NO763923L - Fremgangsm}te og anlegg til reduksjon og pelletisering av finkornet gods. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører.en fremgangsmåte for reduksjon og etterfølgende pelletisering av finkornet malm under anvendelse av en rotasjonsovn for ferdigreduksjon og en med ovnsavgasser oppvarmet svevegassfbrvarmer som tjener til forreduksjon såvelsom under tilsetning av et fast eller flytende reduksjonsmiddel til den fra ovnen til forvarmeren førende gassledning, og hvor den ferdig reduserte malm deretter pelletiseres under tilsetning av et bindemiddel.

For reduksjon av finkornede malmer er hvirvelsjikt-prosessen og retorteprosessen tidligere kjent, hvilke dog er be-heftet med forskjellige ulemper. De muliggjør bare en chargevis drift i små enheter og er utsatt for forstyrrelser på grunn av de ved reduksjonstemperaturen opptredende sammenbrenninger. Da det finkornede ferdigprodukt fra disse reduksjonsprosesser dessuten er ytterst reoksydasjonsømfintlig, må en hetbrikettering foretas, som likeledes er meget utsatt for forstyrrelser og er kostbar, da det må arbeides med beskyttelsesgass ved høye temperaturer.

Hensikten med oppfinnelsen var derfor ved å unngå de kjente mangler å utvikle en fremgangsmåte for reduksjon av malmer som tillater en kontinuerlig og enkel arbeidsmåte i store enheter og stor driftssikkerhet.

Ved fremgangsmåten ifølge, oppfinnelsen oppnås en vesentlig forbedring ved at reduksjonsmidlet innføres i den fra rotasjonsovnen til svevegassforvarmeren førende gassledning og at malmen forreduseres i svevegassforvarmeren. Derved blir altså rotasjonsovnen avlastet for endel av reduksjonsarbeidet, så at

den kan dimensjoneres mindre, hvilket med hensyn til de vesentlig høyere spesifiserte anleggskostnader av rotasjonsovnen like over-for svevegassforvarmeren muliggjør en betraktelig senkning av de samlede anleggskostnader. Til rotasjonsovnens reduksjonssone slutter seg da (i en og samme rotasjonsovn) en agglomererings-

hhv. pelletiseringssone, i hvilken temperaturen vanligvis for-høyes skrittvis og hvori det ved tilsetning av et bindemiddel oppnås en agglomererings- hhv. pelleteriseringsvirkning.

Ved denne fremgangsmåte har det nå vist seg at det ved den pelletisering i rotasjonsovnen, som slutter seg umiddel-bart til ferdigreduksjonen, av og til kan oppstå vanskeligheter for malmene som følge av overlagring hhv. overlapping av de to behandlingsarter. Dessuten kan de i rotasjonsovnen tilsatte flussmidler hhv. reduksjonsmidler rives delvis med av de hete avgasser som forlater rotasjonsovnen og føres inn i svevegassforvarmeren .

Til grunn for denne oppfinnelse ligger derfor den oppgave å forbedre prosessen (hhv. det til utførelse egnede anlegg) ytterligere for å unngå de nevnte mangler og på den ene si-de oppnå den ønskede reduksjonsgrad av malmene i rotasjonsovnen og på den annen side en sikrere pelletisering av den ferdig reduserte malm.

Oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved at den ferdig reduserte malm pelletiseres i en andre rotasjonsovn som roterer fortere lik en reduksjonsrotasjonsovn.

Ved anvendelse av denne andre rotasjonsovn for pelletisering står den første rotasjonsovn bare til disposisjon for ferdigreduksjon av de malmer som forreduseres i svevegassforvarmeren, mens den andre rotasjonsovn bare tjener til pelletisering av de ferdig reduserte malmer. Dette betyr altså at den første rotasjonsovn kan være utformet spesielt for reduksjon av de pul-verformede malmer og at denne første ovn - da dens pelletiseringssone nå bortfaller - kan være utført tilsvarende kortere.

Mens det ellers må velges et turtall for rotasjons-ovnén som passer noenlunde både for ferdigredusering og til pelletisering, kan ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen den første rotasjonsovns turtall på best mulig måte tilpasses reduserings-hastigheten. Det har nemlig vist seg at det gunstigste turtall for pelletisering må være større enn turtallet for reduksjon.

