EP0498788A1 - Einrichtung zur thermischen Behandlung und/oder zum Durchgasen von körnigen Stoffen - Google Patents

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EP0498788A1
EP0498788A1 EP92890022A EP92890022A EP0498788A1 EP 0498788 A1 EP0498788 A1 EP 0498788A1 EP 92890022 A EP92890022 A EP 92890022A EP 92890022 A EP92890022 A EP 92890022A EP 0498788 A1 EP0498788 A1 EP 0498788A1
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EP
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grate
support elements
side walls
gas
frame
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EP92890022A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Ing. Fürschuss
Erwin Ing. Zwittag
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Voestalpine Stahl GmbH
Voestalpine Stahl Linz GmbH
Original Assignee
Voestalpine Stahl GmbH
Voestalpine Stahl Linz GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D13/00—Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B19/00—Combinations of furnaces of kinds not covered by a single preceding main group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/06—Chambers, containers, or receptacles
    • F26B25/08—Parts thereof
    • F26B25/10—Floors, roofs, or bottoms; False bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
    • F27B21/02—Sintering grates or tables

Definitions

  • the invention relates to a device for thermal treatment and / or for the gasification of granular substances, in particular for drying, burning and / or sintering of finely divided raw materials to be used in the iron industry, with a grate for receiving the substances to be treated, one arranged below the grate Suction box, which is formed by suction box walls which extend downward from side edges of the grate, and with gas-impermeable support elements which adjoin the side edges of the grate and lie approximately in the plane of the grate.
  • a device of this type in which a sintered grate is realized by a grate belt, is known from DE-C 563 859.
  • the shrinkage takes place three-dimensionally, the horizontal shrinkage with crack formation in the sinter cake, in particular due to the formation of gaps to the lateral boundaries, having an adverse effect on the process.
  • the gap which progresses in the course of the sintering process following the sintered front, enables easier passage of the air or oxygen mixtures necessary for the combustion of the solid fuel (carbon content) in the bed.
  • the increased gas throughput at the edges leads the sintered front to advance over the zones near the center, but to a limited extent also to the formation of raw material (unsintered material) by tearing off the firing front or due to the increased gas supply (mostly air) Burning out the fuel without actual sintering.
  • the described processes make the quality of the sinter cake uneven and delay the final completion of the sintering process.
  • the energy of the introduced fuel is insufficiently used and a good part of the sucked-in gas mixtures (15 to 20%) has to be promoted at no cost without benefit or even dilutes the concentrations of the valuable or pollutants in the exhaust gas quantities, which makes any subsequent gas treatment more inefficient.
  • DE-B - 17 58 983 relates to a sintering device in which grate plates are arranged between side chain links.
  • the chain links lying inside the suction box cause a narrowing of the cross section of the suction box and thus a reduction in efficiency, so that this known sintering device has the same mode of operation and the disadvantages known from DE-C 3 446 845.
  • the invention aims at avoiding these disadvantages and difficulties and has as its object one To create device of the type described in the introduction, in which the edge areas are penetrated evenly at a greater dumping height, so that the materials lying in the edge area after treatment are largely of the same quality as the materials arranged centrally on the grate.
  • an increase in the system performance with a simultaneous reduction in the specific consumption data - electric blower energy and coke charge in the bed - with a simultaneous equalization of the quality of the treated goods over the entire bed cross section.
  • the device is provided with side walls extending upwards from the grate and these side walls connect to the outer edges of the support elements.
  • the support elements are preferably each fastened to a frame part supporting the grate and the side walls are supported on the support elements.
  • the side walls are each fastened to a frame part flanged to the frame supporting the grate at a distance from the grate and the support elements are inserted between the grate and the side walls and are also loosely fastened to the frame parts.
  • the ends of the frame supports supporting the grate expediently extend over the frame parts, are covered by the support elements and secured or fixed in position by bolts.
  • the width of a support surface is advantageously 10 to 35 cm and the adjoining side wall extends approximately twice as high.
  • the width of the support surface will be up to 35 cm for small grate areas and low bed heights and 10 cm for wide sintered grates.
  • FIGS. 1 to 3 each showing an embodiment of an edge region of a sintering device in cross section.
  • a sintered grate 1 has a suction box 2 arranged below the sintered grate, but directly adjoining the sintered grate 1, which is formed by suction box walls 4 extending downward from the side edges 3 of the sintered grate 1 which a suction fan, not shown, is connected.
