DE4008027C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur
Verarbeitung
von ölhaltigem, nassem Walzenzunder und ähnlichen Stoffen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7.
Walzenzunder und Walzenzunderschlämme kommen in
Walzwerken vor, wenn die Zunderschicht vor den
Walzvorgängen zu entfernen ist. Zunder ist Eisenoxid,
das beispielsweise in einer Sinteranlage dem
Rohmaterial wieder zugegeben werden kann. Im Walzwerk
vermischt sich Zunder mit Wasser, das als Kühlwasser
oder als Druckwasser zum Abspritzen der Zunderschicht
verwendet wird, und mit Öl oder Fett, das
beispielsweise für die Schmierung von Lagern verwendet
wurde. In einer Kläranlage für das Kreislaufwasser des
Walzwerkes können größere Zunderteilchen abgeschieden
werden, jedoch ist hierbei eine vollständige Entölung
nicht möglich. Feinere Zunderteilchen lassen sich aus
dem Kreislaufwasser nur im beschränkten Maße durch
Absetzen, im übrigen aber durch Filter abtrennen. Sie
bilden den Walzenzunderschlamm, der noch einen hohen
Wassergehalt von bis zu 30% und einen Ölgehalt von bis
zu mehr als 6% aufweist. Wird der Walzenzunderschlamm
bei der Sinterung eingesetzt, so verdampft nicht nur
das Wasser, sondern es entweicht auch wenigstens ein
Teil des Öles unverbrannt. Teilweise kondensieren ölige
Bestandteile in den heute üblichen Elektrofiltern, die
die Aufgabe haben, die Rauchgase der Sinteranlage auf
gesetzlich festgelegte Mindestgehalte von Staub zu
reinigen. Bei hoher Belastung mit organischem Material
im Rauchgas können aber Brände, im Grenzfall auch
Explosionen im Filter entstehen, was leicht durch
elektrische Überschläge zwischen Sprüh- und
Niederschlagselektroden des Elektrofilters verursacht
wird. Kondensierte Ölbestandteile erschweren das
Abreinigen der Niederschlagselektroden, und nicht
abgeschiedenes Öl erhöht mittelbar (durch
Beeinträchtigung der Funktion des Elektrofilters) und
unmittelbar (als kondensierter Ölnebel) die Trübung des
emittierten Rauchgases.
Killman und Schellberg haben auf den Duisburger
Recyclingtagen 1988 über Möglichkeiten zur Behandlung
des Walzenzunders berichtet. Eine Lösung ist die
Zweischichtsinterung, bei der auf einer ersten, unteren
Sintermischung ohne Walzenzunderschlamm, die zuerst
entzündet wird, eine weitere Schicht mit ölhaltigem
Walzenzunderschlamm aufgelegt wird, die gesondert zu
einem geeigneten Zeitpunkt zu zünden ist. Aus der
oberen Schicht entweicht das Öl und wird beim Durchgang
durch die untere Schicht verbrannt. Dieses Verfahren
läßt sich jedoch nur unter Einhaltung der genauen
Verfahrensbedingungen durchführen und würde bei
vorhandenen Sinteranlagen erhebliche Umbauten
erfordern. Ferner wurde hier über Versuche berichtet,
Walzenzunderschlamm in einem mit Koksgas-Luft-Gemisch
beheizten Ofen bei Temperaturen über 100°C von Öl zu
befreien, und es wurde ermittelt, daß der ursprüngliche
Ölgehalt von 7% oberhalb 280°C Ofentemperatur auf
weniger als 0,1% reduziert werden konnte.
Im Bereich von Industrieanlagen, wie einem Hochofen und
einem Stahlwerk, fallen häufig ölhaltige Stoffe wie
Sande an, aus denen das Öl nur schwer zu entfernen ist
und die daher auf eine besondere Deponie zu bringen
sind. Eine Extraktion dieser unregelmäßig anfallenden
ölhaltigen Stoffe ist unter Umständen sehr aufwendig.
Eine Entfernung von Öl aus diesen Stoffen mittels
einfacher Einrichtungen wäre daher wünschenswert, auch
wenn die Stoffe selbst nicht in den Hochofen eingegeben
werden können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ölhaltige Feststoffe,
wie Walzenzunder und insbesondere Walzenzunderschlamm,
weitgehend von Öl zu befreien und ein Verfahren und eine Anlage zu
entwickeln, mit denen Walzenzunder energiesparend und
ohne Gefahr von Bränden in modernen Staubfilteranlagen
aufbereitet werden kann. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung besteht darin, den Energiegehalt des im
Walzenzunder oder ähnlichen Feststoff enthaltenen Öles
zu nutzen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1
bzw. des Anspruchs 7. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen 2 bis 6 bzw. 8 bis 14.
