Vorrichtung zum Sintern von Erz

Abstract

 Vorrichtung zum Sintern von metallhaltigen Stoffen auf einer Sintermaschine (1), wobei eine Rückführeinrichtung (9) und eine Abgasleitung (10) leitungsmäßig mit einer Sammelleitung (7) und einer Abführleitung (8) verbunden sind, und wobei in der Sammelleitung (7) und in der Abführleitung (8) Umschaltvorrichtungen geeignet zum Dirigieren von in der Sammelleitung (7) beziehungsweise in der Abführleitung (8) geführtem Sinterabgas entweder in die Rückführeinrichtung (9) oder in die Abgasleitung (10) vorhanden sind.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Sintern von metallhaltigen Stoffen wie beispielsweise Eisenerzen oder Manganerzen, insbesondere oxydischen oder karbonatischen Erzen, auf einer Sintermaschine mit Sinterabgasrückführung.

Stand der Technik

[0002] Das Sintern von metallhaltigen Stoffen wie beispielsweise Eisenerzen oder Manganerzen, insbesondere oxydischen oder karbonatischen Erzen, erfolgt mittels Sintermaschinen. Nach Aufgabe der Sintermischung, welche aus dem metallhaltigen Material, Rückgut, festem Brennstoff, Zuschlägen etc. besteht, auf das Sinterband der Sintermaschine wird die Sintermischung in einem Zündofen an ihrer Oberfläche gezündet. Anschließend werden sauerstoffhaltige Gase als Prozessgas durch die Sintermischung geleitet, wodurch die Sinterfront von der Oberfläche der Sintermischung in Richtung der Sinterbandfläche wandert. Die als Prozessgas verwendeten Gase sind beispielsweise Frischluft, Abluft aus einem Sinterkühler, zum Vortrocknen der Sintermischung verwendete Luft, ein Gemisch aus mehreren dieser Gase, oder ein Gemisch eines oder mehrerer dieser Gase mit technischem Sauerstoff. Dabei wird das Sinterband von der Aufgabestelle in Richtung Abwurfstelle bewegt. Während des Transports auf dem Sinterband wird die gesamte Sintermischung durchgesintert und verlässt als heißer Fertigsinter an der Abwurfstelle das Sinterband. Der heiße Fertigsinter wird in einem nachfolgenden Sinterkühler gekühlt. Sintermaschinen können beispielsweise als Wanderrost-Sintermaschinen ausgeführt sein, in denen das Prozessgas durch die Sintermischung gesaugt wird, indem mittels Gebläsen ein Unterdruck an die unter dem Sinterband liegenden Saugkästen angelegt wird.

[0003] Entlang des Sinterbandes verändern sich im Normalbetrieb Temperatur und Sauerstoffgehalt des anfallenden Sinterabgases. Die Temperatur des Sinterabgases nimmt entlang des Sinterbandes zu. Der Sauerstoffgehalt des Sinterabgases nimmt entlang des Sinterbandes zunächst ab, um nach Erreichen eines Minimums wieder anzusteigen. Üblicherweise beträgt die Temperatur des Sinterabgases im vorderen ersten Abschnitt des Sinterbandes unter 100°C und steigt bis zum hinteren Abschnitt auf über 300°C an.

[0004] Mittels unter dem Sinterband positionierten Saugkästen wird das Prozessgas durch die Sintermischung gesaugt und das bei dieser Passage entstehende Sinterabgas gesammelt und abgeleitet. Da der Sintervorgang große Mengen Prozessgas erfordert, ergeben sich große Mengen Sinterabgas. Das Sinterabgas enthält u.a. verdampftes Wasser aus der Sintermischung, CO₂ und CO aus der z.T. unvollständigen Verbrennung des Brennstoffs und Kalzinationsvorgängen, ferner aus der Verbrennung von im Brennstoff oder Erz enthaltenem Schwefel Schwefeloxide SO_x, sowie Stickoxide NO_x, Dioxine, Furane, Staub. Bevor das Sinterabgas als Abgas der Sintermaschine in die Umwelt entlassen werden kann, ist daher zur Minimierung der Umweltbelastung die Entfernung von Schadstoffen notwendig. Eine Verminderung der aus einer Sintermaschine abzuführenden Abgasmenge bzw. der im Abgas enthaltenen Schadstofffracht erleichtert die Abgasreinigung.

