NO761684L

NO761684L -

Info

Publication number: NO761684L
Application number: NO761684A
Authority: NO
Inventors: N Munro; P E Wellstead; G A Carter; M Cross
Original assignee: British Steel Corp
Priority date: 1975-05-20
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1976-11-23
Also published as: SE7605667L; AU501957B2; FR2311855A1; BE842003A; OA05328A; BR7603128A; DE2622348A1; GB1550623A; AU1400176A; CA1082890A; JPS527302A; NL7605425A

Description

SammenballingsproseésAggregation process

Denne oppfinnelse vedrører en sammenballingsprosess og er særlig egnet til kontroll av en prosess til fremstilling av råkuler fra finknust jernmalm og vann. This invention relates to a baling process and is particularly suitable for controlling a process for the production of raw balls from finely crushed iron ore and water.

Sammenballing er en prosess som kan brukes til pelleti-sering' av.jernmalm til fremstilling av et produkt som er egnet til matning av en masovn. I et typisk pelletiseringsanlegg tør-kes en malm eller en blanding av malmer og males deretter til den nødvendige finhet. En meget liten mengde bindemiddel (f.eks. ben-tonitt) tilsettes for forbedring av adhesjonen. En nøyaktig styrt mengde vann tilsettes. Produktet kalles nå konsentrat og tømmes til forskjellige pelletiseringstromler eller sammenballingstromler, hvor en ytterligere liten mengde vann påsprøytes. I hver roteren-de sammenbaIlingstrommel agglomererer det fuktige materiale og danner råkuler, dvs. ubrente pellets. Produktet fra hver trommel siktes: Råkuler med un-derstørrelse og knuste råkuler med over-størrelse resirkuleres, mens det godtatte produkt føres til en be-vegelig rist, hvorpå råkulene tørkes og forvarmes før de sintres eller brennes til de endelige pellets. Baling is a process that can be used for pelletizing iron ore to produce a product suitable for feeding a blast furnace. In a typical pelletizing plant, an ore or a mixture of ores is dried and then ground to the required fineness. A very small amount of binder (eg ben-tonite) is added to improve adhesion. A precisely controlled amount of water is added. The product is now called concentrate and is emptied into various pelletizing drums or baling drums, where a further small amount of water is sprayed on. In each rotating baling drum, the moist material agglomerates and forms raw balls, i.e. unburnt pellets. The product from each drum is sieved: Undersized raw pellets and crushed over-sized raw pellets are recycled, while the accepted product is taken to a moving grate, whereupon the raw pellets are dried and preheated before being sintered or burned into the final pellets.

En pelletiseringstrommel roterer om sin langsgående ak-se som er svakt hellende i forhold til horisontalen. Jo høyere påfyllingsenden ligger, jo lavere ligger tømmingsenden.. En trans-portør er anordnet for å føre råkuler med understørrelse fra av-løpsenden til påfyllingsenden A pelletizing drum rotates about its longitudinal axis, which is slightly inclined in relation to the horizontal. The higher the filling end is, the lower the emptying end is.. A conveyor is arranged to carry undersized crude balls from the drain end to the filling end

Mekanismen med sammenballing av kuler er komplisert, men to tydelige trinn i råkuleveksten er den begynnende dannelse av små, porøse, stabile kuler kjent som korn (kim) og en etterføl-gende vekstfase hvor ballene vokser ved å ta opp enten råkonsen-trat eller materiale fra mindre kuler. The mechanism of clumping of spheres is complicated, but two clear steps in crude sphere growth are the initial formation of small, porous, stable spheres known as grains (germs) and a subsequent growth phase where the spheres grow by taking up either crude concentrate or material from smaller balls.

