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Verfahren zum Brennen, Glühen und/oder Sintern von Stoffen, wie z.
B. Kalkstein, Dolomit, oxydischen Erzen od. dgl. Stoffen auf Saugzuggeräten In zunehmendem
Maße beginnt sich in der Technik ein Verfahren durchzusetzen, bei dem physikalische
Zustands- oder chemische Stoffveränderungen. von auf Saugzuggeräten aufgeschichteten
Massen, wie axydischen Erzen, insbesondere Eisenerzen, Karbonaten, z. B. Dolomit
oder Kalkstein, ferner mineralischen Phosphaten oder Bauxiten, zwecks thermischen
Aufschlusses durch die Massen durchstreichende, .insbesondere heiße Gase bewirkt
werden. Und zwar handelt es sich hierbei um Beschickungsgemische, die keine oder
nur unwesentliche Mengen, von Brennstoffen enthalten.
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Es wurde gefunden, daß man. die gewünschten thermischen Einwirkungen
in technisch-wirtschaftlich vorteilhafter Weise dadurch herbeiführen: kann, daß
man an die Brennzone eine Zone mit wesentlich vermindertem Unterdruck anschließt,
in welcher eine Nachgarung unter stark vermindertem Gasdurchgang stattfindet.
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Es ist bekannt, beim Sintern von Beschickungen in Mischung mit festen
Brennstoffen Schichthöhe und Unterdruck zu variieren. Im wesentlichen hängt die
Reaktionszeit hierbei jedoch von der Menge des zugesetzten Brennstoffes und seiner
Verbrennungsgeschwindigkeit ah. Die Reaktionszeit bzw. die verfahrensgemäß angestrebten
erforderlichen Wirkungen lassen sich aber in diesem Falle sowohl durch Regelung
der Schichthöhe der Beschickung und/oder durch Änderung des Unterdruckes entweder
überhaupt nicht oder nur in, sehr beschränktem Maße beeinflussen. Zum Beispiel wirkt
sich die Erhöhung der Schicht in. diesem Fall nur auf den Brennstoffverbrauch, die
Temperatur in der Beschickung, die Leistung oder die Sinterqualitäten aus, während
Änderungen des Unterdruckes lediglich die Leistung beeinflussen:, dagegen nicht
oder nur unwesentlich die erforderliche Reaktionszeit zur Erreichung der gewünschten.
technischwirtschaftlichem, Wirkungen auf das Endprodukt. Im Gegensatz dazu ist man
beim üblichen Brennen und Sintern auf gasbeheiztem Sinberbad überraschenderweise
in der Lage, durch Änderung bzw. Regelung der Schichthöhe und/oder des Unterdruckes
diese technisch gewünschten Wirkungen in wirtschaftlich einfacher Weise zielsicher
herbeizuführen bei Einhaltung naturgemäß der hierfür im Einzelfall erforderlichen
Reaktionszeiten.
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Braucht man lange Reaktionszeiten, so wird man mit hoher Schichthöhe
und/oder bei niedrigem Unterdruck fahren, im entgegengesetzten Fall mit niedriger
Schichthöhe und/oder hohem Unterdruck. Die Wahl einer hohen Schicht hat zur Wirkung,
daß die oberen Teile der Beschickung lange Zeit die Reaktionstemperatur aufweisen,
so daß mit Vorteil im oberen Teil der Beschickung die gröberen, Stücke aufgegeben
werden. Gleichzeitig wird aber bei Wahl einer hohem, Schicht von beispielsweise
mehr als 50 cm bis herauf zu 1 m oder mehr auch das in den unteren: Lagen der Beschickung
befindliche feinere Gut genügend lange den benötigten Temperaturen ausgesetzt, um
die in Frage kommenden, Wirkungen herbeizuführen., da die Kaltsaugperiode bei einer
hohen Schicht ebenfalls lange Zeit in Anspruch nimmt, während der die in den, unteren
Partien befindlichen Beschickungsteile noch dem, gewünschten Temperaturen ausgesetzt
sind. Sind lange Reaktionszeiten sowie eine große Wärmemenge erforderlich, so hat
man die Wahl, entweder bei hoher Schicht und einem sich aus der Schichthöhe sowie
der benötigten Wärmemenge zu errechnenden Unterdruck zu arbeiten, wobei entsprechend
dein obigen Ausführungen eine längere Verweilzeit bei der gewünschten Temperatur
automatisch eintritt, oder aber bei niedriger Schicht und entsprechend zu errechnendem
Unterdruck zunächst den thermischen Prozeß durchzuführen und anschließend bei niedrigem
Unterdruck die gewünschten Reaktionsbedingungen aufrechtzuerhalten zwecks Erzeugung
der erforderlichen, z. B. physikalischen Endbeschaffenheit der Beschickung, z. B.
hinsichtlich ihrer Strukturfestigkeit., Härte, Umsetzung od. dgl.
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Erfindungsgemäß wird der zweiten Möglichkeit der Vorzug gegeben:,
weil mit Erhöhung der Schicht der zum Durchsaugen einer bestimmten Gasmenge erforderliche
Unterdruck ansteigt.
