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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Schmelzzement.
Die Herstellung von Schmelzzement erfolgt bisher im elektrischen Ofen oder im Ofen mit Wassermantel. Die Verwendung eines Drehrohrofens zum Schmelzen von Zement bietet bedeutende Vorteile vor den andern Verfahren, denn sie gestattet als Brennstoff sowohl irgendwelche Kohle nach guter
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Der Brennstoff wird vollständig ausgenutzt, denn die Verbrennung erfolgt in diesem Ofen unter Erzeugung von Kohlensäure und nicht von Kohlenoxyd, und es ist die Beschaffenheit des Zementes eine gleichbleibende wegen der Homogenisierung, die durch die Rotation des Ofens herbeigeführt wird.
Die Versuche zur Schmelzung von Zement im Drehrohrofen führten alle bisher zu Misserfolgen, denn man wollte ohne Abänderungen die Drehrohröfen verwenden, die gegenwärtig für die Verklinkerung von Portlandzement eingerichtet sind. Die Durchführung des Verfahrens wird bei diesen Öfen nach Verlauf einiger Stunden durch verschiedene Hindernisse unmöglich gemacht, insbesondere durch die Bildung fester ringförmiger Ansätze im tieferen Teil des Ofens, die das Fliessen des Zementes verhindern, und von Wülsten oder Ringen im höheren Teil des Ofens, die den Zutritt der Rohmasse beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die gestatten, diese Übelstände zu vermeiden und in betriebsmässigerweise Schmelzzement im Drehrohrofen zu erzeugen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Masse. die z. B. zur Herstellung von Tonerdezement in geschmolzenem Zustande bestimmt ist. auf folgende Weise behandelt. Sie wird in den höheren Teil des Drehrohrofens gebracht, wo die Entwässerung und die Austreibung der Kohlensäure vor sich gehen und wo die Temperatur der Masse während der ganzen Dauer des Austreibens der Kohlensäure sich auf ungefähr 10000 hält, infolge des Umstandes, dass diese Reaktion endotherm verläuft, obwohl die Temperatur der Flamme dieser Zone eine höhere ist.
Das Schmelzen beginnt hier noch nicht, und es kann demnach die Masse vor Beendigung des Austreiben der Kohlensäure in eine Zone intensiver Hitze von 1600-17000 eintreten, wo sie plötzlich schmilzt, sobald die Kohlensäure ausgetrieben ist, weil die Länge des Ofens und der Flamme so berechnet und kombiniert sind, dass die Ofentemperatur in der Zone, wo die Austreibung der Kohlensäure beendet wird, weit über dem Schmelzpunkt der behandelten Masse liegt.
Unter diesen Umständen können sich weder Wülste noch Ringe mit ihren Übelständen im höheren Teil einstellen. Schliesslich wird die geschmolzene Masse, nachdem sie eine bestimmte Länge des Drehrohrofens, die auf hohe Temperatur erhitzt ist, durchlaufen hat und wo sie homogen gemacht wird und sich die Reaktionen vollziehen, zum Austritt aus dem Ofen in voller Sehmelzung bei einer Temperatur von 1500-16000 gebracht, bevor sie noch in die kältere Zone der Flamme eintritt, die sieh in der Nähe des Brenners befindet. Dieser Art können sich die Materialwülste, die bisher die industrielle Erzeugung von Schmelzzement im Drehrohrofen verhindert haben, nicht entstehen, und es gelingt, einen regelmässigen Gang der Produktion zu erreichen.
Dieses Verfahren kann in der weiter unten beispielsweise beschriebenen und in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Einrichtung ausgeführt werden. Bekanntlich zeigt die Flamme, die zum Heizen eines Drehrohrofens dient, drei charakteristische Zonen :
1. eine verhältnismässig kühle Zone a in der Nähe der Einfiihrungsdüse für den Brennstoff ;
2. eine Zone von ziemlicher Ausdehnung < /. in der der Zement gesehmolzef) werden kann ; 3. eine Spitze von höchster Temperatur am Ende der Flamme,
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Gemass vorliegender Erfindung werden diese bekannten Eigenschaften der Flamme der allgemein üblichen Brenner auf die folgende Art ausgenutzt.
Die verhältnismässig kühle Zone in der Nähe der Einführungsdüse des Brennstoffes wird durch einen Vorofengebildet, dermitLuftzirkulation versehenist, durch die seine Ziegelauskleidung gekühlt wird und verhindert wird, dass die Temperatur auf eine Höbe steigt, die für die Auskleidung schädlich wäre, wobei dafür gesorgt wird, dass erhitzte Luft für die Verbrennung des aus dem Brenner austretenden Brennstoffes gewonnen wird, so dass dieser Art eine besonders heisse Flamme im tieferen Teil des Drehrohrofens erzielt wird. Die Öffnung für den Austritt des flüssigen Zementes ist an der Stelle angeordnet, wo der nichtdrehbare Vorofen und der drehbare Teil des Ofens zusammenstossen, um zu verhindern, dass die geschmolzene Masse vor ihrem Austritt in eine kühlere Zone gelangt.
