EP1169484A1 - Vorrichtung zum herstellen von heissbrikettiertem metallschwamm, insbesondere heissbrikettiertem eisenschwamm - Google Patents

Vorrichtung zum herstellen von heissbrikettiertem metallschwamm, insbesondere heissbrikettiertem eisenschwamm

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Publication number
EP1169484A1
EP1169484A1 EP00903688A EP00903688A EP1169484A1 EP 1169484 A1 EP1169484 A1 EP 1169484A1 EP 00903688 A EP00903688 A EP 00903688A EP 00903688 A EP00903688 A EP 00903688A EP 1169484 A1 EP1169484 A1 EP 1169484A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fine particles
hot
briquetting
briquette
briquette press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00903688A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Eder
Andreas Forstner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Publication of EP1169484A1 publication Critical patent/EP1169484A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/08—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles using several expanding or moulding steps
    • 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
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086—Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C21B13/0093—Protecting against oxidation

Definitions

  • the invention relates to a device for producing hot-briquetted metal sponge, in particular hot-briquetted iron sponge, from hot, fine-particle metal sponge, which device comprises at least one briquetting press, a device downstream of the briquetting press for separating fine particles from briquettes formed by means of the briquetting press, and a device for returning the separated fine particles to the briquetting press, and a method using this device.
  • a device for producing hot-briquetted sponge iron from hot, particulate sponge iron is described, for example, in US Pat. No. 5,192,486.
  • oxidic feedstock is reduced to iron by means of a direct reduction device by reducing gas in the solid state.
  • hot briquetting is provided for the reduced material.
  • the sponge iron is compressed by means of a continuous pressing process using roller presses.
  • the resulting briquette strand is subsequently separated into individual briquettes by breaking in drums or in impact breakers.
  • the resulting portion of fine particles, so-called “fines” and “chips” is returned to the briquetting press after a screening process to save feed material. This is done with hot cup elevators at temperatures of 550-700 ° C under an inert atmosphere.
  • the briquettes produced during screening are discharged by means of cooling conveyors (so-called "cooling conveyors").
  • the fine particles and their very high temperature cause high wear on the moving parts of the hot bucket elevator, especially on the chain or the chain connecting elements, and thus cause an extraordinarily high maintenance effort.
  • Another disadvantage is the relatively large space requirement of the entire recirculation system, ie the hot mug mill including the so-called "fines legs", which are downpipes for the fine particulate material.
  • the hot-cup unit is usually arranged between individual briquetting lines, which increases the space required between the briquetting lines. Taking into account the required angles of repose for the fine particles conveyed by the Fines Legs, a larger overall height of the briquetting building is also required.
  • a hot cup elevator can be loaded with a maximum of two briquetting lines, which means that if more than two briquetting lines are provided, there is a correspondingly increased need for hot mug elevators.
  • the recycled material is further cooled in the known device by applying inert gas to the hot bucket elevator, which has a disadvantageous effect on the briquetting behavior or on the wear of the briquetting press, especially when the fine particles are returned directly to the briquetting press.
  • the investment, maintenance and repair costs are therefore very high in the known device.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages and difficulties of the known device, in particular to minimize the investment, maintenance and repair costs, and to simplify the processing of the fine particles. Furthermore, the height of the briquetting building should be able to be reduced and the overall construction effort should be reduced.
  • the feedback device is designed as a pneumatic conveyor.
  • the return device according to the invention does not have to be arranged between individual briquetting lines, in contrast to a hot-cup mill. Taking into account the space saving or flexible design of the briquetting area achieved according to the invention, the height of the briquetting building can be reduced by 10 to 15%.
  • the number of separation devices for the fine particles in general sieves, can be optimized, ie a sieve can be provided for two or more briquetting lines. This also makes it possible to reduce the number of cooling conveyor belts used to discharge the briquettes and to feed a cooling conveyor belt from four briquetting lines, for example.
  • the pneumatic conveying device preferably opens into a storage bunker upstream of the briquetting press. According to a further preferred embodiment, the pneumatic conveying device opens into a feed line leading the fine-particulate metal sponge to the briquetting press and / or to the storage bunker.
  • the distribution of the recycled fine particles in the entire material flow i.e. in the fine particulate metal sponge, improved.
  • the returned fine particles are brought to optimum briquetting temperature by contact with hot, fine-particle metal sponge.
  • the advantage of this is reduced wear on the briquetting tools.
  • the grain size for the recycled material can be increased so that the amount of non-recyclable larger fine particles, so-called chips, can be reduced or eliminated. This results in an increase in the effective output of the briquetting, i.e. the discharge of briquettes.
  • the feed line to the storage bunker is preferably designed as a riser, the riser being connected downstream of at least one reduction reactor for the direct reduction of fine-particulate metal oxide-containing material.
  • a riser is understood here to mean an essentially vertical, bricked-up pipe section through which the fine-particle metal sponge is pneumatically conveyed upwards by means of the process gas of the reduction reactor.
  • the returned fine particles, together with the hot, fine-particle metal sponge reach the storage bunker via the riser and are fed from there via feed legs to one or more briquetting presses.
  • the pipe section of the pneumatic conveying device required for this can be kept very short.
  • a batch container for receiving the separated and recycled fine particles is advantageously connected upstream of the pneumatic conveying device.
  • locks for shutting off the batch container are provided on the one hand with respect to the separating device and on the other hand with respect to the briquetting press or the storage bunker or the feed line to the briquetting press or to the storage bunker.
  • the batch container is sealed off from the other components and can, for example, be fed or emptied discontinuously with the fine particles.
  • a control for the locks is advantageously provided, which is locked with a shut-off device provided at the outlet of the fine particulate metal sponge from the reduction reactor.
  • a conveying gas used in the pneumatic conveying device is process gas of a direct reduction device. This prevents re-oxidation of the fine particles and moreover has approximately the temperature of the fine particles.
  • the process gas advantageously also has the pressure prevailing in the reduction reactor.
  • a device for cooling and subsequently discharging a partial flow of the fine particles separated by means of the separating device is provided.
  • the cooling device is preferably designed as a scraper conveyor.
  • the flow rate of the fine particles fed to the cooling device can be controlled by slide valves.
  • a so-called "fines diverter" can also be provided.
  • a completely simplified construction as an alternative cooling device is a trough which is filled with water for quenching the fine particles and from which the cooled fine particles can be removed, for example by means of a wheel loader.
  • a buffer tank from which lines to the return device and / or to the cooling device extend, is preferably connected downstream of the separating device. This results in greater flexibility when dividing the fine particles into a partial flow for recycling or into a further partial flow for cooling and discharge.
  • the material to be returned can be delivered batchwise or batchwise to the return device as well as to the cooling device.
  • the return device and / or the buffer container is (are) expediently thermally insulated in order to minimize cooling of the fine particles to be returned.
