ITGE960079A1

ITGE960079A1 - Forno a suola rotante.

Info

Publication number: ITGE960079A1
Application number: IT96GE000079A
Authority: IT
Inventors: Piergiorgio Fontana
Original assignee: Demag Italimpianti Spa
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-06
Also published as: CN1178316A; AU3421397A; AU722005B2; DE69707797D1; BR9704652A; EP0828127A1; US5899688A; CN1128978C; PL321919A1; ATE208031T1; EP0828127B1; CA2213668A1; ZA977267B; IT1287799B1; DE69707797T2

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Forno a suola rotante"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda i forni per il trattamento dei minerali ed in particolare riguarda i forni a suola rotante.

E' noto l'uso, nel trattamento carbotermico riduttivo dei minerali metallici comprendenti ossidi metallici, di forni a suola rotante. Tali forni generalmente consistono in una camera toroidale avente la parete di fondo rotante rispetto al resto della esimerà, la cosiddetta suola rotante, essendo disposti sulle, pareti laterali e sulla parete di cielo del forno una pluralità di bruciatori. Nel forno vengono usualmente introdotti e deposti sulla suola rotante dei pellet, comprendenti il minerale contenente l'ossido metallico da trattare miscelato a carbone, in modo da favorire lo sviluppo di CO, l'effettivo agente riducente Il calore fornito dai bruciatori consente alla miscela eterogenea carbone-minerale di raggiungere la temperatura adatta per la reazione di riduzione.

I forni così strutturati presentano tuttavia degli inconvenienti, sia dal punto di vista dell'economicità della lavorazione che dal punto di vista dell'impatto ambientale. Da un lato infatti, la reazione di riduzione degli ossidi a metalli con C, ovvero con CO, è endotermica, e raggiunge quindi i migliori livelli di efficenza a temperature elevate ; quindi il buon rendimento del processo coincide con un significativo dispendio di energia che fatalmente innalza i costi di lavorazione.

Inoltre, l'atmosfera all'interno della camera del forno è ricca di CO e produce un gas di scarico ad alto potenziale inquinante; di conseguenza l'impatto ambientale del trattamento carbotermico in questione è piuttosto elevato,.

Scopo della presente invenzione è fornire un forno a suola rotante che consenta un abbattimento sia dei costi energetici che del livello di inquinante degli scarichi prodotti, in modo da rendere la lavorazione economicamente più vantaggiosa ed al contempo molto più compatibile dal punto di vista ambientale.

Oggetto della presente invenzione è pertanto un forno per il trattamento dei minerali a suola rotante, comprendente una camera toroidale, la cui parete di fondo è rotante rispetto alle altre pareti, provvista di mezzi di alimentazione e mezzi di scarico del materiale, di una pluralità di bruciatori disposti lungo tutta la camera toroidale sulle pareti laterali e sulla parete di cielo della medesima, e di mezzi di evacuazione dei gas di scarico, caratterizzato dal fatto che in una prima zona della camera, a valle dei mezzi di alimentazione ed a monte dei mezzi di evacuazione dei gas rispetto alla rotazione di detta suola, sono disposti mezzi di prelievo dei gas dell'atmosfera della camera, comunicanti mediante un condotto con mezzi di reimmissione di detti gas in una seconda zona a monte dei mezzi di scarico del minerale ed a valle dei mezzi di evacuazione dei gas, detto condotto essendo provvisto di mezzi di immissione di gas in pressione (inerti, combustibili od aria) attraverso getti orientati in direzione del flusso che sfruttando l'effetto eiettore consentono di trasferire il gas tra le due zone e modulando opportunamente detta immissione consentono di regolare la portata di gas aspirato stesso ed eventualmente di favorirne la combustione, detta prima zona essendo separata da mezzi di separazione, che consentono il passaggio del materiale, disposti a monte dei mezzi di evacuazione.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma esecutiva della presente invenzione eseguita, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui :

La figura 1 è una vista schematica in pianta e parzialmente rotta, di un forno a suola rotante secondo la presente invenzione; e

la figura 2 è una vista in sezione lungo la linea II-II del forno illustrato in figura 1.

