DE3519666A1

DE3519666A1 - Verfahren zum hartbrennen von eisenerzpellets auf einem wanderrost

Info

Publication number: DE3519666A1
Application number: DE19853519666
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 6380 Bad Homburg Boss; Fred Dr. 6072 Dreieich Cappel; Rolf-Peter 6395 Weilrod Dadazynski
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1985-06-01
Filing date: 1985-06-01
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3661025D1; EP0204355B1; EP0204355A1

Description

METALLGESELLSCHAFT AG 31. Mai 1985

Reuterweg 14 SCHR/LWÜ/2178P

6000 Frankfurt/M. 1

Prov. Nr. 9197 L

Verfahren zum Hartbrennen von Eisenerzpellets auf einem

Wanderrost

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hartbrennen von Eisenerzpellets auf einem Wanderrost unter oxidierenden Bedingungen mittels hindurchgeleiteter heißer Gase, wobei die Pellets festes, kohlenstoffhaltiges Material eingebunden enthalten, das einen Teil der zum Hartbrennen erforderlichen Wärmemenge liefert.

Das Hartbrennen von Eisenerzpellets bei Temperaturen von etwa 1200 bis 1350 ⁰C erfolgt auf geraden oder runden Wanderrosten, die mit Gashauben versehen sind, und die auch als Pelletbrennmaschinen bezeichnet werden. Diese Pelletbrennmaschinen haben - in Laufrichtung gesehen - verschiedene Behandlungszonen, nämlich Trockenzone, Brennzone und Kühlzone. Diese Zonen können unterteilt sein, wie z.B. in Vortrocknungs- und Nachtrocknungszone, Aufheizzone, Verbrennzone, Hauptbrennzone, Nachbrennzone und erste und zweite Kühlzone.

Beim oxidierenden Hartbrennen liegt der Eisengehalt der fertigen Pellets weitgehend in der höchsten Oxidationsstufe vor, d.h. als Fe^O-. Beim Hartbrennen von magnetitischen oder Magnetit (Fe-O.) enthaltenden Pellets ist die mittels der heißen Gase einzubringende Wärmemenge geringer als bei hämatitischen Pellets, da die Oxidation von Fe_O- zu Fe₅O₃ exotherm verläuft. Die spezifische Durchsatzleistung einer

Pelletbrennmaschine hSngt in starkem Maße von der Höhe des Magnetitgehaltes des zu verarbeitenden Erzes ab und steigt mit zunehmendem Magnetitgehalt. Deshalb wurden viele Versuche gemacht, die Durchsatzleistung bei der Verarbeitung von Hämatiten zu steigern. Dazu wurde festes, kohlenstoffhaltiges Material in feinkörniger Form in die Pellets eingebunden. Dadurch tritt zwar eine beträchtliche Steigerung der spezifischen Durchsatzleistung ein, jedoch nimmt die Druckfestigkeit der Pellets bei Gehalten über etwa 1,3 % C-. stark ab und auch die spezifische Durchsatzleistung fällt bei höheren Cf^_x" Gehalten wieder ab. Bis zu diesem C-. -Gehalt wird eine Steigerung der Durchsatzleistung bei guter Pelletqualität erzielt, die Abgasmengen und die Temperaturen werden reduziert („Aufbereitungs-Technik", Nr. 12, 1973, Seiten 783 - 788). Ein C-. -Gehalt von etwa 1,3 % C_f. ergibt bei seiner Verbrennung etwa so viel Wärme, wie bei der Oxidation von Fe_O. zu Fe_O erzeugt würde, und würde etwa zur Reduktion von Fe₃O₃ zu Fe₃O₄ ausreichen. Ein Einbinden von festem, kohlenstoffhaltigem Material in Magnetit-Pellets führte zu einer starken Erniedrigung der Festigkeit der Pellets.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei erhöhter Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine und guter Pelletqualität den Energieverbrauch möglichst geringzuhalten.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der C-. -Gehalt des in die Pellets eingebundenen festen, kohlenstoffhaltigen Materials 1,3 bis 1,8 Gew.-%, bezogen auf trokkene Aufgabemischung bei hämatitischen Erzen oder bezogen auf den hämatitischen Anteil in Mischungen von Erzen, beträgt, die Grünpellets mit einer Temperatur von 30 bis 50⁰C auf den Wanderrost chargiert werden oder auf dem Wanderrost auf diese Temperatur durch Drucktrocknung vorgewärmt werden, die warmen Pellets durch eine Saugtrocknung geleitet und anschließend im Saugzug mit einem Unterdruck von 20 bis 40 mbar mit heißen

