DE2928501A1

DE2928501A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einzelner briketts

Info

Publication number: DE2928501A1
Application number: DE19792928501
Authority: DE
Inventors: Robert Milton Escott; Charles Walter Sanzenbacher
Original assignee: Midrex Corp
Current assignee: Midrex International BV Rotterdam Zurich Branch
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1979-07-14
Publication date: 1980-01-31
Also published as: GB2082101A; GB2026910B; JPS5931372B2; DE2928501C2; MX152803A; AU515813B2; ES483707A1; ES482449A1; JPS5515698A; CA1127397A; US4165978A; AU4782379A; GB2082101B; GB2026910A; AR218138A1

Description

BLUMBACH · WESER.- BERGEN · KRAMER

zwiRNER-BREHM 2328501

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Midrex Corporation

One NCNB Plaza

Charlotte, North Carolina 28280,

U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einzelner Briketts

Beschreibung:

Diese Erfindung betrifft das Stückigmachen (Agglomerieren) von feinem, teilchenfÖrmigem Material zu Briketts. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, um an einem Band aus über Stege miteinander verbundenen Briketts aus metallisiertem, teilchenförmigem Material die Verbindungsstege zu brechen und einzelne Briketts für die weitere Verarbeitung zu erzeugen.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H.P.Brehm Dipl.-Chem, Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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Teilchenförmiges Material wird nach einer Anzahl verschiedener Verfahren stückig gemacht. Eines dieser Verfahren ist das Brikettieren, bei welchem teilchenförmige Feststoffe zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen verdichtet werden, von denen jede eine Anzahl von Vertiefungen oder Taschen aufweist. Manchmal passen die Taschen einer Walze auf die entsprechenden Taschen der anderen Walze; häufig treffen jedoch die Taschen einer Walze auf die glatte Oberfläche der anderen Walze. Obwohl theoretisch jedes geformte Brikett eine einzige Einheit bildet und nicht mit irgendeinem anderen Brikett verbunden ist, tritt in der Praxis häufig der Fall auf, daß zwischen benachbarten Briketts ein Steg bestehen bleibt, so daß ein fortlaufendes Brikettband aus den Brikettierwalzen austritt. Jedes Brikett ist in beiden Richtungen mit jedem nachfolgenden Brikett über einen solchen Steg verbunden. Zwischen den Brikettierwalzen soll ein Walzenspalt von etwa 1 bis 10 mm eingehalten werden, und die Abmessungen des Steges liegen in dieser Größenordnung. Selbst wenn die Walzen dahingehend ausgelegt sind, daß der eine Walzenumfang dicht am anderen Walzenumfang anliegt, ohne daß dazwischen ein Spalt verbleibt, kann sich zwischen Briketts ein Steg bilden, da das Fließverhalten des teilchenförmigen Materials nicht dem Fließverhalten einer Flüssigkeit entspricht. Nachdem die Abnutzung der Brikettierwalzen begonnen hat, werden solche Stege dicker, und es bereitet größere Schwierigkeiten, diese dickeren Stege durchzubrechen, als die bei der Anwendung neuer oder frisch geschliffener Walzen auftretenden dünneren Stege. Das Stegmaterial ist dichter und viel fester als das Brikettmaterial. Bruchversuche mit Briketts aus metallisiertem Eisen haben ergeben, daß die Bruchfestigkeit des Verbindungsmate-

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rials etwa fünfmal so hoch ist, wie die Bruchfestigkeit des Brikettmaterials; angenähert ist die Bruchfestigkeit des Verbindungsmaterials halb so groß wie die Bruchfestigkeit einer Platte aus beruhigtem Stahl. Sofern zwei miteinander verbundene Briketts zerbrochen werden sollen, verläuft die Bruchstelle zumeist durch das Brikett und weniger durch den Verbindungssteg. Zum Trennen eines Brikettbandes in einzelne Briketts gibt es bereits einige Vorschläge, wie beispielsweise den US-Patentschriften 3 300 815, 3 593 378 und 3 986 864 zu entnehmen ist.

Wenn ein Brikettband aus metallisiertem Eisen die Brikettiermaschine verläßt, ist das heiß verdichtete Band relativ plastisch und kann leicht abgebogen werden, läßt sich jedoch nur schwierig in einzelne Briketts zerbrechen. Folglich ist es erforderlich, das Brikettband auf eine Temperatur von 425 C oder eine darunter gelegene Temperatur abzukühlen. Bei dieser Temperatur weist das Eisen solche physikalischen Eigenschaften auf, daß fast die bei Raumtemperatur vorhandene Sprödigkeit gegeben ist. Die Festigkeit, Duktilität und Dehnungseigenschaften von Eisen ändern sich im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 425 C nicht signifikant. Das heißt, in diesem Temperaturbereich wird ein Brikettband leicht zerbrochen, sofern es durch eine von außen einwirkende Kraft verformt wird. Es ist ferner erforderlich, das abgekühlte Brikettband um wenigstens 10 und vorzugsweise um 15 zwischen benachbarten Briketts abzubiegen, um einen Bruch zwischen benachbarten Briketts zu erzielen.

