DE10156735A1

DE10156735A1 - Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc.

Info

Publication number: DE10156735A1
Application number: DE2001156735
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schuetze; Ulrich Hirsch
Original assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: KR20050062511A; DE10156735C2; KR20090031402A; KR20100055380A; AU2002301887B9; KR20030041808A; KR20070036771A; KR20050062512A; AU2002301887B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißkompaktieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc. Durch ein solches Verfahren soll die Weiterverarbeitung auch von feinkörnigen und/oder pyrophoren Stoffen innerhalb einer Hütte oder eines Stahlwerks vereinfacht werden. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: DOLLAR A Zuführen der heißen Stoffpartikel zu einer Walzenpresse; DOLLAR A Erzeugen einer zusammenhängenden Bandplatte durch die Walzenpresse und DOLLAR A Herstellen eines Granulats durch Zerkleinern der Bandplatte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißgranulieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc.

Damit insbesondere Hüttenreststoffe oder direktreduzierter Eisenschwamm einer weiteren Verarbeitung (Schmelze) zugeführt werden kann, gibt es im Stand der Technik eine Reihe von Verfahren. Diese Stoffe fallen zumeist in pulvriger bis feinpulvriger Form an und lassen sich dadurch für viele Anwendungszwecke nur sehr ungünstig handhaben. Sie sind zudem häufig pyrophor und es existieren genaue Vorschriften für deren Lagerung und Transport. Damit z. B. eine Verschiffung von Eisenschwamm stattfinden kann, muss dieser zu Briketts mit einer vorgegebenen Dichte und Oberflächengeschlossenheit verpresst werden. Die Brikettieranlagen umfassen zwei gegenläufig arbeitende Brikettierwalzen, die jeweils Formmulden auf ihren Oberflächen aufweisen. Die Brikettierwalzen sind so zueinander gekoppelt, dass immer zwei Formmulden aufeinander treffen, während ein verbleibender Reststeg zwischen den Brikettmulden äußerst stark verpresst wird, was wiederum zu einem nahezu automatischen Trennen der Briketts nach Verlassen der Brikettierwalzen führt. Erst durch die ausreichende Verdichtung sowie Reduktion des Porenvolumens und der Porenoberfläche und Verschließung der Oberfläche der Briketts ist die Gefahr von Brandentwicklungen, insbesondere bei der Lagerung und Verschiffung, minimiert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist insbesondere, dass Brikettierwalzen sehr aufwändig herzustellen sind und insbesondere im Bereich der Stege einem extremen Verschleiß unterliegen. Darüber hinaus ist noch zu berücksichtigen, dass ein bestimmter Anteil der Stoffe entweder direkt oder nach kurzzeitiger Zwischenlagerung des Werkes sofort weiterverarbeitet wird und es im Wesentlichen nicht zu einer längeren Lagerung oder Verschiffung kommt.

Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Heißkompaktieren von metallhaltigen Stoffpartikeln, wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc., bereitzustellen, das einfacher durchzuführen ist und zu weniger Verschleiß an den verwendeten Kompaktiermaschinen führt.

Hierzu umfasst das Verfahren folgende Schritte:
Zuführen der heißen Stoffpartikel zu einer Walzenpresse;
Erzeugen einer zusammenhängenden Bandplatte durch die Walzenpresse;
Herstellen eines Granulats durch Zerkleinern der Bandplatte.

Vorrangig wird durch dieses Verfahren ein zusammenhängendes Band aus diesen Stoffpartikeln unter Ausnutzung der Duktilität des Materials bei erhöhter Temperatur sowie der sich dann einstellenden Bindemechanismen der Metallpartikel (insbesondere Eisenpartikel) erzeugt. Das Band kann sich über die gesamte Breite der Walzenpresse erstrecken und weist bevorzugt eine Dicke auf, die eine Verdichtung in ausreichendem Maße auch im Innern der Platte zulässt. Bislang war es immer üblich, solche Stoffe zu brikettieren. Bei direkter Weiterverarbeitung im Hütten- oder Stahlwerk ist in vielen Fällen keine gleichmäßige Stückgröße, geschlossene Oberfläche oder hohe Mindestdichte erforderlich. Das pulverförmige Material muss lediglich so stückig gemacht werden, dass es z. B. bei einer Weiterverarbeitung in eine Schmelze eingebracht und dort in der Schmelze absinken kann. Dies hat der Erfinder erkannt und schlägt nunmehr das Verfahren unter Verwendung einfacher Walzenpressen vor. Solche Walzenpressen können einem viel größeren Verschleiß ausgesetzt werden, als dies bei Brikettierpressen der Fall ist. Hier kommt es vorrangig auf den ausreichenden Einzug bei Erzeugung der gewünschten Dichte an. Die Standzeiten erhöhen sich durch die vereinfache Walzengeometrie beträchtlich. Soll z. B. Eisenschwamm vor Ort verarbeitet werden, so wird dieser in Abhängigkeit der benötigten Menge granuliert und einem weiteren Prozess zugeführt. Lagerung und Verschiffung fällt dann nicht an, weshalb die jeweiligen Vorschriften nicht beachtet werden müssen.