Under sammenballingsprosessen føres nytt konsentrat med konstant mengde eller hastighet og tilbakeførte råkuler av under-størrelse til trommelens påfyllingsende. I de første få meter av trommelen vokser de eksisterende kuler og nye korn dannes av konsentratet. I den resterende del av trommelen vokser de større kuler på bekostning av de mindre kuler. Ved utløpsenden kommer det ut en ny fordeling av råkuler, hvorav kuler med understørrelse resirkuleres til påfyllingsenden og på ny passerer trommelen. During the baling process, new concentrate is fed at a constant rate or rate and returned under-sized raw balls to the drum's filling end. In the first few meters of the drum, the existing balls grow and new grains are formed from the concentrate. In the remaining part of the drum, the larger spheres grow at the expense of the smaller spheres. At the discharge end, a new distribution of raw balls comes out, of which undersized balls are recycled to the filling end and again pass the drum.

Man har.utført en teoretisk analyse av sammenballings-kretsen og funnet at det her dreier seg om en prosess som i det vesentlige er en ikke-lineær tilbakeføringsprosess (a non-linear feedback system) med ikke-lineære komponenter som skyldes trommelen og siktene og en effektiv lineær del bestående av nettosløyfe-tidforsinkelsen (the net loop time delay). Slike sløyfer er et trekk i kontrollsystemanalyser og kan i avhengighet av sløyfekom-porientenes beskaffenhet oppvise en periodisk ikke-lineær oscilla-sjon med begrenset syklus (a periodic non-linear, limit cycle, oscillation). Denne oppførsel iakttas stadig i arbeidet med sammenballingskretser og^ er kjent som "surging", dvs. selvoppholdende A theoretical analysis of the baling circuit has been carried out and it has been found that this is a process which is essentially a non-linear feedback system (a non-linear feedback system) with non-linear components due to the drum and sieves and an effective linear part consisting of the net loop time delay (the net loop time delay). Such loops are a feature of control system analyzes and, depending on the nature of the loop components, can exhibit a periodic non-linear oscillation with a limited cycle (a periodic non-linear, limit cycle, oscillation). This behavior is constantly observed in the work of bundling circuits and^ is known as "surging", i.e. self-sustaining

fluktuasjon i størrelsesfordelingen av produktet. Hvis et stort antall råkuler av understørrelse slippes ut og føres tilbake til påfyllingsenden, vil de virke som korn og under den neste passering gjennom trommelen vil de redusere antallet nye korn som dannes ved påbegynnende opptaging av mer av det tilstedeværende råmateriale og etterfølgende knusning av flere korn som dannes for å vokse videre. Dette resulterer i at det tømmes et lite antall kuler med understørrelse og tilsvarende et lite antall korn vil resirkuleres. Under neste passering av disse korn gjennom trommelen vil ny korndannelse forhindres i mindre grad og produktet vil igjen inneholde.et stort antall underdimensjonerte råkuler. Under nor-mal drift er det uunngåelig å måtte akseptere denne fluktuasjon i kretsen hvis man skal oppnå en brukbar kulekvalitet. fluctuation in the size distribution of the product. If a large number of undersized raw balls are discharged and fed back to the feed end, they will act as grains and during the next pass through the drum will reduce the number of new grains formed by the initial uptake of more of the raw material present and the subsequent crushing of more grains which is formed to grow further. This results in a small number of undersized balls being emptied and a correspondingly small number of grains will be recycled. During the next passage of these grains through the drum, new grain formation will be prevented to a lesser extent and the product will again contain a large number of undersized raw balls. During normal operation, it is unavoidable to have to accept this fluctuation in the circuit if a usable bullet quality is to be achieved.

Fluktuasjon i sammenballingstrommelen bevirker sykliske variasjoner i antall råkuler med tilfredsstillende størrelse som dannes. Disse variasjoner må begrenses til.en liten andel av pro-duktomsetningen for å muliggjøre tilfredsstillende drift i de et-terfølgende operasjonstrinn av pelletiseringsprosessen. Fluctuation in the baling drum causes cyclical variations in the number of raw balls of a satisfactory size that are formed. These variations must be limited to a small proportion of the product turnover in order to enable satisfactory operation in the subsequent operational steps of the pelletisation process.

