A zsugorító üzem olyan növényi acél, amely a vasérc szinterelésére alkalmas, hogy alkalmas legyen a kohóban történő felhasználásra . A vasérc először összekeverjük mészkő és olcsó szilárd tüzelőanyag (kemény szén , koksz maradékot ). A tényleges agglomerációs művelet az üzemanyag elégetéséből áll, hogy elérje az érc szinterelési hőmérsékletét. A kapott termék, az úgynevezett „ agglomerátum ”, kémiai összetétele, porozitása és mechanikai szilárdsága kompatibilis a kohó működésével.
A kohó esetében tehát az agglomerációs üzemnek hasonló szerepe van a vasérc tekintetében, mint a kokszolóké a szén tekintetében . Az agglomeráció számos vasmaradvány újrahasznosítását is lehetővé teszi, de paradox módon gyakran az a létesítmény, amely az acélkomplexum legnagyobb légköri kibocsátását bocsátja ki .
Vannak színesfém érc agglomerációs létesítmények is, amelyeket cinknek , ólomnak , réznek stb. Szánnak . Ha ezek mérete sokkal kisebb, mint az acéliparban, azok működése és érdeklődési köre megegyezik.
A legtöbb országban, például Oroszországban , Franciaországban és Németországban a vasérc lerakódások poros vagy homokos formában jelentkeznek. Ebben a formában az érc nem tölthető be a nagyolvasztóba, mivel azt vagy a belé fújt szél elfújná, vagy át nem eresztő rétegbe szinterelné . Az ércek kalcinálásának érdekét az első kohók fejlesztéséből megértették , majd számos eljárást kidolgoztak. A primitív módszert, amely a gyakorlatban egy malomkőből álló kerítést tartalmaz , a XIX . Század végén felhagytak az üzemanyag túlzott kiadásai miatt. A visszhangzó kemencék, és különösen a tengelyes kemencék, kicserélték őket. Ez utóbbiak jó hozammal rendelkeznek, mind a reakció korlátozásának, mind az ellenáramú működésnek köszönhetően (a szilárd anyagok lemennek, a gázok pedig felfelé).
Ezek érc grillezés sütők ezután kádak ihlette kohókról és mészégető kemencék és nem volt nagyon termékeny eszközöket. Az elvét automatizáló Greenawald-folyamat 1910 körül bizonyos fejlődésen ment keresztül, amely évi 300 000 tonna termelést tett lehetővé.
A XX . Század elején folyamatos folyamatok jelennek meg, mint például a Smidth módszer , amely rotációs dob alakú kemencét használ, amelynek hossza megközelíti a 100 m-t . Ezek a folyamatok eltűnnek a fejlesztési folyamatos kalcinálással rács Dwight Arthur Smith (1864 - 1946) és Richard Lewis Lloyd, akik együtt dolgoznak a rézbánya a Cananea , Észak- Mexikóban . Első gépük 1906-ban kezdte meg a tesztelést réz és ólomérceken. Ezután közösen benyújtanak egy sor szabadalmat, köztük a1907. június 3 különösen:
"Az ércek kalcinálására és agglomerálására szolgáló berendezés [amely] olyan mechanizmusból áll, amelynek ércét szállító és mozgató eleme olyan szakaszok sorozata, amelyeket rugalmas kapcsolatok kötnek össze egy végtelen láncos szállítószalag kialakítása céljából , függőleges síkban mozgva. "
- AS Dwight & RL Lloyd , 1907. június 3-i szabadalom
A két feltaláló 1907-ben alapította a Dwight és a Lloyd Kohászati Vállalatot . Számos gépet építenek és licenceket adnak el a világ minden tájáról, többek között a német gyárépítőnek, Lurgi-nak (de) is . Az első Dwight-Lloyd (de) eljárást alkalmazó , vasércnek szánt szinterezőgépet 1910-ben építették az Egyesült Államokban . A Németországban , Bochumer Verein (de) elfogadta azt a 1917-ben, míg az első francia agglomerációs láncban Fontoy ben kelt 1952.
