Verfahren zum Hartbrennen von Eisenerzpellets auf einem Wanderrost

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hartbrennen von mindestens einen Anteil von Hämatit aufweisenden 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.

[0002] 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.

[0003] 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 Fe₂0₃ 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% C_lix stark ab und auch die spezifische Durchsatzleistung fällt bei höheren C_fix-Gehalten wieder ab. Bis zu diesem C_fix-Gehalt wird eine Steigerung der Durchsatzleistung bei guter Pelletqualität erzielt, die Abgasmengen und die Temperaturen werden reduziert («Aufbereitungs-Technik», Nr. 12, 1973, Seiten 783-788). Ein C_fix-Gehalt von etwa 1,3% C_fix ergibt bei seiner Verbrennung etwa so viel Wärme, wie bei der Oxidation von Fe₃0₄ zu Fe₂0₃ erzeugt würde, und würde etwa zur Reduktion von Fe₂0₃ zu Fe_a0₄ ausreichen. Ein Einbinden von festem, kohlenstoffhaltigem Material in Magnetit-Pellets führte zu einer starken Erniedrigung der Festigkeit der Pellets.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei erhöhter Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine und guter Pelletqualität den Energieverbrauch möglichst geringzuhalten.

[0005] Die Lösung der Aufgabe erfolgt beim eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäss dadurch, dass der C_fix-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 Mischung 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. bitumöse Kohlen oder Braunkohlen - bestehen. Bei Kohlen mit niedrigem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird der C_fix-Gehalt im oberen Bereich eingestellt. Bei Kohlen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird der C_fix-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 C_fix-Gehalt kann empirisch ermittelt 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 stärke 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 werden, 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.

[0006] 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.

[0007] Die Saugtrocknung der warmen Pellets erfolgt durch Hindurchsaugen der heissen Gase durch das Bett von oben nach unten. Die Saugstrocknung 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 Ergebnisse erzielt.

[0008] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass auf dem Wanderrost eine Rostbelag-Schicht von 5 bis 7 cm Höhe aus gebrannten Pellets chargiert wird.

[0009] 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.

[0010] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Basizität der Pellets auf 0,6 bis 1,2, vorzugsweise 0,7 bis 0,9, eingestellt wird.

[0011] Diese Basizität ergibt besonders gute Qualitäten der Pellets.

[0012] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass 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.

[0013] Dadurch wird eine gute Vorwärmung der Grünpellets erzielt, wenn ihre Aufgabetemperatur unter der geforderten Temperatur liegt.

[0014] Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.

[0015] Das Hämatit-Konzentrat hatte folgende Analyse (in Gew.-%, bezogen auf trockenes Erz):

[0016] Der Koks hatte folgende Analyse (in Gew.-%, bezogen auf trockene Kohle).

[0017] Das Brennen der Pellets wurde auf einer Pfanne von 26,5 cm Durchmesser durchgeführt.

[0018] Die Pellets wurden unter Zusatz von 2 Gew.-% Cu(OH)₂ und 2 Gew.-% CaC0₃ hergestellt, wodurch die Basizität 0,7 betrug. Die Menge der einpelletierten C_fix ist in der Tabelle angegeben. Die Feuchtigkeit der Grünpellets lag zwischen 8,8 und 9,3 Gew.-%.

[0019] 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.

Ansprüche

1. Verfahren zum Hartbrennen von mindestens einen Anteil von Hämatit aufweisenden 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, wobei der C_fix-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 Unterdruck 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.

Claims

1. Process for firing iron ore pellets having at least one part of haematite on a travelling grate under oxidising conditions by means of hot gases passed through, the pellets incorporating containing solid, carbon-containing material, which supplies part of the quantity of heat required for firing, whereby the C_flx content of the solid, carbon-containing material incorporated in the pellets is 1.3 to 1.8% weight, relative to the dry feed mixture in haematitic ores or relative to the haematitic part in mixtures of ores, the green pellets are charged on to the travelling grate at a temperature of 30 to 50°C or are prewarmed to said temperature on said travelling grate by pressure drying, the warm pellets are passed through a suction drying zone and then are fired in the suction draught with a pressure of 20 to 40 mbar below atmospheric using hot gases of 1250 to 1350°C.

2. Process according to Claim 1, characterised in that the suction drying takes place using hot gases of 300to 400°C and a pressure of 20 to 40 mbar below atmospheric.

3. Process according to Claim 1 or 2, characterised in that a grate coating layer of fired pellets and 5 to 7 cm in height is charged on to the travelling grate.

4. Process according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the basicity of the pellets is adjusted to 0.6 to 1.2, preferably 0.7 to 0.9.

5. Process according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the pre-heating of the green pellets takes place by pressure drying on the travelling grate with gases at 200 to 300°C, preferably 250 to 300^ot, and unter a pressure of 20 to 50 mbar.

Revendications

1. Procédé de cuisson poussée de boulettes de minerai de fer ayant au moins une certaine proportion d'hématite sur une grille mobile dans des conditions oxydantes en y faisant passer des gaz chauds, les boulettes incorporant du matériau carboné solide qui fournit une partie de la quantité de chaleur nécessaire à la cuisson poussée, la teneur en C fixé du matériau carboné solide incorporé aux boulettes représentant de 1,3 à 1,8% en poids rapportée au mélange sec chargé pour des minerais hématitiques ou rapportée à la proportion hématitique de mélange de minarais, les boulettes à vert étant chargées sur la grille mobile à une température de 30 à 50°C ou étant préchauffées à cette température sur la grille par séchage sous pression, les boulettes chaudes étant envoyées dans un séchage par aspiration et subissant ensuite une cuisson poussée par des gaz chauds d'une température de 1250 à 1350°C dans le conduit d'aspiration sous une dépression de 20 à 40 mbar.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le séchage par aspiration par des gaz chauds ayant une température de 300 à 400°C et sous une dépression de 20 à 40 mbar.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à charger sur la grille mobile une couche de garniture de grille de 5 à 7 cm de hauteur en boulettes cuites.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quil consiste à régler la basicité des boulettes entre 0,6 et 1,2 et, de préférence, entre 0,7 et 0,9.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le préchauffage des boulettes à vert par séchage sous pression sur la grille mobile par des gaz ayant une température de 200 à 300°C, de préférence de 250 à 350°C, et sous une pression de 20 à 50 mbar.