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Feuerfeste Auskleidung für die Übergangszone von Trommelmlern und feuerfester Stein hiezu
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Auskleidung für die Übergangszone von Trommelkühlern, wie sie zum Kühlen von körnigen, insbesondere gesinterten Materialien, z. B. Sintermagnesit, verwendet werden. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen für diese Auskleidung geeigneten feuerfesten Stein.
Körnige heisse Materialien werden in Trommelkühlern dadurch gekühlt, dass durch die rotierenden Trommelkühler ein Kühlluftstrom geführt wird und dieser dem in der Trommel umgewälzten Material beim Durchströmen Wärme entzieht. Das zu kühlende Gut wird am einlaufseitigen Endabschnitt des
Kühlers zugeführt und von dort zur Austragseite des Kühlers gefördert. Beim Einbringen des Gutes in den
Trommelkühler trifft dieses mehr oder minder stark auf die feuerfeste Kühlerauskleidung, die im all- gemeinen aus basischen Steinen oder Schamottesteinen aufgebaut ist, auf und verursacht dadurch an der Auftreffstelle eine starke mechanische Beanspruchung und Abnutzung des feuerfesten Materials.
In diesem Bereich des Kühlers geht eine Zone von konischem Querschnitt in die bis zur Austragseite rei- chende, unter einem Winkel von etwa 3,5 bis 50 gegen die Horizontale geneigte zylindrische Zone über. Dieser Bereich von konischem Querschnitt, in welchem das zu kühlende Material auf die Kühler- auskleidung auftrifft, wird im folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung als Übergangszone bezeichnet.
Die starke mechanische Beanspruchung in der Übergangszone hat bei den bisher üblichen Auskleidungen der Trommelkühler zur Folge, dass die Mörtelfugen in Längsrichtung des Kühlers zwischen den einzelnen Steinen in dieser Zone allmählich nachgeben, dann die Steine durch Abgleiten gegen die zylindrische Zone beim Drehen des Kühlers ihre Lage verändern und dadurch an der Stelle, an der der Übergang von der konischen zur zylindrischen Zone erfolgt, eine Bildung von Spalten eintritt. Durch diese Spalten rieselt das heisse, zu kühlende Gut durch und gelangt auf den Mantel, der eine hohe Temperatur erreichen und schwer beschädigt werden kann, so dass ein Abstellen des Kühlers erforderlich wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und eine Auskleidung zu schaffen, die einen klaglosen Betrieb von Trommelkühlern gewährleistet. Es wurde gefunden, dass dieses Ziel durch Verwendung von Steinen eines besonderen Formats in der Übergangszone erreicht werden kann. Demnach besteht die feuerfeste Auskleidung für die Übergangszone von Trommelkühlern gemäss der Erfindung in ihrem Wesen darin, dass die Übergangszone, in der zumindest die Hauptmenge des zu kühlenden Materials auftrifft, von einer einzigen Ringschar von Steinen gebildet ist, so dass die Übergangszone frei von in Umfangsrichtung verlaufenden Fugen (Stossfugen) ist, und dass die Steine, im Längsschnitt des Trommelkühlers gesehen, vorzugsweise einen fünf- oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Auf diese Weise werden Mörtelfugen in den Stossfugen in der Übergangszone vermieden und alle Nachteile, die sich auf Grund von solchen Mörtelfugen ergeben, ausgeschaltet. Die Steine der Auskleidung können aus einem an sich beliebigen, jedoch den jeweiligen Erfordernissen angepassten feuerfesten Material bestehen. Vorzugsweise werden Magnesitsteine verwendet, doch ist eine Verwendung von nichtbasischen Steinen, z. B. Schamottesteinen, keineswegs ausgeschlossen. Die Verwendung von Steinen mit einem zumindest fünfeckigen Querschnitt ermöglicht es, die Steine an ihren mantel-
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seitigen Aussenflächen der Form des Ofenmantels in dem Bereich, in dem'der Übergang des konischen in den zylindrischen Mantelabschnitt erfolgt, weitgehend anzupassen und damit ihre Lagerfestigkeit zu erhöhen.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform sind die Steine der Ringschar mit vorzugsweise fünf- oder mehreckigem Querschnitt mit den Steinen der benachbarten auslaufseitigen Ringschar verzahnt. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die Steine der Ringschar mit vorzugsweise fünf- oder mehreckigem Querschnitt auslaufseitig auf der Mantelseite eine Ausnehmung aufweisen, in die ein Plättchen aus feuerfestem Material, insbesondere Isoliermaterial, eingreift. Diese zwei zuletzt erwähnten Ausführungsformen sind in Trommelkühlern als solche in der Übergangszone bereits angewendet worden, konnten jedoch auf die Dauer das Auftreten der oben angeführten nachteiligen Erscheinungen nicht verhindern, da in der Übergangszone vorhandene, in der Umfangsrichtung verlaufende Mörtelfugen auf alle Fälle allmählich nachgeben.