Az érc agglomerációjának körülbelül harminc év alatt kell elterjedni az acéliparban . Míg a második világháború előtt főként az ércbírák helyreállítására használták, 1945 után a nyersásványok feldolgozására általánosították. Jelenleg elengedhetetlen a szerepe, mert lehetővé teszi több ásványi anyag keverését közöttük, és különösen a többé-kevésbé vasban gazdag ásványi hulladék beépítését. Ez az újrahasznosítási szerep javítja a jövedelmezőséget és korlátozza az acélkomplexumok hulladékát, amelyek sok vasban gazdag maradékot képeznek ( salak , iszap, por stb. ).
1965-től Európában fokozatosan felhagytak a helyi ásványi anyagokkal az importált gazdag ásványok javára. A tengerparti acélkomplexumok 6–10 eredetű ásványi anyagokat fejlesztenek és használnak. Az importált ércek kémiai szerkezete heterogén, és homogenizálni szükséges őket, hogy a kohót idővel szinte állandó terheléssel táplálják. A Németországban megjelent homogenizációs parkokat Európában és Japánban, majd később, 1975 körül az Egyesült Államokban általánosították. Ez a kémiai homogenizálás megelőzi a fizikai homogenizálást, amelyet maga az agglomerációs folyamat végez.
Az érceket raktárterületükről hozzák, és egy targonca , egy hatalmas szöcske terjeszti , amely hosszú homogenizációs kupacot képez, prizma alakban . A halom mentén előre-hátra haladva a targonca az érceket olyan rétegekben osztja szét, amelyek a halom két oldalán felhalmozódnak.
Ezután, egy vödör kotrógép (vagy kiszedő ), egy nagy gép ellátott vödör kerék képes kotrására körülbelül 1200 t / h , felveszi az érc alkotó homogenizálás kupac. Az ércet függőlegesen vágva veszik fel a kupacban. A helyreállító eszköz különböző konfigurációkat alkalmazhat: a kanalakerék egy kar végén lehet (például egy aknabetétes kotró kanálban), a kupacon átívelő rakodószerkezeten, ... kanálláncokkal ellátott visszaszerzők is használhatók .
Egy rakodógép, amely homogenizációs kupacot állít össze egy aknában. A háttérben egy vödör kotrógép vár.
Lánctalpas kotrógép. Homogenizációs parkokban a kotró általában síneken fut.
Szinter növény és kohók a Esch-Belval , Luxemburg . A tárolórekesz mögött cölöpök, két homogenizáció cölöpök, az egyik a bal veszik fel a vízszintes kiszedő eszköz formájában egy kezelési bak .
Vízszintes visszanyerő vödörlánccal. A két háromszög alakú szerkezet borona. Egy ilyen igénybevétel mindkét irányban működik.
A homogenizált ércet ezután fluxusokkal , például olivinnel és mészkővel keverik , valamint szilárd tüzelőanyaggal, általában kemény szénnel . Ezeket az összetevőket ezután gondosan összekeverik, általában keverő dobokban, majd apró pelletekké aggregálják, általában göbös dob segítségével.
Mindezek a kezelési műveletek az erőmű vas- és acélkomplexumba történő integrálásának alapvető szempontját jelentik: „A rakomány előkészítése (árnyékolás, aprítás) sok helyet és jelentős kezelést igényel. Egy új térben a telepítés racionálisan megtervezhető és csökkenthető a kezelhetőség. Másrészt a meglévő gyárakat nem tervezték ilyen típusú bővítésre, következésképpen az agglomerációkat vagy a nagyolvasztóktól meglehetősen nagy távolságra, vagy kicsi és alkalmatlan helyeken kell telepíteni. " Az 1950-es években ez a korlát gyakran ösztönözte az új acélkomplexum építését a meglévő telephelyek korszerűsítése ellen.
