NO132698B

NO132698B -

Info

Publication number: NO132698B
Application number: NO997/71A
Authority: NO
Inventors: W C Mayer
Original assignee: Johnson & Johnson
Priority date: 1969-05-27
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1975-09-08
Also published as: NO132698C; GB1341637A; US3720573A; AU5564469A; BE734951A; GB1257953A; SE372785B; AT298227B; US3772124A; CA951629A

Description

Fremgangsmåte og apparat for herdning av malmpellets.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en ovn for herdning av fuktige malmpellets, og hvor det brukes en ovn av motstrømstypen med vertikal sjakt for varmebehandling eller herdning av små fuktige pellets av jernmalmkonsen-tratene som skal herdes.

Ved drift av ovner av den ovenfor an-gitte art blir ovnen kontinuerlig chargert med pellets ved toppen av sjakten og dissa pellets beveger seg langsomt som en søyle av separate pellets inntil de til slutt tøm-mes ved bunnen. I denne tid opphetes først pellets litt under deres smeltetemperatur i en sone i nærheten av toppen av sjakten ved hjelp av hete gasser fra tilstøtende forbrenningskammere, og deretter avkjø-les de ved hjelp av luft som blåses inn i nærheten av sjaktens bunn.

Jernmalmpellets, som er et typisk ek-sempel, må opphetes til meget høye tem-peraturer i nærheten av 1260° C for å kunna godt herdes, men når de tømmes, bør de for å kunne håndteres, ha en så lav temperatur som mulig.

For å øke varmeeffektiviteten forvarmes luft under sin oppoverbevegelse gjennom pelletene og en del av denne luft le-des direkte inn i forbrenningskamrene. Det er imidlertid funnet at denne metode re-sulterer i at støv blir ført sammen med luft og ved en temperatur over ca. 980° C blir dette støv smeltet i de øvre områder av forbrenningskamrene og kan eventuelt hindre passering av luft.

Når man blåste inn ren luft utenfra direkte inn, i forbrenningskamrene, og

ingen luft ble blåst inn i bunnen av ovn-

sjakten, ble denne av støv forårsakets ulempe eliminert og forbrenningskamrene kunne drives ved 1200—1315° C og den maksimale temperatur av pellets ved toppen av sjakten kunne heves til en tilfreds-stillende høyde. Imidlertid fantes da ikke tilstrekkelig luft ved bunnen av sjakten for effektivt å kjøle pelletene og de tømte

pellets hadde en temperatur på ca. 950° C. Dette var en temperatur som var for høy

for å tillate trygg håndtering og resulterte i stort varmetap.

Fra norsk patent nr. 85.896 er kjent å tilføre forbrenningskammeret kun ren, men ikke oppvarmet luft, idet kjøleluft også tilføres ved bunnen av ovnen. Ifølge dette patent tas da pelletene ut ved bunnen av ovnen — kjølekammeret — med en temperatur på 176° C, og gassen som forlot ovnen ved toppen av pelletsøylen, hadde en temperatur på 122° C.

Ifølge foreliggende oppfinnelse kjøles de varme pellets fra ovnen i ett eller flere separate kammere ved hjelp av en luftstrøm som fører med seg varmen fra pelletene til rekuperatorer hvor den opp-hetede luft forvarmer ren luft for forbrenningskammere.

I overensstemmelse med den foran anfør-te går fremgangsmåten ut på herdning av fuktige malmpellets hvor det opprettholdes en kontinuerlig strøm av pellets ned gjennom en sjaktovn og hvor gasser med relativt høy temperatur føres gjennom nevnt3 pellets og kjøleluft føres gjennom de opphetete pellets under det område i sjaktovnen gjennom hvilket gassene med høy temperatur føres, og hvor de nedad strøm-niende pellets føres direkte fra sjaktovnen til et separat kammer og kjøleluften føres gjennom de opphetete pellets i det separate kammer og opphetet luft fra det separate kammer føres ut mens en vesentlig del av nevnte opphetete luft hindres i å passere direkte fra det separate kammer til sjaktovnen, og det særegne ved fremgangsmåten er at den nevnte opphetete luft renses og den varme som fåes fra nevnte rensete luft som føres ut, utnyttes indirekte for å forvarme i alt vesentlig støv-fri annen luft og den på denne måte forvarmete støvfrie annen luft innføres et i og for seg kjent brennstoff-forbrenningskammer som kilde for de høytemperatur-gasser som føres gjennom sjaktovnen.