Es sei angemerkt, dass die Erzeugung der zusammenhängenden Bandplatte aufgrund der Materialeigenschaften von metallhaltigen Stoffpartikeln ohne den Zusatz von Bindemittel auskommt. Hierin unterscheidet sich dieses Verfahren von Granulierverfahren für Produkte ohne diese Hafteigenschaften. Des Weiteren werden sonstige Granulierverfahren kalt durchgeführt. Damit sich die Bindeeigenschaften besonders gut herausprägen, durchlaufen die Stoffpartikel bei erhöhten Temperaturen die Walzenpresse. Um eine ausreichende Duktilität sowie ausreichende Bindeeigenschaften der metallhaltigen Partikel herauszuprägen, erfolgt diese typischerweise bei 450°C bis 900°C, bevorzugt 600°C bis 700°C. Beispielsweise können Kompaktiertemperaturen für Eisenschwamm aus der Reduktion von Feinerz 600-720°C, bei direkt reduziertem Erz oder auch Hüttenstäuben vom Drehherd 700-900°C und bei Hüttenreststoffen aus einem Drehrohrofen 500-600°C betragen.

Des Weiteren kann die Dichte des Granulats < 5 g/cm³, bevorzugt 3 g/cm³ bis < 5 g/cm³ betragen. Insbesondere bei Granulat aus Eisenschwamm oder Hüttenstäuben werden je nach Qualität des Aufgabematerials Dichten zwischen 3 g/cm³ und 5 g/cm³ angestrebt. Das Granulat weist daher meist eine geringere Dichte auf, als dies bei Brikettierverfahren von gleichartigen Materialien der Fall ist. In Ausnahmefällen kann auch Granulat mit größerer Dichte, z. B. < 6 g/cm³ oder < 7 g/cm³ hergestellt werden.

Bevorzugt kann das Erzeugen der Bandplatte mit einem Walzenspalt im Bereich von > 5 mm-40 mm, bevorzugt 10 mm-30 mm, erfolgen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Kompaktierung zur Granulaterzeugung und der Brikettierung besteht darin, dass bei der Kompaktierung zur Granulaterzeugung keine ausgeprägten Stege erzeugt werden (Verschleiß). Es wird somit mit einem größeren Spalt bzw. Walzenabstand gefahren. Die angestrebten Stückgrößen einer Kompaktierung zur Granulaterzeugung sind abhängig von der Art der Weiterverarbeitung des Materials. Bei der Verarbeitung von LD-Staub wird für den Konverter beispielsweise eine Partikelgröße > 10 mm angestrebt.

Obwohl in einer Grundversion auch die Kompaktierung mit Glattwalzen denkbar ist, können, um das Einzugsverhalten der Walzenpressen zu verbessern, die Walzenpressen eine Profilierung auf beiden Hauptseiten der Bandplatte erzeugen. Diese Profilierung muss jedoch gerade nur so groß sein, dass sich der gewünschte bessere Einzug ergibt. Hierdurch lassen sich jedoch auch bereits Sollbruchstellen erzeugen, die die Kraftanwendung zur Herstellung des Granulats durch Zerkleinern der Bandplatte verringert.

Im Gegensatz zur Brikettierung, bei der die Formmulden im Wesentlichen passgenau aufeinander treffen sollen, ist für das verbesserte Einzugsverhalten und zur Erzeugung gewünschter Sollbruchstellen es gemäß einer Variante vorgesehen, dass die Profilierungen auf beiden Hauptseiten eine gleiche Form und Teilung, aber einen axialen und radialen Versatz zueinander aufweisen. Hierdurch lässt sich auch trotz der Profilierung eine Vergleichmäßigung der Verdichtung erhalten. Eine Abweichung der Profilierung voneinander kann auch durch eine Schräganordnung in Bezug auf die Walzenachsen erfolgen.