Danach wird ein möglichst
weitgehend entwässerter, wie üblich von Fremdkörpern
befreiter Feststoff wie Walzenzunder, der auch in Form
von Walzenzunderschlamm vorliegen mag, wobei
gegebenenfalls zusammengesinterte Stücke vorher
zerbrochen werden, in einem Durchlaufofen bei
Temperaturen, bei denen die Feuchtigkeit und
leichtflüchtige Öle entweichen und die restlichen Öle,
gegebenenfalls durch Crackung, verbrennen, behandelt.
Die Behandlung erfolgt direkt in Verbindung mit dem
Betrieb einer Eisenerzsinteranlage.
Es ist Stand der Technik, aus dem Kühler der
Sinteranlage heiße Abluft besonders des ersten Teils
zurückzugewinnen und sie zu nutzen. Häufig wird sie als
vorgewärmte Brennluft in den Zündofen derselben
Sinteranlage eingesetzt. Es gibt auch andere,
betrieblich verwirklichte Nutzungsmöglichkeiten, wie
Gewinnung von Dampf für das Dampfnetz einer Hütte oder
Vorwärmen von Brennmedien für Verbraucher außerhalb der
Sinteranlage.
Erfindungsgemäß wird die heiße Abluft des Kühlers einer
Sinteranlage einem Durchlaufofen zugeführt, in dem im
Gegenstrom die heiße Abluft und der ölhaltige Feststoff
wie Walzenzunder geführt werden. Die das verdampfte,
zum Teil auch verbrannte Öl aufnehmende Abluft verläßt
den Durchlaufofen, hat sich dabei wegen der Verdampfung
der Nässe aus dem Walzenzunder und wegen der Aufheizung
des Walzenzunders um einen den
Wärmekapazitätsstromverhältnissen entsprechenden Betrag
abgekühlt und wird wegen ihres noch großen Wärmeinhalts
als vorgewärmte Verbrennungsluft dem Zündofen der
Sinteranlage zugeführt. Dort verbrennt bei Temperaturen
über 1000°C auch der noch nicht verbrannte Anteil des
Öls, der mit der Verbrennungsluft aus dem Durchlaufofen
kommt und dort aus dem Walzenzunder oder sonstigem
Feststoff thermisch freigesetzt wurde. Die hohen
Verbrennungstemperaturen und der - wenn auch kleine -
Sauerstoffüberschuß im Zündofen einer Sinteranlage
gewährleisten die vollständige Verbrennung des Öls.
Eine Belastung des Rauchgasfilters der Sinteranlage
durch Öl wird mithin vermieden. Der Heizwert des Öles
wird im Durchlaufofen, dort durch teilweise
Verbrennung, und im Zündofen, dort durch
Restverbrennung, vollständig genutzt.
Bei der bevorzugten Behandlung von Walzenzunder wird
der aus dem Durchlaufofen kommende trockene, heiße und
thermisch von Öl befreite Walzenzunder über
Abzugsrinnen direkt dem Rückgut der Sinteranlage, z. B.
dem Heißrückgut, zugeführt und gelangt auf diesem Wege
in die zu sinternde Eisenerzmischung. Der
Walzenzunder kann auch unter Umgehung des
Rückgutstromes direkt der Eisenerzmischung zugeführt
werden, was die Steuerung der Sinteranlage in bezug auf
das Ausbalancieren von Rückgutanfall und Rückguteinsatz
erleichtert. Der Wärmeinhalt des heißen Walzenzunders
wird - abgesehen von den unvermeidlichen Verlusten
während des Transports - in die Eisenerzmischung
eingebracht. Sie wird mithin entsprechend den Wärme-
und Mengenverhältnissen Walzenzunder/Eisenerzmischung
vorgewärmt und gelangt so unter den Zündofen der
Sinteranlage. Ein großer Teil der mit dem heißen
Walzenzunder aus dem Durchlaufofen stammenden Wärme
wird mithin genutzt.