Ebben a szakaszban a néhány milliméter átmérőjű pelletekké történő agglomeráció nagyon különbözik az agglomerációs vonalon utólag végrehajtott szintereléstől: a kohézió lényegében a keverékbe adagolt víz és mész révén valósul meg .
Az érc két egymásra helyezett rétegben rakódik le a vonalon. Az ernyőket védő és szűrőként szolgáló alsó réteg vastagsága 30 és 75 mm között változik . Ez a réteg általában már agglomerált ércből áll: általában 12 és 20 mm közötti szemcseméretet választanak. A felső réteg homogén keverékből áll, lényegében ércből, üzemanyagból és mészkőből áll, amelynek vastagsága 350 és 660 mm között változik . Ennek a keveréknek a kémiai homogenitását és részecskeméretét garantálják a homogenizációs és a nodulációs dobok.
Ez a készítmény ezután átmegy a gyújtókamra alatt, amely tizenöt égőből áll, amelyek meggyújtják a felső rétegben lévő üzemanyagot. Az égők második sora gyakran lehetővé teszi a hőmérséklet homogenitásának és alakulásának szabályozását.
Az égési front ezután lefelé terjed, és a levegő felülről lefelé szívja a levegőt: a folyamat tehát hasonló a dohány égéséhez a pipában . A szívóteljesítmény tehát a vezeték felületéhez hasonlóan elengedhetetlen elem, amely meghatározza a berendezés gyártási kapacitását. A lánc aktív része alatt felszívott, ércporral nagyon megterhelt füstöket leporolják. A telepítés során összegyűjtött por újrahasznosítása elengedhetetlen, mivel a vezetékre lerakódott termék akár 60% -át is érintheti.
Az égés időpontjában a célhőmérsékletnek lehetővé kell tennie az érc szinterelését. Vasérc agglomeráció esetén általában az égési zónában 1150 és 1250 ° C közötti , az égett zónában pedig 900 és 1000 ° C közötti hőmérsékletre törekszünk, hogy elkerüljük az agglomerált réteg túl hirtelen lehűlését.
A lánc végére érkezve az agglomerált réteg leeséskor megtörik. Egy törőgép apró darabokra bontja a tömböket, majd a terméket levegővel lehűtik, általában kör alakú hűtőn. Ezután az agglomerátum darabjait átvizsgálják: az 5 mm- nél kisebb darabok visszatérnek az agglomerációs folyamatba (ezek a "visszatérési bírságok" átlagosan a vonal termelésének egynegyedét teszik ki), a nagyobb darabok pedig 5 és 12 mm között , még néha 20 mm -t küldünk a kohóba.
Gyújtó burkolat az agglomerációs lánc elején.
Szinter láncos kocsi, kiállítva a Hüttenwerke Krupp Mannesmann szinterüzemben (de) .
Körhűtő szinterezett vasérchez.
Mivel a koksz , a kohók elengedhetetlen tüzelőanyaga, drága, az ércek kalcinálását egy erre a célra szolgáló létesítményben végzik, amely szenet fogyaszt, ami olcsóbb üzemanyag. Ez kalcinálás lehetővé teszi, többek között, a szárítás, de karbonizáció a meddőkőzet mészkő érc és víztelenítés a agyag vagy gipsz .
| Nyersérc: kohós koksz |
Szinterezett érc: kohós koksz |
Szinterezett érc: nagyolvasztó koksz + zsugorított üzemanyag |
|
|---|---|---|---|
| Lorraine minette | 1,100 | <600 | 820 |
| Gazdag vasérc | 750 - 800 | 500 | 500 |
Ez a művelet tehát matematikailag növeli az érc vasarányát. Ami a kohóban megtakarított kokszot illeti, azt egy adott kemence térfogatnál előnyösen érccel helyettesítik, ami növeli a kemence termelékenységét. Az érc szinterelése megemeli lágyulási hőmérsékletét. A töltet ezért olvadás előtt hosszabb ideig szemcsés marad, ami javítja a kohó áteresztőképességét . Ezután lehetővé válik nagy kohók építése, amelyek jobban megfelelnek az acélipar gazdasági kényszereinek.