Günstigerweise kann das Zerkleinern der Bandplatte zu Granulat durch Zerschlagen der Bandplatte zu unregelmäßiger Granulatgröße erfolgen. Das Verfahren hat vorrangig das Ziel, Partikel mit einer vorbestimmten Dichte zu erzeugen. Bezogen auf die Stahlherstellung und die Einbringung von granuliertem Eisenschwamm in die Stahlschmelze bedeutet dies, dass die Partikel eine solche Dichte haben müssen, dass sie in die Schmelze einsinken. Die Größe der Granulatpartikel darf selbstverständlich ein Mindestmaß nicht unterschreiten; jedoch ist bei weitem nicht die Größe von bislang verwendeten Briketts erforderlich. Günstigerweise kann hier eine ganze Bandbreite unterschiedlicher Granulatgrößen auf einmal hergestellt und im gleichen nachfolgenden Verfahren eingesetzt werden.

Das Zerkleinern der Bandplatte zu Granulat mit unregelmäßiger Granulatgröße kann durch Zerschlagen der Bandplatte und anschließendem Zuführen der Bruchstücke zu einem Prallbrecher erfolgen. Hierdurch teilt sich die für die Granulierung erforderliche Energie auf und die einzelnen Anlagen können effektiver arbeiten und sind nicht mehr so hoch beansprucht.

Damit entweder eine gewisse Vorverdichtung der Stoffpartikel oder auch durch Erzeugung eines Vordrucks eine Durchsatzerhöhung stattfindet, kann das Zuführen der heißen Stoffpartikel mittels einer Zuführschneckeneinrichtung erfolgen. Hierdurch werden noch weitestgehend größere Gaseinschlüsse bei der Zuführung vermieden und eine gleichmäßiges Plattenband erreicht.