In figura 1 è illustrato un forno a suola rotante secondo l'invenzione; con 3. è designata la camera toroidale di detto forno. Detta camera è formata da un cielo 201 e due pareti laterali 101 e da una suola 301 rotante, grazie a mezzi di movimentazione non illustrati in figura e non meglio descritti, nel senso indicato dalla freccia F. La camera 1 è provvista di una pluralità di bruciatori 111 disposti sulle sue pareti laterali 101, e di una pliralità di bruciatori 211 disposti sul suo cielo 201. Il forno prevede mezzi di alimentazione del materiale che comprendono un nastro 4 trasportatore ed una tramoggia 104 di carico, nonché, in posizione adiancente a detti mezzi di alimentazione, dei mezzi di scarico dei minerali ridotti nel forno, comprendenti una coclea 5, una tramoggia 205 ed un nastro trasportatore 105. Tali mezzi di scarico sono disposti in modo tale da essere raggiunti dal materiale che ha compiuto l’intera rotazione della camera 1 sulla suola 301. Alle due estremità di ingresso e di uscita della camera 1, poste rispettivamente a valle dei mezzi di alimentazione del minerale ed a monte dei mezzi di scarico del minerale, sono disposte due bocche 106 e 206, collegate da un condotto 6 formato ad U. Il condotto 6 presenta due collettori anulari 306 disposti, coassialmente ad esso, provvisti di una pluralità di ugelli 316 che sboccano in detto condotto 6. In una posizione a circa 90° a valle dei mezzi di alimentazione del minerale è disposta una paratia 203, ed a valle della medesima la bocca 103 comunicante con il condotto di evacuazione 3 dei gas di scarico del forno.

In figura 2 è illustrata una vista di una porzione del forno di figura 1, in sezione lungo la linea II-II. Alle parti uguali corrispondono, nelle due figure, uguali numerali. Nella figura si possono notare le due pareti disposte trasversalmente all'interno della camera 1, rispettivamente la parete 401 a valle dei mezzi di alimentazione 4, 104 e la parete 501 a monte dei mezzi di scarico 5, 105, 205. Le due pareti intercettano quasi completamente la luce della camera 1, fatta eccezione per uno spiraglio verso la suola 301, su cui è deposto lo strato di minerale 10 dalla tramoggia 104. La coclea 5, preleva, dalla parte opposta il minerale ridotto 11, riversandolo nella tramoggia 205. Come si può notare dalla figura, la luce del condotto 6 in corrispondenza della bocca 106 è di sezione minore rispetto a quella in corrispondenza della bocca 206. La paratia 203 disposta immediatamente a monte della bocca 103 del condotto di evacuazione 3 chiude anch'essa tutta la luce della camera 1 ad eccezione di uno spiraglio verso la suola rotante 301.

Il funzionamento del forno a suola rotante secondo la presente invenzione apparirà evidente da quanto segue. Il materiale 10, comprendente il minerale da trattare miscelato con l'opportuna quantità di carbone, viene portato alla tramoggia 104 dal nastro 4, e dalla tramoggia viene depositato come strato sottile e omogeneo sulla suola 301. All'ingresso nella camera 1, il materiale 10 viene riscaldato dai bruciatori 111; il carbone in queste condizioni sviluppa CO e CO^ e viene in questo modo avviata la reazione di riduzione dell'ossido metallico contenuto nel minerale. Il gas prodotto in questo primo tratto della camera 1 del forno a suola rotante è quindi ad elevata concentrazione di CO; questa elevata concentrazione da un. lato favorisce lo sviluppo della reazione di riduzione, ma dall'altro rende critica l'evacuazione dei gas prodotti, nel forno secondo l'invenzione viene disposta all'interno della camera una paratia 203, a circa 90° di rotazione della suola rispetto ai mezzi di alimentazione 4, 104 e, in corrispondenza della parete di ingresso 401 della camera, viene disposta una bocca 106 di prelievo del gas formatosi nella camera. Ovviamente, al paratia 203 dovrà essere disposta nella camera in modo tale da consentire il solo passaggio dello strato di materiale 10 deposto sulla suola, consentendo il minimo accesso possibile al gas.