[0005] Es ist bereits bekannt, die Abgasmenge und die im Abgas enthaltene Schadstofffracht dadurch zu reduzieren, dass ein Teil des Sinterabgases als Prozessgas auf die Sintermischung zurückgeführt wird. Dadurch wird einerseits die Menge des von außen in die Sintermaschine eingeführten Prozessgases reduziert, und andererseits der in diesem enthaltene Sauerstoff besser ausgenutzt.
Es werden beispielsweise in der WO2007/082694 Sinterabgase aus einem Anfangsbereich und einem Endbereich des Sinterbandes in einer Sammelleitung vereinigt und auf einen mittleren Bereich des Sinterbandes zurückgeführt, wonach Sinterabgas aus dem mittleren Bereich über eine Ausfuhrleitung aus dem Prozess ausgeführt wird. Die entsprechenden Saugkästen münden in die Sammelleitung beziehungsweise die Ausfuhrleitung.
Eine Ausfuhr von Sinterabgas aus dem Anfangsbereich oder Endbereich, oder eine Rückführung von Sinterabgas aus dem mittleren Bereich, ist nicht vollständig möglich. Entsprechend ist die Anlage auf die Rezirkulation von Sinterabgas aus dem mittleren Bereich festgelegt.
Veränderte Prozessbedingungen wie beispielsweise andere Rohmaterialien, oder veränderte gesetzliche Auflagen können jedoch dazu führen, dass eine Rezirkulation von Sinterabgas aus dem mittleren Bereich gewünscht wird, um den SOx-Gehalt im ausgeführten Abgas möglichst gering zu halten.

Zusammenfassung der Erfindung

Technische Aufgabe

[0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzustellen, die einen bezüglich der Herkunft des rückzuführenden Sinterabgases flexibleren Betrieb als im Stand der Technik ermöglicht.

Technische Lösung

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Sintern von metallhaltigen Stoffen wie beispielsweise Eisenerzen oder Manganerzen, insbesondere oxidischen oder carbonatischen Erzen, auf einer Sintermaschine

• mit einer Aufgabeeinrichtung für eine festen Brennstoff enthaltende Sintermischung auf ein Sinterband,
• mit Saugkästen zur Durchleitung von sauerstoffhaltigem Prozessgas durch die Sintermischung in drei aufeinander folgenden Abschnitten des Sinterbandes, von denen der erste Abschnitt an die Aufgabeeinrichtung anschließt und der dritte Abschnitt durch das Abwurfende des Sinterbandes begrenzt ist,
• mit einer Sammelleitung zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen des dritten Abschnittes und in den Saugkästen des ersten Abschnitts anfallenden Sinterabgases,
• mit einer Abführleitung zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen des zweiten Abschnittes anfallenden Sinterabgases,
• mit einer Rückführeinrichtung zum Transport und zur Verteilung von Sinterabgas als zumindest Teil des Prozessgases auf die Sintermischung auf dem Sinterband, bevorzugt auf die Sintermischung im zweiten Abschnitt des Sinterbandes,
• mit einer Abgasleitung zum Abführen von Sinterabgas aus der Sintermaschine,
  dadurch gekennzeichnet, dass
• die Rückführeinrichtung
  und
• die Abgasleitung,
  leitungsmäßig mit
• der Sammelleitung
  und
• der Abführleitung
  verbunden sind,
  wobei in der Sammelleitung und in der Abführleitung
  Umschaltvorrichtungen geeignet zum Dirigieren von in der Sammelleitung beziehungsweise in der Abführleitung geführtem Sinterabgas
  entweder
  in die Rückführeinrichtung
  oder
  in die Abgasleitung
  vorhanden sind

