RS54925B1

RS54925B1 - Sistem i postupak za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala

Info

Publication number: RS54925B1
Application number: RS20160498A
Authority: RS
Inventors: Guido Grund; Günther Milewski; Markus Nowatschin
Original assignee: Thyssenkrupp Ind Solutions Ag
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2016-10-31
Also published as: BR112014026421A2; EP2841861A1; WO2013159966A1; EP2841861B1; BR112014026421B1; DE102012103588A1

Abstract

Postrojenje za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala (5), sa rotacionom peći (1) za prethodnu redukciju materijala i električnom peći (4) za topljenje prethodno redukovanog materijala, pri čemu su između rotacione peći (1) i električne peći (4) postavljeni prvo uređaj (2) za prosejavanje namenjen za izdvajanje prekrupnih zrna (6a), a zatim drobilica (3) namenjena za usitnjavanje prekrupnih zrna (6a).Prijava sadrži još 13 patentnih zahteva.

Description

Opis pronalaska

[0001]Pronalazak se odnosi na sistem i postupak za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala, a naročito rude feronikla, sa rotacionom peći za prethodnu redukciju materijala i električnom peći za topljenje materijala.

(0002)Takva kombinacija procesa se na engleskom jeziku naziva "RKEF-proces". Pri tome se materijal koji treba da se preradi u rotacionoj peći priprema na odgovarajući način radi sledstvene prerade u električnoj peći. Pri tome se u rotacionoj peći obično vrše sušenje, kalcinacija i prethodna redukcija. Zatim se materijal u električnoj peći topi i potpuno redukuje.

[0003]Polazni materijal u rotacionoj peći sadrži zrna koja su previše krupna sa stanovišta materijala ili procesa, tj. materija! koji ima tako veliku krupnoću zrna se ne može dalje prerađivati u električnoj peći koja sledi iza nje. Pored toga. prekrupna zrna takođe imaju različita hemijska i fizička svojstva. U DE 35 27 621 Al je zbog toga na ispušnom kraju rotacione peći postavljena jedna nagnuta rešetka koja je namenjena za izdvajanje prekrupnih zrna. Prekrupna zrna se onda uklanjaju, tako da se samo preostali deo odvodi u električnu peć. Međutim, ovaj postupak nije baš energetski efikasan, pošto se ne koristi uočljiva toplota koja je sadržana u prekrupnim zrnima, a u nekim procesima se hemijska energija opc. poništava ponovnom oksidacijom, ponovnom karbonizacijom ili ponovnom hidratizacijom.

[0004]Kao alternativa prosejavanju prekrupnih zrna. iz prakse je poznato da se celokupan vreli materijal iz rotacione peći prvo dopremi do jedne drobi lice u kojoj se vrši usitnjavanje prekrupnih zrna. Međutim, temperatura materijala koji predstavlja proizvod peći dovodi do zagrevanja drobilice, a naročito konstruktivnog materijala od koga su napravljeni elementi za drobljenje koji dolaze u kontakt sa prekrupnim zrnima. Isto tako i zrna koja nisu prekrupna zagrevaju drobilicu, a time se povećava habanje i potreba za hlađenjem elemenata za drobljenje.

[0005]Iz DE 37 13 883 Al je poznat postupak za proizvodnju ferohroma koji ima sadržaj ugljenika od 0,02 do 10% termičkom redukcijom peleta, pri čemu pelete koje su formirane u uređaju za peletiranje sadrže rudu hroma koja sadrži gvožđe, ugalj i sredstvo za peletiranje, a na početku se mogu redukovati u rotacionoj peći uz dodavanje uglja ili koksa, pa se zatim ferohrom iz redukovanih peleta topi u peći za topljenje. Između rotacione peći i peći za topljenje se izvodi prosejavanje na toplo na tri veličine zrna, pri čemu se frakcija peleta koje imaju prečnik čestica veći od 6 mm odvodi u peć za topljenje, dok se frakcija uglja koja ima prečnik čestica od 0,1 do 5 mm odvodi nazad u rotacionu peć, a frakcija finih čestica koje imaju prečnik čestica manji od 0,1 mm se odvodi nazad u uređaj za peletiranje.