Sind andere ölhaltige Stoffe, wie z. B. Sande, zu behandeln, so
kann aus ihnen das Öl ebenfalls mit Hilfe der heißen
Abluft eines Sinterkühlers und deren Einleitung in den
Zündofen der Sinteranlage entfernt werden. Die von Öl
befreiten, getrockneten Sande werden im allgemeinen
jedoch nicht der Sinteranlage zugeführt, sondern ölfrei
aus dem Stofffluß der Sinteranlage ausgeschleust. Im
allgemeinen entsprechen sie in stofflicher und
zeitlicher Hinsicht nicht den Erfordernissen der in der
Sinteranlage verarbeitenden Erzmischungen.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, als
Durchlaufofen einen Drehrohrofen einzusetzen. Eine
Alternative hierzu ist die Verwendung eines
Etagenofens, wie er früher häufig bei der Röstung
sulfidischer Erze eingesetzt wurde. Beide Öfen erlauben
die Anwendung des Gegenstromprinzips für die heiße
Sinterkühler-Abluft und den nassen, ölhaltigen
Walzenzunder.
Wegen der heterogenen Eigenschaften von Walzenzunder -
stark wechselnde Nässe, unterschiedliches Aufgabekorn,
schwankende Ölgehalte - wird vorzugsweise die
Zugabemenge des Walzenzunders zum Durchlaufofen nach
der Temperatur der austretenden, dem Zündofen
zugeführten Abluft gesteuert. Auf diese Weise wird ein
konstanter Betrieb des Zündofens ermöglicht. Die
Verweilzeit des Aufgabegutes im Durchlaufofen soll
vorzugsweise maximal etwa 30 Min. betragen, da nach
durchgeführten Versuchen diese Behandlungszeit
ausreichend ist.
Es wird vorzugsweise vorgesehen, daß bei einer
Kühlerablufttemperatur, die kleiner als ein
vorgegebener Grenzwert ist, z. B. über 350°C, die
Zufuhr von nassem, ölreichem Walzenzunder unterbrochen
wird. Es wird außerdem für die Kontrolle der
Abreinigungsfunktion des Durchlaufofens bevorzugt, die
Temperatur des aus dem Durchlaufofen austretenden
heißen Walzzunders z. B. infrarotoptisch zu messen und
den Zufluß von nassem Walzenzunder zum Durchlaufofen zu
unterbrechen, wenn diese Temperatur einen Grenzwert
unterschreitet. Um Wartungsarbeiten an dem
Durchlaufofen auch während des Betriebs der
Sinteranlage zu ermöglichen, ist es für diesen Fall
zweckmäßig, die heiße Kühlerabluft mittels eines
Schiebers und einer Zuführleitung an dem Durchlaufofen
vorbei direkt dem Zündofen zuleiten zu können.
Vorzugsweise ist dem Zündofen ein Zyklon zur
Staubabscheidung vorgeschaltet. Die Haube zur Gewinnung
der heißen Kühlerabluft ist in bekannter Weise mit
Sicherheitseinrichtungen zum Abblasen heißer
Kühlerabluft ausgerüstet.
Die Figur zeigt stark vereinfacht und nur schematisch
die Anlagenteile eines bevorzugten Beispiels.
Der Sintermaschine 1, einem Wanderrost, wird
vorbehandeltes Mischgut über eine Aufgabeeinrichtung 2
zugeführt, und im Zündofen 3 wird durch Zündgas der im
Mischgut enthaltene Koks gezündet. Der Sinterkuchen
gelangt über einen Stachelbrecher 4 zerkleinert in den
Sinterkühler 5, dem Kühlluft über ein Gebläse 6
zugeführt wird. Aus dem Kühler 5 wird der Fertigsinter
nach Kalibrieren und Siebung (nicht dargestellt) über
den Förderweg 7 zum Hochofen weitergeleitet. Das
Rauchgas aus der Sintermaschine 1 wird über einen
Elektrofilter 8 durch ein Gebläse 9 abgesaugt und über
einen Schornstein 10 abgeblasen.