[0008] Das sauerstoffhaltige Prozessgas wird durch die Sintermischung geleitet, indem mittels Gebläsen ein Unterdruck an die unter dem Sinterband liegenden Saugkästen angelegt wird. Dadurch wird das Prozessgas durch die Sintermischung in die Saugkästen gesaugt.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

[0009] Die Einteilung der Abschnitte erfolgt so, dass die Abgasmenge der Sintermaschine minimiert wird und rückgeführtes Sinterabgas im Normalbetrieb, gegebenenfalls nach Zugabe von Abluft aus einem Sinterkühler und/oder Frischluft und/oder zum Vortrocknen der Sintermischung verwendeter Luft und/oder technischem Sauerstoff zum Mischgas, eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Sauerstoffgehalt aufweist. Die Mindesttemperatur beträgt 90°C, bevorzugt 100°C, und üblicherweise beträgt die höchste Temperatur bis zu 150°C, bevorzugter weise bis zu 130°C. Die Untergrenze für den Sauerstoffgehalt ist 13 Vol%, bevorzugter Weise 17 Vol%, es sind aber auch Sauerstoffgehalte von bis zu 20 Vol% oder höher möglich.
Mit dieser Temperatur gewährleistet man, dass die Korrosionsgefahr in den durchströmten Anlagenteilen gering gehalten wird. Mit diesem Sauerstoffgehalt gewährleistet man, dass eine gute Sinterqualität erzielt wird. Bevorzugt ist ein möglichst hoher Sauerstoffgehalt.
Je nach Verfahrensparametern wie beispielsweise Sinterbandgeschwindigkeit, Zusammensetzung der Sintermischung, Sauerstoffgehalt des Prozessgases, Schichtdicke der Sintermischung auf dem Sinterband, Durchlässigkeit der Sintermischung, an die Saugkästen angelegter Unterdruck, durchgeleitete Prozessgasmenge, variiert der Anteil eines jeden Abschnittes an der Gesamtlänge des Sinterbandes in einem gewissen Bereich.
Der erste Abschnitt des Sinterbandes nimmt üblicherweise 20 -60 % der Länge des Sinterbandes ein, bevorzugt 30-50 %. Der an den ersten Abschnitt anschließende zweite Abschnitt des Sinterbandes nimmt üblicherweise 30-60 % der Länge des Sinterbandes ein, bevorzugt 40-50%. Der an den zweiten Abschnitt des Sinterbandes anschließende dritte Abschnitt des Sinterbandes nimmt üblicherweise 5-20 % der Länge des Sinterbandes ein, bevorzugt 10-15 %.
Bei entsprechender Einteilung besitzen die Sinterabgase und damit das Prozessgas für den zweiten Abschnitt im Normalbetrieb die jeweils gewünschten Temperaturen und Sauerstoffgehalte.

[0010] In der Sammelleitung werden die in den Saugkästen des dritten Abschnittes und den Saugkästen des ersten Abschnittes anfallenden Sinterabgase vereinigt und vom Sinterband weg weitergeleitet.

[0011] In der Abführleitung wird das in den Saugkästen des zweiten Abschnittes anfallende Sinterabgas vereinigt und vom Sinterband weg weitergeleitet.

[0012] In der Abgasleitung wird Sinterabgas aus der Sintermaschine abgeführt.

[0013] Die Rückführeinrichtung dient dazu, Sinterabgas als zumindest Teil des Prozessgases auf die Sintermischung auf dem Sinterband zu transportieren und zu verteilen.
Es kann auf einen oder mehrere Abschnitte des Sinterbandes rückgeführt und verteilt werden.
Bevorzugt ist sie so ausgeführt, dass zumindest auf die Sintermischung im zweiten Abschnitt des Sinterbandes Sinterabgas als zumindest Teil des Prozessgases auf die Sintermischung auf dem Sinterband transportiert und verteilt wird.

