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Vorrichtung zum Brennen und Sintern von staubförmigem Gut und
Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
Beim Brennen von Zement in einer Anlage, die aus Wanderrost und Drehrohrofen besteht, wird bekanntlich das Gut in vorgeformter Form, den sogenannten Granalien, dem Wanderrost aufgegeben. Das Gut ruht auf dem Wanderrost, bis es diesen verlässt und in den Drehrohrofen gelangt, wo die Entsäuerung beendet und die Sinterung durchgeführt wird. Infolge der ruhigen Lagerung des Gutes während des grössten Teils der Wärmebehandlung besitzen die Granalien zum weitaus grössten Teil noch ihre ursprüngliche Form, wenn sie in den Drehrohrofen eintreten. Nur geringfügige Mengen des Gutes zerfallen bereits auf dem Wanderrost zu Krümeln oder Staub und auch dies ist meistens auf Bedienungsfehler beim Betrieb der Anlage zurückzuführen.
Mit dem Eintritt in den Drehrohrofen werden die Granalien allerdings mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, die durch das Abrollen des Gutes auf der Drehrohrwandung bedingt sind. Jedoch gelangt das Gut sehr bald in den Bereich der heissen Brennerflamme, die die einzelnen Gutkörner von aussen nach innen fortschreitend verfestigt, es in harte Klinker verwandelt. Die Folge davon ist, dass auch der Klinker
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Nur wenig Abrieb befindet sich in Form von Schutt dazwischen. Die weitere Folge davon ist, dass infolge der gleichmässigen Stückgrösse der einzelnen Klinkerstücke auch die Vorbedingung für eine gleichmässige und schnelle Kühlung des Klinkers gegeben ist.
Anlagen, bestehend aus Wanderrost und Drehrohrofen, zeichnen sich daher auch durch eine gute Wärmewirtschaftlichkeit des zugehörigen Klinkerkühlers aus, zumal durch das Fehlen übergrosser Klinkerstücke, deren Wärmeinhalt im Kühler ja nie vollständig ausgenutzt wird.
Nun gab es aber von jeher Drehrohröfen, die nicht mit vorgeformtem Rohgut, sondern mit Rohmehl, wie es in der Mahlvorrichtung anfällt, beschickt wurden. Auch moderne Anlagen, die mit einem Vorwärmer ausgerüstet, der nicht als Wanderrost, sondern als Wärmeaustauscher mit mehreren hintereinander geschalteten Zyklonen ausgebildet ist, gehören hiezu. Diese Drehrohröfen haben zwar den Vorteil, dass das Rohgut trocken aufgegeben werden kann, nicht mit 10% Wasser angefeuchtet, das bei der Verformung zu Granalien dem Rohgut beigemischt werden muss, aber dem stehen auch schwerwiegende Nachteile gegenüber.
Granalien rollen im Drehrohrofen übereinander ab, wobei die gerade unten liegenden von dem Drehrohr mitgenommen werden, bis sie an der Reihe sind abzurollen, so dass nacheinander jede Granalie einmal von den heissen darüber streichenden Gasen bespült wird. Das Rohmehl verhält sich im Drehrohr ganz anders als die Granalien. Die einzelnen Mehlteilchen, die bei der Drehung des Rohrs gerade oben angelangt sind, rollen nicht etwa als einzelne Körner über die andern hinweg nach unten, sondern grössere Gruppen von Mehlteilchen, die gerade nebeneinander liegen, kommen gemeinsam ins Gleiten, sie rutschen gemeinsam auf dem darunter liegenden Mehl ab, wobei die einzelnen Mehlkörnchen jeder Gruppe ihre Lage zu benachbarten Mehlkörnchen nicht ändern.
Auch die Gruppe als solche rollt nicht etwa auf dem unten liegenden Mehl ab, sondern sie gleitet darüber hinweg, immer dieselbe Seite den darüber hinwegstreichenden Gasen darbietend.
Die Folge davon ist, dass das Mehl in bei weitem nicht so guter Vorbereitung in den Sinterbereich des Drehrohrs gelangt, als dies bei Granalien der Fall ist. In der Sinterzone selbst entstehen auf der Oberfläche der Rohmehlfüllung zunächst kleine bereits zusammengesinterte Körner, an denen noch nicht gesintertes
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Mehl anbackt, so dass die ursprünglichen Körner zu grossen Sinterknollen anwachsen. Aus der Sinterzone des Ofens gelangt daher ein Klinker, dessen Körnung zwischen 0 und etwa 100 mm schwankt, gegenüber etwa 5 - 25 mm beim Wanderrost-Drehrohrofen bzw. beim Drehrohrofen mit Granalienbeschickung.
Die grossen Klinkerstücke, die in erheblicher Zahl beim rohmehlbeschickten Drehrohrofen anfallen, können aber im Kühler nicht schnell genug ihre Wärme an die Kühlluft abgeben, da ihre spezifische Oberfläche nur gering ist. Aus diesem Grunde verlassen die groben Klinkerstücke den Kühler mit noch erheblicher Temperatur. Der wärmewirtschaftliche Wirkungsgrad des Kühlers ist also schlechter und der notwendige Wärmeaufwand beim rohmehlbeschickten Drehrohrofen entsprechend höher. Daran ändert sich auch nichts, wenn der rohmehlbeschickte Ofen einen guten Rohmehlvorwärmer besitzt. Es ist eben der geringere Kühlerwirkungsgrad, der infolge der unterschiedlichenKlinkerkörnung den Wärmeaufwand erhöht,
Hinzu kommt noch, dass auch die Klinkerqualität sehr unterschiedlich ist.
