ein zur Durchführung dieses Gedankens vorgeschlagenes Verfahren bestand darin, den angefeuchteten Staub in das obere Ende eines verhältnismäßig langen, geneigten Drehofens kontinuierlich einzuführen, an dessen unterem Ende durch Verbrennen von Heizstoffen eine hohe Temperatur aufrechterhalten wurde. Hierbei erwartete man, daß der feuchte Staub sich im ersten Stadium seiner Wanderung durch den Drehofen zusammenballen würde, und daß die so entstandenen kugelförmigen Massen getrocknet und schließlich auf der weiteren Wanderung durch den heißen Teil des Drehofens gebrannt werden würden. Es erwies sich aber, daß dieses Verfahren unbefriedigend war, da die Kugeln nach dem Trocknen zu bröckelig wurden, um den folgenden Rollweg zu überstehen, so daß sie wieder zerfielen. Deshalb wurde vorgeschlagen, die Kugeln auf eine etwas unklare Art in ruhendem Zustand zu erhalten und sie während des Brennens nicht Bruchbeanspruchungen zu unterwerfen. . jedoch mangelt es diesen Vorschlägen. an verständlichen Vorschriften, das gewünschte Ziel zu erreichen.The problem, ore dust and other similarly finely distributed To work up inorganic, solid substances into bodies of such size and shape that them in a metallurgical furnace, e.g. B. a blast furnace to handle economically are, is very old and received a lot of attention. So had z. B. M a s o n proposed in American patent specification 307 667, the iron ore dust or the like to moisten with water in the presence or absence of a binder, to make bricks or irregular shaped pieces out of it, and this one Subject to heat treatment at rest, taking the small fittings embedded in layers of solid fuel and the latter burned down, so as to bake the ore-dust-shaped pieces in the intermediate layers or to burn. Later it became briquetting with and without subsequent solidification suggested by heat, as well as sintering and clumping. A variant consisted in the ore dust being soaked through in the presence or absence of binding agents and to fittings or balls, variously called in the United States "Pellets" and "glomerules" were designated, shaped, then dried, and more or less baked without excessive melting of the mineral ingredients of the ore entered. A proposed method for carrying out this idea consisted in putting the moistened dust in the top of a proportionately long, inclined rotary kiln to introduce continuously at its lower end Burning heating fuels a high temperature was maintained. Here the damp dust was expected to spread in the first stage of its migration the rotary kiln would agglomerate, and that the resulting spherical masses dried and finally on the further hike through the hot part of the Rotary kiln would be fired. It turned out, however, that this procedure was unsatisfactory was because the balls became too crumbly after drying to make the following taxiway to survive so that they fell apart again. That is why it was suggested the bullets in a somewhat obscure way to get dormant and them while burning not to be subjected to breaking loads. . however, these proposals are lacking. understandable rules to achieve the desired goal.

Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Zerbröckelung dieser Kügelchen während des Heizvorganges dadurch verhindert werden kann, daß man die Schnelligkeit, mit der die Temperatur zumindest der äußeren Schichten der grünen oder rohen, d. h. unbehandelten Kügelchen von unterhalb ioo° durch das Trocknungsstadium hindurch auf jene Höhe gebracht wird, bei den meisten Eisenerzen beispielsweise 8oo bis iiso°, bei der der gewünschte Verfestigungsgrad der Erzteilchen eintritt, erhöht und damit eine sehr schnelle Härtung der äußeren Schichten der Kügelchen erreicht. Um das gewünschte Ergebnis zu erreichen, verfährt man so, daß eine in der Apparatur befindliche Schicht der rohen, d. h. der feuchten und unbehandelten Kügelchen, deren Temperatur zu Beginn des Verfahrens unter ioo° liegt, von einem mechanisch angetriebenen Gasstrom durchströmt wird, der anfangs auf eine vorbestimmte Brenntemperatur erhitzt ist. Dieser Gasstrom wird solange hindurchgetrieben, bis nicht nur die äußeren Teile der Kügelchen in der in der Apparatur befindlichen Schicht durch die Hitze verfestigt sind, sondern auch die gesamte Kugelmasse vollständig auf die Brenntemperatur durcherhitzt ist. Anschließend läßt man die in den so gebrannten Kügelchen vorhandene Wärmemenge weitestgehend auf das ungeheizte Behandlungsgas übergehen, das dann zum Erwärmen der Rohkügelchen verwendet wird.It has now been found that there is substantial crumbling of these beads can be prevented during the heating process by reducing the speed, with which the temperature of at least the outer layers of the green or raw, d. H. untreated beads from below 100 ° through the drying stage is brought to that level, for most iron ores, for example, 8oo to iiso °, at which the desired degree of solidification of the ore particles occurs, and thus increased a very rapid hardening of the outer layers of the beads is achieved. To that To achieve the desired result, one proceeds so that one located in the apparatus Layer of raw, d. H. of the moist and untreated beads, their temperature is below 100 ° at the beginning of the process, from a mechanically driven gas flow is flowed through, which is initially heated to a predetermined firing temperature. This gas flow is driven through until not only the outer parts the beads solidified by the heat in the layer in the apparatus are, but also the entire ball mass is completely heated to the firing temperature is. The amount of heat present in the pellets thus fired is then left As far as possible go over to the unheated treatment gas, which is then used for heating the raw pellet is used.