[0006] U DE 33 47 686 Al je opisan postupak za proizvodnju ferohroma od rude hroma koja sadrži gvožđe zagrevanjem smeše koja se sastoji od rude hroma, čvrstih ugljeničnih goriva i sastojaka koji formiraju trosku, odn. zguru, u rotacionoj peći. a zatim topljenjem ferohroma iz. proizvoda reakcije, pri čemu se proizvod reakcije iz rotacione peći hladi pre topljenja, pa se zatim usitnjava i doprema do magnetnog separatora, tako da se samo frakcija legure koja sadrži metal odvodi u peć za topljenje.

[0007] Zbog toga je cilj pronalaska da se poboljšaju postrojenje i postupak sa kombinacijom rotacione peći i električne peći koja sledi iza nje u pogledu potrošnje energije.

[0008] Prema pronalasku ovaj cilj je ostvaren pomoću karakteristika iz patentnih zahteva 1 i 10.

[0009] Postrojenje za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala prema pronalasku, a naročito rude feronikla, ima rotacionu peć za prethodnu redukciju materijala i električnu peć za topljenje prethodno redukovanog materijala. Između rotacione peći i električne peći su postavljeni prvo jedan uređaj za prosejavanje namenjen za izdvajanje prekrupnih zrna, a zatim drobi lica za usitnjavanje prekrupnih zrna. |0010j U postupku za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala prema pronalasku, a naročito rude feronikla, materijal se prvo prethodno redukuje u rotacionoj peći, pre nego što se istopi u električnoj peći. Međutim, prethodno redukovani materijal iz rotacione peći se pre odvođenja u električnu peć prvo prosejava u jednom uređaju za prosejavanje, pa se onda samo preostala, još uvek vrela prekrupna zrna usitnjavaju u drobilici, pre nego što se odvedu u električnu peć.

[0011] Pošto se prekrupna zrna usitne u vrelom stanju, više se ne gubi toplota, a pored toga ni drobilica nije termički opterećena zrnima koja nisu prekrupna i koja obično sačinjavaju 90-99% od ukupnog materijala. Zbog toga se očekuje manje habanje, kao i manja potreba za hlađenjem drobilice.

[0012] Drugi primeri izvođenja pronalaska su predmet zavisnih zahteva.

[0013] Prema jednom poželjnom primeru izvođenja uređaj za prosejavanje je izveden kao sito u obliku bubnja koje se obrće zajedno sa rotacionom peći. Pri tome takođe naročito može biti predviđeno, da izlazni kraj rotacione peći bude izveden kao sito u obliku bubnja. Uređaj za prosejavanje takođe može biti, na primer, izveden kao horizontalno ili nagnuto, nepokretno ili vibraciono sito, odn. sita.

[0014] Dalje, električnoj peći prethodi bunker za vreli materijal, koji prvenstveno ima ulogu zajedničkog bunkera za vreli materijal za uređaj za prosejavanje i za drobilicu.

[0015] Prema posebno poželjnom primeru izvođenja je predviđeno da uređaj za prosejavanje, drobilica i bunker za vreli materija! budu smešteni u jednom zajedničkom ispušnom kućištu. Na taj način se može znatno smanjiti ulazak nepoželjnog vazduha, koji bi mogao dovesti do neželjenih hemijskih promena (ponovne oksidacije, ponovne karbonizacije, ponovne hidratizacije).

