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Schachtofen zum Brennen von körnigen oder stückigen Gütern
Es ist bekannt, das Brennen von stückigen oder körnigen Gütern in einem liegenden, um seine Achse rotierenden, öl- oder kohlenstaubgeheizten Drehrohrofen vorzunehmen. Solche Öfen haben zwar eine grosse Leistungsfähigkeit und liefern ein gleichmässig gebranntes Gut, sie haben jedoch den Nachteil, dass sie infolge hoher Wärmeverluste einen schlechten thermischen Wirkungsgrad aufweisen.
Demgegenüber besitzen die bekannten, aus einem im wesentlichen zylindrischen Ofenraum bestehen- den und nicht drehbar angeordneten Schachtöfen einen erheblich besseren thermischen Wirkungsgrad. Das zu brennende Gut wird am oberen Ende des Ofens zusammen mit Stückkoks aufgegeben und bewegt sich langsam im Gegenstrom zu den Heissgasen in dem Masse nach unten, wie dort das fertig gebrannte Gut abgezogen wird. Infolge der langsamen Bewegung des Gutes haben diese Öfen den Nachteil, dass das Gut in der heissen Brennzone zu Brückenbildung neigt. Beim plötzlichen Einbrechen dieser Brücken wird das im Ofen befindliche Gut teilweise zertrümmert und man erhält infolgedessen ein Produkt mit einem unerwünscht breitenKornspektrum.
Weiterhin bilden sich über den gesamten Ofenquerschnitt gesehen häufig unregelmässig verteilte Gaswege aus, was die Erzeugung eines uneinheitlich gebrannten Produktes zur Folge hat.
Diese Nachteile der beiden genannten Ofentypen lassen sich teilweise bei einem ebenfalls zum Stande der Technik gehörenden koksbeheizten Ofen vermeiden, der aus einem steiler als der natürliche Böschungswinkel des Gutes geneigten umlaufendenschacht besteht und der einen über seine ganze Länge annähernd gleichbleibendenDurchgangsquerschnitt für dasGut aufweist. Der unterste Teil des Ofens ist trichterförmig verjüngt. Durch die Spitze des Trichters wird der Gebläsewind eingeführt, während an den Wandungen des Trichters Öffnungen für die Entnahme des gebrannten Gutes angeordnet sind. Aber auch dieser Ofen ist nicht frei von Nachteilen.
Durch die Art der Windzufuhr und des Gutabzuges lässt es sich nämlich nicht vermeiden, dass der eingeblasene Wind bereits im untersten Teil des Ofens randgängig wird und somit die für die Erzielung eines gleichmässig gebrannten Produktes erforderliche gute Durchmischung und Gegenläufigkeit von Gas und Feststoff nicht gewährleistet ist.
In der USA-Patentschrift Nr. 2, 743, 918 ist ein um eine steile Achse rotierender Ofen beschrieben, bei dem ein Teil der erforderlichen Verbrennungsluft in ein in seinem unteren Teil gelagertes zentrales Rohr eingeführt wird. Oberhalb dieses Luftzuführungsrohres ist ein durchlochter Boden angeordnet, dessen mittlere Öffnung durch ein zylindrisches Gehäuse abgedeckt ist. Das obere Ende dieses Gehäusesistebenfalls durchlocht. Hiedurch wird eine gleichmässige Verteilung der zugeführten Luft über den gesamten Ofenquerschnitt erreicht.
Es kann jedoch nicht vermieden werden, dass bereits ein erheblicher Prozentsatz der unten eingeführten Luft kurz oberhalb des durchlochten Bodens randgängig wird und somit die für die Erzielung eines gleichmässig gebrannten Produktes erforderliche gute Durchmischung und Gegenläufigkeit von Gas und Feststoff nicht gewährleistet ist. Um diesen Nachteil zu beheben, müssen in den Ofen Einbauten eingebracht werden, die es ermöglichen, die Luft immer wieder der Mitte des Ofens zuzuführen. Um eine gute Durchmischung von Feststoff und Gas zu ermöglichen, sollen die durch diese Einbauten erzeugten Kammern nicht vollständig mit Gut gefüllt werden, damit diesem bei der Drehung des Ofens eine zusätzliche Durchmischung erteilt wird. Dies hat den Nachteil, dass das Gut beim Durchgang durch den Ofen einem erheblichen Abrieb unterliegt.
In der Schweizer Patentschrift Nr. 303206 ist ein Ofen beschrieben, der speziell für die Herstellung
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von Zement eingesetzt wird. Er besteht aus einer gegen die Horizontale geneigten, um ihre Längsachse drehbaren Trommel, an deren oberem Ende ein Gas-, Öl- oder Kohlenstaubbrenner angeordnet ist. Die Heissgase passieren den Ofen zusammen mit dem zu brennenden Gut im Gleichstrom. Am unteren Ende des Ofens wird durch seitlich angebrachte Zuführungsöffnungen Luft eingeführt, durch die die Abgase und das gebrannte Gut vor Verlassen des Ofens gekühlt werden.