Der für die Auskleidung gemäss der Erfindung verwendete feuerfeste Stein hat, in Steinlängsrichtung betrachtet, einen fünf- oder mehreckigen Querschnitt und weist zwei einander gegenüberliegende konvergierende, sich in Steinlängsrichtung erstreckende Seitenflächen auf. Dieser Stein ist dadurch gekennzeichnet, dass alle seine Flächen vorzugsweise eben ausgebildet sind, wobei die beiden quer zur Steinlängsrichtung verlaufenden Stirnflächen zueinander parallel sind und zumindest eine von ihnen von Ausnehmungen und Knicken frei ist, und zwei der Seitenflächen, die den einander gegenüberliegenden konvergierenden Seitenflächen benachbart sind, zum Teil parallel, zum Teil konvergierend verlaufen.
Ähnliche Steine, bei welchen aber unter anderem auf keinen Fall zumindest eine der beiden Stirnflächen von Ausnehmungen und Knicken frei ist, sind für die Zustellung von Drehrohröfen bereits bekannt (deutsche Patentschrift Nr. 644682).
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe feuerfeste Auskleidung für die Übergangszone eines Trommel- kühlers schematisch dargestellt und in den Fig. 2 - 9 sind verschiedene Ausführungsbeispiele von feuer- festen Steinen für eine solche Auskleidung der Übergangszone eines Trommelkühlers veranschaulicht.
Hiebei zeigen die Fig. 2 und 3 zwei gegenüber der Ausbildung nach Fig. 1 abgeänderte Ausführung- formen der feuerfesten Steine für die Übergangszone der Trommelauskleidung in Seitenansicht ; die Fig. 4 bis 6 sind Stirnansichten dieser Steine in den Ausführungen nach den Fig. 1 bzw. 2 bzw. 3.
In den Fig. 7 bis 9 sind schliesslich die in den Fig. 1 und 4 bzw. 2 und 5 bzw. 3 und 6 dargestellten Auskleidungssteine für die Übergangszone des erfindungsgemässen Trommelkühlers in perspektivischer Darstellung veranschaulicht, um die verschiedenen Flächen dieser Steine klar zu definieren.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Trommelkühler 1 ist um eine Achse 2 drehbar, die von der Eintrittsöffnung 3 für das abzukühlende Material zur Austragseite hin in bezug auf die Horizontale um einen Winkel ex nach unten geneigt ist, der zweckmässig etwa 3, 5 - 50 beträgt.
Das in dem Trommelkühler vorzugsweise durch einen Kühlluftstrom abzukühlende Material 4 fällt von einer z. B. oberhalb einer Einlaufmulde 5 angeordneten, gegebenenfalls selbst gekühlten Rutsche 6 in freiem Fall 7 auf den jeweils unteren Teil des eingangsseitigen Endabschnittes der Auskleidung des Trommelkühlers herab.
Die Auskleidung besteht aus ringförmig angeordneten Steinscharen aus feuerfestem Material. Hiebei ist am eintrittsseitgen Ende mindestens eine Ringschar aus Steinen 9 angeordnet, die durch eine Stirnarmierung 8'festgehalten wird.