  • the briquetting press is preferably followed by a device for dividing a briquette strand formed in the briquetting press into individual briquettes, preferably a drum and / or a impact crusher.
  • the briquette strand is separated into individual briquettes by means of the dividing device, the fine particles to be returned being produced in addition to the briquettes.
  • a plurality of briquetting lines each comprising a briquetting press and optionally a dividing device and a separating device, are preferably provided, the briquetting lines ending in a single return device.
  • Four briquetting lines are particularly preferably provided, specifically in a rectangular arrangement as viewed in plan.
  • a single buffer container for example, is arranged under the four briquetting lines or the associated separating device (s), each individual separating device being connected directly to the buffer container with only one fines leg.
  • a method for producing hot-briquetted metal sponge, in particular hot-briquetted iron sponge, from hot, fine-particle-shaped metal sponge, in which the metal sponge is hot-briquetted by means of at least one briquetting press, fine particles are then separated off, in particular sieved, from the briquettes thus formed, and the separated fine particles are returned to the briquetting press , is characterized in that the fine particles are returned by means of pneumatic conveying.
  • the fine particles are preferably fed back into a storage bunker upstream of the briquetting press and / or into a feed line leading the fine-particle metal sponge to the briquetting press and / or to the storage bunker.
  • the fine particles are advantageously recycled continuously or discontinuously by means of a process gas from a direct reduction process.
  • a modified embodiment of the method according to the invention is characterized in that the return of the fine particles is carried out discontinuously by means of a single conveying container.
  • a partial stream of the separated fine particles is cooled and discharged.
  • a briquette strand is formed by means of the briquetting press and the briquette strand is divided into individual briquettes before the fine particles are separated.
  • the briquetting of the finely particulate metal sponge and / or the division of the briquette strand into individual briquettes and / or the separation of the fine particles is advantageously carried out in a plurality of briquetting lines, preferably in four briquetting lines, the separated fine particles being returned in a single return line.
  • FIGS. 1 and 2 each in schematic representation of a device known from the prior art, which is a modified embodiment of the device shown in US Pat. 192,486 device described, and Figures 3 to 5 each show preferred embodiments of the invention.
  • the hot, particulate iron sponge passes through feed legs 3 into briquetting presses 4, two of which can be seen in FIG. 1.
  • the briquetting presses 4 are arranged in parallel and are simultaneously fed from the storage bunker 1 with fine-particle sponge iron.
  • four briquetting presses 4 can also be provided, as shown in FIG. 2.
  • the briquetting presses 4 are designed as roller presses, by means of which briquette strands are formed, which are divided into individual briquettes in downstream drums 5.
  • each briquetting press 4 is assigned a drum 5 for dividing the briquette strand.
  • the fine particles are separated from the briquettes by means of sieves 6.
  • a sieve 6 is provided for each briquetting press 4 and drum 5.
  • the briquettes reach cooling conveyor belts 8 via lines 7, with a separate cooling conveyor belt 8 being provided for each briquetting line, comprising a briquetting press 4, a drum 5 and a sieve 6, according to FIG. 1.
  • a separate cooling conveyor belt 8 is provided for each briquetting line, comprising a briquetting press 4, a drum 5 and a sieve 6, according to FIG. 1.
  • lines 7a from two further briquetting lines, not shown in FIG. 1 also open onto each cooling conveyor belt 8.
  • a cooling conveyor belt 8 is provided for every two briquetting lines, as can be seen in particular from FIG. 2.
  • Cooling gas is flushed around the briquettes on the cooling conveyor belts 8 by the cooling gas being pressed or sucked through a support formed by the briquettes on the cooling conveyor belt 8.
  • the briquettes cooled in this way are finally discharged by means of the cooling conveyor belts 8.
  • each sieve 6 is connected to a hot mug 10 via a fines leg 9.
  • the screen 6 is also connected to a cooling device provided as an alternative to the return device, which is designed as a so-called scraper conveyor 12 in the known device.
  • a Fines Diverter (not shown in more detail) is provided for dividing the fine particles into the Fines Legs 9 or Fines Legs 11, and thus to the hot cup 10 or the scraper conveyor 12. The distribution of the fine particles for recycling or alternatively for cooling takes place depending on the need and free capacity.
  • a hot cup 10 for returning the fine particles and, as mentioned above, a cooling conveyor belt 8 for cooling and discharging the briquettes are provided. Furthermore, a scraper conveyor 12 is provided, which is fed by both briquetting lines.
  • the space requirement of the known device is large because of the large number of individual units.
  • the fine particles are fed to the briquetting presses 4 or optionally - as is known from US Pat. No. 5,192,486 - to the storage bunker 1 by means of the hot cup 10, each hot cup 10 being connected to each individual briquetting press 4 via a trouser line 13 and a fines leg 14 is.
  • the hot cup 10 is provided with an inert gas system not shown in FIG. 1.
  • inert gas By applying inert gas to the hot mug mill IC, the fine particles are cooled, which subsequently leads to increased wear of the briquetting presses 4.
  • the hot bucket elevators 10 themselves are exposed to high thermal and mechanical loads, due to the small grain size of the fine particles and their high temperature. This leads to a high degree of wear on the moving parts of the hot cup elevators 10, especially on the chain or the chain connecting elements, and causes a very high level of maintenance and repair work.
  • FIG. 2 The disadvantageous high space requirement of the hot bucket elevators 10 in the known device is particularly evident from FIG. 2, according to which four parallel briquetting lines are provided, each of which is fed from a storage bunker 1 via feed legs 3 with fine-particle sponge iron. 2 of the four briquetting lines, the briquetting presses 4 and the sieves 6 can be seen in each case.
  • a hot-beaker system 10 is provided between each two briquetting lines for returning the fine particles, the returned fine particles in turn being fed to the briquetting presses 4 via fines legs 14.
  • a cooling conveyor belt 8 is provided for cooling and discharging the briquettes for every two briquetting lines.
  • a scraper conveyor 12 is provided as the cooling device.
  • 3 to 5 show a schematic representation of preferred embodiments of the device according to the invention, components analogous to the known device being provided with the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
  • the 3 shows a reduction reactor 15, from which the fine-particulate metal sponge is conveyed into the storage bunker 1 by means of the reduction gas used for the reduction via a riser 16.
  • the riser 16 is in this case a bricked-up pipe section through which the fine-particulate sponge iron is pneumatically conveyed upwards by means of the reducing gas.
  • the use of reducing gas as the conveying gas in the riser 16 is favorable, since on the one hand it has the required pressure level and on the other hand it has a chemical composition by means of which an immediate re-oxidation of the hot, fine-particulate iron sponge discharged from the reduction reactor 15 is avoided.
  • the reducing gas is expanded in the storage bunker 1 and leaves the storage bunker 1 via the discharge line 2.
  • the fine particulate iron sponge is fed to the briquetting presses 4 via fines legs 3.