Des Weiteren kann eine Vergleichmäßigung der Granulatgröße zu einem vorbestimmten Größenbereich erfolgen. Hier bieten sich insbesondere Siebanlagen sowie eine Nachgranulierung oder Rückführung in den vorherigen Zerkleinerungsprozess an, so dass lediglich Granulat eines vorbestimmten Größenbereichs erzeugt wird.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit zwei Brecherwalzen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit einer anderen Ausführungsform einer Brechervorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit Schneckenzuführung und einer ersten Variante einer Brechervorrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse mit Schneckenzuführung und einer zweiten Variante einer Brechereinrichtung,
Fig. 5a eine erste Variante einer Brechereinrichtung in einer schematischen Vorderansicht,
Fig. 5b die Brechereinrichtung aus Fig. 5a in einer Draufsicht,
Fig. 6a eine zweite Variante einer Brechervorrichtung in einer schematischen Vorderansicht,
Fig. 6b die Brechervorrichtung aus Fig. 6a in einer Draufsicht,
Fig. 7 eine dritte Variante einer Brechervorrichtung in einer schematischen Vorderansicht,
Fig. 8a eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Walzenpresse in einer Teilansicht,
Fig. 8b eine Presswalze der Walzenpresse aus Fig. 8a in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 9a eine schematische Darstellung einer zweite Ausführungsform einer Walzenpresse Teilansicht,
Fig. 9b eine Presswalze der Walzenpresse aus Fig. 9a in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 10 eine erste Variante eines Ablaufschemas zur Herstellung von Granulat,
Fig. 11 eine zweite Variante eines Ablaufschemas einer Vorrichtung zur Herstellung von Granulat, und
Fig. 12 eine dritte Variante eines Ablaufschemas einer Vorrichtung zur Herstellung von Granulat.
Das anhand der Figuren zu beschreibende Verfahren und die hierzu verwendete Vorrichtung sind zur Verarbeitung von metallhaltigen Stoffpartikeln geeignet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Hüttenreststoffe oder Eisenschwamm mit den Eigenschaften metallischer Bindung und plastischem Verhalten bei erhöhter Temperatur. Zur Vereinfachung wird nunmehr im Folgenden nur noch auf das Material Eisenschwamm eingegangen. Dieses Material ist sehr stark pyrophor, weshalb bestimmte Vorschriften, insbesondere die Lagerhaltung und die Verschiffung betreffend, normalerweise eingehalten werden müssen.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Walzenpresse 1 umfasst zwei gegenläufig angetriebene Presswalzen 2, die zwischen sich einen Pressspalt 4 ausbilden. Der Pressspalt 4 ist im Wesentlichen über die gesamte Länge gleich groß. Die Eisenschwammpartikel 5 werden über einen Schwerkraftzuführer 6 dem Walzenspalt 4 zugeführt. Die Zuführung erfolgt in heißer Form, insbesondere erfolgt die Verpressung des Eisenschwamms bei erhöhter Temperatur, welche eine gewisse Duktilität gewährleistet und Bindemechanismen der Stoffpartikel freisetzt. Hierdurch wird eine Bandplatte 7 erzeugt, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Presswalzen 2 und 3 erstreckt. Durch die duktilen Eigenschaften der Eisenschwammpartikel 5 werden diese ohne Zugabe von Bindemitteln miteinander "verschweißt". Der Walzenspalt 4 ist üblicherweise größer als 5 mm, bevorzugt größer als 10 mm. In vielen Fällen wird mit einem Walzenspalt im Bereich von 10 bis 30 mm gearbeitet. Die Temperatur der zugeführten Eisenschwammpartikel 5 beträgt bevorzugt 600-720°C. In Abhängigkeit von dem zu kompaktierendem Material erfolgt die Heißkompaktierung im Bereich von 450-900°C. Als Beispiele sind noch zu nennen: direkt reduziertes Erz oder auch Hüttenstäube vom Drehherd 700-900°C und Hüttenreststoffe aus einem Drehrohrofen 500-600°C.
Anschließend wird die Bandplatte 7 einer Brechervorrichtung 8 zugeführt. Die Brechervorrichtung 8 weist gemäß Fig. 1 zwei gegenläufig angetriebene Brecherwalzen 9 und 10 auf, die an ihrem Umfang mit einer geeigneten Brecherverzahnung 11 versehen sind. Bei dem Beispiel der Fig. 1 erzeugen diese Brecherwalzen 9 und 10 unmittelbar das Eisenschwammgranulat 12 oder ein noch einmal zu verkleinerndes Vorprodukt von diesem. Die Verdichtung durch die Walzenpresse 1 muss derart erfolgen, dass nach der Erzeugung des Granulats 12 stückiges Gut mit einer Dichte vorhanden ist, die ausreicht, dass das Granulat in einer Stahlschmelze absinken kann. Diese Eigenschaft weist Eisenschwamm in pulvriger Form nicht auf. Weiterhin wird Eisenschwamm in pulvriger Form gegebenenfalls zu einem nahen Anteil in die Entstaubung gesaugt sowie verursacht durch Verklumpung eine reduzierte Durchgasbarkeit.
Als Beispiele für die Walzenpresse 1 sind die Ausführungsformen der Fig. 8a, 8b und 9a, 9b angegeben.