[0016] Pored toga, ispušno kućište naročito može sadržati jedan ulaz koji je povezan sa rotacionom peći i jedan izlaz koji je snabdeven sa ispušnim mehanizmom. Uređaj za prosejavanje ima izlaz za prekrupna zrna i izlaz za zrna koja nisu prekrupna, pri čemu je izlaz za prekrupna zrna povezan sa bunkerom za vreli materijal preko drobiiice, dok je izlaz za zma koja nisu prekrupna povezan direktno sa bunkerom za vreli materijal. [0017J Poželjno je da drobilica bude izvedena kao drobilica sa rolnama ili valjcima. a svrsishodno je da bude snabdevena sa rashladnim uređajem na bazi vode, vazduha ili ulja. Ako je drobilica izvedena kao drobilica sa valjcima koja ima najmanje dva rotirajuća valjka za drobljenje, onda je posebno poželjno da zazor koji je formiran između valjaka za drobljenje bude podesiv. Pored toga, drobilica može takođe raditi i po principu udarnog usitnjavanja (na primer, mlin čekićar). vazdušnog mlaza (na primer. pneumatski mlin), smicanja (na primer, mlin sa rotacionim noževima) ili trenja (na primer, mlin).

[0018] Druge prednosti i primeri izvođenja pronalaska će biti detaljnije opisani na osnovu sledećeg opisa i nacrta.

[0019] Na nacrtu prikazuje

SI. 1 šematski prikaz postrojenja prema pronalasku za termičku obradu zrnastog i

grudvastog materijala,

SI. 2 izgled preseka u oblasti ispušnog kućišta posmatranog sa strane.

SI. 3 izgled preseka u oblasti ispušnog kućišta posmatranog spreda.

[0020] Postrojenje za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala, na primer, rude feronikla, koje je prikazano na SI. I, se u suštini sastoji od rotacione peći 1, uređaja 2 za prosejavanje, drobiiice 3 i električne peći 4.

[0021]Zrnasti i grudvasti materijal 5, koji se doprema u rotacionu peć 1, se u rotacionoj peći 1 suši, kalcinira i prethodno redukuje. Vlažnost šarže se obično nalazi u opsegu od 18-23%. Prethodno redukovani materijal 6 iz rotacione peći obično ima stepen redukcije gvožđa od 80%> i stepen redukcije nikla od 20%. Prethodno redukovani materijal obično sadrži od 90 do 99% zrna čija veličina je u opsegu od 0-100 mm. Obično 1-10% materijala predstavljaju prekrupna zrna i ona mogu imati veličinu do 1000 mm.

[0022]U zavisnosti od konfiguracije električne peći 4. materija! koji se u nju doprema nc srne prelaziti izvesnu veličinu zrna. To je obično 20-100 mm. u zavisnosti od konstrukcije peći za topljenje. Zato se prethodno redukovani materijal 6 prvo doprema do uređaja 2 za prosejavanje, gde se prekrupna zrna 6a razdvajaju od zrna 6b koja nisu prekrupna. Dok se zrna 6b koja nisu prekrupna dopremaju direktno u bunker 7 za vreli materijal, prekrupna zrna 6a se usitnjavaju u drobilici 3 do željene veličine zrna, pre nego što dođu u zajednički bunker 7 za vreli materijal.

[0023]Odatle se prethodno redukovani materijal 6 otprema na uobičajeni način, na primer, pomoću transportnog spremnika 8, u električnu peć 4, u kojoj se materijal topi i u potpunosti redukuje, tako da nastaje gotov redukovani materijal 9. na primer, feronikl.

[0024]U nastavku će na osnovu slika 2 i 3 biti detaljnije opisan jedan konkretni primer izvođenja pronalaska.

[0025]U prikazanom primeru izvođenja uređaj za prosejavanje je formiran sa jednim sitom 20 u obliku bubnja, koji se obrće zajedno sa rotacionom peći 1. U ovom konkretnom slučaju je izlazni kraj la rotacione peći 1 izveden kao sito 20 u obliku bubnja. Rotaciona peć, kao i sito u obliku bubnja su nagnuti blago naniže u odnosu na horizontalu da bi se obezbedio transport materijala u smeru izlaznog kraja la.