Ved de forsøk som ligger til grunn for oppfinnelsen har det vist seg at det er særlig fordelaktig når den andre rota^sjonsovn drives med et turtall mellom ca. 3 og 15 omdr./min,

mens den første rotasjonsovn arbeider med et turtall på mellom ca. 0,4 og 1,0 omdr./min. og med en fyllingsgrad på ca. 10 til 25%. På denne måte kan den første rotasjonsovn drives med et så

lavt turtall at best mulig utnyttelse av den ved reduksjon dan-kede CO-gass oppnås (hvortil også den høye fyllingsgrad av ovnen bidrar). Den andre rotasjonsovn kan derimot arbeide med et vesentlig høyere turtall, så at den ønskede gode pelletisering oppnås ved stor ytelse.

Et spesielt gunstig anlegg, som er egnet til utførel-se av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter en flertrinns svevegassforvarmer og en rotasjonsovn for ferdigreduksjon av malm. Anlegget utmerker seg i det vesentlige ved at en separat drevet andre rotasjonsovn for pelletisering av de ferdig reduserte malmer er etterkoblet reduksjonsrotasjonsovnen.

Ifølge en fordelaktig utforming av oppfinnelsen er denne andre rotasjonsovn utformet konisk avsmalnende mot sin ut-løpsende. Med denne koniske innsnevring i utløpsendens retning kan et gjennomløp av redusert malm forhindres samtidig som det oppnås en etterrulling og festning av de dannede pellets.

Ved denne anlegg ifølge oppfinnelsen kan det videre være gunstig, når den første rotasjonsovn har en ildfast kledning som er utformet med vende- og/eller omrøreelementer, som f.eks. fremspringende nesestener e.l. En slik utforming bidrar særlig ved korte rotasjcasovner til en bedre omveltning av det finkornede eller melformede brenngods og således til enda mer effektiv reduksjon av godset.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende i forbindelse med et til dens utførelse egnet anlegg, som er vist rent skjematisk på tegningen.

Anlegget omfatter en firetrinns syklonforvarmer 1 såvelsom en rotasjonsovn 2<1>. Syklonforvarmeren 1 inneholder i det nederste trinn to parallellkoblede sykloner 3,4, i det andre trinn en hvirvelsjakt 5, i det tredje trinn to parallellkoblede sykloner 6 og 7 og i det fjerde trinn likeså to sykloner 8 og 9. Føringen av gassene er vist ved strekede piler 10 og føringen av godset ved heltrukne piler 11.

Rotasjonsovnen 2' drives i motstrøm, dvs. godset (pilen 11) går gjennom rotasjonsovnen 2' i motsatt retning (i mot-strøm) til hetgassene (pilen 10). På denne måte står rotasjonsovnens 2' godsinnløpsende 2'a i forbindelse med syklonforvarmeren 1 på den ene side gjennom godsledningene 20 for det underste syklon-trinn 3,4 og på den annen side gjennom en gassledning 13' (til de underste sykloner 3,4). I denne gassledning 13' munner det ut en dyse 15 til innføring av et fast eller flytende reduksjonsmiddel. Rotasjonsovnen 2' kan eventuelt være forsynt med et antall kappe-brennere eller kappevifter 16 (bare antydet med streker). Videre har denne jotasjonsovn 2', som tjener til ferdigreduksjon, én ildfast kledning som er utført med vende- og/eller omrøreelementer 22, f.eks. såkalte nesestener, som på hensiktsmessig måte er for-delt på rotasjonsovnens 2' indre omkretsflate.

Mellom det andre trinn (hvirvelsjakten 5) og det tredje trinn (syklonene 6,7) av syklonforvarmeren 1 er det anord-net en tilslutning 17 for tilførsel av friskluft.