  • 3 shows two briquetting lines each comprising a briquetting press 4.
  • These briquetting lines each further comprise a drum 5, by means of which the briquette strands formed in the briquetting presses 4 are divided into individual briquettes.
  • impact breakers can also be provided, for example.
  • a separate sieve 6 could equally be provided for each briquetting line or the sieve 6 could also be fed from more than two briquetting lines.
  • the briquettes obtained during sieving are cooled and discharged by means of the cooling conveyor belt 8 as described above.
  • the fine particles enter via Fines Leg 9 a buffer container 17 arranged under the sieve 6.
  • the buffer container 17 is also fed by a further sieve, not shown in any more detail and belonging to two further briquetting lines, but it can, for example can be fed from a single sieve.
  • the function of the buffer container 17 is to enable a discontinuous or batchwise delivery of the fine particles to the return device and / or to the cooling device 12.
  • the distribution of the fine particles or the setting of the quantity flows of fine particles fed to the return device and the cooling device 12 is carried out by means of a slide 18.
  • the buffer container 17 and the slide 18 result in flexible operation of the return or cooling system.
  • a fines diverter can also be provided, as is known from the prior art.
  • the cooling device 12 can be designed as a scraper conveyor or - according to a completely simplified construction - as a trough, the trough being filled with water for quenching the fine particles and the cooled fine particles being removed from the trough, for example by means of a wheel loader.
  • the buffer container 17 is provided with a suitable thermal insulation (not shown in more detail).
  • the fine particles according to FIG. 3 pass from the buffer container 17 into a batch container 19 which is also provided with thermal insulation and from there to a pneumatic conveying device.
  • the batch container 19 can be filled or emptied discontinuously with fine particles and is connected to the riser 16 via a delivery line 20.
  • the fine particles are acted upon by a process gas supplied via a feed line 21 and conveyed pneumatically into the riser 16.
  • a process gas supplied via a feed line 21 and conveyed pneumatically into the riser 16.
  • another gas which is inert to the fine particles and to the hot, fine-particle sponge iron from the reduction reactor 15 can be used for pneumatic conveying.
  • the fine particles are conveyed out of the batch container 19 discontinuously in the exemplary embodiment shown, ie the fine particles are removed from the Batch container 19 conveyed only for limited periods.
  • the batch container 19 is sealed off from the buffer container 17 and the riser 16 by means of the slide 18 and by means of a lock 22.
  • the gas supply line 21 is also provided with a shut-off element 22a.
  • the lock 22 or the slide 18 belonging to the batch container 19 are provided with a control which is locked with a shut-off device provided at the outlet of the fine-particulate metal sponge from the reduction reactor 15, comprising a ball valve 23 and a slide 24.
  • the purpose of the lock is to avoid unfavorable pressure and flow conditions when introducing the fine particles into the riser 16.
  • the delivery line 20 opens directly into the riser 16 and is kept very short, which advantageously results in very low pressure losses.
  • the device according to the invention is characterized overall by a space-saving and flexible design. As a result, substantial savings are achieved compared to the known return device with hot cup mills 10, just as far as the number of units required is concerned. In addition, the return device itself is significantly simpler in construction and therefore causes far lower investment, maintenance and repair costs.
  • the embodiment according to FIG. 4 is similar to the embodiment according to FIG. 3. However, the delivery line 20 opens directly into the storage bunker 1, so that the return of the fine particles is largely independent of the conveyance of the hot, fine-particle sponge iron through the riser 16.
  • the fine particles are fed to the briquette presses 4 together with the hot fine-particle iron sponge from the reduction reactor 15. This optimizes the distribution of the recycled fine particles in the entire material flow, ie in the fine-particulate iron sponge, so that the returned fine particles are brought to the optimum briquetting temperature by contact with the hot fine-particulate iron sponge.
  • the wear on the briquette presses 4 as a result of temperature fluctuations is thereby minimized.
  • the grain size for the recycled material can be increased so that the non-recyclable amount of larger fine particles known as chips can be minimized. Thereby there is an increase in the effective discharge performance of the briquetting, ie an increased discharge of briquettes.
  • FIG. 5 shows, in a representation analogous to FIG. 2, particularly clearly the space-saving arrangement of four briquetting lines in a rectangular arrangement, which is possible by using the feedback device according to the invention.
  • the feedback device itself is not shown in detail in FIG. 5.
  • the riser 16 is shown schematically, which opens into the storage bunker 1.
  • Four feed legs 3 extend from the storage bunker 1 to the individual briquetting lines, the briquetting presses 4 being shown schematically in the figure.
  • a sieve 6 is provided for two briquetting lines each opening together. From the two sieves 6, in each case one line 7 extends to the single cooling conveyor belt 8.
  • the return device is not, as in the prior art, arranged between the briquetting lines, as a result of which a much more compact design of the briquetting system is possible. This leads to a lower overall height of the briquetting building and - in addition to the saving of the expensive hot cup mills per se - to a further saving of system parts, e.g. the saving of a second cooling conveyor belt 8, whereby the investment, maintenance and repair costs can be significantly reduced.

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Description

Vorrichtung zum Herstellen von heißbrikettiertem Metall schwamm, insbesondere heißhrikettiertem Eisenschwamm
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von heißbrikettiertem Metallschwamm, insbesondere heißbrikettiertem Eisenschwamm, aus heißem, feinteilchenförmigem Metallschwamm, welche Vorrichtung mindestens eine Brikettierpresse, eine der Brikettierpresse nachgeschaltete Einrichtung zum Abscheiden von Feinteilchen von mittels der Brikettierpresse geformten Briketts und eine Einrichtung zum Rückführen der abgeschiedenen Feinteilchen zur Brikettierpresse umfaßt, sowie ein Verfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung.
Eine Vorrichtung zum Herstellen von heißbrikettiertem Eisenschwamm aus heißem, feinteilchenförmigem Eisenschwamm ist beispielsweise in der US-A-5, 192,486 beschrieben. Gemäß der US-A-5, 192,486 wird oxidisches Einsatzmaterial mittels einer Direktreduktionseinrichtung durch Reduktionsgas im festen Zustand zu Eisen reduziert. Um das reduzierte Material zu verdichten und so eine kleine Oberfläche für eine Rückoxidation zu bilden, ist für das reduzierte Material eine Heißbrikettierung vorgesehen.
Die Verdichtung des Eisenschwamms erfolgt bei der bekannten Vorrichtung mittels eines kontinuierlichen Preßverfahrens durch Rollenpressen. Der hierbei entstehende Brikettstrang wird nachfolgend durch Brechen in Trommeln oder in Schlagbrechern zu Einzelbriketts separiert. Der dabei entstehende Anteil an Feinteilchen, sogenannte "Fines" und "Chips", wird zur Einsparung von Einsatzmaterial nach einem Absiebvorgang wieder zu den Brikettierpressen rückgeführt. Dies geschieht mit Heißbecherwerken bei Temperaturen von 550-700°C unter inerter Atmosphäre. Die beim Absieben anfallenden Briketts werden mittels Kühlförderbändern (sogenannten "Cooling Conveyors") ausgetragen.
