NO761684L - - Google Patents

Description

Sammenballingsproseés

Denne oppfinnelse vedrører en sammenballingsprosess og er særlig egnet til kontroll av en prosess til fremstilling av råkuler fra finknust jernmalm og vann.

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

Fluktuasjonen (surging) reduseres ved reduksjon av syste-mets utbytte.

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.

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.

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.

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.

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-

nerte kuler uavhengig av deres størrelse. Disse kuler kan resirkuleres knust, slik at de blir til utgangsmateriale for prosessen.

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.

I multiple kretser kan underdimensjonerte kuler med forskjellige størrelser byttes mellom kretsene innbyrdes.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 til 5 illustrerer sammenballingsprosesser med kontrollert fluktuering (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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

Som i tilfelle•med det på fig. 2 viste system kan flere sammenballingskretser enn to kobles til hverandre på en lignende måte.

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.

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.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å nedsette fluktuering (surging) i en kontinuerlig ballingsprosess hvor råmaterialer for dannelse av kuler eller baller føres frem til en sammenballingsoperasjon og formede kuler avleveres fra ballingsoperasjonen og underdimensjonerte kuler fra operasjonen returneres til ballingsoperasjonen, karakterisert ved at det i prosessen inkluderes et trinn som modifiserer det direkte hovedforhold mellom avleverte, underdimensjonerte kuler og kulene som tilbakefø res til ballingsprosessen for reduksjon av fluktueringen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte forhold modifiseres ved variasjon av den normalt konstante tid som underdimensjonerte kuler forbruker mellom avle-vering og refylling. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det direkte hovedforhold modifiseres ved variasjon av det normalt konstante masseforhold mellom de avleverte og de refylte kuler.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det' nevnte direkte hovedforhold modifiseres ved variasjon av det normalt konstante forhold mellom størrelsesfordelingen i de underdimensjonerte kuler som avleveres og som refylles.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det direkte hovedforhold modifiseres ved matning av utleverte , underdimensjonerte kuler til en beholder og refylling av underdimensjonerte kuler til ballingsprosessen fra beholderen med en hastighet som er mer konstant enn den med hvilken de utleveres.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at utleverte, underdimensjonerte kuler med forskjellige stør-relser mates til adskilte beholdere og underdimensjonerte kuler refylles til ballingsoperasjoner fra hver beholder med en mer konstant hastighet enn de mates med til nevnte beholder.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6,karakteri sert ved at den gjennomsnittlige matningshastighet av kulene til beholderen eller hver beholder er lik den gjennomsnittlige borttagningshastighet av ballene fra nevnte beholder.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte hovedforhold modifiseres ved overføring av underdimensjonerte baller som er avlevert fra en ballingsoperasjon for refylling til en annen ballingsoperasjon. ' Fremgangsmåte ifølge krav 8,. karakterisert ved at underdimensjonerte kuler som tømmes fra en ballingsoperasjon byttes med underdimensjonerte kuler av forskjellige størrel-ser tømt fra en annen ballingsoperasjon før de resirkuleres til ballingsoperasjonene.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det omtalte hovedforhold modifiseres ved at det fra ballingsprosessen trekkes ut både større og mindre utleverte, underdimensjonerte kuler eller en andel av de utleverte, underdimensjonerte kuler uten hensyn til deres størrelse.

11. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at ballingsprosessen er en prosess for fremstilling av råkuler fra jernmalm, vann og et bindemiddel.