Mens rotasjonsovnen i en tidligere utførelse tjener såvel til ferdigredusering av de forreduserte malmer som til agglomerering hhv. pelleterisering av de ferdig.reduserte malmer, er rotasjonsovnen 2' ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bare innrettet til ferdigreduksjon og kan være tilsvarende kortere. For pelletisering hhv. agglomerering av de ferdig reduserte malmer er det etter reduksjonsovnen 2' tilkoblet en separat drevet andre rotasjonsovn 23. hvis godsinnløpsende over en forbindelses-ledning hhv. rutsjerenne 24 er forbundet med iotasjonsovnens 2' godsutløpsende 2'b. Denne andre ovn 23 er som vist på tegningen fortrinnsvis utført med avtagende diameter, slik at den har avtagende tverrsnitt henimot sin godsutløpsende 2 3b. Denne andre rotasjonsovn 23 drives med gods og gass i likestrøm (pilene 10 hhv. 11), idet den ene ende av en gassledning 25 er forbundet med denne ovns 2 3 utløpsende 2 3b, mens gassledningens andre ende er kob-let til den første rotasjonsovns 2' godsutløpsende 2'b.

Mens en sentralbrenner 12' i den første rotasjonsovn 2' rager inn i godsutløpsenden 2'b, rager en sentralbrenner 26 inn i den andre rotasjonsovns 2 3 godsinnløpsende 2 3a.

Pelletiseringsovnen 23 drives av en på tegningen ik-ke nærmere vist drivinnretning, slik at ovnen roterer med et turtall på mellom ca. 3 og 15 omdr./min., fortrinnsvis mellom 6 og 8 omdr./min. Dette turtall har vist seg særlig gunstig for pelletisering. Derimot kan den første ovn 2' arbeide med et vesentlig lavere turtall, nemlig med ca. 0,4 til 1,0 omdr./min., fortrinnsvis med 0,5 til 0,7 omdr./min. Dette turtall samt en fyllingsgrad mellom 10 og 25%, fortrinnsvis mellom 15 og 25%, har vist seg særlig gunstig for ferdigreduksjonen når det gjelder best mulig utnyttelse av de ved reduksjonen dannede CO-gasser. Det er gunstig for varmeøkonomien at de hete gasser fra den andre rotasjonsovn 23 over gassledningen 25 føres inn i reduksjonsrotasjonsovnen 2<*>. Den i svevegassforvarmeren innmatede, finkornede malm forreduseres og reduseres, idet ferdigreduksjonen skjer i motstrøm i den første rotasjonsovn 2', som allerede nevnt. De hete avgasser i rotasjonsovnen 2' strømmer gjennom syklonforvarmeren 1 på den ved pilene 10 gjengitte måte, slik at de nyttig-gjøres til tørking og forvarming av malmen. Ved innmatning av reduksjonsmidlet (olje eller finkornet kull) i gassledningen 13'

(ved hjelp av dysen 15) oppnås en meget god blanding av reduksjonsmidlet og den finkornede malm, hvorved reduksjonsforløpet påskyndes. Gassrikt kull utglødes (sveles) i sterk grad i de to nedre forvarmetrinn (syklon 3,4 og hvirvelsjakt 5). Glødegassene og de av de hete gasser medrevne fineste kullpartikler forbrennes ved hjelp av den over tilslutningen 17 tilførte friskluft og nyt-tiggjøres på denne måte best mulig til forvarming og en eventuell nødvendig tørking av malmen.. Da forbrenningen av glødegassene først skjer i den rørledning som slutter seg til hvirvelsjakten 5 (den rørledning som fører til syklonene 6 og 7 i det tredje trinn),utnyttes den reduserende virkning av disse gasser i syklonene 3 og 4 samt i hvirvelsjakten 5. Det skjer på denne måte en vidtgående forreduksjon av den innmatede malm før dens inntreden i rotasjonsovnen 2'.

I rotasjonsovnen 2<1>blir den godt opphetede og med reduksjonsmidler blandede malm ytterligere opphetet av brenneren 12' og holdt på den for reduksjonen gunstigste temperatur. Gjennom de eventuelt tilsatte kappevifter 16 kan det ved behov blåses ennå mer luft inn i rotasjonsovnen 2' for ved hjelp av luft å oppnå en bedre forbrenning av de CO-gasser som dannes ved kullfor-brenningen og reduksjonen.

Den i den første rotasjonsovn 2' reduserte malm fø-res gjennom forbindelsesledninger 24 inn i den andre rotasjonsovn 23, hvori de nødvendige bindemidler også først innføres, for agglomeréring hhv. pelletisering. I denne andre rotasjonsovn 23 opphetes den reduserte malm så sterkt ved hjelp av brenneren 26 at det iblandede bindemiddel (slaggdanner) smelter. Den dannede smelte virker som et bindemiddel for pelletisering av den reduserte, finkornede malm. Den må derfor ha en egnet viskositet (f.eks. et slagg med 46% FeO, 38% Si02og 16% CaO ved 1400°C).

