PROCESS FOR FIRE-HARDENING GREEN PELLETS ON A PELLET-BURNING MACHINE

Abstract: 1. A process of hard firing green pellets on a pellet-firing machine in which hot gases are passed through the pellet bed and the pellets are first dried im a drying zone with downwardly flowing gases, characterized in that drying is effected in a first stage with hot gases at 60 to 180 degrees C and the temperature of the hot gases is then increased to 280 to 400 degrees C within 2 to 5 minutes.

Description: Verfahren zum Hartbrennen von Grünpellets auf einer Pelletbrennmaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flartbrennen von Grünpellets auf einer Pelletbrennmaschine unter Hindurchleiten von heissen Gasen durch das Pelletbett, wobei die Pellets zunächst in einer Trockenzone mit abwärts gerichteter Gasströmung getrocknet werden. Die thermische Behandlung von Pellets, insbesondere das Hartbrennen von Eisenerzpellets, erfolgt meistens auf Wanderrosten mit Gashauben, die als Pelletbrennmaschinen bezeichnet werden. Die Pelletbrennmaschinen haben - in Laufrichtung gesehen verschiedene Behandlungszonen, nämlich Trockenzone, thermische Behandlungszone und Kühlzone. Diese Zonen können unterteilt sein, wie z.B. in Vortrocknungs- und Nachtrocknungszone, Aufheizzone, Vorbrennzone, Hauptbrennzone, Nachbrennzone, erste und zweite Kühlzone. Die aus dem zu agglomerierenden Material, Zuschlagstoffen und eventuell festem Brennstoff unter Befeuchtung hergestellten Grünpellets haben eine geringe Festigkeit und werden deshalb in schonender Weise auf den Wanderrost chargiert. In der Trockenzone tritt dann die Schwierigkeit auf, dass das heisse Gas bei der Trocknung der ersten Schichten entsprechend seiner Eintrittstemperatur Wasser aufnimmt, dann in benachbarten Schichten der Taupunkt des feuchten Gases infolge Abkühlung unterschritten wird und Wasser in diesen Schichten auskondensiert. Dadurch kann in diesen Schichten die Gesamtfeuchtigkeit so stark erhöht werden, dass eine starke Verformung der Pellets erfolgt, die bis zum zerquetschen führen kann. Dies gilt insbesondere für die Saugzugtrocknung, weil die Kondensation in unteren Schichten erfolgt, auf denen das Gewicht der oberen Schichten und der Druck des Gases lastet. Ausserdem führt ein schnelles Trocknen bei manchen Pellets zu einem starken Zer- fall infolge starker Dampfentwicklung innerhalb der Pellets. Dies hat zur Folge, dass kein einwandfreies Produkt erzeugt wird und ein grosser Teil wieder zurückgeführt werden muss. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Trocknung als Saugzugt rocknung möglichst langsam durchzuführen. Bin solches Verfahren ist z B. aus der G3-PS 690 668 bekannt, bei dem die Trocknung mit heissen Gasen von etwa 260 OC erfolgt. Diese Trocknung kann zwar ein Zerplatzen weitgehend verhindern, aber nicht die starke Kondensation von Wasser in unteren Schichten. In der DE-PS 10 31 328 wurde vorgeschlagen, die Trocknung bis zu etwa 300 OC mittels eines vorgeschalteten Aggregates, wie z.B. einem Aufgabebunker oder Transportband, durchzuführen. Auch hier kann eine starke Kondensation nicht vermieden werden, wenn diese feuchten Gase sich in kalten Pelletschichten abkühlen. Für die Direktreduktion von Pellets auf einem Wanderrost wurde vorgeschlagen, zunächst metallisierte Pellets von geringem Durchmesser herzustellen, diese als Kern zu verwenden und Erz auf diese Kerne zu pelletieren und dann erneut auf den Wanderrost zu chargieren. Die Trocknung erfolgt mit inerten Gasen von 149 - 316 C (US-PS 3 333 951). Abgesehen von der erforderlichen Rückführung der kleinen Pellets, kann auch hier eine starke Kondensation in den unteren Schichten nicht vermieden werden. In der DE-PS 20 41 533 wurde vorgeschlagen, die Grünpellets an mindestens zwei hintereinander liegenden Stellen aufzugeben und jede Schicht vor Aufgabe der nächsten Schicht mit heissen Gasen von 200 - 350 OC zu trock nen. Dadurch wird zwar eine yondensation von Wasser in den unteren Schichten weitgehend