Andre trekk ved oppfinnelsen vil frem-gå av den etterfølgende beskrivelse av fremgangsmåtens utførelse i forbindelse med det særlig fordelaktige apparat for utførelse av fremgangsmåten. Fig. 1 viser tildels skjematisk det full-stendige ovnssystem ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et vertikalt transversalt snitt gjennom ovnen, forbrenningskammeret og kjølere for pellets, idet støvsamlere og varmeutvekslere er vist i oppriss. Fig. 3 er et vertikalt transversalsnitt etter linjen 3—3 på fig. 2, og viser ovnssjakten og en av kjølerne for pellets an-bragt under sjakten, og

fig. 4 er et horisontalt transversalsnitt etter linjen 4—4 av fig. 2 gjennom ovnssjakten og begge forbrenningskammere.

Sjaktovnen 1 omfatter et rammeverk 2 av strukturdeler som understøtter en me-tallkappe 3 omsluttende og beskyttende ildfaste sten 4 dannende en sjakt med rek-tangulært tverrsnitt hvis indre vegger er i det vesentlige vertikale i toppsonen 5 i omtrent to tredjedeler av deres høyde og heller innover med ca. 12° til 15° fra vertikalen i bunnsonen 6 i retning av en sen-tralt anordnet spisset lav stenvegg 7. Denne vegg 7 deler pelletchargen 8 opp i to nesten like deler som faller ned i to pa-rallelle vertikale chargeringstrakter 9 anordnet under veggen.

En rekke av i horisontal avstand an-bragte atskillelsesplater 10 bestående fortrinnsvis av hule støpestykker gjennom hvilke sirkulerer et kjølemiddel, f. eks. luft, rager inn i massen av de hete pellets i ovnens øvre sone 5. Disse atskillelsesplater 10 danner åpninger mellom de fallende pellets nær ovnens sider og tilveiebringer en fri strømning av luft for hurtigere tør-king av pellets.

Eventuelle større klumper av sam-

menballete pellets i bunnsonen 6 av ovnen vil deles opp av de tannete omrørere 11 montert i selvregulerende thrustlagere 12 understøttet på ovnens rammeverk, og vil ytterligere oppdeles av de tannete knuse-segmenter 13 anordnet på vippeaksler 14 montert i lågere 15. Disse aksler 11 og 14 strekker seg horisontalt gjennom bunnsonen 6 av ovnen i parallell avstand med den sentrale vegg 7, og er fortrinnsvis hule for å tillate at luft passerer gjennom dem og er slik anordnet at de, tildels kan ro-teres ved hjelp av resiprokerende sveiv-armer 16 drevet av konvensjonelle meka-niske eller hydrauliske sylindrer (ikke vist)

i passende tidsrom for å kunne opprett-holde en jevn fallhastighet av pellets.

Vippeakslene 11 og 14 og de tilsluttende organer er videre beskyttet mot varmen ved hjelp av luft fra et blåseorgan (ikke vist), hvilken luft innføres gjennom pa-rallelle horisontale rør 17 skjermet av om-vendte V-formete dekkorganer 18. Denne del av luften vandrer deretter oppover gjennom ovnssjakten hvor den opptar varme fra de fallende hete pellets og tilslutt leverer 40—60 pst. av den varme som er nødvendig for å herde og tørke de øvre lag av de innkommende fuktige pellets.

Symmetrisk anbrakt ved motsatte en-der ar ovnssj akten 1 nær den øvre sone 5 av sjakten er to vesentlige sylindriske forbrenningskammere 19, hvert av hvilke har en ytre metallmantel 20 og en foring av ildfaste sten 21. Hvert av disse forbrenningskammere 19 er forsynt med et innløp 22 for innføring av luft som er blitt for-varmet ved hjelp av senere beskrevne mid-ler, en brenner 23 for flytende eller gass-formet brensel og en ledning 24 som fører forbrenningsgassende fra kammerne gjennom åpninger 24' til den øvre sone 5 av ovnen.

Under hver fordelingstrakt 9 strekker seg vertikalt en innsnevret ledning 25 som står i forbindelse med en separat kjøler 26 for pellets og denne kjøler er fortrinnsvis ubevegelig opphengt fra understøttel-sesstrukturen 2 av ovnen. Denne kjøler 28 for pellets består , av en sylindrisk metallmantel 27 med et innløp 28 for pellets i midten av topplaten 29 og et tilstøtende luftutløpsuttak 30. Den mellomliggende del av mantelen 27 er utforet med ildfaste sten 31 understøttet på vinkeljern 32 med ring-formet kontur og fast sveiset innenfor mantelen. På disse vinkeljern 32 er innenfor hver kjølermantel 27 opphengt en øvre kjølertrakt 33 og under den er i avstand anordnet en lavere kjølertrakt 34 opphengt på bunnen av mantelen 27. Som vist på fig. 2 og 3 heller den øvre kjølertrakt 33 20° fra vertikalen, og den nedre kjøler-takt 34 25° fra vertikalen, men hellingen av traktene er ikke kritisk. Et luftinnløps-rør 35 forbundet med et kraftig blåseorgan (ikke vist) slipper inn trykkluft i rommet mellom kjølertraktene 33 og 34 og så oppover gjennom pellets. De avkjølte pellets tømmes til slutt gjennom bunnrøret 36.