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Die wesentliche Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung einzelner Briketts anzugeben, welche das in einer Brikettiermaschine gebildete Band aus aneinanderhängenden Briketts in einzelne Briketts zerbricht.

Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einzelner Briketts aus einem solchen Brikettband angegeben werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen bzw. eine Vorrichtung mit den in Anspruch 3 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt die Besonderheit zugrunde, das Brikettband in Querrichtung abzubiegen und daraufhin in Längsrichtung abzubiegen, solange es noch einen gekrümmten Abschnitt in Querrichtung aufweist, und hohe Bruchbeanspruchungen in den Stegen zwischen den Briketts zu erzeugen. Die Anwendung dieser Kräfte führt dazu, daß jedes Brikett von den benachbarten Briketts getrennt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 im einzelnen erläutert; es zeigt:

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ORIGINAL INSPECTED

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht einen Direktreduktionsofen mit Heißproduktabgabe, ferner mit einer Brikettiermaschine sowie einer Bandabschreck- und Brecheinrichtung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Brikettbandes und des Förderers längs der Linie 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 die Darstellung eines Schnittes der Brikettbrecheinrichtung längs der Linie 3-3 aus Fig. 4;

Fig. 3A eine alternative Lattenausführung; Fig. 3B eine alternative Lattenausführung;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus Fig. 1 zur detaillierteren Erläuterung des Förderers;

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Brikettiermaschine mit Brikettband7Abschrecktank und Brecheinrichtung; und

Fig. 6 die Ausbildung einer Anpaßwalze.

Entsprechend der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Reduktionsofen mit einem Eingabetrichter 12 vorgesehen, mittels dem Metalloxidpellets, Stückerz oder dergleichen in das Innere des Reduktions-

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ofens eingebracht werden, um dort eine Beschickung 14 zu bilden. Heißes Reduktionsgas wird zumeist nach unten gerichtet in die Beschickung eingeführt und seitlich oder horizontal entsprechend einem mit den Pfeilen 21 angedeuteten Strömungsmuster innerhalb der Beschickung verteilt, bevor das Reduktionsgas vertikal nach oben im Gegenstrom zur absinkenden Beschickung 14 strömt. Das reagiert habende Reduktionsgas tritt an der Oberseite 22 der Beschickung 14 aus und wird über die Abzugsleitung 25 für reagiert habendes Reduktionsgas abgezogen. Der untere Abschnitt des Ofens konvergiert zu der Produktabgabeöffnung 30.

Zu dem Ofen 10 gehört vorzugsweise eine Sammelkammer 34 unterhalb der Abgabeöffnung; andererseits kann auch ein getrennter In-Line-Sammeltrichter vorgesehen werden. Die Kammer 34 dient als Trichter oder Zuführbehälter, um das teilchenförmige, direktreduzierte, metallisierte Produkt aus dem Schachtofen 10 den Brikettierwalzen und 40 zuzuführen. Die Brikettierwalzen können angepaßte Vertiefungen oder Taschen aufweisen, um "kissenförmige" Briketts zu erzeugen, oder diese Brikettierwalzen können nicht-passende Vertiefungen oder Taschen aufweisen, um "D-förmige" Briketts zu erzeugen. "D-förmige" Briketts erzeugende Brikettiermaschinen haben jedoch einen geringeren Mengendurchsatz; um daher einen maximalen Durchsatz zu erzielen, werden vorzugsweise Brikettiermaschinen vorgesehen, die "kissenförmige" Briketts erzeugen. Obwohl die zur Zeit zur Verfügung stehenden Brikettbrecheinrichtungen sowohl zum Brechen "D-förmiger" wie "kissenförmiger" Briketts geeignet sind, ist die erfindungsgemäße Brikettband-Brecheinrichtung nicht in

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ihrer Kapazität und Leistung beschränkt und stellt daher eine Verbesserung über alle bislang bekannten Brikettbandbrecher dar.