Jobb kémiai jellemzőkAz agglomerációs eljárás a kohók salakjának összetételének szabályozására szolgál . Valójában az infúziót nem okozó salakot adó érc használata a kohó gyors eltömődéséhez vezetne. A mészkő hozzáadása lehetővé teszi egy olyan alap salak előállítását is, amely elősegíti az öntöttvas kéntelenítését .
Történelmileg az agglomeráció az ércbírák felújításának folyamata volt, amely eltömítette volna a nagyolvasztó kemencéket, ha úgy vannak feltöltve. A folyamat nem kívánt elemek eltávolítására való képességét korán azonosították: a lánc-agglomerációs folyamat eltávolítja az ércben és annak adalékanyagaiban lévő kén 80-95% -át. Ez egyúttal a cink "mérgező" kohók elemének megszabadulása is , mivel 907 ° C-os párolgási hőmérséklete megfelel a jól vezetett pörkölés hőmérsékletének . Az is lehetséges, hogy üzemanyagot éget elemek keverve ércek, valamint, hogy növelje az oxidációs vas (átalakításával magnetit be hematit ). Valójában bár ezek a műveletek ellentétesek azzal, amit egy kohóban kívánnak megtenni, célszerű az érc melegítését és redukcióját külön lépésben végrehajtani.
ÚjrafeldolgozásAz üzemanyag a szinterezési lánc koksz por . Ez valójában használhatatlan a kohóban, ahol a szél azonnal fújná. 1961-ben a vasérc agglomerációjához kapcsolódó teljes nyereséget (kohótermelékenység és üzemanyag-nyereség) becsülték 100 FF / tonna öntöttvasra.
Végül, hogy egy érc légkondicionáló berendezés, az agglomerációs növény tehát lehetővé teszi, hogy keverje nagyon különböző ércek és beillesztése melléktermékek gyártása acélból gazdag vas-oxidok , mint például a por és iszap a porból nagyolvasztó gáz vagy konverter , kohókiszap és acél , salak, malomkő és malomkivételű hengerlés .
Az újrahasznosításra szánt létesítmény, az agglomerációs üzem paradox módon szennyező létesítmény, amely elutasítja a dioxinokat tartalmazó nagy mennyiségű port (az integrált acélkomplexum által kibocsátott por 50% -át) . A lánc alá szívott füstöket gondosan leporolják, és a port a folyamat során újrahasznosítják. De az alkalmazott elektrosztatikus szűrők hatékonysága nagyban függ a folyamat körülményeitől, különösen a füstgázok hőmérsékletétől. A nagyméretű táskaszűrők kifejlesztésével a kisülési előírások fejlődnek. A zsákszűrő esetében valójában 1 - 15 mg / Nm 3 alá lehet lépni , míg ezen értékek elérésére tervezett és működtetett elektrosztatikus kicsapó esetén csak 20 - 40 mg / Nm 3 érhető el . . Ami a SO 2 -kibocsátást illetivagy NO x, ezek korlátozhatók reagensek hozzáadásával az agglomerált takarmányban vagy a füstökben.
Ezen kibocsátások ellenére a városi gyárak által kibocsátott szennyezés továbbra is elviselhetőbb, mint a többi iparé. Például a Duisburg-Schwelgern (de) vagy a Katowice (in) agglomerációs üzemének két kéménye , amelyek elérik a 250 m-t , rekordot jelentenek, míg az ilyen magasságok sokkal gyakoribbak az erőművekben: hő- vagy rézolvasztókban. Minden esetben a szűrők kapacitásának növelése marad az előnyben részesített megoldás.
Jobbról balra: az agglomerációs lánc, az elektrosztatikus szűrő, a lélegeztetőgép és a kémény építése. Agglomeráció növény Teesside Acélművek (in) a England .
A acélipari üzem Katowice (a) uralja a kandalló a szinterelő üzem, amely eléri a 250 m .