EP0204355A1 - Verfahren zum Hartbrennen von Eisenerzpellets auf einem Wanderrost - Google Patents
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/2413—Binding; Briquetting ; Granulating enduration of pellets
Definitions
- the invention relates to a process for the hard burning of iron ore pellets on a traveling grate under oxidizing conditions by means of hot gases passed through them, the pellets containing solid, carbon-containing material incorporated, which provides part of the amount of heat required for hard burning.
- pellet burning machines The hard burning of - iron ore pellets at temperatures of around 1200 to 1350 ° C takes place on straight or round traveling grates, which are provided with gas hoods, and which are also referred to as pellet burning machines.
- pellet burners have - seen in the direction of travel - different treatment zones, namely drying zone, burning zone and cooling zone. These zones can be divided, e.g. in pre-drying and post-drying zones, heating zone, combustion zone, main combustion zone, post-combustion zone and first and second cooling zones.
- the iron content of the finished pellets is largely in the highest oxidation state, ie as Fe 2 0 3 .
- the amount of heat to be introduced by means of the hot gases is less than with hematitic pellets, since the oxidation of Fe 3 0 4 to Fe 2 0 3 is exothermic.
- the specific throughput of a Pellet burning machine depends to a large extent on the magnetite content of the ore to be processed and increases with increasing magnetite content. Therefore, many attempts have been made to increase the throughput in the processing of hematites. For this purpose, solid, carbonaceous material in fine-grained form was incorporated into the pellets.
- the invention has for its object to keep the energy consumption as low as possible with increased throughput of the pellet burning machine and good pellet quality.
- the C fix content of the solid, carbon-containing material incorporated in the pellets is 1.3 to 1.8% by weight, based on the dry feed mixture in the case of haematite ores or in relation to the haematite content in mixtures of ores, the green pellets are charged to the moving grate at a temperature of 30 to 50 ° C or preheated on the moving grate to this temperature by pressure drying, the warm pellets are passed through suction drying and then in the suction with a negative pressure of 20 to 40 mbar with hot Gases from 1250 to 1350 ° C are hard burned.
- the pellets can consist of pure hematitic ores or a mixture of hematitic and magnetitic ores.
- the solid, carbonaceous material can consist of coals with a low content of volatile components - such as coke or anthracite - or of coals with a high content of volatile components - such as bituminous coals or lignites.
- volatile components - such as coke or anthracite -
- C fix content is set in the upper range.
- the C fix content is set in the lower range.
- the carbonaceous material is introduced into the mixture in the grain size required for pelleting. The cheapest C fix content for the respective operating case can be determined empirically.
- the ground material is heated to such an extent that the required feed temperature of the green pellets of 30 to 50 ° C can be reached if greater heat dissipation is prevented and possibly a warmer pelleting liquid is used.
- the required feed temperature can generally only be achieved in very warm areas, it possibly being necessary to work with warmed up turbid liquid.
- the green pellets on the traveling grate are preheated to this temperature in an upstream pressure dryer. The pressure is dried by warm gases that are pushed through the bed from below. The temperature of 30 to 50 ° C from the center to the surface of the bed must be reached. The temperature is higher in the lower part of the bed. About 10 to 15% of the moisture content is expelled during preheating.
- a preferred embodiment is that the suction drying is carried out with hot gases of 300 to 400 ° C and a vacuum of 20 to 40 mbar.
- the warm pellets are dried by suction by drawing the hot gases through the bed from top to bottom. Suction drying is carried out until the upper layer of the bed is dry. This is the case after about 2 to 3 minutes. With this operation, particularly good E are rgeb- nisse achieved.
- DAB derrost arrival on the W a grate-lining layer is charged 5-7 cm height of fired pellets.
- the throughput of the traveling grate is increased by reducing the layer of rust covering, which otherwise has thicknesses of approximately 9 to 11 cm.
- the pelleted carbon content enables the layer height to be reduced.