Es ist jedoch auch möglich, diese Luft in umgekehrter Richtung zu führen, d. h., dass sie durch ein in dem trichterförmig sich verjüngenden Teil an-
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Rohr'die Führung der Heissgase und Feststoffe im Gleichstrom durch den Ofen ergibt sich eine nur schlechte
Wärmeausnutzung, wobei gleichzeitig die Qualität des gebrannten Produktes hinsichtlich Gleichmässig- keit zu wünschen übrig lässt.
Es wurde nun gefunden, dass diese Nachteile bei einem um seine Längsachse geneigten, drehbaren Schachtofen zum Brennen voi körnigen oder stückigen Materialien, insbesondere von Kalksteinschotter oder -splitt, bei dem das zu brennende Gut am oberen Ende des Ofens zusammen mit Stückkoks aufgegeben wird und bei dem die Verbrennungsluft im unteren, alsAustragsörgan für das gebrannte Gut dienen- den, trichterförmig sich verjüngenden Ofenteil eingeführt wird, nicht auftreten, wenn erfindungsgemäss ein zurOfenachse konzentrisches, bis an den unteren Rand des zylindrischen Teiles in den Ofenraum hineinragendes Rohr angeordnet ist, das der Zuführung der gesamten Verbrennungsluft dient.
Durch die erfindungsgemässeanordnung von Gutaustragsorgan und Luftzuführungsrohr wird erreicht, dass von dem in dieMaterialschüttung eintauchenden Ende des Luftzuführungsrohres ausgehend die aufsteigen- den Heissgase einen breitenFächer ausbilden und somit, über den gesamten Ofenquerschnitt gesehen, eine intensive gegenläufige Durchmischung von Gas und Feststoff gewährleistet ist, was die Erzielung eines gleichmässig gebrannten Gutes zur Folge hat.
Um einen Verschleiss des in die Materialschüttung eintauchenden Luftzuführungsrohres durch Reibung zu vermindern, ist es vorteilhaft, dieses in der Schüttung festsitzen mitrotieren zu lassen. Um'zu vermeiden, dass innerhalb des Luftzuführungsrohres durch das im Ofen befindliche Gut Verstopfungen auftreten, ist das Austrittsende des Rohres zweckmässig mit einer gasdurchlässigen, z. B. konisch gestalteten Abdeckung versehen.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ofens kann im allgemeinen recht niedrig gehalten werden und richtet sich nach der Korngrösse des zu behandelnden Materials. Im allgemeinen reichen Umfangsge- schwindigkeiten von 0, 5 bis 2 m/min zur Erzielung eines einheitlich gebrannten Produktes aus. Bei splitt- artigenMaterialien mit einer Korngrösse unterhalb 25 mm liegt die Umfangsgeschwindigkeit, z. B. bei etwa 1 m/min, während bei gröberen Materialien, z. B. Schottergemischen, mit einer Korngrösse von 25 bis 80 mm vorteilhaft eine etwas höhere Umfangsgeschwindigkeit von z. B. 2 m/min gewählt wird. Bei geeigneter Wahl der Umfangsgeschwindigkeit können aber auch Materialien mit einem breiten Kornspektrum, z. B. von 12 bis 80 mm, gebrannt werden.
Der Neigungswinkel des Ofens beträgt je nach Höhe und Durchmesser des Ofens 55 - 750 und liegt zumeist bei 60 - 650 gegen die Waagerechte.
In derFigur ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässenschachtofens beispielsweise und schematisch veranschaulicht.
Der um 30 gegen die Vertikale geneigte zylindrische Ofen 1 ist in seinem unteren Ende trichterförmig verjüngt. Der Ofen ist in den Rollenlagern 2 und 3 drehbar gelagert. Durch einen Zahnradantrieb 4, der mit dem am Ofen angebrachten Zahnkranz 5 in Verbindung steht, kann der Ofen in Rotation versetzt werden. Das Aufgabegut wird bei 6 eingeführt, während das fertig gebrannte Gut durch die Öffnung 7, die mit einem Konusverschluss 8 verschlossen werden kann, abgezogen wird. Der Öffnung 7 ist ein mit dem Ofen fest verbundener und mit ihm drehbarer Schacht 9 angeschlossen, der schliesslich über einen luftdichten Gleitring 15 in den fest angeordneten Schacht 10 mündet. Der Schacht 10 ist mittels Schleusen 11 und 12, die während des Brennvorganges periodisch geöffnet und geschlossen werden, verschlossen, um ein Entweichen des eingeblasenen Windes zu verhindern.
Die für die Calcinierung erforderliche Verbrennungsluft wird durch das mit seinem oberen Ende in die Materialschüttung eintauchende, darin festgehaltene und mit ihr um seine Längsachse rotierende Rohr 13 zugeführt, dessen oberes Ende, um Verstopfungen durch eindringendes Gut zu vermeiden, mit einem gasdurchlässigenKonusverschluss 14 abgedeckt ist. Der untere feststehende Teil des Rohres ist mit dem beweglichen Teil des Rohres durch eine Gleitringdichtung 16 verbunden.
Der erfindungsgemässige Schachtofen eignet sich zum Brennen von Kalkstein, Zement u. dgl.