[0026]Sito 20 u obliku bubnja ima izlaz 2] za zrna koja nisu prekrupna, koji je formiran pomoću mnoštva izvedenih otvora 21 sita koji su raspoređeni po obodu, kroz koje zrna 6b koja nisu prekrupna ispadaju naniže. Nasuprot tome, prekrupna zrna 6a, koja ne ispadaju naniže kroz otvore 21 sita, se otpremaju prema izlazu 22 za prekrupna zrna koji je formiran pomoću kraja sita 20 u obliku bubnja i odatle padaju naniže u drobilicu koja je izvedena kao drobilica 30 sa valjcima. Drobilica 30 sa valjcima je izvedena sa više, međusobno paralelno postavljenih rolni ili valjaka 31, pri čemu između rolni/valjaka ostaje podesivi zazor. Promenom veličine ovog zazora može se podesiti veličina zrna materijala koji se usitnjava. Obično su rolne pogonjene, pri čemu može biti podesno kada se najmanje jedna rolna/valjak obrće nasuprot susedne rolne/valjka.

[0027] Zbog visokog termičkog opterećenja na drobilici 30 sa valjcima dalje je predviđen jedan rashladni uređaj 32 na bazi vode, vazduha ili ulja. koji je namenjen za hlađenje rolni/valjaka 31.

[0028] I sito 20 u obliku bubnja, i drobilica 30 sa valjcima su smešteni u zajedničkom ispušnom kućištu 10 koje ima ulaz 10a i izlaz. 10b. Nepokretno ispušno kućište 10 je hermetički, odnosno nepropusno za gasove spojeno preko svog ulaza 10a sa rotacionom peći 1, tako da sito 20 u obliku bubnja, koje je predviđeno na kraju rotacione peći 1. u gornjoj oblasti ispušnog kućišta 10 štrči u njemu. Donji deo 10c je izveden u obliku levka i obrazuje bunker 7 za vreli materijal. Izlaz 10b ispušnog kućišta 10 se nalazi na kraju donjeg dela 10c i snabdeven je sa jednim ispušnim mehanizmom lOd, koji je ovde prikazan kao klizna ploča. Preko ovog izlaza 10b se prethodno redukovani materijal 6 propušta u transportni spremnik 8.

[0029]Između sita 20 u obliku bubnja i drobiiice 30 sa valjcima je dalje postavljen jedan pregradni zid lOe, da bi se, sa jedne strane, sprečilo da se zrna 6b koja nisu prekrupna, a koja su prosejana preko izlaza 21 za zrna koja nisu prekrupna otpreme do drobiiice 30 sa valjcima. a sa druge strane, da bi se obezbedilo da se prekrupna zrna 6a uz zaobilaženje drobiiice 30 sa valjcima otpreme u donji deo 10a ispušnog kućišta, koji ima ulogu bunkera za vreli materijal.

[0030] Smeštaj uređaja za prosejavanje, drobiiice i bunkera za vreli materijal u jednom zajedničkom ispušnom kućištu ima tu prednost što su zbog njihovih malih rastojanja minimizirani toplotni gubici, a pored toga se dodatno može sprcčiti ulazak nepoželjnog vazduha.

[0031] Pored toga, obezbeđena je povećana bezbednost za radno osoblje, jer osim materijala koji se otprema u električnu peć, nikakav drugi vreli materijal ne mora da bude uklonjen iz procesa. Zahvaljujući sadejstvu uređaja za prosejavanje i drobiiice, drobilicom sc moraju preraditi samo prekrupna zrna, Čime je ostvareno značajno smanjenje habanja u drobilici. Pored toga se poboljšava i kontrola procesa, pošto je eliminisano nekontrolisano ispuštanje materijala (prekrupnih zrna) sa određenim hemijskim sastavom.