Im allgemeinen umfaßt das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung folgende Schritte. Man läßt eine gewisse Menge loser Kügelchen oder gleichartiger, kleiner, verfestigter Formstücke aus feuchtem Erzstaub, anfangs im wesentlichen unerwärmt, sich auf Grund der Schwerkraft durch eine obere Behandlungskammer, ein eingeengtes Verbindungsrohr und eine untere Behandlungskammer hindurchbewegen, wobei die Kügelchen das engere Verbindungsrohr wie auch die obere und untere Behandlungskammer mit Ausnahme oberer und unterer Leerräume erfüllen, die in jeder Behandlungskammer an die die Masse oben und unten begrenzenden freien Oberflächen der :fasse der Kügelchen angrenzen. Ein anfangs im wesentlichen ungeheizter Gasstrom, z. B. Luft, wird durch den Apparat aufwärts getrieben, und zwar ausgehend von dem unteren Leerraum zum oberen Leerraum der unteren Behandlungskammer, von hier aus zu einer mit ihr verbundenen Verbrennungskammer oder -röhre, worin der Gasstrom durch Verbrennen eines dort eingeführten Heizstoffes aufgeheizt wird, dann aus der Verbrennungskammer zu dem unteren Leerraum der oberen Behandlungskammer, von dort aus zu ihrem oberen Leerraum und schließlich nach außen. Auf seinem Wege im Gegenstrom zu den Kügelchen wird das zu Beginn im wesentlichen nicht erwärmte Gas wenigstens im größeren Teil der unteren Behandlungskammer durch Berührung mit den heißen Kügelchen, die sich aus der oberen Behandlungskammer durch die verengte Verbindungsröhre in die untere Behandlungskammer bewegen, erhitzt, während die umströmten Kügelchen sich auf etwa die Eingangstemperatur des Gases abkühlen. Auf seinem weiteren Wege durch die Verbrennungskammer wird das zum mindesten teilweise vorerhitzte Gas auf die gewünschte Gaseingangstemperatur geheizt.In general, the method of the present invention comprises the following Steps. A certain amount of loose globules or similar, smaller, solidified fittings made of moist ore dust, initially essentially unheated, due to gravity through an upper treatment chamber, a narrow one Move connecting tube and a lower treatment chamber therethrough, with the beads the narrower connecting pipe as well as the upper and lower treatment chamber with the exception meet upper and lower empty spaces that are in each treatment chamber to the The mass of free surfaces delimiting the top and bottom of the: grasp the bead adjoining. An initially essentially unheated gas stream, e.g. B. air, is through the apparatus driven upwards from the lower void to the upper void the lower treatment chamber, from here to a combustion chamber connected to it or tube, in which the gas flow is generated by burning a fuel introduced there is heated, then from the combustion chamber to the lower void of the upper Treatment chamber, from there to its upper empty space and finally to the outside. On its way in countercurrent to the globules, this becomes essentially at the beginning unheated gas through at least in the greater part of the lower treatment chamber Contact with the hot globules emerging from the upper treatment chamber move the constricted connecting tube into the lower treatment chamber, heated, while the spheres flowed around them to about the inlet temperature of the gas cooling down. At least that will be the case on its way through the combustion chamber partially preheated gas heated to the desired gas inlet temperature.

Das aufgeheizte Behandlungsgas wird, nachdem es aus der Verbrennungskammer mit der gewünschten Behandlungstemperatur in den unteren Leerraum der oberen Behandlungskammer gelangt ist, durch die Zwischenräume zwischen den die obere Behandlungskammer im wesentlichen ausfüllenden Kügelchen hindurchgetrieben, überträgt dort die Wärme auf die Kügelchen und entweicht in die Atmosphäre, wobei es im wesentlichen die Temperatur der in den Apparat eingeführten Kügelchen besitzt. Hierbei «-erden die Kügelchen im unteren Teil der oberen Behandlungskammer auf die gewünschte Temperatur mittels der von dem Gas übertragenen Wärme aufgeheizt. Die erhitzten Kügelchen fließen dann aus der oberen Behandlungskammer durch die verengte Verbindungsröhre in den oberen Teil der unteren Behandlungskammer.The heated treatment gas is after it leaves the combustion chamber with the desired treatment temperature in the lower empty space of the upper treatment chamber has passed through the spaces between the upper treatment chamber in the Driven through essential filling beads, the heat is transferred there on the bead and escapes into the atmosphere, essentially being the Temperature of the beads introduced into the apparatus. Here «-earth the Bead in the lower part of the upper treatment chamber to the desired temperature heated by the heat transferred by the gas. the heated Beads then flow from the upper treatment chamber through the constricted connecting tube in the upper part of the lower treatment chamber.