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Gasen von 1250 bis 1350⁰C hartgebrannt werden. Die Pellets können aus reinen hamatitischen Erzen oder aus einem Gemisch von hämatitischen und magnet!tischen Erzen bestehen. Das feste, kohlenstoffhaltige Material kann aus Kohlen mit niedrigem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen - wie z.B. Koks oder Anthrazit - oder aus Kohlen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen - wie z.B. bituminöse Kohlen oder Braunkohlen - bestehen. Bei Kohlen mit niedrigem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird der C_f. -Gehalt im oberen Bereich eingestellt. Bei Kohlen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird der C_f. -Gehalt im unteren Bereich eingestellt. Das kohlenstoffhaltige Material wird in der für das Pelletieren erforderlichen Korngröße in die Mischung eingebracht. Der für den jeweiligen Betriebsfall günstigste C_f. -Gehalt kann empirisch ermitelt werden. Bei einer trockenen Mahlung* des Erzes auf Pelletierfeinheit erwärmt sich das Mahlgut so weit, daß die geforderte Aufgabetemperatur der Grünpellets von 30 bis 50⁰C erreicht werden kann, wenn eine stärkere Wärmeabführung verhindert wird und eventuell mit wärmerer Pelletierflüssigkeit gearbeitet wird. Bei einer nassen Mahlung kann die geforderte Aufgabetemperatur im allgemeinen nur in sehr warmen Gegenden erreicht werdfen, wobei eventuell mit aufgewärmter Trübeflüssigkeit gearbeitet werden muß. In allen Fällen, in denen die geforderte Aufgabetemperatur von 30 bis 50°C nicht erreicht wird, werden die Grünpellets auf dem Wanderrost in einer vorgeschalteten Drucktrocknung auf diese Temperatur vorgewärmt. Die Drucktrocknung erfolgt durch warme Gase, die von unten durch das Bett gedrückt werden. Dabei muß die Temperatur von 30 bis 50⁰C von der Mitte bis zur Oberfläche des Bettes erreicht werden. Im unteren Teil des Bettes liegt die Temperatur höher. Bei der Vorwärmung werden etwa 10 bis 15 % des Feuchtigkeitsgehaltes ausgetrieben.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Saugtrocknung mit heißen Gasen von 300 bis 400⁰C und einem Unterdruck von 20 bis 40 mbar erfolgt.

Die Saugtrocknungnung der warmen Pellets erfolgt durch Hindurchsaugen der heißen Gase durch das Bett von oben nach unten. Die Saugtrocknung wird so lange durchgeführt, bis die obere Schicht des Bettes trocken ist. Dies ist nach etwa 2 bis 3 min der Fall. Mit dieser Arbeitsweise werden besonders gute Ergebnisse erzielt.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß auf dem Wanderrost eine Rostbelag-Schicht von 5 bis 7 cm Höhe aus gebrannten Pellets chargiert wird.

Durch die Verringerung der Rostbelag-Schicht, die sonst Dicken von etwa 9 bis 11 cm hat, wird die Durchsatzleistung des Wanderrostes erhöht. Die Verringerung der Schichthöhe ist durch den einpelletierten Kohlenstoffgehalt möglich.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Basizität der Pellets auf 0,6 bis 1,2, vorzugsweise 0,7 bis 0,9, eingestellt wird.

Diese Basizität ergibt besonders gute Qualitäten der Pellets.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die die Vorwärmung der Grünpellets durch Drucktrocknung auf dem Wanderrost mit gasen von 200 bis 300⁰C, vorzugsweise 250 bis 300⁰C, und einen Unterdruck von 20 bis 50 mbar erfolgt.

Dadurch wird eine gute Vorwärmung der Grünpellets erzielt, wenn ihre Aufgabetemperatur unter der geforderten Temperatur liegt.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.

Das Hämatit-Konzentrat hatte folgende Analyse (in Gew.-%, bezogen auf trockenes Erz):

Λ.

Fe gesamt 66,6

Fe¹¹ 0,9

SiO₂ 2,6

Al₃O₃ 0,93

CaO <0,05

MgO <0,05

TiO₂ 0,06

P <0,03

Glühverlust 1,8

Aufmahlungsgrad <0.045 mm = 80 - 86%

Der Koks hatte folgende Analyse (in Gew.-%, bezogen auf trockene Kohle):

^Cfix ⁸^¹

Asche 13,9

Flüchtige 5,3

Aufmahlungsgrad <0,2 mm = 100%

Das Brennen der Pellets wurde auf einer Pfanne von 26,5 cm Durchmesser durchgeführt.