Die Fig. 8a und 8b zeigen Presswalzen 2 und 3, die an ihrer Mantelfläche eine Profilierung in Form von Mulden 13 bzw. 13' aufweisen. Diese Mulden 13 bzw. 13' weisen bei weitem nicht die Ausprägung auf, wie sie bei Brikettierwalzen bekannt sind. Des Weiteren ist zur Erzeugung des angestrebten Plattenbandes 7 ein größerer Abstand zwischen den Walzen 2, 3 erforderlich. Die Presswalzen 2 und 3 sind im Wesentlichen identisch ausgestaltet. Sie sind jedoch so zueinander gekoppelt, dass die Mulden 13, 13' zueinander versetzt sind. Somit kommt jeweils ein Steg 14 zwischen zwei Mulden 131 jeweils im Walzenspalt 4 mit der Mitte einer Gegenmulde 13 in Übereinstimmung. Die Stege 15 zwischen zwei Mulden 12 kommen wiederum mit der Mitte der Mulden 13' der Presswalzen 3 im Walzenspalt 4 in Übereinstimmung. Im Querschnitt erhält das Plattenband 7 hierdurch eine Wellenform. Im Wesentlichen bleibt hierdurch die Dicke annähernd überall gleich, wobei die Wellentäler 16 auch als Sollbruchstellen für die weitere Zerkleinerung dienen. Auf der vorderen Hauptseite 17 und der hinteren Hauptseite 18 wird somit jeweils ein Gegenabdruck der Walzenprofilierung erzeugt. Auch die Tatsache, dass die Mulden 13 bzw. 13' an der Oberfläche der Walzen 2, 3 jeweils zueinander in umlaufenden Ringreihen zueinander versetzt sind, führt zu einer möglichst großen Vergleichmäßigung der Bandplattendicke trotz Profilierung. Die Mulden 13 sind sowohl in Umlaufrichtung als auch axial versetzt.
Eine weitere Möglichkeit, die Presswalzen 2, 3 auszugestalten, besteht gemäß der Ausführungsform der Fig. 9a, 9b darin, dass Profilstege 19 bzw. 20 auf den Außenumfang aufgebracht werden. Diese können z. B. wie in Fig. 9b gezeigt, schräg verlaufen, wobei sie ab der Mitte in eine Gegenschräge übergehen, so dass eine Art Pfeilform gebildet ist. Die beiden Presswalzen 2, 3 sind wiederum im Wesentlichen identisch ausgestaltet; aber ihre Profilstege 19, 20 sind beim Drehen der Walzen so zueinander versetzt, dass die Profilstege der einen Presswalze 3, in die Zwischenräume der Profilstege 19 der anderen Presswalze 2 eingreifen und umgekehrt. Auch hierdurch wird wieder eine Art Wellenprofil im Querschnitt erzeugte, was von der Formgebung der Profilstege 19, 20 abhängt. Die Aufbringung der Profilstege 19, 20 kann z. B. durch Aufschweißen erfolgen. Für die Ausgestaltung der Presswalzenoberflächen können die unterschiedlichsten Materialien zur Anwendung kommen. Denkbar sind auch Ringbandagen aus pulvermetallurgischen Werkstoffen. Des Weiteren können auch ineinandergreifende V-förmige Stege verwendet werden, die zur Erzeugung von Sollbruchstellen gegenläufig angeordnet sind (Stege kreuzen sich im Walzenspalt).
In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kommt die in den Fig. 5a und 5b näher dargestellte Brechervorrichtung 8 zum Einsatz. Diese Brechervorrichtung 8 umfasst zwei gegenläufig sich drehende Brecherwalzen 9 und 10, die jeweils mit einer Verzahnung 11 versehen sind. Die Verzahnung 11 der Brecherwalze 9 besteht aus drei parallel zueinander angeordneten Zahnkränzen 21. Zwischen diesen ist jeweils eine Lücke angeordnet. Die mit dieser zusammenarbeitende Brecherwalze 10 weist vier Zahnkränze 22 auf, die ähnlich ausgebildet sind, wie die Zahnkränze 21. Diese Zahnkränze sind so versetzt angeordnet, dass sie in die Zwischenräume zwischen den Zahnkränzen 21 eingreifen, so dass sich die beiden Brecherverzahnungen 11 überschneiden. Wenn von oben die Bandplatte 7 zugeführt wird, sorgt die Brechervorrichtung 8 für die Zerkleinerung in ein Granulat oder Vorgranulat. Die Anzahl der Zahnkränze oder Zahnkämme ist letztlich abhängig von der Breite der Bandplatte 7 und der gewünschten Granulatgröße.
Gemäß der Fig. 6a und 6b kann die Brechervorrichtung 8 auch als Brecherwalze 23 ausgebildet sein, die gegen einen Festanschlag 24 arbeitet. Die Brecherwalze weist vier Zahnkränze 25 auf, die mit fünf Zähnen 26 des als Rutsche ausgestalteten Festanschlags 24 zusammenwirkt. Die Brecherwalze 23 dreht sich im Uhrzeigersinn gegen die Zähne 26. Aufgrund der Tatsache, dass die Zähne 26 versetzt zu den Zahnkränzen 25 angeordnet sind, überschneiden sich diese, so dass eine geeignete Zerkleinerung stattfindet.
Es handelt sich hierbei z. B. um die Brechervorrichtung 8, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.
Im Folgenden werden anhand der Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen beschrieben. Es wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen eingegangen. Aus diesem Grund beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche und gleichwirkende Bauteile aus den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. In diesem Zusammenhang wird auch auf die obige Beschreibung verwiesen.
Der Hauptunterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im Hinblick auf Fig. 1 besteht in der Verwendung eines Schneckenzuführers 27. Über den Füllstutzen 28 des Schneckenzuführers 27 erfolgt das Zuführen der Eisenschwammpartikel 5 im heißen Zustand. Es findet eine gewisse Vorverdichtung durch die Schnecke 29 statt, so dass eine möglichst gleichmäßige, nicht abreißende Zuführung von Eisenschwammpartikeln 5 in den Walzenspalt 4 erfolgt.
Eine der Fig. 2 nachempfundene Vorrichtung ist in der Fig. 4 gezeigt. Allerdings verwendet diese ebenfalls einen Schwerkraftzuführer 27. Auch dieser erstreckt sich über die gesamte wirksame Einzugslänge der Presswalzen 2 und 3.