Aus dem heißen Teil des Sinterkühlers 5 wird über eine
Haube 11 die heiße Kühlerabluft abgezogen und über eine
Leitung 23 in einen Durchlaufofen 12 geleitet, durch
den im Gegenstrom der zu behandelnde Walzenzunder
fließt. Aus dem Durchlaufofen 12 gelangt die jetzt
kühlere Kühlerabluft in einen Staubabscheider 13 und
wird durch ein Gebläse 14 in den Zündofen 3 als warme
Verbrennungsluft eingeleitet. Diese Verbrennungsluft
enthält das Rauchgas aus dem im Durchlaufofen
verbrannten Öl und flüchtige und niedrig siedende
Bestandteile dieses Öls, die im Zündofen 3 bei einer
Temperatur über 1000°C verbrennen.
Der Walzenzunder wird dem Durchlaufofen 12 durch einen
geeigneten Förderer 15 mit einstellbarer Fördermenge
zugeführt. Der thermisch von Öl befreite, heiße Zunder
wird z. B. über Abzugsrinnen 16 oder eine andere
geeignete Transporteinrichtung der Mischeinrichtung 17
zugeleitet, in der Erz, Zuschläge und Koksgrus gemischt
werden und in die auch Sinterrückgut über eine
Fördereinrichtung 18 nach dem Abtrennen vom
Fertigsinter hinter dem Kühler 5 eingebracht werden
kann. Der ölfreie Walzenzunder kann auch direkt dem
Sinterrückgut beigefügt werden. Das Mischgut durchläuft
nicht dargestellte Misch- und Rolliertrommeln und
gelangt dann zur Aufgabeeinrichtung 2.
Der heiße, trockene Walzenzunder bringt Wärme in das
Mischgut ein. Die heiße Kühlerabluft kühlt zwar bei der
Trocknung des nassen Walzenzunders ab, wird aber auch
durch Teilverbrennung von Öl im Durchlaufofen wieder
erwärmt und führt dem Zündofen 3 restliches, flüchtiges
Öl als weiteren Brennstoff zu.
Aus den Abhängigkeiten Wärmebedarf für Trocknung, zum
thermischen Abreinigen von Öl und Aufheizen des
Walzenzunders, auch unter Berücksichtigung des
Ölheizwertes einerseits, dem Luftbedarf des Zündofens
der Sinteranlage andererseits ergeben sich die
maximalen Mengen von Walzenzunder, die in einer
Sinteranlage verarbeitet werden können. Wegen der
heterogenen Eigenschaften sind - wie beschrieben - die
maximalen Mengen nicht konstant. Folgendes Beispiel
gibt einen Anhalt.
Zündluftbedarf der Sinteranlage: 5000 m³/h
Zündlufttemperatur: 300°C
Leistung der Sinteranlage: 5500 t Sinter/Tag
Kühlerabluft: 400°C
Walzenzundernässe: 10%
Heizwert Öl: ohne Berücksichtigung
Walzenzundereintritt: 20°C
Walzenzunderaustritt: 370°C
Verarbeitbare Walzenzundermenge: 27 t/Tag
Zündlufttemperatur: 300°C
Leistung der Sinteranlage: 5500 t Sinter/Tag
Kühlerabluft: 400°C
Walzenzundernässe: 10%
Heizwert Öl: ohne Berücksichtigung
Walzenzundereintritt: 20°C
Walzenzunderaustritt: 370°C
Verarbeitbare Walzenzundermenge: 27 t/Tag
Durch Erniedrigen der Zündlufttemperatur von vorher
300°C auf niedrigere Temperaturen erhöht sich der
maximale mögliche Durchsatz: Bei 200°C
Zündlufttemperatur ergeben sich unter sonst gleichen
Voraussetzungen verarbeitbare Walzenzundermengen von
54 t/Tag.
Als Zündgas im Zündofen 3 wird üblicherweise Gichtgas
aus einer Leitung 18 verwendet, und die
Verbrennungsluft wird je nach dem verfügbaren Gichtgas
vorgewärmt. Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist eine
gesonderte Vorwärmung der Verbrennungsluft nicht
erforderlich, da noch ausreichend warme Kühlerabluft
zur Verfügung steht. Obige Beispiele zeigen den
Zusammenhang zwischen der Zündlufttemperatur und dem
möglichen Durchsatz an Walzenzunder durch den
Duchlaufofen.
Wegen der unterschiedlichen Zusammensetzung des
Walzenzunders ist es vorteilhaft, die Temperaturen zu
überwachen und steuernd einzugreifen.