Il gas aspirato in modo controllato dalla bocca 106, grazie agli ugelli 316 dei collettori anulari 306 che adducendo al sistema gas in genere e/o anche aria consentono di effettuare il trasferimento dei gas tra le due zone vincendo la differenza di pressione tra le stesse e le perdite di carico del condotto 6 stesso, attraversa il condotto 6, e viene successivamente riversato attraverso la bocca 206 nel tratto a monte dei mezzi di scarico 5, 105, 205. In questo modo viene fornito a questo tratto di camera 1 del forno del gas ad elevato contenuto energetico che consentirà di mantenere elevata la temperatura nella camera con un notevole risparmio di combustibile. Inoltre questa nuova combustione del gas prelevato dal primo tratto della camera garantisce un livello inquinante più basso degli scarichi che fuoriescono dal condotto 3 di evacuazione.

Nelle figure sono illustrate una sola zona di prelievo del gas prodotto nella camera ed una sola zona di reimmissione. Tuttavia, sempre all'interno del medesimo concetto inventivo, può essere contemplato un forno a suola rotante che prevede più bocche di prelievo in diversi punti del forno e più bocche di reimmissione del gas. Questo ow iamente a patto che venga effettuata una separazione del tipo descritto in precedenza tra la zona da cui si preleva il gas e la zona in cui lo si reimmette.

La posizione in cui viene inserita la paratia 203 di separazione è assolutamente non vincolante nel contesto dell'invenzione; essa può dipendere da molti fattori, quali la velocità di rotazione della suola, la quantità di calore prodotta dai bruciatori ed altro. In generale è preferibile che il prelievo dei gas venga effettuato nella fase iniziale del processo di riduzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Forno per il trattamento dei minerali a suola rotante, comprendente una camera toroidale (l), provvista di mezzi di alimentazione (4, 104) e mezzi di scarico (5, 105, 205) del materiale, di una pluralità di bruciatori (ili, 211) disposti lungo tutta la camera toroidale (l) sulle pareti laterali (101) e sulla parete di cielo (201) della medesima, e di mezzi di evacuazione (3) dei gas di scarico, caratterizzato dal fatto che in una prima zona della camera, a valle dei mezzi di alimentazione (4, 104) ed a monte dei mezzi di evacuazione (3) dei gas rispetto al senso di rotazione di detta suola (301), sono disposti mezzi di prelievo (106) dei gas dalla camera (l), comunicanti mediante un condotto (6) con mezzi di reimmissione (206) di detti gas -in una seconda zona a monte dei mezzi di scarico (5, 105, 205) del materiale ed a valle dei mezzi di evacuazione (3) dei gas, detto condotto (6) essendo provvisto di mezzi di alimentazione (306, 316) di gas in genere e/o aria che consentono il convogliamento ed il controllo della quantità di gas da trasferire tra le due zone della camera (l) vincendo la differenza di pressione e le perdite di carico del condotto (6) stesso ed eventualmente di favorire la combustione dei gas, detta prima zona essendo separata da detta seconda zona mediante mezzi di separazione (203), che consentono il passaggio del materiale, disposti a monte dei mezzi di evacuazione (3).
2. Forno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di prelievo dei gas dalla camera comprendono almeno una bocca (106) aperta sulla parete di cielo (201) di detta camera (l) del forno.
3. Forno secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di reimmissione dei gas nella camera comprendono almeno una bocca (206) aperta sulla parete di cielo (201) di detta camera (1) del forno.
4. Forno secondo la rivendicazione 2, in cui detta bocca (106) è aperta in prossimità di detti mezzi di alimentazione (4, 104) del materiale.
5. Forno secondo la rivendicazione 3, in cui detta bocca (206) è aperta in prossimità di detti mezzi di scarico (5, 105, 205) del materiale.
6. Forno secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di separazione (203) sono disposti in prossimità di detti mezzi di evacuazione (3) dei gas.
7. Forno secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di separazione comprendono una paratia (203) disposta ortogonalmente rispetto a detta parete di cielo (201) e detta suola rotante (301) all'interno di detta camera (l) del forno.
8. Forno secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima zona di detta camera comprende un settore di circa 90° gradi di ampiezza compreso tra detti mezzi di alimentazione (4, 104) del materiale e detti mezzi di separazione (203).