Eine weitere Ausführungsform einer Zerkleinerungsvorrichtung ist in Fig. 7 gezeigt. Diese Vorrichtung 30 wird einer Vorverkleinerungsvorrichtung nachgeschaltet. Z. B. könnte eine Brechervorrichtung gemäß der Fig. 5 und 6 vorgeschaltet sein. Diese könnten dann so eingestellt werden, dass sie noch nicht auf abschließende Granulatgröße vorzerkleinern. Die Vorbruchstücke 12' werden dann einer Schleuderwalze 31 in einem Schacht 32 zugeführt, die einen Verzahnungs- bzw. Noppenbesatz 33 aufweist. Hierdurch werden die Vorbruchstücke 12' gegen die eine Seite des Schachts 32, die als Prallplattenanordnung 34 ausgestaltet, geschleudert. Hierdurch entsteht eine nochmalige Zerkleinerung des Gutes zum abschließenden Granulat 12. Die Schleuderwalze 31 dreht dabei im Uhrzeigersinn, damit die Stücke gegen die Prallplatten 34 treffen. Aus verschleißtechnischen Gründen sind die Prallplatten 34 entsprechend stabil ausgestaltet.
Im Folgenden werden anhand der Fig. 10 bis 12 verschiedene schematische Verfahrensabläufe zum Erzeugen eines Eisenschwammgranulats dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen werden schematische Darstellungen der einzelnen Einheiten gewählt. Bei den Einheiten an sich kann auf die in den vorangegangenen Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungen sowie aus Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden.
Die Zuführung der Eisenschwammpartikel 5 erfolgt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 über einen Schwerkraftzuführer 6. Hier könnte aber auch ein Schneckenzuführer eingesetzt werden. In der Walzenpresse 1 wird eine Bandplatte 7 erzeugt, die in eine Brechervorrichtung 8 eingeleitet wird. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Brechervorrichtung 8 um die Brechervorrichtung gemäß Fig. 2. Aber auch die anderen, hierin beschriebenen Brecher- bzw. Zerkleinerungsvorrichtungen könnten zum Einsatz kommen.
Das Vorgranulat 12' wird einer Siebeinrichtung 35 zugeführt und Granulat unter einer bestimmten Siebgröße direkt als Endprodukt 12 abgeführt. Vorprodukt 12' wird über eine bestimmte Siebgröße einer Sekundärbrechervorrichtung, z. B. einer Zerkleinerungsvorrichtung 30 gemäß Fig. 7, zugeführt. Dass dann ausgetragene Endgranulat wird dem Endprodukt 12 zugeführt. Eine nochmalige Kontrolle des aus der Zerkleinerungsvorrichtung 30 kommenden Endgutes wird nicht vorgenommen.
Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 11 erfolgt die Zuführung von heißen Eisenschwammpartikeln 5 wiederum über einen Schwerkraftzuführer 6. Aber auch hier sind andere Zuführerformen zulässig. Das Formen der Bandplatte 7 erfolgt in der Walzenpresse 1 und die anschließende Zerkleinerung in der Brechervorrichtung 8. Das daraus resultierende Vorgut 12' wird in eine Siebvorrichtung 35 geleitet und aus dieser das unterhalb einer bestimmten Siebgröße liegende Endprodukt, das Granulat 12, ausgetragen. Vorgut 12', das oberhalb dieser Siebkorngröße liegt, wird durch die Zerkleinerungsvorrichtung 30 geschickt und in den Gutstrom oberhalb der Siebvorrichtung 35 wieder zugeführt. Hierdurch erfolgt eine nochmalige Kontrolle durch die Siebvorrichtung 35 und es wird nur Eisenschwammgranulat 12 abgeführt, das unterhalb einer bestimmten Korngröße liegt.
Gemäß der Ausführungsform der Fig. 12 erfolgt wieder das Zuführen der heißen Eisenschwammpartikel über einen Schwerkraftzuführer 6. Auch hier können andere Zuführvarianten gewählt werden. Das Formen des heißen Eisenschwamms zu einer Bandplatte 7 erfolgt in der Walzenpresse 1. Anschließend erfolgt die Zerkleinerung in der Brechervorrichtung 8. Wie bei den anderen Ausführungsformen der Fig. 10 und 11 können hier die unterschiedlichsten Zerkleinerungsvorrichtungen Anwendung finden. Das aus der Brechervorrichtung 8 ausgetragene Vorgut 12' wird in eine Siebvorrichtung 36 eingeleitet. Diese Siebvorrichtung 36 weist ein Zweistufensieb auf, wobei die Abführung des Endprodukts, dem Eisenschwammgranulat 12 zwischen diesen beiden Siebstufen 37 und 38 erfolgt. Vorgut 12', das eine größere Größe als die Siebgröße der Stufe 37 aufweist, wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung 30 geschickt und zerkleinert dem Endprodukt 12 zugeführt. Vorgut 12', das durch beide Siebstufen, also auch durch die zweite Siebstufe 38 hindurchfällt, wird als Feinanteil 39 abgeführt und den Eisenschwammpartikeln 5 oberhalb des Schwerkraftzuführers 6 wieder beigemischt. Hierdurch wird weitestgehend sichergestellt, dass das Endprodukt 12 nicht über und auch nicht unter einer bestimmten Granulatgrößenbandbreite liegt.
Sämtliche Verfahrensweisen lassen sich auch untereinander kombinieren, so dass z. B. bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12, wie bei Fig. 11 der Strom aus der Zerkleinerungsvorrichtung 30 wieder oberhalb der Siebvorrichtung 36 dem Vorgut 12' beigemischt wird.
Die oben beschriebenen Verfahrensvarianten können zum Erzeugen von Granulat für die Wiedereinsetzung von Reststoffen in den Hüttenkreislauf (Schmelze) verwendet werden. Im Gegensatz hierzu wird Eisenschwamm aus der Direktreduktion von Erzen direkt als Rohstoff für die Stahlerzeugung verwendet und für diesen Zweck in eine Schmelze eingebracht. Demnach eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell sowohl für Hüttenkreislaufverfahren als auch für Vorbereitungsverfahren zum Einsatz eines Rohstoffs.