Det er hittil ikke kjent noen praktisk og økonomisk måte til eliminering av denne fluktuasjon, selv om forskjellige metoder til kontroll av samme har vært foreslått. Disse omfatter variasjon i tilsetningen av bindemiddel og tilsetningen av sprøytevann i sammenballingstrommelen. Hver metode har imidlertid sine ulem-per. To date, no practical and economical way of eliminating this fluctuation is known, although various methods of controlling it have been proposed. These include variation in the addition of binder and the addition of spray water in the baling drum. However, each method has its disadvantages.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for reduksjon av fluktuasjon (surging) i en kontinuerlig sammenballingsprosess, hvor råmaterialer for kuledannelse fylles i en sammenballingsstasjon, og hvor kuler som er dannet, tømmes fra sammenballingsstasjonen og underdimensjonerte kuler av de tømte kuler føres tilbake til sammenballingsoperasjon, og fremgangsmåten'utmerker seg ved at den omfatter i prosessen et trinn som modifiserer det fundamentale direkte forhold mellom underdimensjonerte, utleverte kuler og de kuler som føres tilbake til sammenballingsprosessen for reduksjon av fluktuasjonen. In accordance with the invention, a method is provided for reducing fluctuation (surging) in a continuous baling process, where raw materials for ball formation are filled in a balling station, and balls that have been formed are emptied from the balling station and undersized balls of the emptied balls are returned to baling operation, and the method is distinguished by the fact that it includes in the process a step which modifies the fundamental direct relationship between undersized, dispensed balls and the balls that are returned to the balling process to reduce the fluctuation.

Fluktuasjonen (surging) reduseres ved reduksjon av syste-mets utbytte. Fluctuation (surging) is reduced by reducing the system's yield.

Det fundamentale forhold mellom de utleverte underdimensjonerte kuler og de kuler som er ført tilbake til. ballingsoperasjonen, er gjenopptredelse av de førstnevnte identisk som de sistnevnte etter et konstant tidsintervall. The fundamental relationship between the issued undersized balls and the balls that have been returned to. the baling operation, the reappearance of the former is identical to the latter after a constant time interval.

Dette fundamentale direkte forhold kan modifiseres for . reduksjon av fluktueringen på tre hovedmåter eller kombinasjoner derav. Den første måte går ut på å variere, tiden som kulene bru-ker mellom tømming og refylling, som normalt skulle være konstant. Den andre måte er å variere det normalt konstante forhold mellom massene av de utleverte og de resirkulerte (refylte) kuler. Den tredje måte er å variere det normalt konstante forhold mellom størrelsefordelingen av underdimensjonerte kuler som utleveres og av de kuler som resirkuleres. This fundamental direct relationship can be modified for . reduction of the fluctuation in three main ways or combinations thereof. The first way involves varying the time the balls use between emptying and refilling, which should normally be constant. The second way is to vary the normally constant ratio between the masses of the dispensed and the recycled (refilled) balls. The third way is to vary the normally constant ratio between the size distribution of undersized balls that are dispensed and of the balls that are recycled.

En måte å utøve oppfinnelsen på er å innføre en beholder-for underdimensjonerte kuler i tilbakeføringskretsen. Denne beholder fylles med kuler med varierende hastighet og mengde som normalt svarer, til utleveringshastigheten av underdimensjonerte kuler, men kuler fjernes fra beholderen med en mer konstant hastighet. I en lengre tidsperiode skal den gjennomsnittlige mat-ningsmengde for beholderen være lik den gjennomsnittlige uttag-ningsmengde fra beholderen hvis innholdet i beholderen ikke skal tilta eller avta altfor meget. One way of practicing the invention is to introduce a container for undersized balls in the return circuit. This container is filled with balls at a varying speed and quantity which normally corresponds to the dispensing rate of undersized balls, but balls are removed from the container at a more constant rate. For a longer period of time, the average supply quantity for the container must be equal to the average withdrawal quantity from the container if the contents of the container are not to increase or decrease too much.