Die Feinteilchen sowie deren sehr hohe Temperatur bewirken einen hohen Verschleiß an den sich bewegenden Teilen des Heißbecherwerks, vor allem an der Kette bzw. den Kettenverbindungselementen, und verursachen somit einen außergewöhnlich hohen Instandhaltungsaufwand. Ein weiterer Nachteil ist der relativ große Platzbedarf des gesamten Rückführsystems, d.h. des Heißbecherwerks inklusive der zuführenden sogenannten "Fines Legs", worunter Fallrohre für das feinteilchenförmige Material verstanden werden. Das Heißbecherwerk ist nämlich üblicherweise zwischen einzelnen Brikettierlinien angeordnet, wodurch sich der Platzbedarf zwischen den Brikettierlinien erhöht. Unter Beachtung der erforderlichen Schüttwinkel für die durch die Fines Legs geförderten Feinteilchen wird damit auch eine größere Bauhöhe des Brikettiergebäudes erforderlich. Üblicherweise ist ein Heißbecherwerk maximal aus zwei Brikettierlinien beschickbar, wodurch sich bei Vorsehen von mehr als zwei Brikettierlinien ein entsprechend erhöhter Bedarf an Heißbecherwerken ergibt. Bei der bekannten Vorrichtung ist auch eine entsprechend größere Anzahl an Austragsvorrichtungen für die Briketts bzw., wenn neben der Rückführung der Feinteilchen alternativ eine Kühlung der Feinteilchen vorgesehen ist, auch eine entsprechend größere Anzahl an Kühleinrichtungen, beispielsweise sogenannter "Flight Separator" (Kratzförderer), erforderlich.
Das rückgeführte Material wird bei der bekannten Vorrichtung weiters durch Beaufschlagung des Heißbecherwerks mit Inertgas abgekühlt, was sich nachteilig auf das Brikettierverhalten bzw. auf den Verschleiß der Brikettierpresse auswirkt, vor allem wenn die Feinteilchen direkt in die Brikettierpresse rückgefuhrt werden. Die Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten sind daher bei der bekannten Vorrichtung sehr hoch.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Vorrichtung zu überwinden, insbesondere die Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten zu minimieren, und die Verarbeitung der Feinteilchen zu vereinfachen. Weiters soll die Höhe des Brikettiergebäudes verkleinert werden können und der bauliche Aufwand insgesamt verminderbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückführeinrichtung als pneumatische Fördereinrichtung ausgebildet ist.
Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Einsparung an Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten für den Brikettierbereich. Weiters kann im Brikettierbereich Platz eingespart werden. Die erfindungsgemäße Rückführeinrichtung muß nämlich - im Gegensatz zu einem Heißbecherwerk - nicht zwischen einzelnen Brikettierlinien angeordnet sein. Unter Berücksichtigung der erfindungsgemäß erzielten Platzeinsparung bzw. flexiblen Gestaltung des Brikettierbereichs kann die Höhe des Brikettiergebäudes um 10 bis 15% reduziert werden.
Weiters kann die Anzahl der Abscheideeinrichtungen für die Feinteilchen, im allgemeinen Siebe, optimiert werden, d.h. es kann ein Sieb für zwei oder mehr Brikettierlinien vorgesehen sein. Dadurch ist es auch möglich, die Anzahl der zum Austragen der Briketts eingesetzten Kühlförderbänder zu reduzieren und ein Kühlförderband beispielsweise aus vier Brikettierlinien zu beschicken. Vorzugsweise mündet bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die pneumatische Fördereinrichtung in einen der Brikettierpresse vorgeschalteten Vorratsbunker. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform mündet die pneumatische Fördereinrichtung in eine den feinteilchenförmigen Metallschwamm zur Brikettierpresse und/oder zum Vorratsbunker führende Zuleitung.
Durch Anwendung dieser Maßnahmen wird die Verteilung der rückgeführten Feinteilchen im gesamten Materialstrom, d.h. im feinteilchenförmigen Metallschwamm, verbessert. Die rückgeführten Feinteilchen werden durch Kontakt mit heißem feinteilchenförmigem Metallschwamm auf optimale Brikettierungstemperatur gebracht. Als Vorteil ergibt sich dadurch ein verminderter Verschleiß der Brikettierwerkzeuge. Die Korngröße für das rückgeführte Material kann erhöht werden, so daß die Menge nicht rückführbarer größerer Feinteilchen, sogenannter Chips, vermindert bzw. eliminiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der effektiven Austragsleistung der Brikettierung, d.h. des Austrags an Briketts.
Vorzugsweise ist die Zuleitung zum Vorratsbunker als Riser ausgeführt, wobei der Riser mindestens einem Reduktionsreaktor zur Direktreduktion feinteilchenförmigen metalloxidhältigen Materials nachgeschaltet ist. Unter einem Riser wird hierbei ein im wesentlichen senkrechtes, ausgemauertes Rohrstück verstanden, durch welches der feinteilchenförmige Metallschwamm mittels des Prozeßgases des Reduktionsreaktors pneumatisch nach oben gefördert wird. Über den Riser gelangen die rückgeführten Feinteilchen zusammen mit dem heißen, feinteilchenförmigen Metallschwamm in den Vorratsbunker und werden von dort über sogenannte "Feed Legs" einer oder mehreren Brikettierpressen zugeführt. Beim Rückführen der Feinteilchen in den Riser kann das dazu erforderliche Rohrstück der pneumatischen Fördereinrichtung sehr kurz gehalten werden.
Vorteilhaft ist der pneumatischen Fördereinrichtung ein Chargenbehälter zur Aufnahme der abgeschiedenen und rückzuführenden Feinteilchen vorgeschaltet. Zweckmäßigerweise sind Schleusen zum Absperren des Chargenbehälters einerseits gegenüber der Abscheide- einrichtung und andererseits gegenüber der Brikettierpresse oder dem Vorratsbunker oder der Zuleitung zur Brikettierpresse bzw. zum Vorratsbunker vorgesehen. Hierdurch ist der Chargenbehälter gegenüber den übrigen Bauteilen abgedichtet und kann beispielsweise diskontinuierlich mit den Feinteilchen beschickt bzw. entleert werden. Vorteilhaft ist eine Steuerung für die Schleusen vorgesehen, welche mit einer am Auslaß des feinteilchenförmigen Metallschwamms aus dem Reduktionsreaktor vorgesehenen Absperreinrichtung verriegelt ausgeführt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist ein in der pneumatischen Fördereinrichtung eingesetztes Fördergas Prozeßgas einer Direktreduktionseinrichtung. Dieses verhindert eine Rückoxidation der Feinteilchen und weist darüber hinaus in etwa die Temperatur der Feinteilchen auf. Vorteilhaft weist das Prozeßgas auch den im Reduktionsreaktor herrschenden Druck auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Einrichtung zum Kühlen und anschließenden Austragen eines Teilstroms der mittels der Abscheideeinrichtung abgeschiedenen Feinteilchen vorgesehen. Die Kühleinrichtung ist bevorzugt als Kratzförderer ausgebildet. Der Mengenstrom der der Kühleinrichtung zugeführten Feinteilchen kann durch Schieber gesteuert werden. Es kann jedoch auch ein sogenannter "Fines Diverter" vorgesehen sein.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine wesentliche Vereinfachung der an sich bekannten Kühleinrichtung möglich, da nur mehr eine Aufgabestelle für heißes Material erforderlich ist. Hierdurch ergeben sich Einsparungen im Bereich der Kühleinrichtung selbst sowie im Bereich der erforderlichen Zusatzeinrichtungen, beispielsweise der Fines Diverter.