  • the sintered grate 1 is adjoined on each side edge 3 by a support element 5 extending approximately in the plane of the sintered grate 1, which is formed by a gas-impermeable plate 6 on which the granular material 7 to be treated or the material 7 to be treated is approximately the same Dumping height 8 as on the sintered grate 1.
  • each outer edge 9 of a support element 5 there is an upwardly extending side wall 10, which laterally supports the bed of the material 7 to be treated, which is applied to the sintering grate 1, at least in the initial phase of the treatment.
  • the shrinkage described above is formed and thus a gap 11 is formed on the side walls 10.
  • the sintered grate is supported on a frame 12 surrounding it.
  • This frame 12 further supports laterally over the frame 12 outwardly projecting support elements 5, on the outer edge 9 of which the side walls 10 extending from the plane of the sintered grate 1 are fastened.
  • Both the support element 5 and the side wall 10 can each be protected with a heat insulator.
  • FIG 3 shows a modified embodiment in which the frame carrier 13 of the sintered grate 1 is attached to an outwardly projecting flange 14 of the frame 12 are supported.
  • the side wall 10 is fastened to this flange 14 on a part 15 projecting over the support elements 5, so that there is a distance A between the side wall and the sintered grate.
  • the support element 5 is fastened to the frame 12 by means of bolts 16 which pass through the side wall 10.
  • the sintering device according to the invention can be used in all processes in which marginal effects - such as an uneven penetration of the permeable bed due to marginality - are to be avoided or at least reduced for economic and ecological reasons when gassing through grates (including on pellet burning machines using the traveling grate process).
  • the device according to the invention can be used in the iron industry to prepare the fine-grained raw materials for blast furnace use and also in the sintering roasting of sulfidic raw materials or in the production of cement clinker.
  • the sintering grate can be designed in various ways, such as e.g. for grate wagons and grate pans.

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Abstract

Eine Einrichtung zur thermischen Behandlung und/oder zum Durchgasen von körnigen Stoffen (7) weist einen Rost (1) zur Aufnahme der zu behandelnden Stoffe (7), einen unterhalb des Rostes angeordneten Saugkasten (2) und an den Seitenrändern (3) des Rostes (1) anschließende, etwa in der Ebene des Rostes (1) liegende gasundurchlässige Auflageelemente (5) auf. Um die zu behandelnden Stoffe gleichmäßig mit Behandlungsgasen durchdringen zu können, so daß eine über den Querschnitt gleichmäßige Qualität gesichert ist, ist die Einrichtung mit sich vom Rost (1) nach oben erstreckenden Seitenwänden (10) versehen und schließen diese Seitenwände (10) an den Außenrändern (9) der Auflageelemente (5) an (Fig. 1). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur thermischen Behandlung und/oder zum Durchgasen von körnigen Stoffen, insbesondere zum Trocknen, Brennen und/oder Sintern von feinteiligen in der Eisenindustrie zu verwendenden Rohstoffen, mit einem Rost zur Aufnahme der zu behandelnden Stoffe, einem unterhalb des Rostes angeordneten Saugkasten, der von sich von Seitenrändern des Rostes nach unten erstreckenden Saugkastenwänden gebildet ist, und mit an den Seitenrändern des Rostes anschließenden, etwa in der Ebene des Rostes liegenden gasundurchlässigen Auflageelementen.
  • Eine Einrichtung dieser Art, bei der ein Sinterrost durch ein Rostband verwirklicht ist, ist aus der DE-C 563 859 bekannt.
  • Bei der Behandlung von körnigen Stoffen mittels einer Sintereinrichtung stellen sich allgemein folgende Probleme:
  • Durch die Erhitzung während des Sinterns und das nachfolgende Abkühlen erleiden die meisten Stoffschüttungen eine Schrumpfung. Naturgemäß, jedoch im Ausmaß abhängig von der Materialzusammensetzung der Schüttung auf dem Sinterrost, erfolgt die Schrumpfung dreidimensional, wobei sich für den Prozeß die horizontale Schwindung mit Rißbildung im Sinterkuchen, insbesondere durch die Spaltbildung zu den seitlichen Begrenzungen hin nachteilig auswirkt. Durch den Spalt, der im Verlauf des Sinterprozesses der Sinterfront folgend fortschreitet, wird der für die Verbrennung des festen Brennstoffes (Kohlenstoffgehaltes) in der Schüttung notwendigen Luft bzw. den Sauerstoffgemischen ein leichterer Durchgang ermöglicht.