Durch geeignete Verengung oder/und Verlängerung der verengten Verbindungsröhre wird erreicht, daß der Durchgang des vorerhitzten Gases aus der unteren in die obere Behandlungskammer durch die mit Kügelchen dauernd gefüllte verengte Röhre einen zu vernachlässigenden Wert annimmt. Das Behandlungsgas neigt vielmehr dazu, aus der Masse in der unteren Behandlungskammer in deren oberen Leerraum auszutreten und von hier aus über die verbindende Verbrennungskammer in den unteren Leerraum der oberen Behandlungskammer und durch diese hindurch weiterzugehen. Um die Gasbewegung zu beschleunigen, kann man mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung Gas aus dem oberen Leerraum der oberen Behandlungskammer teilweise absaugen, um so den Gegendruck auf das aus der Verbrennungskammer in den unteren Teil der oberen Behandlungskammer strömende Gas zu. verringern.By suitable narrowing and / or lengthening of the narrowed connecting tube it is achieved that the passage of the preheated gas from the lower to the upper Treatment chamber through the constricted tube, which is constantly filled with beads assumes negligible value. Rather, the treatment gas tends to come out the mass in the lower treatment chamber to exit into its upper empty space and from here via the connecting combustion chamber into the lower empty space the upper treatment chamber and proceed through it. To the gas movement To accelerate, one can gas out of the upper with the help of a suitable device Partially evacuate the empty space of the upper treatment chamber in order to increase the counter pressure that from the combustion chamber into the lower part of the upper treatment chamber flowing gas too. to decrease.

Bei der Beheizung kugeliger Formstücke aus Eisenerzstaub, die zu Beginn des Verfahrens io% Feuchtigkeit enthalten, bei einer Brenntemperatur von i ioo° beträgt die Gesamtwärmemenge, die theoretisch erforderlich ist, um eine Tonne unbehandelter Rohbriketts oder Kügelchen auf diese Temperatur zu bringen, 293 ooo kcal, von denen 80% (23o ooo kcal) die tatsächliche Wärme der o,9 Tonnen der entstehenden gebrannten Körper darstellen, während nur etwa 20% zu Lasten der Verdampfung der anfänglich vorhandenen Feuchtigkeit gehen. Im Hinblick auf diese thermischen Bedingungen ist die wirtschaftliche Notwendigkeit, die festen Formstücke bei niederer Temperatur aus der Apparatur auszubringen, fünfmal so wichtig, als (las Trocknen und Brennen der Formstücke. Bei der Durchführung des Verfahrens verfährt man deshalb zweckmäßig so, daß die getrockneten und gebrannten Kügelchen bei einer derAußentemperatur möglichst nahen Temperatur ausgebracht werden, z. B. nahe dem Taupunkt der austretenden Gase und, was ebenfalls wichtig ist, daß das Gas bei verhältnismäßig niederer Temperatur, im Idealfall der Außentemperatur, austritt.When heating spherical fittings made of iron ore dust, the beginning of the process contain io% moisture, at a firing temperature of i 100 ° is the total amount of heat that is theoretically required to produce one ton of untreated Bringing raw briquettes or pellets to this temperature, 293,000 kcal, of which 80% (23o ooo kcal) the actual heat of the o.9 tons of the resulting burned Body represent while only about 20% at the expense of evaporation of the initially existing moisture. With regard to these thermal conditions is the economic necessity, the fixed fittings at low temperature out of the apparatus, five times as important as (read drying and firing the fittings. When carrying out the process, one therefore proceeds appropriately so that the dried and fired globules at one of the outside temperature as possible near temperature are applied, z. B. near the dew point of the escaping gases and, what is also important, that the gas is at a relatively low temperature, ideally the outside temperature, escapes.

Die vorliegende Erfindung wird in ihrer Anwendung zum Brennen von Kügelchen aus feuchtem, oaydischen Eisenerzstaub durch die Zeichnung näher erläutert. Diese stellt einen schematischen Längsschnitt entlang der vertikalen Achse der beiden Behandlungskammern dar und veranschaulicht eine der möglichen Ausführungsformen des Apparats, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.The present invention is used in its application to burning Globules of moist, oaydic iron ore dust explained in more detail by the drawing. This represents a schematic longitudinal section along the vertical axis of the two Treatment chambers and illustrates one of the possible embodiments of the apparatus which is used to carry out the method according to the invention.

lii der Zeichnung, die eine Vorrichtung zum Brennen von Kügelchen aus feuchtem Eisenerzstaub erläutert, werden zwei einander ähnliche Heizkammern A und B gezeigt. Diese sind übereinander angeordnet und durch eine verlängerte, im wesentlichen vertikale, eingeengte Röhre verbunden. Diese Röhre verläuft von dem konischen Boden der oberen Kammer B zum und in den oberen Teil der Kammer A hinein. Die beiden Kammern sind weiterhin verbunden durch eine später genauer beschriebene Gasbeheizungsvorrichtung. Außerdem zeigt die Zeichnung die weiterhin erforderlichen Zubehörteile.III of the drawing, which illustrates an apparatus for burning globules of moist iron ore dust, two similar heating chambers A and B are shown. These are arranged one above the other and connected by an elongated, essentially vertical, narrowed tube. This tube extends from the conical bottom of upper chamber B to and into the upper part of chamber A. The two chambers are also connected by a gas heating device described in more detail later. The drawing also shows the accessories that are still required.