Denn es ist unmöglich, einen vollkommen gleichförmigen Brand zu erzielen, wenn der Klinker in so weiten Grenzen in seiner Korngrösse schwankt. So haben Untersuchungen ergeben, dass die groben Klinkerstücke überbrannt sind, Stücke mittlerer Grösse richtig gebrannt sind und das feine Klinkergut viel Schwachbrand enthält. Das erscheint zunächst merkwürdig, leuchtet aber sofort ein, wenn man sich klarmacht, dass vermöge der drehenden Bewegung des Ofens das Gut in der Sinterzone abrollt und auf der Böschung des sich abrollenden Gutes immer die gröberen Klinkerkugeln sich auf der Oberfläche des Gutes befinden und hier am meisten mit der Flamme in Berührung kommen.
Der Drehrohrofen ist daher bei rohmehlbeschickten Brenneinrichtungen fürdie Gewinnung von gleichmässig gebranntem Klinker nicht gut geeignet. Die Erfindung schlagt daher vor, für solche Anlagen als Fertigbrenn- bzw. Sintereinrichtung einen schräg gelagerten, mit erhöhtem Rand versehenen Drehteller zu benutzen. Solche Drehteller sind bisher als Granulierteller in Gebrauch. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein sehr gleichmässiges Granulat erzeugen, ein Granulat, dessen einzelne Granalien nahezu sämtlich gleich gross und gleich fest sind.
Bei aus einer Drehtrommel bestehenden Granuliereinrichtungen wandert das Gut mit annähernd gleichmässiger Geschwindigkeit durch die Trommel. Etwa sich vorzeitig bildende grössere Granalien eilen allerdings vor und verlassen die Granuliertrommel schneller, aber das übrige Gut wird nicht etwa so lange in der Trommel festgehalten, bis es zu Granalien verarbeitet ist, sondern es gelangt einfach nach einer gewissen Zeit aus der Trommel, gleichgültig, wie weit die Granalienbildung fortgeschritten ist.
Ein Granulierteller dagegen arbeitet grundsätzlich anders. Die aus dem Mehl gebildeten Granalien sammeln sich an der Oberfläche des Mehls, u. zw. die grösseren über den kleineren, die loch nichet genügend angewachsen sind. Die grösseren, fertig ausgebildeten Granalien gelangen daher jeweils zum Austrag, während die kleineren und das Mehl so lange im Teller verbleiben, bis sie ebenfalls zu grösseren Granalien herangewachsen sind.
Für das Arbeiten eines solchen schräg gestellten Drehtellers als Sintereinrichtung liegen aber dieselben Voraussetzungen vor. Auch hier gelangt das Gut als Mehl auf den Teller. Infolge der Beheizung durch die Brennerflamme bilden sich nun zunächst kleine Granalien aus gesintertem Gut, die auf dem Mehl abrollen. Die bereits gebildeten Granalien liegen also oben und sind daher der Flamme am stärksten ausgesetzt, weit mehr als das darunter liegende Mehl. Das Sintern ist nun aber bekanntlich ein beginnendes Schmelzen, d. h. die gebildeten Granalien sind etwas klebrig. Beim Abrollen auf dem Mehl nehmen sie daher etwas von dem Mehl auf, das aussen an ihnen anbackt. Die in dieser Weise wachsenden Granalien liegen wieder zuoberst in dem Teller. Die jeweils grössten Granalien werden daher zuerst ausgetragen.
Der schräg liegende Drehteller ist daher vorzüglich dazu geeignet, gesinterte Granalien gleicher Korngrösse zu erzeugen. Wie oben aber bereits dargelegt worden ist, sind gleich grosse Sinterstück die wichtigste Voraussetzung für eine gleichmässige Kühlung des Sintergutes und für einen guten wärmewirtschaftlichen Wirkungsgrad des Kühlers sowie schliesslich auch für die Güte des erzeugten Klinkers.
Um die Arbeit des Drehtellers zu erleichtern, ist es zweckmässig, dieArbeitdesEntsäuerns möglichst vollständig in den vorgeschalteten Zyklonen zu bewirken. Dann bleibt für den Teller nur oder fast nur die Sinterung übrig. Keinesfalls darf es vorkommen, dass die Sinterung schon im letzten Zyklon beginnt. Dann würde es zu Anbackungen des Gutes an den Wandungen dieses Zyklons kommen und damit zu schweren Störungen des Betriebes. Praktisch wird man also so vorgehen, dass ein geringer Teil der Entsäuerungsarbeit und das Sintern auf dem Teller stattfindet.
Bei aus mehreren Zyklonen und einem Drehrohrofen bestehenden Anlagen ist man bisher meist umgekehrt vorgegangen. Man hat den Zyklonen fast nur die Arbeit des Anwärmens bis auf die Entsäuerungstemperatur übertragen. Die gesamte oder fast die gesamte Arbeit des Entsäuerns und Sinterns erfolgte in dem Drehrohrofen. Man hatte für diese Verteilung der Gesamtarbeit auch einleuchtende Gründe. Da staub-
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Die Vorteile der Erfindung gegenüber einem Drehrohrofen mit vorgeschalteten Zyklonen als Vorwärmer sind, noch einmal zusammengefasst, folgende : Trotz Aufgabe des Gutes in Form von Rohmehl wird ein Klinker erzeugt, der eine sehr gleichmässige Körnung aufweist ; der Klinker ist sehr gleichmässig gebrannt und infolge der gleichmässigen Körnung des Klinkers ist der KUhlerwirkungsgrad sehr hoch.
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