En annen måte. å utøve oppfinnelsen på er å benytte flere sammenballingsmaskiner enn en og å overføre kuler fra en tilbake-førinvskrets til en annen. Another way. to practice the invention is to use more baling machines than one and to transfer balls from one return-forward circuit to another.

Enda en måte å gå frem på er å ta ut fra tilbakeførings-kretsen alle større og mindre underdimensjonerte kuler ettersom omstendighetene tilsier det, eller en andel av de underdimensjo- Yet another way to proceed is to remove from the return circuit all larger and smaller undersized balls as the circumstances dictate, or a proportion of the undersized

nerte kuler uavhengig av deres størrelse. Disse kuler kan resirkuleres knust, slik at de blir til utgangsmateriale for prosessen. nerd balls regardless of their size. These balls can be recycled crushed, so that they become the starting material for the process.

Enda en måte å utøve oppfinnelsen på går ut på innføring i tilbakeføringskretsen av adskilte beholdere for underdimensjonerte kuler med forskjellige størrelser og behandling av hver beholder som nevnt ovenfor. Yet another way of practicing the invention consists in introducing into the return circuit separate containers for undersized balls of different sizes and treating each container as mentioned above.

I multiple kretser kan underdimensjonerte kuler med forskjellige størrelser byttes mellom kretsene innbyrdes. In multiple circuits, undersized balls of different sizes can be interchanged between the circuits.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 til 5 illustrerer sammenballingsprosesser med kontrollert fluktuering (surging). The invention shall be explained in more detail by means of examples with reference to the drawings, where fig. 1 to 5 illustrate agglomeration processes with controlled fluctuation (surging).

Fig. 1 viser skjematisk et anlegg hvor det fra et forråd 11 kontinuerlig tilføres råmateriale for sammenballingsprosessen i form av ét konsentrat av oppmalt jernmalm, vann og bindemiddel som leveres til en sammenballingstrommel 12. Råkuler dannes i trommelen.. Ved trommelens avleveringsende eller utløpsende finnes en sikt 13 med riktig dimensjon og råkuler med dimensjon større.enn siktens sendes mot en rist 14, hvorfra de fortsetter til en pelletiseringsprosess med den mulighet at overdimensjonerte kuler istedenfor knuses og resirkuleres. Underdimensjonerte råkuler separeres av sikten 13 og føres tilbake til en anordning 15 , hvorfra de mates med styrt matningshastighet til påfyllingsenden av trommelen 12 sammen med friskt konsentrat fra forrådet 11. Fig. 1 schematically shows a plant where raw material for the baling process is continuously supplied from a storage 11 in the form of a concentrate of ground iron ore, water and binder which is delivered to a baling drum 12. Balls of raw material are formed in the drum. At the drum's delivery end or outlet end there is a sieve 13 with the correct dimension and raw balls with a dimension larger than that of the sieve are sent towards a grate 14, from where they continue to a pelletisation process with the possibility that oversized balls are instead crushed and recycled. Undersized raw balls are separated by the sieve 13 and fed back to a device 15, from where they are fed at a controlled feed rate to the filling end of the drum 12 together with fresh concentrate from the store 11.

I den på fig; 2 viste prosess føres konsentrat fra et forråd 21 til to tromler 22a og 22b som ved utløpsendene er utstyrt med hver sin sikt 23a hhv. 23b som, mater riktig dimensjonerte.og overdimensjonerte råkuler til en rist 24. In the one in fig; 2 shown process, concentrate is fed from a store 21 to two drums 22a and 22b which at the outlet ends are each equipped with a sieve 23a or 23b which feeds correctly dimensioned and oversized raw balls to a grate 24.

Underdimensjonerte kuler returneres normalt til tromle-nes fyllingsender, men det er også anordnet tverrtransportører 26a, 26b, slik at noen eller alle underdimensjonerte råkuler fra trommelen 22a og/eller 22b i en viss tid kan føres over til påfyllingsenden av den andre trommel hhv. 22b og/eller 22a. Undersized balls are normally returned to the filling end of the drums, but transverse conveyors 26a, 26b are also arranged, so that some or all undersized raw balls from the drum 22a and/or 22b can be transferred for a certain time to the filling end of the other drum or 22b and/or 22a.