En egnet slaggdanner kan tilføres på et egnet sted (til varmeveksleren, på godsinnløpssiden eller eventuelt også over kappeåpningene).

Pelletiseringen i rotasjonsovnen 23 skjer på samme måte som i pelletiseringstromler som benyttes til fremstilling av rå pellets. Skjønt den andre rotasjonsovn 23 generelt kan være sylindrisk, har dog den forklarte koniske utførelse vist seg særlig gunstig for pelletisering, da. en "gjennomskytning" av den nettopp innmatede finkornede malm forhindres og de dannede pellets etterrulles og festnes.

Den ferdig reduserte og pelletiserte malm som ved

23c forlater den andre rotasjonsovn, kan avkjøles på kjent måte eller i varm tilstand transporteres direkte for viderebearbeidelse.

Som det tydelig fremgår av ovennevnte, oppnås det en vesentlig forbedring av en tidligere prosess ved at det ér anord-net en særskilt rotasjonsovn for ferdig reduksjon av den forreduserte malm og en særskilt rotasjonsovn for pelletisering av den ferdig reduserte malm. På denne måte kan det som følge av den spesielle driftsmåte og utforming av de to rotasjonsovner på beste vis utføres både ferdigreduksjon og pelletisering. Da den første rotasjonsovn (for ferdigreduksjon) kan holdes betydelig kortere, kan de rent bygningsmessige kostnader holdes lavere og disse lave bygningsmessige kostnader kan rettferdiggjøres ved det bedre og mer hensiktsmessige reduksjons- og pelletiseringsarbeid.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for reduksjon og etterfølgende pelletisering av finkornet malm under anvendelse av en rotasjonsovn for ferdigreduksjon og en med ovnsavgasser oppvarmet svevegassforvarmer for forreduksjon under tilsetning av et fast eller flytende reduksjonsmiddel til den fra rotasjonsovnen til forvarmeren føren-de gassledning, og hvor den ferdig reduserte malm deretter pelletiseres under tilsetning av et bindemiddel,karakterisertved at den ferdig reduserte malm pelletiseres i en andre rotasjonsovn som roterer hurtigere enn reduksjonsrotasjonsovnen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat den andre rotasjonsovn drives med et turtall på mellom ca. 3 og 15 omdr./min., mens den første rotasjonsovn drives med et turtall på mellom ca. 0,4 og 1,0 omdr./min. samt med en fyllingsgrad fra ca. 10 til 25%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat det til drift av den andre rotasjonsovn velges et turtall mellom 6 og 8 omdr./min.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat den første rotasjonsovn drives med et turtall på ca. 0,5 til 0,7 omdr./min.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat for den første rotasjonsovn velges en fyllingsgrad mellom 15 og 25%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat gods og gass føres i likestrøm gjennom den andre rotasjonsovn.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og/eller 6,karakterisert vedat de hete avgasser fra den andre rotasjonsovn innføres i den første rotasjonsovn.

8. Anlegg til utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1 til 7 med en flertrinns svevegassforvarmer og en rotasjonsovn for ferdigreduksjon av malm,karakterisertved at en særskilt drevet andre rotasjonsovn (23) er etterkoblet reduksjonsrotasjonsovnen (2<1>) for pelletisering av den ferdig reduserte malm.

9. Anlegg ifølge krav 8,karakterisert vedat den andre rotasjonsovn (23)er utført konisk avsmalnende henimot sin utløpsende (23b).

10. Anlegg ifølge krav 8 og 9,karakterisertved at med utløpsenden (23b) av den andre rotasjonsovn (23),som i likestrøm gjennomløpes av gods og gass,er forbundet den ene ende av en gassledning (25), hvis annen ende er tilsluttet godsutløps-enden (2'b) av den første rotasjonsovn (2') som i likestrøm gjen-nomløpes av gods og gass.

11. Anlegg ifølge krav 8,karakterisert vedat den første rotasjonsovn (2<1>) har en ildfast kledning (21) som er utformet med vende- og/eller omrøreelementer (22), som f.eks. nesestener e.l.