Uttaket 30 for den forvarmete støv-holdige luft fra hver pelletkjøler 26 er forbundet med innløpsåpningen 37 for et samleorgan 38 for tørt støv, og støvpartik-lene fra pellets samles her opp, setter seg av ved bunnen av den store ytre konus 39 og fjernes gjennom et tappehull 40. Den rensete forvarmete luft passerer gjennom uttaket 41 og kanalen 42 gjennom innløpet 43 i det øvre kammer 44 av en vertikal rør-formet varmeutveksler 45. Denne varmeutveksler 45 omfatter en sylindrisk mantel 46 forsynt med en rekke av parallellfor-skjøvete horisontale ledeplater 47 og øvre og nedre rørplater 48 og 49 som under-støtter en rekke av vertikale rør 50. Den varme luft fra støvsamleren 38 passerer gjennom rørene i det nedre kammer 51 og går ut gjennom utløpskanalen 52. Ren luft fra omgivelsen slipper inn i mantelen 46 gjennom den nedre åpning 53, vandrer i buktet bane rundt rørene 50 og passerer fra utløpet 54 gjennom kanalen 55 i inn-løpet 22 av forbrenningskammeret 19.

Ved å bruke pelletkjølere 26 kan man 'ienke temperaturen av de hete pellets som, når de kommer fra ovnen, har en temperatur på ca. 530—600° C, til omtrent 93 —120° C, mens luften som er blåst inn i kjølere øker temperaturen fra atmosfære-temperaturen til ca. 480—537° C. Dette vil forvarme forbrenningsluften i varmeutvekslere 45 til omtrent 425° C med tilsvar-ende stor økning av effektiviteten av forbrenningskammere 19. Støvsamlere 38 fjer-ner størsteparten av pelletstøv fra for-varmingsluften før den når varmeutvekslere 45 og intet støv kan komme inn i forbrenningskammere 19.

Forbedringen av ovnens varmeeffekti-vitet kan sees av sammenligningsdata for driftstemperatur og brenselforbruket har de ovenfor nevnte tre typer av ovner, som vist i den følgende tabell:

Claims

1. Fremgangsmåte for herdning av fuktige malmpellets hvor det opprettholdes en kontinuerlig strøm av pellets ned gjennom en sjaktovn og hvor gasser med relativt høy temperatur føres gjennom nevnte pellets og kjøleluft føres gjennom de opphetete pellets under det område i sjaktovnen gjennom hvilket gassene med høy temperatur føres, og hvor de nedad strømmende pellets føres direkte fra sjaktovnen til et separat kammer og kjøleluften føres gjennom de opphetete pellets i det separate kammer og opphetet luft fra det separate kammer føres ut mens en vesentlig del av nevnte opphetete luft hindres i å passere direkte fra det separate kammer til sjaktovnen, karakterisert ved at nevnte opphetete luft renses og den varme som fåes fra nevnte rensete luft som føres ut, utnyttes indirekte for å forvarme i alt vesentlig støvfrie andre gasser og de på denne måte forvarmete støv-frie andre gasser innføres i et i og for seg kjent brennstoff-forbrenningskammer som kilde for de høytemperaturgasser som føres gjennom sjaktovnen.

2. Pellet-behandlingsapparat for utfø- relse av fremgangsmåten i påstand 1, om-fattende en ovnssj akt hvis indre vegger er i alt vesentlig vertikale ved toppen og skråner innover ved bunnen og med forbrenningskammere som står i forbindelse med sjakten, og et kjølekammer for pellets hvilket er anbrakt under sjakten og som kommuniserer med denne ved hjelp av en innsnevret passasje, karakterisert ved indirekte varmeutvekslings-innretninger (45) for å overføre varme fra den oppvarmete luft som kommer fra kjølekammeret (26) således at luften til forbrenningskammeret (19) forvarmes, og en støvfjerner (38) for å fjerne støv fra luften som føres ut fra kjølekammeret (26) før luften føres til varmeutvekslingsinnret-ningen (45).