Der drehbare Teil des Ofens enthält einen von aussen gekühlten Teil in der Zone, wo die Masse vor dem vollständigen Schmelzen geeignet wäre, einen Wulst zu bilden. Zu diesem Zwecke kann der Drehrohrofen an diesem Orte über eine gewisse Länge mit Ziegeln von hoher Leitfähigkeit für Wärme ausgekleidet sein. Die Rohmasse wird in den Ofen mittels einer Vorrichtung eingeführt, die mit einer entsprechenden Kühleinrichtung versehen ist.
In dem besonderen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielist ein ziemlichlanger Vorofen vorgesehen, so dass er den ganzen verhältnismässig kühlen Teil der Flamme enthält. Um in diesem
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tung versehen.
Zu diesem Zwecke ist der Vorofen mit einem Mantel b versehen, in dem ein Luftstrom sowohl am
Grunde des Vorofens wie auch an seinen Seitenwänden zirkuliert, wobei dieser Luftstrom durch Kanäle c die Auskleidung durchsetzt und sie abkühlt.
Indem man den Zutritt dieser Luft, die sich durch die Wärmeausstrahlung der Ziegel erhitzt, regelt, kann man die Länge der Flamme einregeln und eine Temperatur hinreichend zum Schmelzen des
Zementes in der Zone d erreichen, die sich am unteren Ende des Drehrohrofens befindet. Dieser Vor- ofen ist mit Rollen g ausgerüstet, auf welchen er sich bewegen kann, so dass er der Ausdehnung des dreh- baren Teiles. des Ofens zu folgen imstande ist ; denn ein fixer Vorofen, der nicht in der Längsrichtung verschiebbar ist, ist einem industriellen Betriebe nicht gewachsen.
Dieser Vorofen hat nicht eine Aus- guss öffnung, nämlich nicht eine Öffnung bestimmt zum Austritt der flüssigen Masse und in seinem Inneren gelegen, denn dies würde Verlegungen und eine Behinderung der Bewegung des Ofens begünstigen, sondern weist nur eine einfache Ausnehmung e auf gegenüber dem beweglichen Teil des Ofens, die den Austritt des flüssigen Zementes ermöglicht.
Der Strahl des geschmolzenen Zementes fällt frei durch die Luft, bevor er z. B. in eine Vorrichtung gelangt, wo er in Formstücke gebracht wird oder gekörnt wird. mittels einer Transportfläche ohne Ende und erfährt demnach eine Behandlung mit kalter Luft, die die Qualität des Zementes verbessert und die nicht stattfindet, wenn das geschmolzene Gut durch einen geschlossenen Kanal geleitet wird, in dem ) die Abkühlung langsam ist. Um den Eintritt von Luft durch die Ausgussöffnung zu vermeiden, betreibt man den Ofen mit einem leichten inneren Überdruck.
Der höher gelegene Teil des Ofens, der sich vor dem heissesten Teil d erstreckt, ist aus Material von hoher Wärmeleitungsfähigkeit hergestellt, wie Ziegel aus Karborundum, geschmolzener Ton- erde usw., unter Hinzufügung jeder Art von Abkühlungseinrichtung im Bedarfsfalle.
Die Rohstoffe werden in den Ofen vor Dehydration und vor dem Austreiben der Kohlensäure eingeführt. Da diese beiden Reaktionen endothermisch sind, verhindern sie das Ansteigen der Temperatur in den Teilen i und t des- Ofens-, wo diese 1000"C nicht übersteigen soll. Es können sich deshalb keine
Wülste und schädliche Ansätze bilden, weil die Masse wegen der noch unvollständigen Austreibung der Kohlensäure noch bei einer verhältnismässig tiefen Temperatur ist, wenn sie in die Zone d eintritt, wo dann schon die Temperatur zu hoch ist, als dass sich Wulste festsetzen könnten.
Das zu schmelzende
Gemenge wird mit Hilfe eines Zufuhrkanals k in den Ofen eingebracht. k ist mit einem Wassermantel h umgeben, der verhindert, dass dieser Kanal unter dem Einfluss des sehr heissen, aus dem Ofen dringenden
Rauches eine zu hohe Temperatur annimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von Schmelzzement im Drehrohrofen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Rohmasse in der Zone der Entwässerung und Entsäuerung durch Kühlung der
Ofenwand auf höchstens etwa 10000 C gehalten wird, so dass die Rohmasse unvollständig entsäuert in die Schmelzzone gelangt, zum Zwecke, die Bildung von versinterten Ofenansätzen zu verhindern.