Selv om bare to prosesskretser er vist for enkelthetens skyld, kan det i praksis være fem eller seks kretser som kan være forbundet med hverandre på lignende måte. Although only two process circuits are shown for simplicity, in practice there may be five or six circuits which may be interconnected in a similar manner.

Ifølge fig. 3 tilføres konsentrat 31 fra et forråd til fyllingsenden av en sammenballingstrommel 32 som ved sin utløps-ende er utstyrt med en sikt 33 for matning av riktig dimensjonerte og overdimensjonerte råkuler til en rist 34. Underdimensjonerte råkuler separeres av sikten og fører til en ytterligere sikt 37 i According to fig. 3, concentrate 31 is supplied from a store to the filling end of a baling drum 32, which at its discharge end is equipped with a sieve 33 for feeding correctly sized and oversized raw balls to a grate 34. Undersized raw balls are separated by the sieve and lead to a further sieve 37 in

tilbakeføringskretsen. Denne sikt 37 er valgt slik og kan byttes at det fra tilbakeføringskretsen fjernes kuler som er større eller mindre enn en bestemt valgt størrelse. Disse kuler føres så til en knuser 38, hvorfra de resirkuleres, slik at materialet fra disse kuler i sin tid på ny kommér inn i det innmatede konsentrat. De øvrige kuler føres tilbake til påfyllingsenden av trommelen som i de andre eksempler. the feedback circuit. This sieve 37 is selected in such a way that balls larger or smaller than a specific selected size are removed from the return circuit. These balls are then taken to a crusher 38, from where they are recycled, so that the material from these balls in due course enters the fed concentrate again. The other balls are returned to the filling end of the drum as in the other examples.

Sikten 37 kan erstattes med en enkel prøvetagningsanord-ning for å ta ut med kontrollerbar hastighet tilfeldige råkuler fra tilbakeføringskretsen, og disse kuler knuses og resirkuleres. The sieve 37 can be replaced with a simple sampling device to take out at a controllable speed random raw balls from the return circuit, and these balls are crushed and recycled.

Ifølge fig. 4 mates konsentratet fra forrådet 41 til en enkelt trommel .4 2 som er utstyrt med en avløpssikt 4 3 som mater en rist 44 som forklart ovenfor. Underdimensjonerte råkuler fra -sikten 43 føres til en annen sikt 47a, hvor de største kuler tas ut og føres over til en avlastningstrakt 45a. De øvrige kuler føres gjennom sikten 47a til en ytterligere sikt 47b, hvor de største kuler tas ut og føres til en annen avlastningstrakt 45b. De mindre kuler passerer sikten 4 7b og går til en tredje trakt 45c. De tre størrelser med underdimensjonerte råkuler i de tre trakter 45a,45b og 45c mates så med konstant hastighet for refylling av trommelen 42. According to fig. 4, the concentrate is fed from the store 41 to a single drum .4 2 which is equipped with a drain screen 4 3 which feeds a grate 44 as explained above. Undersized raw balls from the sieve 43 are taken to another sieve 47a, where the largest balls are taken out and transferred to a relief funnel 45a. The other balls are passed through the sieve 47a to a further sieve 47b, where the largest balls are taken out and passed to another relief funnel 45b. The smaller balls pass the sieve 4 7b and go to a third funnel 45c. The three sizes of undersized raw balls in the three hoppers 45a, 45b and 45c are then fed at a constant speed to refill the drum 42.