Eine komplett vereinfachte Konstruktion als alternative Kühleinrichtung ist eine Wanne, die zum Quenchen der Feinteilchen mit Wasser gefüllt ist und aus der die abgekühlten Feinteilchen beispielsweise mittels eines Radladers entnommen werden können.
Vorzugsweise ist der Abscheideeinrichtung ein Pufferbehälter nachgeschaltet, von dem Leitungen zur Rückführeinrichtung und/oder zur Kühleinrichtung ausgehen. Hierdurch ergibt sich eine größere Flexibilität beim Aufteilen der Feinteilchen in einen Teilstrom zur Rückführung bzw. in einen weiteren Teilstrom zum Kühlen und Austragen. Darüber hinaus kann das rückzuführende Material sowohl an die Rückführeinrichtung als auch an die Kühleinrichtung jeweils diskontinuierlich bzw. chargenweise abgegeben werden.
Die Rückführeinrichtung und/oder der Pufferbehälter ist (sind) zweckmäßigerweise thermisch isoliert, um eine Abkühlung der rückzuführenden Feinteilchen zu minimieren. Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Brikettierpresse eine Einrichtung zum Zerteilen eines in der Brikettierpresse gebildeten Brikettstrangs in einzelne Briketts, vorzugsweise eine Trommel und/oder ein Schlagbrecher, nachgeschaltet. Der Brikettstrang wird mittels der Zerteileinrichtung zu Einzelbriketts separiert, wobei neben den Briketts die rückzuführenden Feinteilchen anfallen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Brikettierlinien, umfassend jeweils eine Brikettierpresse und gegebenenfalls eine Zerteileinrichtung und eine Abscheideeinrichtung, vorgesehen, wobei die Brikettierlinien zu einer einzigen Rückführeinrichtung zusammenmünden. Besonders bevorzugt sind vier Brikettierlinien vorgesehen, und zwar im Grundriß gesehen in Rechteckanordnung. Unter den vier Brikettierlinien bzw. der (den) dazugehörigen Abscheideeinrichtung(en) wird beispielsweise ein einziger Pufferbehälter angeordnet, wobei jede einzelne Abscheideeinrichtung nur mehr mit einem Fines Leg direkt mit dem Pufferbehälter verbunden ist.
Ein Verfahren zum Herstellen von heißbrikettiertem Metallschwamm, insbesondere heißbrikettiertem Eisenschwamm, aus heißem, feinteilchenförmigem Metallschwamm, bei welchem der Metallschwamm mittels mindestens einer Brikettierpresse heißbrikettiert wird, anschließend Feinteilchen von den so geformten Briketts abgeschieden, insbesondere abgesiebt, werden und die abgeschiedenen Feinteilchen zur Brikettierpresse rückgeführt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feinteilchen mittels pneumatischer Förderung rückgeführt werden.
Vorzugsweise werden die Feinteilchen in einen der Brikettierpresse vorgeschalteten Vorratsbunker und/oder in eine den feinteilchenförmigen Metallschwamm zur Brikettierpresse und/oder zum Vorratsbunker führende Zuleitung rückgefϊihrt.
Vorteilhaft werden die Feinteilchen kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels eines Prozeßgases aus einem Direktreduktionsverfahren rückgeführt.
Eine abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung der Feinteilchen diskontinuierlich mittels eines Einzel- Förderbehälters erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Teilstrom der abgeschiedenen Feinteilchen gekühlt und ausgetragen. Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform wird mittels der Brikettierpresse ein Brikettstrang geformt und der Brikettstrang vor dem Abscheiden der Feinteilchen in einzelne Briketts zerteilt.
Die Brikettierung des feinteilchenförmigen Metallschwamms und/oder das Zerteilen des Brikettstranges in einzelne Briketts und/oder die Abscheidung der Feinteilchen erfolgt vorteilhaft in einer Mehrzahl von Brikettierlinien, vorzugsweise in vier Brikettierlinien, wobei die Rückführung der abgeschiedenen Feinteilchen in einer einzigen Rückführlinie erfolgt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1 bis 5) näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 jeweils in schematischer Darstellung eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung, welche einer abgewandelten Ausführungsform der in der US-A-5, 192,486 beschriebenen Vorrichtung entspricht, und die Figuren 3 bis 5 jeweils bevorzugte Ausführungsfoimen der Erfindung zeigen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Vorrichtung gelangt heißer, feinteilchenförmiger Eisenschwamm, der aus einem in Fig. 1 nicht näher gezeigten Reduktionsreaktor mittels eines Fördergases ausgefördert wird, in einen Vorratsbunker 1. Als Fördergas für den feinteilchenförmigen Eisenschwamm wird Reduktionsgas eingesetzt, welches anschließend über eine Ableitung 2 aus dem Vorratsbunker 1 abgezogen wird.
Vom Vorratsbunker 1 gelangt der heiße, femteilchenförmige Eisenschwamm über Feed Legs 3 in Brikettierpressen 4, von denen in Fig. 1 zwei zu sehen sind. Die Brikettierpressen 4 sind parallel angeordnet und werden aus dem Vorratsbunker 1 gleichzeitig mit feinteilchenförmigem Eisenschwamm beschickt. Bei der bekannten Vorrichtung können jedoch auch beispielsweise vier Brikettierpressen 4 vorgesehen sein, wie in Fig. 2 dargestellt.
Die Brikettierpressen 4 sind als Rollenpressen ausgeführt, mittels derer Brikettstränge geformt werden, welche in nachgeschalteten Trommeln 5 in einzelne Briketts zerteilt werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist jeder Brikettierpresse 4 jeweils eine Trommel 5 zum Zerteilen des Brikettstranges zugeordnet.