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Es ist auch möglich, bei hoher Schicht so zu verfahren, wodurch die
Reaktionszeiten sich noch weiter
verlängern. Es ist, wie weiter
gefunden wurde, oftmals zweckmäßig, das Mischgut in zwei oder mehr bestimmte Fraktionen
abzusieben. Es. hat sich nämlich gezeigt, daß die Porosität einer in Siebfraktionen
aufgeteilten Beschickung in vielen Fällen höher liegt als bei einer aus denn Mischkorn:
bestehenden Beschikkung. Wenn z. B. gebrannter Kalk aus. Kalksplitt in einer Körnung
von 2 bis 40 mm hergestellt werden soll, so ist es, wie Versuche ergeben haben,
günstiger; wenn man den Kalksplitt in die Fraktionen. von 2 bis 15 und von 15 bis
40 mm absieht und die feinere Fraktion dem Saugzuggerät unten. und die größere Fraktion
daraufliegend aufgibt. Die die Beschickung bei gleichem Unterdruck und gleicher
Schichthöhe durchströmenden Gasmengen liegen: bei Aufgabe des Mischkorns 10°/o unter
den Gasmengen, die bei Aufgabe der genannten Fraktionen die Beschickung durchströmen.
Ausführungsbeispiel 1 Eisenerzpellets aus Pegnitzkonzentrat sollen hart gebrannt
werden:. Wurde eine Reaktionstemperatur von 1120° eingehalten, und eine niedrige
Schicht von etwa 20 cm Höhe gewählt, so waren bei Einstellung eines Unterdruckes
von 100 bis 200 mm die Pellets nicht ausreichend hart geworden. Als die Schichthöhe
auf etwa 40 cm und der Unterdruck auf etwa 200 bis 400 mm erhöht wurde, um die gleiche
Saugleistung zu erreichen, waren die Pellets befriedigend hart gebrannt. Dasselbe
Ergebnis erreicht man, wenn man bei der niedrigen Schichthöhe dem Brennprozeß eine
Nachgarungsbzhandlung anschließt, während der der Unterdruck auf 20 mm oder weniger
gehalten wird. Diese Arbeitsweise würde auf Kosten der Leistung gehen. Will man
jedoch dieselbe Leistung beibehalten, muß das Sin:terhand entsprechend der Zeitdauer
der Nachgarung verlängert werden.
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Die niedrige Schicht mit der angeschlossenen Nachgarung bietet jedoch
den Vorteil, da.ß der Energieaufwand zur Erzeugung des Unterdruckes entsprechend
geringer wird. Das ist oftmals von Vorteil, vor allem wenn; es sich darum handelt,
Abgasmengen bei hoher Betriebstemperatur abzusaugen.
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Die gemäß Beispiel 1 bei Anwendung einer niedrigen Brennschicht in
Verbindung mit einer Nachgarung bei sehr niedrigem Unterdruck verknüpften beachtlichen
Vorteile bedingen lediglich die einmalige Aufwendung für die Erstellung eines längeren
Sinterbandes zwecks Erhöhung der Leistungssteigerung etwa entsprechend der bei Anwendung
höherer Schichthöhe. Der erreichte Vorteil durch beachtliche Energieersparnis liegt
auf der Hand.
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Ausführungsbeispiel 2 Dolomit soll bei 1500° totgebrannt werden. Bei
einer Schichthöhe von 50 cm wird der Rohdolomit in einer Körnung von 8 bis 20 mm
aufgegeben und mit 1500° heißen Gasen gebrannt. Saugt man die Beschickung unmittelbar
nach beendigter Reaktion kalt, so erhält man zwar ein vollkommen gleichmäßig durchbranntes
Produkt, welches aber für seine weitere Verwendung noch keine genügende Kornfestigkeit
aufweist. Schließt man dagegen nach Beendigung der Reaktion eine Nachgarungszeit
an, während der eine Drosselung der heißen Gaszufuhr sowie dementsprechend des Unterdruckes
erfolgt, so erhält man einen Sinterd@olomit von genügender Kornfesfig'keit. Auch
hier gilt das für Beispiel 1 Gesagte. Das Dolomi,tbrennen läßt in besonders anschaulicher
Weise erkennen, wie man durch eine Nachgarung nach dem primären Brennprozeß bei
sehr niedrigem Unterdruck die Qualität des Endproduktes beeinflussen kann. Man nimmt
zunächst eine hohe Schicht, um zu gewährleisten, d'aß bei befriedigender Leistung
auch die größeren Dolomitstücke entsäuert und vorgebrannt werden. Nachdem dieser
Teil des Brennprozesses erledigt ist, wählt man zur Nachgarung einen niedrigen Unterdruck,
der gerade ausreicht, um die Temperatur in der Beschickung zu halten. Dadurch wird
das Korn verdichtet. Die während der Nachgarumg anfallenden heißen Abgase brauchen
nur mit niedrigem Unterdruck abgesaugt zu werden.