In jeder der Kammern A und B bezeichnet i und i' die im wesentlichen röhrenförmige Seitenwand, 2 und 2 das im wesentlichen konische Dach und 3 und 3' den im wesentlichen konischen Boden der Kammer. Mindestens die unteren Teile der Kammer B und die oberen Teile der Kammer A sind wärmeisoliert, was durch das feuerbeständige Futter bei 4 und 4 angedeutet wird. Die Böden 3 und 3' sind abwärts geneigt, und zwar in einem Winkel, der größer ist als der Schüttelwinkel der Kügelchen.In each of the chambers A and B , i and i 'denotes the substantially tubular side wall, 2 and 2 the substantially conical roof and 3 and 3' the substantially conical bottom of the chamber. At least the lower parts of chamber B and the upper parts of chamber A are thermally insulated, which is indicated by the fire-resistant lining at 4 and 4. The bottoms 3 and 3 'are inclined downwards at an angle which is greater than the angle of agitation of the beads.

6' ist eine von einem Förderband 24 beschickte Rutsche zum Einbringen der Kügelchen. Sie liegt im wesentlichen in der vertikalen Achse der Kammer B und im Scheitelpunkt des Daches 2'. Die Rutsche 6' ist um eine gewisse Länge in das Innere der Heizkammer B hineingeführt, wie die Verlängerung 40' -zeigt. Der Teil 4o' der Rutsche und das Dach 2' der Kammer B sind so konstruiert, daß die Füllung 7' von Kügelchen, die durch 6' nach B eingebracht werden, nicht den gesamten oberen Innenraum von B einnimmt, so daß ein oberer Leerraum i8' zwischen der freien oberen Oberfläche der Füllung 7' und dem Dach 2 bleibt. 96 bezeichnet eine im wesentlichen vertikale, verlängerte, eingeengte Röhre, die vom Scheitelpunkt des konischen Bodens 3' der Kammer B zur zweiten Kammer A und für eine gewisse Länge noch in diese hineinführt. Diese Verlängerung ist mit 40 bezeichnet. Die Röhre 96 ist aus feuerfestem Material angefertigt oder damit gefüttert. Das untere Ende 4o der Röhre 96 ist genügend tief unter das Dach 2 der Kammer A geführt, um die Bildung eines oberen Leerraumes 30 in der KammerA zwischen ihrem Dach und der oberen freien Oberfläche der Füllung 7 von Kügelchen in der Kammer A zu gewährleisten.6 'is a chute loaded by a conveyor belt 24 for introducing the beads. It lies essentially in the vertical axis of the chamber B and at the apex of the roof 2 '. The chute 6 'is led into the interior of the heating chamber B by a certain length, as the extension 40' shows. The part 4o 'of the slide and the roof 2' of the chamber B are constructed in such a way that the filling 7 'of beads which are introduced through 6' to B does not occupy the entire upper interior space of B, so that an upper void space i8 'remains between the free upper surface of the filling 7' and the roof 2. 96 denotes a substantially vertical, elongated, narrowed tube which leads from the apex of the conical bottom 3 'of the chamber B to the second chamber A and for a certain length into this. This extension is denoted by 40. The tube 96 is made of or lined with refractory material. The lower end 40 of the tube 96 is guided sufficiently deep under the roof 2 of the chamber A to ensure the formation of an upper void 30 in the chamber A between its roof and the upper free surface of the filling 7 of beads in the chamber A.

51 und 51' bezeichnen verhältnismäßig steil geneigte Seitenwände, die von den Seitenwänden i bzw. i' der Kammern A und B herabhängen. Diese Seitenwände dienen in gewisser Weise dazu, die Füllungen 7 und 7' auf ihrem Wege nach unten durch A und B einzuengen. Hierbei rollen die Kügelchen der Füllungen, nachdem sie die Wände 51 und 51' passiert haben, unterhalb derselben derart aus, daß sie ihren normalen Schüttwinkel einnehmen, wobei sie unterhalb 51 einen ringförmigen, unteren Leerraum 18, der an die untere freie Oberfläche der Füllung 7 angrenzt, und unterhalb 51' einen ähnlichen Leerraum 30' bilden.51 and 51 'denote relatively steeply inclined side walls which depend from the side walls i and i' of the chambers A and B, respectively. These side walls serve in a certain way to constrict the panels 7 and 7 'on their way down through A and B. Here, after they have passed the walls 51 and 51 ', the spheres of the fillings roll out below the same in such a way that they assume their normal angle of repose and form a similar space 30 'below 51'.

i9 bezeichnet ein Verbindungsrohr zwischen dem Gebläse 22 und dem unteren Leerraum 18 der Kammer A. 23 bezeichnet ein Verbindungsrohr zwischen dem oberen Leerraum 18' der Kammer B und einem Exhaustor 22', der bei 23' den Abfluß in die Atmosphäre bewirkt.i9 denotes a connecting pipe between the blower 22 and the lower empty space 18 of the chamber A. 23 denotes a connecting pipe between the upper empty space 18 'of chamber B and an exhaustor 22', the drain at 23 ' into the atmosphere.