Beim Brikettieren selbst und beim Zerteilen des Brikettstranges in den Trommeln 5 fällt eine beträchtliche Menge an Feinteilchen an, die - würden sie als solches ohne weitere Behandlung ausgetragen - in erhöhtem Ausmaß einer Rückoxidation unterworfen wären. Um eine solche Rückoxidation zu vermeiden, werden die Feinteilchen wiederum der Brikettierung zugeführt.
Zu diesem Zweck werden bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung die Feinteilchen mittels Sieben 6 von den Briketts abgeschieden. Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten bekannten Vorrichtungen ist für jeweils eine Brikettierpresse 4 und eine Trommel 5 je ein Sieb 6 vorgesehen.
Die Briketts gelangen über Leitungen 7 auf Kühlförderbänder 8, wobei gemäß Fig. 1 für jede Brikettierlinie, umfassend eine Brikettierpresse 4, eine Trommel 5 und ein Sieb 6, ein eigenes Kühlförderband 8 vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 mit strichlierter Linie angedeutet ist, münden auf jedes Kühlförderband 8 auch noch Leitungen 7a aus zwei weiteren, in Fig. 1 nicht näher dargestellten Brikettierlinien. In diesem Fall ist für jeweils zwei Brikettierlinien ein Kühlförderband 8 vorgesehen, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Auf den Kühlförderbändern 8 werden die Briketts von Kühlgas umspült, indem das Kühlgas durch eine von den Briketts gebildete Auflage auf dem Kühlförderband 8 hindurchgedrückt oder hindurchgesaugt wird. Die solchermaßen gekühlten Briketts werden schließlich mittels der Kühlförderbänder 8 ausgetragen.
Die mittels der Siebe 6 abgeschiedenen Feinteilchen werden rückgeführt und neuerlich einer Brikettierung unterzogen. Jedes Sieb 6 ist zu diesem Zweck über ein Fines Leg 9 mit einem Heißbecherwerk 10 verbunden. Über ein weiteres Fines Leg 11 ist das Sieb 6 darüber hinaus mit einer alternativ zur Rückführeinrichtung vorgesehenen Kühleinrichtung verbunden, welche bei der bekannten Vorrichtung als sogenannter Kratzförderer 12 ausgebildet ist. Zur Aufteilung der Feinteilchen auf die Fines Legs 9 bzw. Fines Legs 11, und damit zum Heißbecherwerk 10 bzw. zum Kratzförderer 12, ist ein nicht näher dargestellter Fines Diverter vorgesehen. Die Aufteilung der Feinteilchen zur Rückführung bzw. alternativ dazu zur Kühlung erfolgt je nach Bedarf und freier Kapazität.
Bei der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist für jede der dargestellten Brikettierlinien jeweils ein Heißbecherwerk 10 zur Rückführung der Feinteilchen und, wie oben erwähnt, jeweils ein Kühlförderband 8 zum Kühlen und Austragen der Briketts vorgesehen. Weiters ist ein Kratzförderer 12 vorgesehen, der von beiden Brikettierlinien beschickt wird. Der Platzbedarf der bekannten Vorrichtung ist wegen der Vielzahl an Einzelaggregaten groß. Mittels der Heißbecherwerke 10 werden die Feinteilchen den Brikettierpressen 4 oder gegebenenfalls - wie aus der US-A-5, 192,486 bekannt - dem Vorratsbunker 1 zugeführt, wobei jedes Heißbecherwerk 10 über jeweils eine Hosenschure 13 und ein Fines Leg 14 mit jeder einzelnen Brikettierpresse 4 verbunden ist. Um eine Rückoxidation der Feinteilchen vor dem Brikettieren zu verhindern, ist das Heißbecherwerk 10 mit einem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Inertgassystem versehen. Durch Beaufschlagen des Heißbecherwerks IC mit Inertgas werden die Feinteilchen abgekühlt, was anschließend zu einem erhöhten Verschleiß der Brikettierpressen 4 führt. Auch die Heißbecherwerke 10 selbst sind einer hohen thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt, bedingt durch die kleine Korngröße der Feinteilchen und deren hohe Temperatur. Dies führt zu einem hohen Verschleiß an den sich bewegenden Teilen der Heißbecherwerke 10, vor allem an der Kette bzw. den Kettenverbindungselementen, und verursacht einen sehr hohen Wartungs- und Instandhaltungsaufwand.
Der bei der bekannten Vorrichtung nachteilige hohe Platzbedarf der Heißbecherwerke 10 wird besonders aus Fig. 2 deutlich, gemäß der vier parallelgeschaltete Brikettierlinien vorgesehen sind, die jeweils aus einem Vorratsbunker 1 über Feed Legs 3 mit feinteilchenförmigem Eisenschwamm beschickt werden. In der Darstellung von Fig. 2 sind von den vier Brikettierlinien jeweils die Brikettierpressen 4 und die Siebe 6 zu sehen. Zwischen jeweils zwei Brikettierlinien ist ein Heißbecherwerk 10 zur Rückführung der Feinteilchen vorgesehen, wobei die rückgeführten Feinteilchen über Fines Legs 14 wiederum den Brikettierpressen 4 zugeführt werden. Weiters ist für jeweils zwei Brikettierlinien ein Kühlförderband 8 zum Kühlen und Austragen der Briketts vorgesehen. Als Kühleinrichtung ist ein Kratzförderer 12 vorgesehen.
Unter Beachtung der erforderlichen Schüttwinkel für die durch die Fines Legs 9 und 14 geförderten Feinteilchen sowie unter Berücksichtigung des Platzbedarfs der Heißbecherwerke 10 selbst ist bei der bekannten Vorrichtung eine große Bauhöhe des Brikettiergebäudes erforderlich. Diese ist bei Rückführung der Feinteilchen in den Vorratsbunker 1 - wie aus der US-A-5, 192,486 bekannt - noch größer.
Diese große Bauhöhe sowie die weiteren Nachteile eines Heißbecherwerks, insbesondere der hohe Wartungs- und Instandhaltungsaufwand, werden mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden. Die Fig. 3 bis 5 zeigen in schematischer Darstellung jeweils bevorzugte Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zur bekannten Vorrichtung analoge Bauteile mit jeweils gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 versehen sind.
In Fig. 3 ist ein Reduktionsreaktor 15 gezeigt, von dem der feinteilchenförmige Metallschwamm mittels des zur Reduktion eingesetzten Reduktionsgases über einen Riser 16 in den Vorratsbunker 1 gefördert wird. Der Riser 16 ist hierbei ein ausgemauertes Rohrstück, durch welches der feinteilchenförmige Eisenschwamm mittels des Reduktionsgases pneumatisch nach oben gefördert wird. Der Einsatz von Reduktionsgas als Fördergas im Riser 16 ist günstig, da es einerseits das erforderliche Druckniveau und anderseits eine chemische Zusammensetzung aufweist, durch die eine sofortige Rückoxidation des aus dem Reduktionsreaktor 15 ausgetragenen heißen, feinteilchenförmigen Eisenschwamms vermieden wird. Das Reduktionsgas wird im Vorratsbunker 1 entspannt und verläßt den Vorratsbunker 1 über die Ableitung 2.