Claims

1. Postrojenje za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala (5), sa rotacionom peći (1) za prethodnu redukciju materijala i električnom peći (4) za topljenje prethodno redukovanog materijala, pri čemu su između rotacione peći (1) i električne peći (4) postavljeni prvo uređaj (2) za prosejavanje namenjen za izdvajanje prekrupnih zrna (6a), a zatim drobilica (3) namenjena za usitnjavanje prekrupnih zrna (6a).

2. Postrojenje prema zahtevu 1,naznačeno time,što je uređaj (2) za prosejavanje izveden kao sito (20) u obliku bubnja koje se obrće zajedno sa rotacionom peći (l).

3. Postrojenje prema zahtevu 1,naznačeno time,što je izlazni kraj (la) rotacione peći (1) izveden kao sito (20) u obliku bubnja.

4. Postrojenje prema zahtevu 1,naznačenotime, što električnoj peći (4) prethodi bunker (7) za vreli materijal.

5. Postrojenje prema zahtevu 1, naznačenotime,što su uređaj (2) za prosejavanje i drobilica (3) spojeni sa zajedničkim bunkerom (7) za vreli materijal.

6. Postrojenje prema zahtevu 4,naznačeno time, štosu uređaj (2) za prosejavanje, drobilica (3) i bunker (7) za vreli materijal smešteni u zajedničkom ispušnom kućištu (10).

7. Postrojenje prema zahtevu 6,naznačeno time,što ispušno kućište (10) sadrži jedan ulaz (10a) koji je povezan sa rotacionom peći (1) ijedan izlaz (10b) koji je snabdeven sa ispušnim mehanizmom (lOd).

8. Postrojenje prema zahtevu 4,naznačeno time, štouređaj (2) za prosejavanje ima izlaz (22) za prekrupna zrna i izlaz (21) za zrna koja nisu prekrupna i što je izlaz (22) za prekrupna zrna povezan sa bunkerom (7) za vreli materijal preko drobiiice (3), dok je izlaz (21) za zrna koja nisu prekrupna povezan direktno sa bunkerom (7) za vreli materijal.

9. Postrojenje prema zahtevu 1, naznačeno time, što je drobilica (3) izvedena kao drobilica (30) sa rolnama ili valjcima.

10. Postupak za termičku obradu zrnastog i grudvastog materijala (5), pri čemu se materijal (5) prvo prethodno redukuje u rotacionoj peći (1). a zatim se eventualno prekrupna zrna (6a) usitnjavaju u drobilici (3). i materijal se na kraju topi u električnoj peći (4), pri čemu se prethodno redukovani materijal iz rotacione peći (1), koji je namenjen za odvođenje u električnu peć (4), prvo prosejava u jednom uređaju (2) za prosejavanje, pa se onda samo preostala, još uvek vrela prekrupna zrna (6a) usitnjavaju u drobilici (3) pre nego što se dovedu u električnu peć (4).

11. Postupak prema zahtevu 10, naznačen time, što se zrna (6b) koja nisu prekrupna, a koja su prosejana uređajem (2) za prosejavanje, i prekrupna zrna (6a), koja su usitnjena u drobilici (3), sakupljaju u zajedničkom bunkeru (7) za vreli materijal i što se odatle zajedno ispuštaju.

12. Postupak prema zahtevu 10, naznačen time, što razlika između temperatura prethodno redukovanog materijala (6) koji dolazi iz rotacione peći (1) i usitnjenog materijala posle drobiiice (3) iznosi maksimalno 10 °C.

13. Postupak prema zahtevu 10, naznačen time, što se maksimalno 20%, a prvenstveno maksimalno 10% materijala iz rotacione peći (1) kao prekrupna zrna (6b) odvode do drobiiice (3).

14. Postupak prema zahtevu 10, naznačen time, što se prosejavanje u uređaju (2) za prosejavanje. drobljenje u drobilici (3) i sakupljanje materijala u bunkeru (7) za vreli materijal vrše u zajedničkom ispušnom kućištu (10).