Der obere Leerraum 3o der Kammer A ist in Gasverbindung mit dem unteren Leerraum 3ö der Kammer B durch den Konstruktionsteil C, der aus der wärmeisolierten Röhre 86, der wärmeisolierten Verbrennungskammer 7o und der wärmeisolierten Röhre 86' besteht. 88 bezeichnet einen Heizbrenner, der in die untere Wand der Kammer 70 in der Nähe der Röhre 86 eingelassen ist, und 26 bezeichnet ein mit Ventil versehenes Brennstoffrohr, das Brennstoff aus einer nicht gezeichneten Vorratsquelle zu dem Brenner 88 heranführt.The upper void 3o of the chamber A is in gas communication with the lower void 30 of the chamber B through the structural part C consisting of the heat-insulated tube 86, the heat-insulated combustion chamber 7o and the heat-insulated tube 86 '. 88 denotes a heating burner which is let into the lower wall of the chamber 70 in the vicinity of the tube 86, and 26 denotes a fuel tube provided with a valve, which supplies fuel to the burner 88 from a supply source (not shown).

Die Ausbringungsvorrichtung, durch die die Kügelchen aus der Heizkammer A austreten, besteht aus einer im wesentlichen vertikalen Abflußrinne 8, einem regulierbaren Abflußschieber 9 und einem Förderband io.The application device through which the beads are removed from the heating chamber A exit consists of a substantially vertical gutter 8, an adjustable one Drain slide 9 and a conveyor belt io.

Das Verfahren verläuft folgendermaßen: Rohe, d. h. feuchte, zu Beginn im wesentlichen unerhitzte Kügelchen aus Eisenerzstaub werden einer vorher eingebrachten Füllung 7' in der Kammer B zugeführt, die bereits ähnliche, aber wärmevorbehandelte Kügelchen enthält. Die verengte Verbindungsröhre 96 ist vollständig mit Kügelchen gefüllt, ebenso wie die Kammer A mit Ausnahme des oberen Leerraumes 30 und des unteren ringförmigen Leerraumes 18. Die Kügelchen zumindest im unteren Teil der Füllung 7', in der verengten Röhre 96 und in den obersten Schichten der Füllung 7 sind heiß, da sie in dem vorangegangenen Verfahren erhitzt worden sind.The process proceeds as follows: Raw, ie moist, initially essentially unheated pellets of iron ore dust are fed to a previously introduced filling 7 'in chamber B which already contains similar, but pretreated pellets. The constricted connecting tube 96 is completely filled with beads, as is the chamber A with the exception of the upper void 30 and the lower annular void 18. The beads at least in the lower part of the filling 7 ', in the constricted tube 96 and in the uppermost layers of FIG Fillings 7 are hot because they were heated in the previous procedure.

Die im vorliegenden Verfahren als Behandlungsgas verwendete Luft, die eingangs im wesentlichen nicht erhitzt ist, wird mittels Gebläses 22 durch die Röhre i9, den ringförmigen unteren Leerraum 18 der Kammer A und durch die Füllung 7 zu dem oberen Leerraum 3o der Kammer A getrieben. Auf diesem Wege wird die Luft durch Wärmeübertragung von den im oberen Teil der Füllung 7 befindlichen heißen Kügelchen vorgeheizt, während letztere sich entsprechend abkühlen.The air used as treatment gas in the present process, which is initially not substantially heated, is by means of fan 22 by the Tube i9, the annular lower void 18 of chamber A and through the filling 7 driven to the upper void 3o of chamber A. In this way the air becomes by heat transfer from the hot ones located in the upper part of the filling 7 The beads are preheated while the latter cool down accordingly.