- a preferred embodiment consists in that the basicity of the pellets is set to 0.6 to 1.2, preferably 0.7 to 0.9.
- a preferred embodiment is that the preheating of the green pellets is carried out by pressure drying on the traveling grate with gases of 200 to 300 ° C, preferably 250 to 300 ° C, and a pressure of 20 to 50 mbar.
- the hematite concentrate had the following analysis (in% by weight, based on dry ore):
- the coke had the following analysis (in% by weight, based on dry coal):
- the pellet firing was carried out on a 26.5 cm diameter pan.
- the pellets were produced with the addition of 2% by weight of Cu (OH) 2 and 2% by weight of CaCO 3 , whereby the basicity was 0.7.
- the amount of C fix pelleted is given in the table.
- the moisture content of the green pellets was between 8.8 and 9.3% by weight.
- the advantages of the invention are that the throughput of the pellet burning machine can be increased considerably, producing pellets of good quality, reducing the total heat consumption and also reducing the electrical fan energy required. In addition, a significant proportion of the thermal energy required can be brought in by low-quality and cheap fuels.
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Abstract
@ Zur Steigerung der Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine wird in die Pellets festes, kohlenstoffhaltiges Material in einer Menge einpelletiert, die einen Cfix-Gehalt von 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 werden mit einer Temperatur von 30 bis 50°C auf den Wanderrost chargiert oder auf dem Wanderrost durch Drucktrocknung auf diese Temperatur vorgewärmt. Die warmen Pellets werden durch eine Saugtrocknung geleitet und anschließend im Saugzug mit einem Unterdruck von 20 bis40 mbar mit heißen Gasen von 1250 bis 1350°C hartgebrannt.
Description
- 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 °C 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 Fe203. Beim Hartbrennen von magnetitischen oder Magnetit (Fe304) enthaltenden Pellets ist die mittels der heißen Gase einzubringende Wärmemenge geringer als bei hämatitischen Pellets, da die Oxidation von Fe304 zu Fe 2 0 3 exotherm verläuft. Die spezifische Durchsatzleistung einer Pelletbrennmaschine hängt 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 % Cfix stark ab und auch die spezifische Durchsatzleistung fällt bei höheren Cfix-Gehalten wieder ab. Bis zu diesem Cfix-Gehalt wird eine Steigerung der Durchsatzleistung bei guter Pelletqualität erzielt, die Abgasmengen und die Temperaturen werden reduziert ("Auf- bereitungs-Technik", Nr. 12, 1973, Seiten 783 - 788). Ein Cfix-Gehalt von etwa 1,3 % Cfix ergibt bei seiner Verbrennung etwa so viel Wärme, wie bei der Oxidation von Fe304 zu Fe203 erzeugt würde, und würde etwa zur Reduktion von Fe2O3 zu Fe304 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 Cfix-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 50°C 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 1350°C hartgebrannt werden. Die Pellets können aus reinen hämatitischen Erzen oder aus einem Gemisch von hämatitischen und magnetitischen 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 Cfix-Gehalt im oberen Bereich eingestellt. Bei Kohlen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird der Cfix-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 Cfix-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 50°C 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 50°C 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 400°C 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 Ergeb- nisse erzielt.
- Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daB auf dem Wan- derrost 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 300°C, vorzugsweise 250 bis 300°C, und einen Druck 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):
- Der Koks hatte folgende Analyse (in Gew.-%, bezogen auf trockene Kohle):
- 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 2 Gew.-% CaCO3 hergestellt, wodurch die Basizität 0,7 betrug. Die Menge der einpelletierten Cfix ist in der Tabelle angegeben. Die Feuchtigkeit der Grünpellets lag zwischen 8,8 und 9,3 Gew.-%.
- 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 (5)
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 Cfix-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 50°C 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 1350°C hartgebrannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugtrocknung mit heißen Gasen von 300 bis 400°C und einem Unterdrück 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 300°C, vorzugsweise 250 bis 300°C, und einem Druck von 20 bis 50 mbar erfolgt.
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