Ein Temperaturmesser 19 ermittelt die Temperatur der
als Verbrennungsluft zugeführten Kühlerabluft und
drosselt oder stoppt über nicht dargestellte
Steuereinrichtungen die Zufuhr von Walzenzunder in den
Durchlaufofen 12 oder läßt die Kühlerabluft durch einen
Bypass 20 strömen. Ein Temperaturmesser 21 ermittelt
die Temperatur der heißen Kühlerabluft und greift in
ähnlicher Weise steuernd ein, wenn diese z. B.
vorübergehend unter einen vorgegebenen Wert sinkt.
Ferner kann auch über einen Temperaturmesser 22 die
Temperatur des Walzenzunders hinter dem Durchlaufofen
12 überwacht werden, um sicherzustellen, daß eine
ausreichende thermische Abreinigung erfolgt ist. Die
angegebenen Temperaturmesser sowie weitere
Kontrolleinrichtungen der Sinteranlage können über
einen Rechner zur Herstellung optimaler
Verfahrensbedingungen zusammenarbeiten.
Claims (14)
1. Verfahren zum Verarbeiten von ölhaltigem, nassem
Walzenzunder und ähnlichen Stoffen, wobei das Öl
aus diesen Stoffen in einem Durchlaufofen bei
erhöhten Temperaturen entfernt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlung von Walzenzunder
und ähnlichen Stoffen in Verbindung mit einer
Eisenerzsinteranlage erfolgt, dem Sinterkühler
heiße Kühlerabluft entnommen und im Gegenstrom über
zugeführten Walzenzunder und ähnliche Stoffe
geleitet wird, wobei die Stoffe getrocknet werden
und wenigstens ein Teil des Öls verbrennt, und die
mit Feuchtigkeit und flüchtigem Öl beladene
Kühlerabluft in den Zündofen der Sinteranlage als
warme Verbrennungsluft eingeführt wird, wobei im
Zündofen das restliche Öl verbrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der von Öl thermisch abgereinigte Walzenzunder
dem Mischgut für die Sinteranlage beigefügt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der von Öl thermisch abgereinigte Walzenzunder
dem Sinterrückgut beigefügt und zusammen mit diesem
in das Mischgut für die Sinteranlage eingebracht
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Temperatur der als
Verbrennungsluft in den Zündofen strömenden
Kühlerabluft überwacht und zur Einhaltung
vorgebbarer Temperaturwerte der Durchsatz an
Walzenzunder durch den Durchlaufofen gesteuert
wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Behandlungszeit des Walzenzunders in dem
Durchlaufofen maximal etwa 30 Minuten beträgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlerabluft mit
einer Temperatur von mindestens 350°C in den
Durchlaufofen eingeleitet wird.
7. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 zur Verarbeitung
von ölhaltigem, nassem Walzenzunder und ähnlichen
Stoffen in einem Durchlaufofen mittels heißem Gas,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufofen (12)
über eine Leitung (23) mit heißer Kühlerabluft aus
einer Haube (11) über dem heißen Teil des
Sinterkühlers (5) beheizbar ist und über eine
Leitung (24) mit dem Zündofen (3) der
Sintermaschine (1) verbunden ist, um die
Kühlerabluft als warme Verbrennungsluft in den
Zündofen (3) einzuleiten.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchlaufofen (12), in dem heiße Kühlerabluft
und Walzenzunder oder ähnliche Stoffe im Gegenstrom
behandelt werden, für eine Behandlungszeit von etwa
30 Minuten ausgelegt ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchlaufofen (12) ein Drehrohrofen ist.
10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchlaufofen (12) ein Etagenofen ist.
11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Transporteinrichtung (16) zur Zugabe des heißen,
von Öl befreiten Walzenzunders aus dem
Durchlaufofen (12) in das Mischgut vorgesehen ist.
12. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leitung (24)
für die Verbrennungsluft ein Temperaturmesser (19)
angeordnet ist, über den die Zufuhr von
Walzenzunder oder ähnlichen Stoffen in den
Durchlaufofen (12) steuerbar ist.
13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leitung (23)
für heiße Kühlerabluft ein Temperaturmesser (21)
angeordnet ist, der die Behandlung im Durchlaufofen
(12) unterbricht, wenn die Temperatur unzureichend
ist.
14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Austragsseite des Durchlaufofens (12) ein
Temperaturmesser (22) angeordnet ist, der bei zu
niedriger Temperatur des behandelten Stoffes die
Zufuhr zum Durchlaufofen (12) reduziert oder
unterbricht.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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