Die vorgeheizte Luft wird von dem oberen Leerraum 3o der Kammer A durch die Röhre 86 in den Raum 31 der Verbrennungskammer 70 getrieben. Gleichzeitig wird ein z. B. gasförmiger Brennstoff, wie Hochofengas, durch den Brenner 88 in den Raum 31 eingeführt, wo er sich mit der vorgeheizten Luft mischt und in dieser verbrannt wird. Die eingeführte und verbrannte Brennstoffmenge wird so gewählt, daß durch ihre Verbrennung nur die Wärmemenge erzeugt wird, die nötig ist, um die Lufttemperatur auf die vorbestimmte Behandlungstemperatur zu bringen. Dies sind z. B. im Fall gewisser feuchter Kügelchen aus Eisenerzstaub etwa i ioo°. Die so erhitzte Luft, die gasförmige Verbrennungsprodukte enthält, aber noch oxydierende Wirkung ausübt, wird von Raum 31 durch die Röhre 86' in den ringförmigen unteren Leerraum 3ö der Kammer B und von dort durch die Füllung 7' zu dem oberen Leerraum 18' der Kammer B getrieben. Zufolge des innigen Kontaktes mit den Kügelchen im unteren 'feil der Füllung 7' gibt die eingangs hoch erhitzte Luft Wärme an diese Kügelchen ab, und zwar mit dem Ergebnis, daß die unteren Kügelchenschichten bis zum Zeitpunkt ihres Eintretens in die Röhre 96 im wesentlichen eine Wärme von i ioo° angenommen haben, während die Luft in die Kügelchenschichten des oberen Teiles der Füllung 7' mit einer Temperatur eindringt, die zwischen ihrer Eingangstemperatur und der Eingangstemperatur der Rohkügelchen liegt. Bei ihrem Durchgang durch den oberen Teil der Füllung 7' gibt die Luft weiterhin Wärme ab, die zum Trocknen und Erwärmen der eingangs feuchten Rohkügelchen dient. Hierbei kühlt sie entsprechend ab, so daß sie aus der Füllung 7' in den oberen Leerraum 18' mit einer Temperatur eindringt, die im wesentlichen dem Taupunkt der Luft entspricht oder nicht wesentlich darüber liegt. Die Luft wird aus dem oberen Leerraum 18' der Kammer B durch die Röhre 23 mit Hilfe des Exhaustors 22' gesaugt und weiter bei 23' in die Atmosphäre getrieben.The preheated air is forced from the upper void 3o of chamber A through tube 86 into space 31 of combustion chamber 70 . At the same time a z. B. gaseous fuel, such as blast furnace gas, introduced through the burner 88 into the space 31, where it mixes with the preheated air and is burned in this. The amount of fuel introduced and burned is selected in such a way that its combustion generates only the amount of heat that is necessary to bring the air temperature to the predetermined treatment temperature. These are e.g. B. in the case of certain moist spheres of iron ore dust about i 100 °. The air heated in this way, which contains gaseous combustion products but still has an oxidizing effect, is passed from space 31 through tube 86 'into the annular lower empty space 30 of chamber B and from there through the filling 7' to the upper empty space 18 'of the chamber B driven. As a result of the intimate contact with the spheres in the lower part of the filling 7 ', the initially highly heated air gives off heat to these spheres, with the result that the lower spherical layers are essentially heat by the time they enter the tube 96 of 100 °, while the air penetrates the spherical layers of the upper part of the filling 7 'at a temperature which lies between its inlet temperature and the inlet temperature of the raw spheres. When it passes through the upper part of the filling 7 ', the air continues to give off heat, which is used to dry and warm the initially moist raw pellets. In doing so, it cools down accordingly, so that it penetrates from the filling 7 'into the upper empty space 18' at a temperature which essentially corresponds to the dew point of the air or is not significantly higher. The air is drawn from the upper void space 18 'of chamber B through the tube 23 by means of the exhaustor 22' and is further expelled into the atmosphere at 23 '.

Wie zu erkennen ist, richtet sich das Maß, mit dem gebrannte Kügelchen aus dem Boden der Füllung 7 durch den Schieber 9 ausgebracht werden, nach dem Maß, mit dem Rohkügelchen aus der dauernd gefüllten Rutsche 6' in die Füllung 7' eingebracht werden. Das zu wählende Ausbringungsmaß bestimmt sich hauptsächlich aus drei Überlegungen, nämlich der gewünschten Wärmewirtschaft; der gewünschten Energiewirtschaft und der gewünschten Durchsatzleistung. In Fällen, wo die Wärmewirtschaft ausschlaggebend ist, wird das Maß des Durchblasens und des Ausbringens der Kügelchen so gewählt, daß die wärmebehandelten, gebrannten, aus der Füllung 7 austretenden Kügelchen im wesentlichen auf die Eingangstemperatur der Luft im unteren Leerraum 18 abgekühlt sind. In Fällen, wo eine größere Durchsatzleistung auf Kosten der Wärmewirtschaft wichtiger ist, können die wärmebehandelten Kügelchen in einem schnelleren Maß aus der Füllung 7 ausgebracht werden, wobei sie aus dem Apparat mit einer im Vergleich zur Lufteingangstemperatur mehr oder weniger erhöhten Temperatur austreten können, wie z. B. bei 65°, 95° o. dgl. Das Maß des Durchblasens wird zweckmäßig so gewählt, daß die Temperatur des aus dem oberen Leerraum 18' der Kammer B ausgestoßenen Gases nicht unnötig hoch über dessen Taupunkt liegt.As can be seen, the measure is based on the fired pellets be brought out of the bottom of the filling 7 through the slide 9, according to the measure, introduced with the raw pellet from the permanently filled chute 6 'into the filling 7' will. The application rate to be selected is mainly determined by three considerations, namely the desired heat economy; the desired energy industry and the desired throughput. In cases where the heat economy is crucial is, the amount of blowing through and the discharge of the beads is chosen so, that the heat-treated, fired, emerging from the filling 7 spheres in the essentially cooled to the inlet temperature of the air in the lower empty space 18 are. In cases where a greater throughput is at the expense of the heat economy More importantly, the heat-treated beads can grow out in a faster degree of the filling 7 are applied, being compared with one from the apparatus more or less elevated temperature can exit at the air inlet temperature, such as B. at 65 °, 95 ° or the like. The degree of blowing is expediently chosen so that the temperature of the gas expelled from the upper void 18 'of chamber B. is not unnecessarily high above its dew point.