  • Der erhöhte Gasdurchsatz an den Rändern führt zu einem Voreilen der Sinterfront an den Rändern gegenüber den zentrumsnahen Zonen, aber in beschränktem Maß auch zur Bildung von Rohgang (ungesintertem Material) durch Abreißen der Brennfront oder durch das gesteigerte Gasangebot (meist Luft) zu einem zu raschen Ausbrennen des Brennstoffes ohne eigentliche Sinterung.
  • Das ungleichmäßige Durchbrennen von Randzonen und Mitte erhöht die Permeabilität der Randzonen des Sinterkuchens vorzeitig, und das für die Verbrennung des Brennstoffes vorgesehene Gasgemisch strömt bevorzugt gemäß dem Weg des geringeren Widerstandes durch den fertigen Sinter der Randzonen und benachteiligt dadurch weiter die mittleren Zonen und ergibt eine unerwünschte, weil vorzeitige Kühlung am Sinterrost.
  • Durch die beschriebenen Vorgänge wird die Qualität des Sinterkuchens ungleichmäßig und der endgültige Abschluß des Sintervorganges verzögert. Die Energie des eingebrachten Brennstoffes wird unzureichend genutzt und ein Gutteil der durchgesaugten Gasgemische (15 bis 20 %) muß ohne Nutzen mit Kostenaufwand gefördert werden bzw. verdünnt sogar die Konzentrationen der Wert- oder Schadstoffe in den Abgasmengen, wodurch eine eventuell nachgeschaltete Gasbehandlung ineffizienter wird.
  • Zur Lösung dieser Problematik sind einige Sintereinrichtungen konstruiert worden, jedoch ist, was den Randbereich betrifft, keine der bekannten Sintereinrichtungen zufriedenstellend im Einsatz.
  • Gemäß der eingangs genannten DE-C 563 859 hat man versucht, den Anteil an Falschluft durch eine Rostbandverbreiterung, nämlich die seitlich an den Sinterrost anschließenden gasundurchlässigen Auflageflächen, zu vermeiden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Lösung nur bis zu einer sehr geringen Schütthöhe, nämlich einer Schütthöhe von etwa 13 cm, anwendbar ist, daß Zündprobleme auftreten und bei höherer Schüttung die Sinterqualität im Randbereich stark nachläßt.
  • Aus der DE-B - 10 06 163 wurde lange Zeit nach Erscheinen der DE-C - 563 859 ein weiterer Versuch zur Lösung der oben angesprochenen Problematik bekannt. Gemäß diesem Dokument soll der Falschluftanteil durch eine Abdeckung der Schüttung im Randbereich auf der Oberseite der Schüttung erreicht werden. Bei dieser Lösung ist jedoch ein qualitativ hochwertiges Produkt im Randbereich nicht zu erreichen, da eine exakte und gasdichte Abdeckung der Schüttung nicht erzielbar ist.
  • Aus der DE-C - 34 46 845 ist eine Lösung bekannt, gemäß der der Sinterrost im Randbereich durch einen Blindrost ersetzt ist. Insbesondere beim Umbau bestehender Anlagen führt diese Lösung durch die Verringerung der Rostfläche zu einem stark verringerten Wirkungsgrad der Gebläse. Bisher wurden derartige Energieverluste als nicht gravierend angesehen, durch den derzeit hohen Stellenwert der Energie ist hier jedoch ein Wandel eingetreten.
  • Die DE-B - 17 58 983 betrifft eine Sinterreinrichtung, bei der Rostplatten zwischen seitlichen Kettengliedern angeordnet sind. Die innerhalb des Saugkastens liegenden Kettenglieder bedingen eine Verengung des Suagkastenquerschnittes und damit eine Verminderung des Wirkungsgrades, so daß diese bekannte Sintereinrichtung eine der aus der DE-C 3 446 845 bekannten Einrichtung gleiche Wirkungsweise und auch deren Nachteile aufweist.
  • Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Randbereiche auch bei größerer Schütthöhe gleichmäßig durchdrungen werden, so daß auch die im Randbereich liegenden Stoffe nach der Behandlung eine den zentral am Rost angeordneten Stoffen weitgehend gleiche Qualität aufweisen. Insbesondere soll eine Steigerung der Anlagenleistung bei gleichzeitiger Senkung der spezifischen Verbrauchsdaten - elektrische Gebläseenergie und Kokssatz in der Schüttung - bei gleichzeitiger Vergleichmäßigung der Qualität des behandelten Gutes über den gesamten Schüttungsquerschnitt erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung mit sich vom Rost nach oben erstreckenden Seitenwänden versehen ist und diese Seitenwände an den Außenrändern der Auflageelemente anschließen.
  • Hierdurch werden folgende Vorteile erzielt:
    • eine mögliche Leistungssteigerung für bestehende Sinteranlagen bis zu 20 % ohne Veränderungen am Gebläse, jedoch durch bessere Nutzung der Gebläsekapazität für den eigentlichen Sinterprozeß bei meist nur marginalen Umbauten an der Anlage selbst, bzw. ergeben sich bei Neubauten von Anlagen kürzere, kompaktere Anlagen
    • vorhandene Gebläse können optimal für den Prozeß genützt werden, und es ergibt sich ein günstigerer Luft(Gas)gemischdurchsatz je Tonne Produkt
    • höhere Konzentrationen der Schad- bzw. Wertstoffe im Abgas erlauben eine effizientere Abgasreinigung/-wäsche
    • insbesondere bei breiten Rostflächen ergeben sich durch die seitlich auskragenden Lasten statische Vorteile für die Konstruktion der den Rost stützenden Tragelemente (geringere Neigung zum Durchbiegen, leichtere Bauweise)
    • bei Sinterbändern ergibt sich durch die Absenkung der Relation Querabdichtung unter dem Rost zur Breite des Sinterkuchens zwischen den Seitenwänden ein Faktor unter 1,0 (bis ca. 0,85 oder geringer auf schmalen Bändern), was eine weitere Reduzierung von unerwünschten Falschluftmengen zur Folge hat.
  • Vorzugsweise sind die Auflageelemente jeweils an einem den Rost tragenden Rahmenteil befestigt und die Seitenwände an den Auflageelementen abgestützt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenwände jeweils an einem an den den Rost tragenden Rahmen angeflanschten Rahmenteil in einem Abstand vom Rost befestigt und sind die Auflageelemente zwischen dem Rost und den Seitenwänden eingesetzt und ebenfalls an den Rahmenteilen lose befestigt.
  • Hierbei erstrecken sich zweckmäßig die Enden von den Rost stützenden Rahmenträgern über die Rahmenteile, sind von den Auflageelementen bedeckt und durch Bolzen in ihrer Lage gesichert bzw. fixiert.
  • Vorteilhaft beträgt die Breite einer Auflagefläche 10 bis 35 cm und erstreckt sich die anschließende Seitenwand etwa doppelt so hoch. Die Breite der Auflagefläche wird bei kleinen Rostflächen und geringen Schütthöhen bei 10 cm und bei breiten Sinterrosten mit höheren Schüttungen bis zu 35 cm betragen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 3 jeweils eine Ausführungsform eines Randbereiches einer Sintereinrichtung im Querschnitt zeigen.
  • Gemäß der in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Ausführungsform weist ein Sinterrost 1 einen unterhalb des Sinterrostes angeordneten, jedoch an den Sinterrost 1 direkt anschließenden Saugkasten 2 auf, der von sich von den Seitenrändern 3 des Sinterrostes 1 nach unten erstreckenden Saugkastenwänden 4 gebildet ist und an den ein nicht dargestelltes Saugzuggebläse angeschlossen ist. An den Sinterrost 1 schließt an jedem Seitenrand 3 ein sich etwa in der Ebene des Sinterrostes 1 erstreckendes Auflageelement 5 an, welches von einer gasundurchlässigen Platte 6 gebildet ist, auf der der zu behandelnde körnige Stoff 7 bzw. das zu behandelnde Gut 7 in etwa gleicher Schütthöhe 8 wie auf dem Sinterrost 1 aufliegt.