[0014] Vorteilhafterweise wird nicht das gesamte Sinterabgas rückgeführt, sondern nur ein Teil. Bevorzugt werden bis zu 50% des Sinterabgases zurückgeführt. Dem rückgeführten Sinterabgas wird gegebenenfalls Sauerstoff zugegeben, beispielsweise, indem Kühlluft aus einem der Sinteranlage nachgeschalteten Sinterkühler hinzugefügt wird.

[0015] Erfindungsgemäß sind die Rückführeinrichtung und die Abgasleitung mit der Sammelleitung und der Abführleitung derart verbunden, dass Sinterabgas aus Sammel- und Abführleitung in die Rückführeinrichtung und in die Abgasleitung eingeleitet werden kann. Um einen kontrollierten Wechsel zwischen einer Einleitung von Sinterabgas in die Rückführeinrichtung und einer Einleitung in die Abgasleitung herbeiführen zu können, sind in der Sammelleitung und in der Abführleitung Umschaltvorrichtungen vorhanden. Diese Umschaltvorrichtungen sind geeignet, Sinterabgas entweder in die Rückführeinrichtung oder in die Abgasleitung zu dirigieren.
Durch entsprechende Einstellung der Umschaltvorrichtungen kann gewählt werden, ob Sinterabgas entweder aus dem zweiten Abschnitt aus der Sintermaschine abgeführt wird und aus dem ersten und dritten Abschnitt auf das Sinterband zurückgeführt wird, oder ob aus dem zweiten Abschnitt auf das Sinterband zurückgeführt wird und aus dem ersten und dem dritten Abschnitt aus der Sintermaschine abgeführt wird. Dadurch kann flexibel auf geänderte Rohstoffbedingungen und Anforderungen an das Abgas reagiert werden.

[0016] Die Umschaltvorrichtungen sind beispielsweise Klappen oder Ventile.

[0017] Nach bevorzugten Ausführungsformen sind zumindest in der Sammelleitung und in der Abführleitung, Gasreinigungsanlagen vorgesehen; beispielsweise Entstaubungsanlagen oder Anlagen zur Entfernung von NO_x und SO_x.
Die Entstaubungsanlagen trennen mitgeführten Staub aus dem Mischgas bzw. dem Abgas ab. Der abgetrennte Staub kann, soweit prozesstechnisch möglich, bei der Herstellung der Sintermischung wieder eingesetzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0018] Anhand einer schematischen beispielhaften Figur wird die Erfindung in der Folge erläutert.

Figur 1: schematisches Fließbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0019] Figur 1 zeigt ein schematisches Fließbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sintern von metallhaltigen Stoffen wie beispielsweise Eisenerzen oder Manganerzen, insbesondere oxidischen oder carbonatischen Erzen, auf einer Sintermaschine 1

• mit einer Aufgabeeinrichtung 2 für eine festen Brennstoff enthaltende Sintermischung 3 auf ein Sinterband 4,
• mit Saugkästen 5 zur Durchleitung von sauerstoffhaltigem Prozessgas durch die Sintermischung in drei aufeinander folgenden Abschnitten des Sinterbandes, von denen der erste Abschnitt an die Aufgabeeinrichtung anschließt und der dritte Abschnitt durch das Abwurfende 6 des Sinterbandes 4 begrenzt ist,
• mit einer Sammelleitung 7 zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen 5 des dritten Abschnittes und in den Saugkästen 5 des ersten Abschnitts anfallenden Sinterabgases,
• mit einer Abführleitung 8 zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen 5 des zweiten Abschnittes anfallenden Sinterabgases,
• mit einer Rückführeinrichtung 9 zum Transport und zur Verteilung von Sinterabgas als zumindest Teil des Prozessgases auf die Sintermischung auf dem Sinterband, und
• mit einer Abgasleitung 10 zum Abführen von Sinterabgas aus der Sintermaschine.