Wie bereits erwähnt, kann man das Verfahren so durchführen und führt es gewöhnlich auch so durch, daß die Kügelchen sich als ein beständiger Strom durch den Apparat von 6' nach io hindurchbewegen. Jedoch ist es gewünschtenfalls auch möglich, das Verfahren diskontinuierlich durchzuführen und kleinere wie auch größere Ansätze aus- und einzubringen. So kann das Ausbringen in Zwischenräumen von einigen Minuten durchgeführt werden, wobei das ausgebrachte Gut nur einige Zentimeter Höhe in der Füllung 7 ausmacht. Oder man kann auch so verfahren, daß ein großer Anteil der Füllung 7 auf einmal ausgebracht wird und demgemäß auch ein großer Anteil aus der Füllung 7' nachfällt und durch Rohkügelchen ersetzt wird.As already mentioned, the procedure can be carried out and carried out in this way it usually also passes through it in such a way that the globules move through as a steady stream move the apparatus through from 6 'to io. However, it is, if desired possible to carry out the process batchwise and smaller as well as larger ones Approaches and bring in. So the application in the interstices of some Minutes can be carried out, with the spreading material only a few centimeters in height makes up 7 in the filling. Or you can also proceed in such a way that a large proportion the filling 7 is applied all at once and accordingly also a large proportion the filling 7 'falls behind and is replaced by raw pellets.

Der technische Erfolg des vorliegenden Verfahrens beruht auf der Tatsache, daß die eingeengte Verbindungsröhre groß genug gebaut werden kann, um einen freien Fluß von Formstücken aus der oberen zur unteren Heizkammer zuzulassen, ohne daß gleichzeitig eine wesentliche Menge heißer Gase aus der unteren in die obere Kammer durch diese Röhre streichen kann. Viele frühere Versuche, Mineralien erfolgreich nacheinander zu heizen und zu kühlen, und zwar dadurch, daß man ein anfänglich kaltes Gas durch eine Zone geheizter Materialien unter Wärmeaufnahme aus diesen lfaterialien fließen läßt, es darauf aufheizt und in ein Lager ungeheizter Formstücke Weiterfließen läßt, blieben technisch erfolglos, da es nicht möglich war, zufriedenstellende Vorrichtungen zu schaffen, um das Gas von der Spitze der unteren Säule der Mineralkörperchen zu entfernen und andererseits es nach seiner Aufheizung wieder in den oberen Raum einzuführen.The technical success of the present process is based on the fact that the constricted connecting pipe can be built large enough, to allow a free flow of fittings from the upper to the lower heating chamber, without at the same time a substantial amount of hot gases from the lower into the upper chamber can pass through this tube. Lots of previous attempts at minerals to successfully heat and cool one after the other, namely by one initially cold gas through a zone of heated materials with absorption of heat from this oil flow, heat it up and transfer it to an unheated warehouse Fittings continued to flow, remained technically unsuccessful because it was not possible was to create satisfactory devices to keep the gas off the top of the to remove the lower column of the mineral body and on the other hand it after its To introduce heating again into the upper room.

Für eine zufriedenstellende Wärmebehandlung der festen Formstücke ist es gleichgültig, ob das Behandlungsgas durch die Kammer A, C und B mittels eines Gebläses, wie bei 22, gedrückt oder mittels eines Exhaustors, wie bei 22', gesaugt wird oder ob beide Vorgänge gleichzeitig durchgeführt werden.For a satisfactory heat treatment of the solid shaped pieces, it does not matter whether the treatment gas is forced through chambers A, C and B by means of a fan, as at 22, or sucked in by means of an exhaustor, as at 22 ', or whether both processes are carried out at the same time .

