DEP0034630DA - Verfahren zur Kühlung von Rösterz - Google Patents

Description

Für die Anreicherung von Eisenerzen zwecks Vorbereitung und Verhüttung wird neuerdings auch im Grossbetrieb von den magnetischen Eigenschaften des Eisenoxyduloxydes Fe(sub)30(sub)4 Gebrauch gemacht, indem in für diesen Zweck geeigneten Drehrohröfen das zerkleinerte Armerz mit Gichtgas bis zur Fe(sub)30(sub)4 Stufe reduziert wird, um dann nach seiner Abkühlung und weiteren Zerkleinerung auf Gleich-, Wechsel- oder Drehstromscheidern in das eisenreiche Konzentrat und die metallarmen Berge geschieden zu werden.

Dieser Prozess kann auch mir flüssigen oder festen Brennstoffen und in Schachtofen vorgenommen werden, doch ist allen prozessen das bisher ungelöste Problem gemeinsam, das bei mittleren Temperaturen von 700°C - 800°C gewonnene Rösterz ohne Gefährdung seines magnetischen Charakters durch den Temperaturbereich von 500° - 200° und weiter bis zu der für seine Zerkleinerung und magnetischen Scheidung erforderlichen Temperatur von 50 - 100° abzukühlen.

Die Kühlung des Röstgutes durch atmosphärische Luft ist bei den mit Sicherheit eintretenden Aufoxydation des magnetischen Fe(sub)30(sub)4 zu unmagnetischen Fe(sub)20(sub)3 durch den Sauerstoff der Luft und auch deshalb unmöglich, weil die Reduktionsarbeit des Ofens durch die erhebliche Menge der erforderlichen Luft gehemmt, wenn nicht unterbunden würde, wenn z.B. bei einem stündlichen Roherz- durchsatz von 40 t und einen Röstverlust von 20% das Gut um 300° abgekühlt werden muss, so sind stündlich rd. 2 Mill/kcal fühlbarer Erzwärme abzuführen, für die selbst bei der kaum vertretbaren Annahme, dass die Luft sich auf dem kurzem Weg um 300° erwärmen sollte, 21500 cbm Luft in der Stunde erforderlich sind.

Es wird zwar behauptet, dass der magnetische Charakter des Gutes durch die Bildung des ferromagnetischen (Gamma)Fe(sub)20(sub)3 unterhalb 570° nicht zerstört wird, falls die Abkühlung des Erzes in Luftströmen erfolgt. Doch bleibt auch diese hypotetische Lösung durch die die Reduktionsarbeit des Ofens gefährdende erhebliche Luftmenge von ebenfalls rd. 20000 cbm belastet, falls die Kühlung nicht in einem besonderem Gerät vorgenommen wird. (Nach Moisson wird unterhalb von 570° dargestelltes Fe(sub)30(sub)3 beim Glühen in Fe(sub)20(sub)3 übergeführt, das bei höheren Temperaturen erhaltene nicht. Nach O. Mügge entsteht im ersten Fall aus dem Fe(sub)30(sub)4 reguläres ferro-magnetisches Fe(sub)20(sub)3, im zweiten Rhomboedrisches paramagnetisches Oxyd.)

Auch das Bespritzen des Gutes mit Wasser ist in dem vorgesehenen Temperaturbereich undurchführbar, weil der gebildete Dampf bei dem im Ofen herrschenden niedrigen Druck ebenfalls auf das Fe(sub)30(sub)4 oxydierende Wirkung ausübt und durch seine Menge von 7500 cbm die Reduktionsarbeit ungünstig beeinflusst.

Noch bedenklicher ist eine Kühlung durch Gicht- oder Heizgas. Der CO-gehalt des Heizgases wird unter der kataly- tischen Wirkung des stählernen Trommelmantels und der Schwermetalloxyde, die von der Adsorption des hochporösen Rösterzes energisch unterstützt wird um einen erheblichen Teil, in seine Bestandteile aufgespalten und so der Heiz- und Reduktionsarbeit entzogen. Enthält z.B. das Gichtgas 26 Vol.% Co, so sind in 1 cbm Gas 260 x 0,54 g = 140 g Kohlenstoff enthalten. Werden andererseits 32000 kg Rösterz gekühlt und nur 1 Gew.% Kohlenstoff mit demselben aus dem Ofen ausgetragen - es wurde beobachtet, das der C-Gehalt bis zu 1,8% des Rösterzgewichtes ausmachte - so wird der gesamte C von 2286 cbm Gichtgas ausgeschieden und im Restgas Sauerstoff freigesetzt, der eine oxydierende und schädigende Wirkung auf das gebildete Fe(sub)30(sub)4 ausübt. Der Kühleffekt der berechneten Gasmenge ist zudem durchaus unbefriedigend.

Die Erfindung gestaltet die gesicherte Kühlung des Röstgutes durch due zweckmässige Ausbildung und Unterbringung einer wassergekühlten Einrichtung, die sich der konstruktiven Ausführung des Drehrohr- oder des Schachtofens anpasst, ohne den Arbeitsgang des Ofens zu behindern und die ferromagnetische Struktur des Fe(sub)30(sub)4 zu zerstören.

Ein Drehrohrofen für täglich ca 1000 t Roherzdurchsatz besitzt eine Länge von 50 m bei einem Durchmesser von 3,6 m. Ein Schachtofen für die gleiche Leistung erfordert einen Durchmesser von 6,0 m und 10 m Arbeitshöhe. Wird das Drehrohr auf seinem unteren nicht ausgemauerten und der Kühlung dienenden freischwebenden Stück von 8,0 m mit einem Kühlinnenmantel versehen, so beträgt dessen glatte Innenfläche 11,0 qm pro lfd. m und insgesamt 88,0 qm. Wird der Ofendurchmesser an dieser Stelle um i m vergrössert, vergrössert sich die Kühlfläche auf 115 qm. Einfacher und billiger als dieser Umbau gestaltet sich der Einbau von Rippen, durch eine fast beliebige Vergrösserung der Kühlfläche erreichbar ist.