Der feinteilchenförmige Eisenschwamm wird, wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben, über Fines Legs 3 den Brikettierpressen 4 zugeführt. In Fig. 3 sind zwei, jeweils eine Brikettierpresse 4 umfassende Brikettierlinien dargestellt. Diese Brikettierlinien umfassen weiters jeweils eine Trommel 5, mittels derer die in den Brikettierpressen 4 gebildeten Brikettstränge in einzelne Briketts zerteilt werden. Anstelle der Trommeln 5 können beispielsweise auch Schlagbrecher vorgesehen sein.
Die beim Brikettieren und beim Zerteilen der Brikettstränge anfallenden Feinteilchen werden anschließend mittels des Siebes 6 von den Briketts abgeschieden, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel für die zwei Brikettierlinien nur ein einziges Sieb 6 vorgesehen ist. Diese gegenüber dem Stand der Technik kompaktere und damit vorteilhafte Bauweise ist aufgrund der platzsparenden Ausführung der weiter unten näher erläuterten Rückführeinrichtung möglich.
Es könnte jedoch gleichermaßen für jede Brikettierlinie ein eigenes Sieb 6 vorgesehen sein bzw. könnte das Sieb 6 ebenso aus mehr als zwei Brikettierlinien beschickt werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß aufgrund des Fehlens platzaufwendiger Heißbecherwerke 10 der Brikettierbereich insgesamt sehr flexibel gestaltet werden kann.
Die beim Sieben anfallenden Briketts werden wie oben beschrieben mittels des Kühlförderbandes 8 gekühlt und ausgetragen. Die Feinteilchen gelangen über Fines Leg 9 in einen unter dem Sieb 6 angeordneten Pufferbehälter 17. Wie in dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel mit strichlierter Linie 9a angedeutet ist, wird der Pufferbehälter 17 noch von einem weiteren, nicht näher dargestellten und zu zwei weiteren Brikettierlinien gehörigen Sieb beschickt, er kann aber beispielsweise auch nur von einem einzigen Sieb beschickt werden.
Die Funktion des Pufferbehälters 17 ist es, eine diskontinuierliche bzw. chargenweise Abgabe der Feinteilchen an die Rückführeinrichtung und/oder an die Kühleinrichtung 12 zu ermöglichen. Die Verteilung der Feinteilchen bzw. die Einstellung der der Rückführeinrichtung und der Kühleinrichtung 12 zugeführten Mengenströme an Feinteilchen erfolgt mittels Schieber 18. Durch den Pufferbehälter 17 und die Schieber 18 ergibt sich ein flexibel gestaltbarer Betrieb des Rückführ- bzw. Kühlsystems. Alternativ dazu kann jedoch auch, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ein Fines Diverter vorgesehen sein.
Die Kühleinrichtung 12 kann, wie oben näher erläutert, als Kratzförderer oder - nach einer komplett vereinfachten Konstruktion - als Wanne ausgeführt sein, wobei die Wanne zum Quenchen der Feinteilchen mit Wasser gefüllt ist und die abgekühlten Feinteilchen aus der Wanne beispielsweise mittels eines Radladers entnommen werden.
Um eine Abkühlung der rückzuf hrenden Feinteilchen zu vermeiden bzw. zu minimieren ist der Pufferbehälter 17 mit einer geeigneten, nicht näher dargestellten thermischen Isolierung versehen.
Vom Pufferbehälter 17 gelangen die Feinteilchen gemäß Fig. 3 in einen ebenfalls mit einer thermischen Isolierung versehenen Chargenbehälter 19 und aus diesem zu einer pneumatischen Fördereinrichtung. Der Chargenbehälter 19 ist diskontinuierlich mit Feinteilchen befüllbar bzw. entleerbar und über eine Förderleitung 20 mit dem Riser 16 verbunden.
In der Förderleitung 20 werden die Feinteilchen mit einem über eine Zuleitung 21 zugeführten Prozeßgas beaufschlagt und pneumatisch in den Riser 16 gefördert. Anstelle des Prozeßgases kann auch ein anderes gegenüber den Feinteilchen und gegenüber dem heißen, feinteilchenförmigen Eisenschwamm aus dem Reduktionsreaktor 15 inertes Gas zur pneumatischen Förderung eingesetzt werden.
Das Ausfördern der Feinteilchen aus dem Chargenbehälter 19 erfolgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel diskontinuierlich, d.h. die Feinteilchen werden aus dem Chargenbehälter 19 nur während begrenzter Zeiträume ausgefördert. Zu diesem Zweck ist der Chargenbehälter 19 mittels des Schiebers 18 und mittels einer Schleuse 22 gegenüber dem Pufferbehälter 17 und dem Riser 16 abgedichtet. Weiters ist auch die Gaszuleitung 21 mit einem Absperrorgan 22a versehen.
Die Schleuse 22 bzw. der zum Chargenbehälter 19 zugehörige Schieber 18 sind mit einer Steuerung versehen, welche mit einer am Auslaß des feinteilchenförmigen Metallschwamms aus dem Reduktionsreaktor 15 vorgesehenen Absperreinrichtung, umfassend ein Kugelventil 23 und einen Schieber 24, verriegelt ausgeführt ist. Der Zweck der Verriegelung ist es, ungünstige Druck- und Strömungsverhältnisse beim Einbringen der Feinteilchen in den Riser 16 zu vermeiden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mündet die Förderleitung 20 direkt in den Riser 16 und ist sehr kurz gehalten, wodurch sich vorteilhaft nur sehr geringe Druckverluste ergeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich insgesamt durch eine platzsparende und flexible Bauweise aus. Hierdurch werden, allein was die Anzahl an erforderlichen Aggregaten betrifft, wesentliche Einsparungen gegenüber der bekannten Rückführeinrichtung mit Heißbecherwerken 10 erzielt. Darüber hinaus ist die Rückführeinrichtung selbst konstruktiv wesentlich einfacher und verursacht daher weitaus geringere Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ähnlich. Die Förderleitung 20 mündet jedoch direkt in den Vorratsbunker 1, wodurch das Rückfuhren der Feinteilchen weitgehend unabhängig vom Fördern des heißen, feinteilchenförmigen Eisenschwamms durch den Riser 16 erfolgt.