Claims

1. Verfahren zum Heißkompaktieren von metallhaltigen Stoffpartikeln (5), wie Eisenschwamm, Hüttenstäube, Hüttenreststoffe etc., mit folgenden Schritten:
Zuführen der heißen Stoffpartikel (5) zu einer Walzenpresse (1);
Erzeugen einer zusammenhängenden Bandplatte (7) durch die Walzenpresse (1); und
Herstellen eines Granulats (12) durch Zerkleinern der Bandplatte (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffpartikel (5) bei erhöhter Temperatur im Bereich von 450°C-900°C, bevorzugt 600°C-700°C, die Walzenpresse (1) durchlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Granulats < 5 g/cm³, bevorzugt 3 g/cm³-< 5 g/cm³ beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Bandplatte (7) mit einem Walzenspalt im Bereich von > 5 mm-40 mm, bevorzugt 10-30 mm, beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenpresse (1) eine Profilierung (13) auf beiden Hauptseiten (17, 18) der Bandplatte (7) erzeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (13) auf beiden Hauptseiten (17, 18) eine gleiche Form und Teilung, aber einen in Bandplattenlängsrichtung axialen Versatz zueinander aufweisen.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der Bandplatte (7) zu Granulat (12) durch Zerschlagen der Bandplatte (7) zu unregelmäßiger Granulatgröße erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der Bandplatte (7) zu Granulat (12) unregelmäßiger Granulatgröße durch Zerschlagen der Bandplatte (7) und anschließendem Zuführen der Bruchstücke zu einem Prallbrecher (30) erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der heißen Stoffpartikel (5) mittels einer Zuführschneckeneinrichtung (27) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergleichmäßigung der Granulatgröße zu einem vorbestimmten Größenbereich erfolgt.