vermieden, es sind jedoch mehrere Aufgabestellen erforderlich. zur Verhinderung der unzulässigen, starken Kondensation wird deshalb in der Praxis weitgehend mit einer Trocknung gearbeitet, bei der zunächst in einer ersten Drucktrocknurigsstufe heisse Gase von unten nach oben durch das Pelletbett geleitet werden und danach in einer zweiten Saugzugtrocknungsstufe heisse Gase von oben nach unten durch das Bett geleitet werden (US-PS 3 333 770, US-PS 3 172 754). Dadurch wird zwar die unzulässige Uberfeuchtung durch starke Kondensation weitgehend vermieden, es ist aber ein grösserer Aufwand erforderlich. Eine weitere Nöglichkeit, die Uberfeuchtung von Pelletschichten zu vermeiden, besteht darin, die Pellets vordecrmt mit einer Temperatur von etwa 40 - 70 OC auf die Maschine aufzugeben. Dies bedingt aber einen beträchtlichen Aufwand. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unzulässige Uberfeuchtung von Schichten des Pelletbettes und ein Zerplatzen von Pellets bei der Trocknung der Grünpellets möglichst weitgehend und mit möglichst geringem Aufwand zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die Trocknung in einer ersten Stufe mittels heisser Gase von 60 - 180 C erfolgt und danach die Temperatur der beissen Gase innerhalb von 2 bis 5 min auf 280 - 400 0c gesteigert wird. Die Gastemperatur bezieht sich immer auf die Eintrittstemperatur des Gases in das Pelletbett. Die Zeit bezieht sich immer auf den Beginn der Trocknung. In der ersten Stufe wird zunächst die oberste Schicht des Pelletbettes mit einer Eintrittstemperatur des Gases von 60 - 180 OC getrocknet und die Trocknungsfront wandert in die nächste Schicht des Pelletbettes. Die Steigerung der Eintrittstemperatur der Gase nach dieser ersten Stufe wird so geregelt, dass die Gase an die bereits getrockneten Pellets so viel Wärme abgeben, dass sie an der Trocknungsfront immer mit möglichst etwa der gleichen Temperatur ankommen. Im Idealfall wäre dazu eine kontinuierliche Steigerung des Temperaturprofils der Gase über die Trocknungszone erforderlich. Eine solche kontinuierliche Steigerung ist jedoch in der Praxis aufwendig, so dass eine gestufte Steigerung durchgeführt wird. Als heisse Gase werden im allgemeinen Kühlluft oder Abgas aus der Brennzone verwendet, die mit entsprechender Temperatur ausgewählt oder durch Vermischen mit Kaltluft oder kälteren Gasen auf die erforderliche Temperatur abgekühlt werden. Die Trocknungszone erstreckt sich noch eine gewisse Länge über die Stelle hinaus, wo die heissen Gase mit der höchsten Eintrittstemperatur zuerst in das Bett eintreten. Anschliessend erfolgt das übliche Hartbrennen bei Tenperaturen von über 1000 OCbis zu über 1300 OC. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Steigerung der Temperatur der heissen Gase in mehreren Stufen erfolgt. Dadurch kann auf einfache Weise eine Annäherung an eine kontinuierliche Steigerung des Tenperaturprofils erzielt werden. Die Anzahl der Stufen wird in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen so gewählt, dass eine unzulässige tiberfeuchtung von Schichten des Pelletbettes vermieden wird. Dies kann durch Versuche auf einer Sinterpfanne empirisch ermittelt werden, da sich diese Ergebnisse auf den Wanderrost übertragen lassen. Die Einstellung der Temperaturen in den einzelnen Stufen ist z.B. in der Weise möglich, dass eine Gashaube über der Trocknungszone angeordnet ist, die in Laufrichtung des Wanderrostes in mehrere Abschnitte unterteilt ist. In die Gashaube wird ein Strom von heissen Gasen eingeleitet und in den einzelnen Abschnitten durch geregelte Zugabe von kälteren Gasen die dort gewünschte Gastemperatur eingestellt. Weiterhin ist es möglich, über dem gesamten Wanderrost eine gemeinsame Gashaube anzuordnen und die in der zweiten Kühlstufe anfallende erwärmte Kühlluft unter der Decke der Gashaube unter Einstellung der gewünschten Temperaturen in die Trocknungsstufe zu leiten. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Trocknung in der ersten Stufe bis zu 60 sec mittels heisser Gase von 60 - 120 0C erfolgt, in einer zweiten Stufe bis zu 120 sec mittels heisser Gase von 120 - 180 OC, in einer dritten Stufe bis zu 180 sec mittels heisser Gase von 180 - 220 0C und in einer Endstufe mittels heisser Gase von 280 - 350 OC. Dadurch werden besonders gute Ergebnisse erzielt. Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert. Die Versuche wurden auf einer Pfanne von 26 cm Durchmesser durchgeführt. Die Grunpellets wurden auf einem Pelletierteller unter Einstellung einer Feuchtigkeit von 8,75 E mit einem mittleren Durchmesser von 12,5 mm hergestellt und in-einer Schichthöhe von 30 cm auf 10 cm Rostbelag aus bereits gebrannten Pellets aufgegeben. Die Pfanne war mit einer Gashaube und einem Windkasten zur Zuführung bzw. Ableitung der Gase ausgerüstet. Die Pellets wurden aus einer Mischung von Eisenerzkonzentrat unter Zusatz von Bentonit, Olivin und Koksgrus hergestellt und hatte folgende chemische Analyse und Korngrösse: Fe ges. 63,3 % Fe2+ 7,4 % CaO 0,2 % 75,2 % < 0,045 mm MgO 1,5 % SiO2 4,4 % Al2O3 0,9 % Im Versuch Nr 1 wurde das Brenncema einer Pelletieraniage moglichst genau nachgefahren. Dabei wurde mit einer Drucktrocknung von 4,5 min Dauer bei 350 C Gastemperatur begonnen, der eine Saugtrocknung von 4 min mit ebenfalls 350 OC Gastemperatur folgte. Das Brennen erfolgte bei einer Temperatur von 1320 C, anschliessend wurden die Pellets auf eine mittlere Abwurftemperatur von 120 C abgekühlt. Die Qualitätsmerkmale der so erzeugten Pellets stimmen mit den in der nachgefahrenen Betriebsanlage erhaltenen Werten weitgehend überein. Im Versuch Nr. 2 wurde die Trocknung in der erfindungsgemässen Weise durchgeführt. Alle anderen Parameter wurden beibehalten. Die Trocknung wurde in folgenden Stufen durchgefuhrt: 0 - 60 sec mit 100 C 60 - 120 sec mit 160 OC 120 - 180 sec mit 210 OC 180 - 342 sec mit 350 C wobei die Temperatursteigerung in den einzelnen Stufen möglichst schnell durchgeführt wurde. Druck- Saug- Brennen Kühlen Versuch trocknung trocknung min min min min Nr. 1 4,5 4 16 13,9 Nr. 2 -- 5,7 16,3 13,8 Leistung Druckfestig- Trommelfestig- Abrieb Versuch keit keit t/24hxm2 N/Pellet t > 6,3 mm < 0,5 mm Nr. 1 23,9 2225 94,2 5,6 Nr. 2 25,6 2220 94,6 5,0 Der Wärmeverbrauch für den Versuch Nr. 2 lag gegenüber dem Versuch Nr. 1 um 6,9 % niedriger. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine Trocknung ohne unzulässige Vberfeuchtung von Pelletschichten und ohne Zerplatzen der Pellets in einfacher Weise lediglich im Saugzugverfahren möglich ist. Die Qualität der erzeugten Pellets ist mindestens so gut wie die der mit der kombinierten Druck Saugzug-Trocknung arbeitenden Verfahren Die Länge der Trocknungszone kann verkürzt werden und dadurch die Durchsatzleistung der Maschine erhoht werden. Es ist eine gute Ausnutzung der Wärme des Abgases möglich.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Hartbrennen von Grünpellets auf einer Pelletbrennmaschine unter Hindurchleiten von heissen Gasen durch das Pelletbett, wobei die Pellets zunächst in einer Trockenzone mit abwärts gerichteter Gasströmung ge trocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einer ersten Stufe mittels heisser Gase von 60 180 C erfolgt und danach die Temperatur der heissen Gase innerhalb von 2 bis 5 min auf 280 - 400 OC gesteigert wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigerung der Temperatur der heissen Gase in mehreren Stu fen erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in der ersten Stufe bis zu 60 sec mit tels heisser Gase von 60 - 120 0C erfolgt, in einer zwei ten Stufe bis zu 120 sec mittels heisser Gase von 120 180 OC, in einer dritten Stufe bis zu 180 sec mittels heisser Gase von 180 - 220 OC und in einer Endstufe mittels heisser Gase von 280 - 350 OC.

Inventors: BOSS, KARL-HEINZ, HASTIK, WALTER, PFAFF, ERICH, WALDEN, HEINZ, DR.
Applicants: METALLGESELLSCHAFT AG
Application year: 1984
Main classification: C22B1
IPC codes: F27B21, C22B1