An diese Steinschar 9 schliesst eine Ringschar aus feuerfesten Steinen 15 an, die eine schräg abfallende Zone 10 bilden, an die eine Übergangszone 11 anschliesst, in der das von der Rutsche 6 abgeworfene abzukühlende Material auf die die Auskleidung des Trommelkühlers l in dieser Zone bildenden feuerfesten Steine 16 freifallend auftrifft.
Gemäss der Erfindung ist die Auskleidung in dieser Übergangszone 11 aus einer einzigen Ringschar von feuerfesten Steinen 16 gebildet, die vorzugsweise einen fünf- oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. In den Fig. 1 - 3 sind drei beispielsweise Steinformen für die Übergangszone dargestellt. Wie aus den Zeichnungen erkennbar ist, haben bei den gezeigten Ausführungsformen die Steine 16 der Ringschar für die Übergangszone 11 an der Auslaufseite an der dem Trommelmantel 8 zugewendeten Seite eine Ausnehmung 26 für den Eingriff eines Plättchens 18 aus feuerfestem Material, vorzugsweise Isoliermaterial. Diese Plättchen können lose eingelegt oder mit den Steinen z.
B. mit Hilfe eines Zementes fest verbunden sein und bewirken eine gute Verbindung der Steine 16 der Übergangszone 11 mit den Steinen 17 der anschliessenden Steinschar der eigentlichen Kühlzone bzw. zylindrischen Zone 12 des Trommelkühlers. Diese Plättchen können auch zwischen den Steinen
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zweckmässig mit einem fünf- oder mehreckigen Querschnitt ausgebildeten feuerfesten Steineparallel ; zwei der einander gegenüberliegenden Flächen, u. zw. die mit den entsprechenden Flächen der beiden jeweils benachbarten Steine der eigenen Ri ngschar zusammenwirkenden Seitenflächen 22,23, verlaufen konvergierend, und zwei diesen Seitenflächen benachbarte, einander gegenüberliegende Sei- tenflächen verlaufen entweder parallel oder konvergierend.
Bei dem Stein nach den Fig. 1, 4 und 7 ver- läuft beispielsweise der eingangsseitig gelegene Abschnitt 25b der mantelseitigen Seitenfläche des
Steines 16 angenähert parallel und der andere Abschnitt 25a dieser mantelseitigen Seitenfläche konvergierend zur ebenen freien Seitenfläche 24 des Steines 16 ; beim Ausführungsbeispiel des
Steines 16 nach den Fig. 2, 5 und 8 hingegen verläuft die ebene mantelseitige Seitenfläche 25 des Steines zum eintrittsseitigen Abschnitt 24b der abgewinkelten freien Seitenfläche konvergierend und zum andern Abschnitt 24a dieser Seitenfläche parallel.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 6 und 9 ist sowohl die mantelseitige als auch die freie Seitenfläche des Steines 16 abgewinkelt, wobei die eintrittsseitigen Abschnitte 25b und 24b dieser beiden Seitenflächen zueinander parallel und die beiden andern Abschnitte 25a und 24a dieser beiden Seitenflächen konvergierend verlaufen.
Die Steine 16 der Ringschar der Übergangszone 11 können an Stelle der Plättchen 18 oder zusätzlich zu diesen mit den Steinen 17 der Kühlzone des Trommelkühlers verzahnt ausgebildet sein. Sie brauchen anderseits die Ausnehmung 26 aber keineswegs aufzuweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfeste Auskleidung für die Übergangszone von Trommelkühlern, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Übergangszone (11), in der zumindest die Hauptmenge des zu kühlenden Materials (4) auftrifft, von einer einzigen Ringschar (11) von Steinen (16) gebildet ist, so dass die Übergangszone frei von in Umfangsrichtung verlaufenden Fugen ist, und dass die Steine, im Längsschnitt des Trommelkühlers gesehen, vorzugsweise einen fünf- oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.
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der Ringschar (11) mit vorzugsweise fünf- oder mehreckigem Querschnitt mit den Steinen (17) der benachbarten auslaufseitigen Ringschar (12) verzahnt sind.