Die Pellets wurden unter Zusatz von 2 Gew.-% Cu(OH)₂ und Gew.-% CaCO- hergestellt, wodurch die Basizität 0,7 betrug. Die Menge der einpelletierten C,. ist in der Tabelle angegeben. Die Feuchtigkeit der Grünpellets lag zwischen 8,8 und 9,3 Gew.-%.

Versuch Nr.

Tabelle I

1. Brennstoffzusatz

C_f. -Gehalt Gew.-%

1,38 1,38 1,38 1,58 1,38

2. Aufgabetemperatur ⁰C 20 37 38 20 41 20

3. Brennschema

Drucktrocknung

Zeit min 3

Temperatur (Gas) ⁰C 290

Druck mbar 35

290 40

Saugtrocknung
Zeit min

Temperatur (Gas) ⁰C Unterdruck mbar

2,7	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2
350	370	360	400	360	360
30	40	40	40	40	40

Brennen

Zeit min 18,1 13,5 13,5 14,3 13,5 15

Temperatur (Gas) ⁰C 1320 1320- 1320 1320 1320 1320

1250
Unterdruck mbar 30-40 40 40 40 40 40

Kühlen

Zeit

Druck

min 9,9 8,8 9,5 9,6 10,5 10,3 mbar 45 45 45 45 45 45

Gesamtversuchszeit

min 33,7 25,5 26,2 29,1 27,2 28,5

Leistung tato/m 23,8 36,6 36,4 32,5 34,7 33

Fortsetzung Tabelle

Versuch Nr.

4. Spez.Abgasmengen

Drucktrocknung Nm /kg 0,63 - 0,3

Saugzone Nm³/kg 2,68 1,94 2,1 1,89 1,85 1,87

Kühlzone Nm³/kg 2,47 1,88 2,07 1,64 1,90 1,63

5. Gebläseenergie kWh/t 15,12 8,68 10,11 9,4 8,58 7,58

6. Gebrannte Pellets

Druckfestigkeit

Durchschnitt N/P 4700 4328 4511 4120 4170 3200

ISO-Abrieb-Test

-0.5 mm % 6,5 3,9 4,6 3,67 5,9 4,1

Reduktionsverhalten

NTZ-Test (500⁰C)

-0.5 mm % 4,5 3,7 3 4,3 5,5 16,5

Druckerweichungstest

(Burghard-Test) 1050 ⁰C

DR/dt₄₀ %/min 1,2 1,15 1,16 1,05 1,1 1,12

Rückstaudruck mbar 0,7 1,7 1,8 1,9 2,0 5,4

7. Betthöhe

Rostbelag cm 10 6 6 6 6 6 Grünpellets cm 31 37 37 37 37 37

— .Jo —

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine beträchtlich gesteigert werden kann, wobei Pellets mit guter Qualität erzeugt werden, der Gesamtwärmeverbrauch verringert und die erforderliche elektrische Gebläseenergie ebenfalls verringert wird. Außerdem kann ein beträchtlicher Teil der erforderlichen Wärmeenergie durch minderwertige und billige Brennstoffe eingebracht werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Hartbrennen von Eisenerzpellets auf einem Wanderrost unter oxidierenden Bedingungen mittels hindurchgeleiteter heißer Gase, wobei die Pellets festes, kohlenstoffhaltiges Material eingebunden enthalten, das einen Teil der zum Hartbrennen erforderlichen Wärmemenge liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der C,. -Gehalt des in die Pellets eingebundenen festen, kohlenstoffhaltigen Materials 1,3 bis 1,8 Gew.-%, bezogen auf trockene Aufgabemischung bei hämatitischen Erzen oder bezogen auf den hämatitischen Anteil in Mischungen von Erzen, beträgt, die Grünpellets mit einer Temperatur von 30 bis 50⁰C auf den Wanderrost chargiert werden oder auf dem Wanderrost auf diese Temperatur durch Drucktrocknung vorgewärmt werden, die warmen Pellets durch eine Saugtrocknung geleitet und anschließend im Saugzug mit einem Unterdruck von 20 bis 40 mbar mit heißen Gasen von 1250 bis 1350⁰C hartgebrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugtrocknung mit heißen Gasen von 300 bis 400⁰C und einem Unterdruck von 20 bis 40 mbar erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wanderrost eine Rostbelag-Schicht von 5 bis 7 cm Höhe aus gebrannten Pellets chargiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basizität der Pellets auf 0,6 bis 1,2, vorzugsweise 0,7 bis 0,9, eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der Grünpellets durch Drucktrocknung auf dem Wanderrost mit Gasen von 200 bis 300⁰C, vorzugsweise 250 bis 300⁰C, und einen Unterdruck von 20 bis 50 mbar erfolgt.