Das aus der Heißbrikettieranlage austretende Produkt ist ein Band, das gebrochen werden muß, um einzelne Briketts zu erhalten. Das Brikettband 44 wird von einer Auslaufrinne 46 auf einen tragenden Förderer 48 abgelenkt. Die Abschreck-Sprühstrahlen 50 kühlen das Brikettband 44 auf eine Temperatur von wenigstens 425 und vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 350° C ab. Wie das mit Fig. 2 dargestellt ist, weist der tragende Förderer 48 gekrümmte (also nicht-lineare) Quersprossen oder Latten 52 auf. Ein anpassender Förderer 60 weist passende Latten oder Quersprossen 62 (vergl. Fig. 3) auf, welche das Brikettband zwingen, den Umriß der Latten anzunehmen. Beim Einnehmen der in Querrichtung gekrümmten Gestalt werden die Längsstege zwischen den Reihen benachbarter Briketts zerbrochen oder geschwächt. Beim Umlauf des Brikettbandes rund um das Ende des tragenden Förderers 48 folgt die Mittellinie jeder Längsreihe von Briketts einer unterschiedlichen Pfadlänge. Die Biegebeanspruchung des spröden Quermaterials bricht den Steg von den Briketts in Querrichtung ab, und der Unterschied in der Pfadlänge jeder Längsreihe von Briketts vervollständigt das Abbrechen der Längsstege.

Mittels Experimenten ist festgestellt worden, daß es zum Trennen oder Brechen einzelner Briketts aus benachbarten Briketts eines Bandes erforderlich ist, das gekühlte Band um wenigstens 10° und vorzugsweise um etwa 15 zwischen benachbarten Briketts abzubiegen,

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J ORIGINAL INSPECTED

Sofern ein Brikettband so breit ist, daß die Bogengestalt der Latten 51 das Band nicht um wenigstens 10 zwischen benachbarten Briketts abbiegt, dann können die mit den Figuren 3A oder 3B vorgesehenen alternativen Ausführungen vorgesehen werden. Fig. 3A zeigt einen tragenden Förderer 48 mit wellenförmigen Latten 64, bei welchem der anpassende Förderer 60 angepaßte Latten 65 aufweist. Die Fig. 3B zeigt Latten 67 mit sägezahnförmigem Querschnitt, wobei der anpassende Förderer 60 ebenfalls angepaßte Latten 68 aufweist. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3B ist der Abstand zwischen den Tälern und Hügeln der Sägezähne so gewählt, daß dieser Abstand der Distanz von Mitte zu Mitte der Stege zwischen benachbarten Briketts entspricht.

Bei der mit Fig. 5 dargestellten alternativen Ausführungsform kann das Brikettband 44 in einen Abschreckbehälter eintreten und wird anschließend von einem Förderer 72 mit flachem Querschnitt daraus entnommen. Bewegliche Förderwalzen 74 oder Führungen leiten das Brikettband einem Förderer 76 zu, dessen Quersprossen gekrümmte Querschnitte aufweisen, bevor das Brikettband von einem anpassenden Förderer 78 kontaktiert wird. Zusätzlich kann zur Verringerung der von dem anpassenden Förderer 78 aufzubringenden Kräfte eine Anpaßwalze 80 vor dem anpassenden Förderer 78 vorgesehen sein, welche das kalte Band 44 nach unten gegen die Latten des tragenden Förderers 76 preßt.

Die mit Fig. 6 dargestellte Anpaßwalze 80 ist für ein fünf Brikett breites Brikettband vorgesehen. Ersichtlich ist jeder Abschnitt

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der Walzenflache unter einem Winkel von 15 zu jeder benachbarten Walzenfläche angeordnet. Es kann eine größere oder kleinere Anzahl von Walzenflächen vorgesehen werden, um Brikettbänder mit unterschiedlicher Breite zu bearbeiten. Ferner kann eine Anpaßwalze auch bei änderen Lattenausführungen vorgesehen werden, als dies in den Figuren 3A und 3B dargestellt ist. Sofern das angestrebt wird, kann jede Walzenfläche mit einer kleinen Aussparung versehen sein, die an die Längsreihe der Briketts des Brikettbandes angepaßt ist; dies verhindert eine Fehlausrichtung des Brikettbandes mit dem tragenden Förderer.

Der mit Fig. 2 dargestellte, bogenförmige, tragende Förderer kann im Querschnitt entweder konkav oder konvex ausgebildet sein; vorzugsweise ist eine konkave Ausbildung vorgesehen, um zu verhindern, daß das Brikettband von dem Förderer herunterrutscht. Andererseits kann bei geeigneten Führungen auch ein konvex ausgebildeter Förderer vorgesehen werden, was zweckmäßigerweise die Anwendung einer an die konkave Gestalt umformenden Anpaßwalze vor dem Kontakt des Bandes mit dem Anpaßförderer nicht erforderlich macht.