Die Zeichnung zeigt in einem Beispiel die Erfindung, wie die Erfindung ausgeführt werden kann.

Bei den in Abb. 1 angegebenen Massen tritt zum Beispiel bereits eine Vervierfachung der Kühlfläche bei Beibehaltung des Drehrohrdurchmessers ein. Bei einer Länge von 8,0 bedeutet das 352 qm Kühlfäche. Hierbei ist es bedeutungslos, ob die Kühlrippen axial oder radikal angeordnet werden, doch sind im zweiten Fall zwischen den Rippen einige Querstege einzubauen, damit das Gut bei der Drehung nicht in den Nuten hängen bleibt. Auch bei den Längsrippen kann die gleiche Einrichtung getroffen werden, um einer zu starken Beschleunigung des Materialstromes entgegenzuwirken. Durch in den Mantel eingelegte Führungsleisten wird das Kühlwasser gezwungen den ganzen Körper zu durchströmen. Kühl- und Warmwasser werden , z.B. entweder von einem axial angeordneten Mantelrohr über Stopfbüchsen oder auf der Drehrohroberfläche durch Ventilstutzen zu- bzw. abgeführt.

Beim Schachtofen wird das Rösterz nach Abb. 2 den 3 m hohen Kühlmantel 1, den kegelförmigen Verteilungs- und Kühlpilz 2 und die Fläche 9 im Sammeltrichter gekühlt. Alle Kühlflächen können mit Kühlrippen versehen sein. In diesem Fall beträgt die Gesamtkühlfläche 450 qm, falls die Rippenkörper wie in Abb. 1 ausgebildet sind.

Ein Teil der Kühlarbeit kann bei Schachtofen nach Abb. 3 aber auch durch unterhalb des Ofens angeordnete Kühlteller 4 vorgenommen werden. Auf den Tellern wird das Gut durch fest in Scharnieren montierte Schaufeln oder Schleppschaufeln bewegt, die an kräftigen Stahlgussarmen befestigt sind, während das Gut durch mehrere über Zahnstange und Zahnstange mittels Radnuss und Kette oder Handrad betätigte Flachschieber 5 den Tellern zugeführt wird, die untereinander durch je ein Abfalloch, das zu Vermeidung von Staubentwicklung mit einer Schürze ausgestattet ist, verbunden werden.

Bei 6 m Ofendruchmesser besitzen beispielsweise zwei Teller nach Abzug der Fallöcher und der Durchgangsöffnung für die Königswelle bei Beobachtung der Masse nach Abb. 1 eine Kühlfläche von je 28 qm, der 3 - 2 m hohe, als Rippenkörper ausgebildete Mantel eine solche von 226 qm und der obere Kegelmantel eine solche von 90 qm. Die gesamte Kühlfläche beläuft sich bei dieser Ausführung auf 372 qm.

Die Konvektion und die Strahlung der Drehrohroberfläche und der in diesem Ofenteil herrschende Unterdruck in Gemeinschaft mit der lebhaften Bewegung der meist durch

Wender umgeschaufelten Beschichtung bewirken eine wesentliche Unterstützung der Kühlarbeit des Wassermantels. Andererseits darf nicht unberücksichtigt bleiben, dass nur 1/4 - 1/3 der Kühlfläche mit dem Erz in direkter Berührung stehen. Beim Schachtofen dagegen liegen alle Flächen unter steter Beaufsichtigung durch das Rösterz, wie auch die Unterseiten der Teller eine kühlende Wirkung.

Die Annahme einer Kühlleistung von 5000 - 5000 kcal/qm Kühlfläche bei jeder Ausführung trägt den gegebenen Verhältnissen und dem Temperaturgefälle zwischen Erz und Kühlmittel von etwa 300° Rechnung, sodass der beabsichtigte Zweck voll erreicht wird. Darüber hinaus steht es frei, eine wesentliche Steigerung des Kühleffektes durch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu erzielen, wobei es dem Ermessen der Leitung überlassen bleibt ob es das Kühlwasser nur erhitzt oder zur Verdampfung gebracht wird. Im ersten Falle sind bei einer Ofenleistung von 1000 t Roherz/Tag 5,3 secl. und im zweiten 0,75 secl. Wasser für die Kühlung erforderlich.

Claims (7)

1.) Verfahren zum Kühlen von im Dreh- oder Schachtofen geröstetem Gut, besonders von geröstetem Eisenerz, das zwecks Vorbereitung zur Verhüttung magnetisch geschieden werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut im unter Ofenteildruck Wasser indirekt gekühlt wird.

2.) Vorrichtung zum Kühlen von Röstgut im Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das <Nicht lesbar> im unterem, nicht ausgemauertem Stück einen Kühlmantel besitzt und an der Innenfläche mit Rippen versehen ist.

3.)Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen axial oder radial angeordnet sind.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rippen Staustege eingebaut sind.

5.) Vorrichtung zum Kühlen von Röstgut im Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der <Nicht lesbar> Schachtofen um unteren Teil einen Kühlmantel besitzt.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Schachtofenteil ein kegelförmiger Kühlkörper 2 <Nicht lesbar> eingebaut ist.

7.) Vorrichtung nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Schacht Kühlteller 4 eingebaut sind, über die das Röstgut mittelst mechanischer Rührvorrichtung befördert wird.