1s wird darauf hingewiesen, daß der Apparat innerhalb des Erfindungsgedankens im erheblichen Umfang abgewandelt werden kann. So kann z. B. der Konstruktionsteil C als U-förmige, wärmeisolierte Röhre ausgestaltet werden. Es lassen sich auch mehrere Brenner 88 in diesem Raum oder: entlang dieser Röhre verwenden. Die Rohkügelchen können zur Füllung 7 der Kammer 3 auch durch andere Zubringer als eine Rutsche gebracht werden, oder es können mehrere Rutschen oder andere Zubringer verwendet werden. Diese können entweder auf dem konischen Dach 2' angeordnet werden, in welchem Falle sie eine unregelmäßige Lageroberfläche mit mehreren konischen Kügelchenhaufen erzeugen, oder sie können auch in die Seitenwand i' längs ihres oberen Randes eingebaut werden. Da der Boden der Kammer A im wesentlichen kalt ist, kann der dort befindliche Leerraum auch auf andere Weise als durch die Seitenwände 51 gebildet werden, z. B. durch eine größere Zahl von bogenförmigen Öffnungen aus geeignetem Metall.1s it is pointed out that the apparatus within the inventive concept can be modified to a considerable extent. So z. B. the construction part C can be designed as a U-shaped, thermally insulated tube. You can also have several Use burner 88 in this room or: along this tube. The raw pellets can also be brought to the filling 7 of the chamber 3 by other feeders than a slide or multiple slides or other feeders can be used. These can either be placed on the conical roof 2 ', in which case they create an irregular bearing surface with several conical globules, or they can also be built into the side wall i 'along its upper edge. Since the bottom of chamber A is essentially cold, the empty space there can also be formed in other ways than by the side walls 51, e.g. B. by a greater number of arcuate openings made of suitable metal.

An Stelle der Seitenwand 51' können ebenfalls andere Vorrichtungen eingebaut werden, z. B. eine größere Zahl von bogenförmigen Öffnungen aus feuerfestem Material oder sogar aus hitzebeständiger Stahllegierung, um so den für die Zuführung des Heizgases zur Füllung 7' an dessen Boden erforderlichen Leerraum zu schaffen.Instead of the side wall 51 ', other devices can also be used be installed, e.g. B. a larger number of arcuate openings made of refractory Material or even from heat-resistant steel alloy, so as for the feed of the heating gas for filling 7 'to create required empty space at the bottom thereof.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for heat treatment, in particular for firing small compacted molded bodies, in particular spheres, made of moistened ore dust, characterized in that the moist ore spheres are guided downwards through two chambers of a shaft furnace arranged one above the other and connected to one another by a narrower passage, and in the upper treatment chamber at their Downward movement is burned by passing heating gases through and cooled in the lower treatment chamber by passing cold air through, whereupon the burned ore globules are discharged at the lower end of the lower treatment chamber.

2. Procedure according to Claim i, characterized in that the introduction of the moist, initially in substantial unheated ore globules in the upper treatment chamber in the same Scope as the discharge of the fired, essentially cool pellets from the lower chamber takes place.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that the regulation of the cold air flow introduced into the lower treatment chamber is done so that the gases emerging from the top of the upper treatment chamber emerge at a temperature above or near their dew point.

4. Procedure according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the regulation of the upper Treatment chamber introduced heating gases or the amount of fuel used to generate them taking into account the ratios of the air flow and the downward movement of the beads takes place in such a way that the Air containing heating gases always provides the necessary for the burning of the pellets Temperature.

5. The method according to claim 4, characterized in that the Firing temperature is close to but still below the melting temperature of the ore particles.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that lower for guiding the air and heating gas flow in both treatment chambers Empty spaces adjacent to the lower free surfaces and gas collection spaces above and in abutment with the upper free surfaces of the bead load are maintained, and the heating gases in one of the two treatment chambers outside of the bead passage between them between upper void Combustion spaces connecting the lower chamber and the lower empty space of the upper chamber be generated.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that one has spheres of oxidic iron ore dust with preferably 8 to 12% moisture content burns. B. Apparatus for performing the method according to claim i and 2, consisting two superposed, preferably cylindrical chambers with conical, appropriately stronger than the angle of repose of the to be treated Good inclined floors, a narrowed connecting piece arranged in the axial direction of the chambers, furthermore from annular inner walls at the lower end and elongated filling hoppers at the upper end to maintain those not filled with the material to be treated Empty spaces at the foot and at the head of each chamber, from one the empty space at the head of the lower chamber with the space connecting the empty space at the foot of the upper chamber Devices for the combustion of a fuel continuously supplied to this device, @ also a fan for supplying air to the lower void of the lower chamber and optionally a suction device for removing the gases from the upper one Empty space of the upper chamber and arrangements for introducing the material to be treated into the upper chamber and its discharge from the lower chamber. G. contraption according to claim 8, wherein the voids at the head of the chambers are created thereby that the openings provided for the supply of the material to be treated are tubular are extended into the interior of the chamber, and in the case of the empty spaces at the foot of the chambers by sounding in, as arranged above the chamber floor parallel to this and Partition walls that only occupy part of the chamber cross-section are created, such that the angle of repose of the material to be treated which forms below the internals an annular void between these internals and the bottom and side wall the chamber creates.