Ersichtlich ist mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einzelner Briketts, sowie eine Vorrichtung zum Abbrechen einzelner Briketts von einem Brikettband angegeben, das aus aneinanderhängenden Briketts gebildet ist.

Die Erfindung ist anhand bevorzugter und alternativer Ausführungsformen erläutert worden, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein; vielmehr können gewisse Modifizierungen vorgenommen werden, ohne vom wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung abzuweichen.

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Claims

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PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

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Charlotte, North Carolina 28280,

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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einzelner Briketts

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung einzelner Briketts aus metallisiertem Eisen,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

durch fortlaufende Direktreduktion einer Eisenoxidbeschickung mittels gasförmiger Reduktionsmittel in einem Schachtofen wird ein heißes, teilchenförmiges Produkt aus metallisiertem Eisen erzeugt;

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. S. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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dieses Produkt wird durch Brikettierung zu einem länglichen Band aus aneinanderhängenden Briketts verdichtet;

das Band wird auf eine unterhalb 425 C gelegene Temperatur abgekühlt;

das Band wird in Querrichtung abgebogen und in Längsrichtung abgebogen, um die Verbindungsstellen zwischen benachbarten Briketts in beiden Richtungen zu zerbrechen, um dadurch das Band in einzelne Briketts zu trennen.

2. Verfahren zur Trennung eines Bandes aus aneinanderhängenden, heißen Briketts,

gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

das Band wird auf eine unterhalb 425 C gelegene Temperatur abgekühlt;

das Band wird zwischen benachbarten Briketts in Querrichtung um wenigstens 10 abgebogen; und

das Band wird zwischen benachbarten Briketts in Längsrichtung um wenigstens 10 abgebogen.

3. Vorrichtung zur Trennung eines Bandes aus aneinanderhängenden Briketts in einzelne Briketts,

gekennzeichnet durch:

einen tragenden Förderer mit nicht-linearem Querschnitt und einem am Abschlußende des tragenden Förderers ange-

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ordneten anpassenden Förderer mit angepaßtem Querschnitt, so daß ein zwischen den beiden Förderern bewegtes Brikettband sowohl in Längsrichtung wie in Querrichtung abgebogen wird, dabei die Stege zwischen benachbarten Briketts zerbrochen werden und das Brikettband in einzelne Briketts getrennt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Querschnitt des tragenden Förderers bogenförmig ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Querschnitt des tragenden Förderers konkav ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

zu dem, die Briketts tragenden Abschnitt des tragenden Förderers eine Anzahl von festen Latten gehört; und der anpassende Förderer angepaßte Latten aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Querschnitt des tragenden Förderers dahingehend ausgewählt ist, daß sich zwischen benachbarten Briketts ein Winkel von wenigstens 10 einstellt, wenn das Band an diesen Querschnitt angepaßt wird.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der tragende Förderer Wellenform aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des tragenden Förderers im wesentlichen einer Sinuskurve entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des tragenden Förderers sägezahnförmig ausgebildet ist.

1 . Brikettiervorrichtung mit Trenneinrichtung gekennzeichnet durch:

eine Brikettiermaschine, eine Führung, um das aus der Brikettiermaschine austretende Band aus aneinanderhängenden Briketts auf einem tragenden Förderer abzulegen; Abschreckmittel, um das Brikettband abzukühlen; und Mittel, um das Brikettband sowohl in Längsrichtung wie in Querrichtung abzubiegen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Abschreckmittel eine Flüssigkeits-Sprüheinrichtung ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschreckmittel ein Flüssigkeitsbehälter ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Behälter eine Wasserlösung befindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß

das Mittel zum Abbiegen des Brikettbandes in Querrichtung

ein tragender Förderer mit einem solchen Querschnitt ist, daß

das Brikettband zwischen benachbarten Briketts wenigstens um

10 abgebogen wird.

\6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Anpaßeinrichtung vorgesehen ist, um den Querschnitt des Brikettbandes an den Querschnitt des tragenden Förderers anzupassen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßvorrichtung eine Anpaßwalze ist mit einer Anzahl von Walzenflächen, die unter einem solchen Winkel so zueinander angeordnet sind, daß von jeder Walzenfläche eine Längsreihe der Briketts berührt wird.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Mittel zum Abbiegen des Brikettbandes in Längsrichtung ein anpassender Förderer gehört mit einem an den tragenden Förderer angepaßten Querschnitt.

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