[0020] Die Rückführeinrichtung 9 und die Abgasleitung 10 sind leitungsmäßig mit der Sammelleitung 7 und_der Abführleitung 8 verbunden. In der Sammelleitung 7 und in der Abführleitung 8 sind Umschaltvorrichtungen 11,12 vorhanden. Diese sind geeignet zum Dirigieren von in der Sammelleitung 7 beziehungsweise in der Abführleitung 8 geführtem Sinterabgas entweder in die Rückführeinrichtung 9 oder in die Abgasleitung 10. Dargestellt sind die Umschaltvorrichtungen 11,12 als Dreiwegventile. In einer Darstellung des strichliert umrandeten Bereiches ist die Umschaltvorrichtung 11 so eingestellt, dass Sinterabgas aus der Sammelleitung 7 auf das Sinterband zurückgeführt wird, und Sinterabgas aus der Abführleitung 8 in die Abgasleitung 10 geleitet wird. In der anderen Darstellung des strichliert umrandeten Bereiches ist die Umschaltvorrichtung 11 so eingestellt, dass Sinterabgas aus der Abführleitung 8auf das Sinterband zurückgeführt wird, und Sinterabgas aus der Sammelleitung 7 in die Abgasleitung 10 geleitet wird.

[0021] In der Sammelleitung 7 und der Abführleitung 8 sind Entstaubungsanlagen 13,14 vorhanden.
Zufuhr von Sauerstoff zum rückgeführten Sinterabgas, beispielsweise mittels Zufuhr von Kühlluft eines nicht dargestellten Sinterkühlers, ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht extra dargestellt.

[0022] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Liste der Bezugszeichen

[0023] 

1

Sintermaschine

2

Aufgabeeinrichtung

3

Sintermischung

4

Sinterband

5

Saugkästen

6

Abwurfende

7

Sammelleitung

8

Abführleitung

9

Rückführeinrichtung

10

Abgasleitung

11

Umschaltvorrichtung

12

Umschaltvorrichtung

13

Entstaubungsanlage

14

Entstaubungsanlage

Liste der Anführungen

Patentliteratur

[0024] WO2007/082694

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Sintern von metallhaltigen Stoffen wie beispielsweise Eisenerzen oder Manganerzen, insbesondere oxidischen oder carbonatischen Erzen, auf einer Sintermaschine (1)

- mit einer Aufgabeeinrichtung (2) für eine festen Brennstoff enthaltende Sintermischung (3) auf ein Sinterband (4),

- mit Saugkästen (5) zur Durchleitung von sauerstoffhaltigem Prozessgas durch die Sintermischung in drei aufeinander folgenden Abschnitten des Sinterbandes, von denen der erste Abschnitt an die Aufgabeeinrichtung anschließt und der dritte Abschnitt durch das Abwurfende (6) des Sinterbandes (4) begrenzt ist,

- mit einer Sammelleitung (7) zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen (5) des dritten Abschnittes und in den Saugkästen (5) des ersten Abschnitts anfallenden Sinterabgases,

- mit einer Abführleitung (8) zur Vereinigung und Weiterleitung des in den Saugkästen (5) des zweiten Abschnittes anfallenden Sinterabgases,

- mit einer Rückführeinrichtung (9) zum Transport und zur Verteilung von Sinterabgas als zumindest Teil des Prozessgases auf die Sintermischung auf dem Sinterband (4), bevorzugt auf die Sintermischung im zweiten Abschnitt des Sinterbandes (4),

- mit einer Abgasleitung (10) zum Abführen von Sinterabgas aus der Sintermaschine (1),
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Rückführeinrichtung (9)
und

- die Abgasleitung (10),
leitungsmäßig mit

- der Sammelleitung (7)
und

- der Abführleitung (8)

verbunden sind,
wobei in der Sammelleitung (7) und in der Abführleitung (8) Umschaltvorrichtungen geeignet zum Dirigieren von in der Sammelleitung (7) beziehungsweise in der Abführleitung (8) geführtem Sinterabgas entweder
in die Rückführeinrichtung (9)
oder
in die Abgasleitung (10)
vorhanden sind

Zeichnung