  • An jedem Außenrand 9 eines Auflageelementes 5 schließt eine sich nach oben erstreckende Seitenwand 10 an, die die am Sinterrost 1 aufgebrachte Schüttung des zu behandelnden Gutes 7 zumindest in der Anfangsphase der Behandlung seitlich stützt. Mit fortschreitender Behandlung des Gutes 7 kommt es zur Ausbildung der oben beschriebenen Schrumpfung und damit zur Bildung eines Spaltes 11 an den Seitenwänden 10.
  • Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Sinterrost an einem ihn umgebenden Rahmen 12 abgestützt. Dieser Rahmen 12 trägt weiters seitlich über den Rahmen 12 nach außen auskragende Auflageelemente 5, an deren Außenrand 9 jeweils die sich von der Ebene des Sinterrostes 1 nach oben erstreckenden Seitenwände 10 befestigt sind. Sowohl das Auflageelement 5 als auch die Seitenwand 10 können mit je einem Wärmeisolator geschützt werden.
  • In Fig. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform dargerstellt, bei der Rahmenträger 13 des Sinterrostes 1 an einem nach außen ragenden Flansch 14 des Rahmens 12 abgestützt sind. An diesem Flansch 14 ist an einem über die Auflageelemente 5 vorragenden Teil 15 die Seitenwand 10 befestigt, so daß sich ein Abstand A zwischen der Seitenwand und dem Sinterrost ergibt. In dem hierdurch gebildeten Zwischenraum ist das Auflageelement 5 mittels Bolzen 16, die die Seitenwand 10 durchsetzen, gegenüber dem Rahmen 12 befestigt.
  • Die erfindungsgemäße Sintereinrichtung ist bei allen Verfahren einsetzbar, bei denen beim Durchgasen von Rosten (u.a. auch auf Pelletbrennmaschinen nach dem Wanderrostverfahren) Randeffekte - wie eine ungleichmäßige Durchdringung der permeablen Schüttung durch Randgängigkeit - aus ökonomischen wie ökologischen Gründen vermieden oder zumindest verringert werden sollen.
  • Insbesondere ist die erfindungsgemäße Einrichtung in der Eisenindustrie zur Vorbereitung der feinkörnigen Rohstoffe für den Hochofeneinsatz sowie auch bei der Sinterröstung sulfidischer Rohstoffe oder bei der Herstellung von Zementklinker einsetzbar.
  • Bei der erfindungsgemäßen Sintereinrichtung kann der Sinterrost in verschiedener Art und Weise ausgestaltet sein, wie z.B. bei Rostwagen und Rostpfannen.

Claims (5)

  1. Einrichtung zur thermischen Behandlung und/oder zum Durchgasen von körnigen Stoffen (7), insbesondere zum Trocknen, Brennen und/oder Sintern von feinteiligen in der Eisenindustrie zu verwendenden Rohstoffen, mit einem Rost (1) zur Aufnahme der zu behandelnden Stoffe (7), einem unterhalb des Rostes angeordneten Saugkasten (2), der von sich von Seitenrändern (3) des Rostes nach unten erstreckenden Saugkastenwänden (4) gebildet ist, und mit an den Seitenrändern (3) des Rostes (1) anschließenden, etwa in der Ebene des Rostes (1) liegenden gasundurchlässigen Auflageelementen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit sich vom Rost (1) nach oben erstreckenden Seitenwänden (10) versehen ist und diese Seitenwände (10) an den Außenrändern (9) der Auflageelemente (5) anschließen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (5) jeweils an einem den Rost (1) tragenden Rahmenteil (12) befestigt und die Seitenwände (10) an den Auflageelementen (5) abgestützt sind (Fig. 2).
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (10) jeweils an einem an den den Rost (1) tragenden Rahmen (4) angeflanschten Rahmenteil (12) in einem Abstand (A) vom Rost (1) befestigt sind und daß die Auflageelemente (5) zwischen dem Rost (1) und den Seitenwänden (10) eingesetzt und ebenfalls an den Rahmenteilen (12) lose befestigt sind (Fig. 3).
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Enden von den Rost (1) stützenden Rahmenträgern (13) über die Rahmenteile (12) erstrecken, von den Auflageelementen (5) bedeckt sind und durch diese in ihrer Lage durch Bolzen (16) gesichert bzw. fixiert sind (Fig. 3).
  5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite einer Auflagefläche (5) 10 bis 35 cm beträgt und sich die anschließende Seitenwand (10) etwa doppelt so hoch erstreckt.
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