Fig. 5 viser et. forråd 51 hvorfra konsentratet mates til to ballingskretser som hver har en ballingstrommel 52a hhv. 52b med tilhørende sikter.hhv. 53a og.53b som mater kulene til risten 54 på lignende måte til sammenballingskretsene som tidligere forklart. Underdimensjonerte råkuler fra siktene 53a og 53b føres til ytterligere sikter 57a og 57b for separering til større og mindre kuler. Disse kuler returneres normalt til påfyllingsende-ne av de tromler hvor de ble dannet, men anlegget omfatter også tverrtransportører 56a,56b for omkobling av noen eller alle de mindre eller større råkuler fra tromlene 52a og/eller 52b til påfyllingsenden av- den andre trommel i en kortere eller lengre tidsperiode. Fig. 5 shows a storage 51 from which the concentrate is fed to two baling circuits, each of which has a baling drum 52a or 52b with associated sights. respectively. 53a and 53b which feed the balls to the grid 54 in a similar manner to the baling circuits as previously explained. Undersized raw balls from sieves 53a and 53b are fed to further sieves 57a and 57b for separation into larger and smaller balls. These balls are normally returned to the filling ends of the drums where they were formed, but the plant also includes transverse conveyors 56a, 56b for switching some or all of the smaller or larger raw balls from the drums 52a and/or 52b to the filling end of the second drum in a shorter or longer period of time.

Som i tilfelle•med det på fig. 2 viste system kan flere sammenballingskretser enn to kobles til hverandre på en lignende måte. As in the case•with that in fig. 2 shown system, more bundling circuits than two can be connected to each other in a similar way.

Man vil forstå at også andre kontrollmetoder og kombinasjoner av sådanne kan benyttes for modifisering av det direkte grunnforhold mellom de utleverte underdimensjonerte kuler og de kuler som føres tilbake til sammenbållingsprosessen for derved å redusere den omtalte fluktuasjon. It will be understood that other control methods and combinations thereof can also be used to modify the direct basic relationship between the delivered undersized balls and the balls that are fed back to the coaling process in order to thereby reduce the aforementioned fluctuation.

Ifølge eksemplene ble overdimensjonerte råkuler ført til risten. Dette kan godtas hvis slike kuler ikke utgjør mer enn omtrent 5%. av produktet, hvilket ofte er tilfelle. According to the examples, oversized raw balls were brought to the grate. This can be accepted if such spheres do not amount to more than about 5%. of the product, which is often the case.

Claims

1. Procedure for reducing fluctuation (surging) in a continuous baling process where raw materials for the formation of balls or balls are brought to a baling operation and shaped balls are handed over from the baling operation and undersized balls from the operation are returned to the baling operation, characterized by the fact that the process includes a step that modifies the direct main ratio between delivered, undersized balls and the balls that are returned to the balling process to reduce the fluctuation.

2. Method according to claim 1, characterized in that the aforementioned ratio is modified by variation of the normally constant time that undersized balls consume between delivery and refilling. Method according to claim 1, characterized in that the direct main ratio is modified by variation of the normally constant mass ratio between the delivered and the refilled balls.

4. Method according to claim 1, characterized in that the mentioned direct main ratio is modified by variation of the normally constant ratio between the size distribution in the undersized balls which are delivered and which are refilled.

5. Method according to claim 1, characterized in that the direct main ratio is modified by feeding delivered, undersized balls to a container and refilling undersized balls for the baling process from the container at a speed that is more constant than that at which they are delivered.

6. Method according to claim 5, characterized in that delivered, undersized balls of different sizes are fed to separate containers and undersized balls are refilled for baling operations from each container at a more constant speed than they are fed to said container.

7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that the average feeding rate of the balls to the container or each container is equal to the average removal rate of the balls from said container.

8. Method according to claim 1, characterized in that the aforementioned main condition is modified by transferring undersized bales that have been handed over from a baling operation for refilling to another baling operation. Method according to claim 8. characterized in that undersized balls emptied from a baling operation are exchanged with undersized balls of different sizes emptied from another baling operation before they are recycled to the baling operations.

10. Method according to claim 1, characterized in that the mentioned main condition is modified in that both larger and smaller delivered, undersized balls or a proportion of the delivered, undersized balls are extracted from the balling process without regard to their size.

11. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the balling process is a process for producing raw balls from iron ore, water and a binder.