Entscheidend ist, daß die Feinteilchen den Brikettieφressen 4 gemeinsam mit dem heißen feinteilchenförmigen Eisenschwamm aus dem Reduktionsreaktor 15 zugeführt werden. Hierdurch wird die Verteilung der rückgeführten Feinteilchen im gesamten Materialstrom, d.h. im feinteilchenförmigen Eisenschwamm, optimiert, so daß die rückgeführten Feinteilchen durch Kontakt mit dem heißen feinteilchenförmigen Eisenschwamm auf optimale Brikettierungstemperatur gebracht werden. Der Verschleiß an den Brikettieφressen 4 infolge von Temperaturschwankungen wird dadurch minimiert. Weiters kann die Korngröße für das rückgeführte Material erhöht werden, so daß die nicht rückführbare Menge an als Chips bekannten größeren Feinteilchen minimiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der effektiven Austragsleistimg der Brikettierung, d.h. ein erhöhter Austrag an Briketts.
Fig. 5 zeigt in einer zu Fig. 2 analogen Darstellung besonders anschaulich die platzsparende Anordnung von vier Brikettierlinien in Rechteckanordnung, welche durch Einsatz der erfindungsgemäßen Rückführeinrichtung möglich ist. Die Rückführeinrichtung selbst ist in Fig. 5 nicht näher gezeigt. In Fig. 5 ist schematisch der Riser 16 dargestellt, der in den Vorratsbunker 1 einmündet. Vom Vorratsbunker 1 gehen vier Feed Legs 3 zu den einzelnen Brikettierlinien aus, wobei in der Figur jeweils die Brikettieφressen 4 schematisch dargestellt sind. Für jeweils zwei zusammenmündende Brikettierlinien ist bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform je ein Sieb 6 vorgesehen. Von den zwei Sieben 6 geht wiederum jeweils eine Leitung 7 zum einzigen Kühlförderband 8 aus. Die Rückführeinrichtung ist nicht, wie beim Stand der Technik, zwischen den Brikettierlinien angeordnet, wodurch eine wesentlich kompaktere Bauweise des Brikettiersystems möglich ist. Dies führt zu einer geringeren Bauhöhe des Brikettiergebäudes und - neben der Einsparung der teuren Heißbecherwerke an sich - zu einer weiteren Einsparung von Anlagenteilen, wie z.B. der Einsparung eines zweiten Kühlförderbandes 8, wodurch die Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten wesentlich gesenkt werden können.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Herstellen von heißbrikettiertem Metallschwamm, insbesondere heißbrikettiertem Eisenschwamm, aus heißem, feinteilchenförmigem Metallschwamm, welche Vorrichtung mindestens eine Brikettieφresse (4), eine der Brikettieφresse (4) nachgeschaltete Einrichtung (6) zum Abscheiden von Feinteilchen von mittels der Brikettieφresse (4) geformten Briketts und eine Einrichtung zum Rückführen der abgeschiedenen Feinteilchen zur Brikettieφresse (4) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung als pneumatische Fördereinrichtung (20, 21) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Fördereinrichtung (20, 21) in einen der Brikettieφresse (4) vorgeschalteten Vorratsbunker (1) mündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Fördereinrichtung (20, 21) in eine den feinteilchenförmigen Metallschwamm zur Brikettieφresse (4) und/oder zum Vorratsbunker (1) führende Zuleitung (16) mündet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (16) zur Brikettieφresse (4) und/oder zum Vorratsbunker (1) als Riser ausgeführt ist, wobei der Riser mindestens einem Reduktionsreaktor (15) zur Direktreduktion feinteilchenförmigen metalloxidhältigen Materials nachgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatischen Fördereinrichtung (20, 21) ein Chargenbehälter (19) zur Aufnahme der abgeschiedenen und rückzuführenden Feinteilchen vorgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schleusen (18, 22) zum Absperren des Chargenbehälters (19) einerseits gegenüber der Abscheideeinrichtung (6) und andererseits gegenüber der Brikettieφresse (4) oder dem Vorratsbunker (1) oder der Zuleitung (16) zur Brikettieφresse (4) bzw. zum Vorratsbunker (1) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung für die Schleusen (18, 22) vorgesehen ist, welche mit einer am Auslaß des feinteilchenförmigen Metallschwamms aus dem Reduktionsreaktor (15) vorgesehenen Absperreinrichtung (23, 24) verriegelt ausgeführt ist.
8. Vorrichtimg nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der pneumatischen Fördereinrichtung (20, 21) eingesetztes Fördergas Prozeßgas einer Direktreduktionseinrichtung (15) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (12) zum Kühlen und anschließenden Austragen eines Teilstroms der mittels da Abscheideeinrichtung (6) abgeschiedenen Feinteilchen vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheideeinrichtung (6) ein Pufferbehälter (17) nachgeschaltet ist, von dem Leitungen zur Rückführeinrichtung (20, 21; 25) und/oder zur Kühleinrichtung (12) ausgehen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung (20, 21; 25) und/oder der Pufferbehälter (17) thermisch isoliert ist (sind).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Brikettieφresse (4) eine Einrichtung (5) zum Zerteilen eines in der Brikettieφresse (4) gebildeten Brikettstrangs in einzelne Briketts, vorzugsweise eine Trommel und/oder ein Schlagbrecher, nachgeschaltet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Brikettierlinien, umfassend jeweils eine Brikettieφresse (4) und gegebenenfalls eine Zerteileinrichtung (5) und eine Abscheideeinrichtung (6), vorgesehen ist, wobei die Brikettierlinien zu einer einzigen Rückführeinrichtung (20, 21; 25) zusammenmünden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Brikettierlinien im Grundriß gesehen in Rechteckanordnung vorgesehen sind.
15. Verfahren zum Herstellen von heißbrikettiertem Metallschwamm, insbesondere heißbrikettiertem Eisenschwamm, aus heißem, feinteilchenförmigem Metallschwamm, bei welchem der Metallschwamm mittels mindestens einer Brikettieφresse (4) heißbrikettiert wird, anschließend Feinteilchen von den so geformten Briketts abgeschieden, insbesondere abgesiebt, werden und die abgeschiedenen Feinteilchen zur Brikettieφresse (4) rückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinteilchen mittels pneumatischer Förderung (20, 21) rückgeführt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinteilchen in einen der Brikettieφresse (4) vorgeschalteten Vorτatsbunker (1) und/oder in eine den feinteilchenförmigen Metallschwamm zur Brikettieφresse (4) und/oder zum Vorratsbunker (1) führende Zuleitung (16) rückgeführt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinteilchen kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels eines Prozeßgases aus einem Direktreduktionsverfahren rückgefuhrt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der abgeschiedenen Feinteilchen gekühlt und ausgetragen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Brikettieφresse (4) ein Brikettstrang geformt und der Brikettstrang vor dem Abscheiden der Feinteilchen in einzelne Briketts zerteilt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Brikettierung des heißen, feinteilchenförmigen Metallschwamms und/oder das Zerteilen des Brikettstranges in einzelne Briketts und/oder die Abscheidung der Feinteilchen in einer Mehrzahl von Brikettierlinien, vorzugsweise in vier Brikettierlinien, erfolgt, wobei die Rückführung der abgeschiedenen Feinteilchen in einer einzigen Rückführlinie erfolgt.
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