<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmebehandlung von körnigen, haftanfälligen Materialien, z. B. zur Herstellung von als Leichtbeton-Zuschlagstoff dienenden Aggloporiten, bei der das Material am oberen Ende des Wärmebehandlungsraumes aufgegeben und am unteren Ende ausgestossen, und die Brennluft am unteren Ende eingeführt wird, der Wärmebehandlungsraum vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und mit einer feuerbeständigen Verkleidung versehen ist, wobei eine Vorrichtung zum Durchsaugen der Luft und eine zweckmässig hydraulisch betätigbare und in radialer Richtung von der Mitte nach aussen und zurück bewegbare Vorrichtung zum Abstützen und Abschneiden des Material vorgesehen sind, sowie ein diskontinuierliches Verfahren zum Betrieb der Einrichtung.
Die körnigen, haftanfälligen, brennbare Teilchen enthaltenden oder mit solchen gemischten Materialien können beispielsweise gekörnte Zementgrundstoffe, Kalksteinmahlgut, granulierte Aggloporit-Grundstoffe, wie Schlacke, Staubkohlenasche, Bergwerkshaldengut und daraus hergestellte Gemenge u. dgl. sein.
Die Wärmebehandlung-das Brennen-derartiger Materialien erfolgt allgemein in Schachtöfen. Je nach der Art der zu brennenden Substanz bzw. je nach der Verwendung der Brennprodukte sind mehrere Verfahren bzw.
Schachtofenbauarten bekannt. Das Wesen einer der modernsten Lösungen besteht darin, dass durch den unten offenen Schachtofen von unten nach oben ein Luftstrom durchgeleitet wird, der das im Schachtofen befindliche, zu behandelnde Material-die Charge-durchströmt und dabei den Brennprozess fördert. Unter dem offenen Schachtofen-Unterteil befindet sich eine tellerartige Ablassvorrichtung, während zum Erregen des Luftzuges von unten nach oben am Schachtofen-Oberteil eine Absaugevorrichtung angeschlossen ist.
Ein grosser Nachteil aller bisher bekannten Lösungen besteht darin, dass die im allgemeinen zum Schrumpfen neigende körnige Materie bei der Wärmebehandlung oft zusammenbackt, Klumpen bildet, beim Entleeren im Ofen das Abwärtsgleiten behindert und Stockungen verursacht. Die bekannten, angewandten mechanischen Austragevorrichtungen sind nicht imstande zumindest nicht rechtzeitig, diese zusammengebackenen Massen zu beseitigen. Deshalb ist oft eine schwere physische Arbeit zur Behebung solcher Betriebsstörungen erforderlich. Dabei werden die zusammengebackenen Blöcke z. B. mit Brechstangen manuell zerkleinert, während dessen selbstredend auch der Ofenbetrieb vorübergheend eingestellt werden muss.
Die hier erörterten Nachteile zeigen sich ausserordentlich stark bei der Erzeugung von Aggloporiten in Schachtöfen. Dabei ist es gerade dieses Gebiet, auf dem die Technologie der Wärmebehandlung im Schachtofen von besonderer ökonomischer Bedeutung wäre. Einerseits ist nämlich die Liquidierung der in der Nähe von Wärmekraftwerken angesammelten Staubkohlenaschenhalden der Kohlenstaubfeuerungen ein kaum zu lösendes Problem, anderseits kann sich der Leichtbeton, ein moderner Baustoff, wegen Mangel an genügenden Beschaffungsquellen für geeignete Zuschlagstoffe nicht in dem Masse verbreiten, wie es zu wünschen wäre.
Da aber der Aggloporit einen vorzüglichen Zuschlagstoff für Leichtbeton darstellt und aus der in grossen Mengen anfallenden Staubkohlenasche hergestellt werden kann, liegt es auf der Hand, dass eine Einrichtung bzw. ein Verfahren wünschenswert ist, mit deren Hilfe die oben detaillierten Betriebsprobleme eliminiert und die Herstellung von Aggloporit aus Staubkohlenasche ermöglicht wird.
Es ist bereits eine zum Brennen von mineralischen Materialien dienende Vorrichtung bekannt, welche einen zylindrischen, mit feuerfester Auskleidung versehenen Brennraum aufweist. Die herzustellenden Zuschlagstoffe werden auf einen Rost gebracht, wobei entsprechende Seitenwände eine geschlossene Kammer bilden. Nach dem Brennen werden diese Seitenwände emporgehoben, wobei dann das fertige Produkt vom Rost entfernt werden kann. Es wird also stets das gesamte, innerhalb dieser Kammer gebrannte Material in einem Arbeitsgang ausgeschoben, so dass keine Gewähr gegeben ist, dass das ganze Material gleichmässig durch und durch gebrannt ist. Der Nachteil dieser Lösung besteht also darin, dass sie keine Ablassvorrichtung besitzt, ihre Leistungsfähigkeit daher gering ist, und dass sie für fortlaufende automatische Herstellung nicht geeignet ist.
Auch eine andere bekannte Lösung weist einen zylindrischen Brennraum mit Kaskadensystem auf, was die volle Ausfüllung des Brennraumes im Gegensatz zu einem Schacht mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt unmöglich macht. Es sind hier wohl einzelne Schieber vorhanden, welche übereinander angeordnete Kammern voneinander teilweise trennen, doch ist keine Materialförder- und Ablassvorrichtung vorhanden, so dass haftanfällige Materialien gar nicht behandelt werden können.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung befindet sich die Materialsäule in einem zylindrischen Raum, wo sie auf radial bewegbaren Elementen aufliegt. Diese Elemente sind aber zum Austragen von haftanfälligen Materialien nicht geeignet. Die teilweise Öffnung des Brennraumes ist nicht vorgesehen. Auch ist ein kompletter Abschluss am unteren Bereich des Schachtes nicht möglich, da diese Abstützeinrichtung lediglich aus einzelnen, in radialer Richtung geradlinig in den Schacht einschiebbaren Dornen besteht. Entlang des Mantels verbleiben unausgebrannte Materialteilchen, die in den unteren Raum herabwandern, was die gleichmässige Qualität des Produktes nachteilig beeinflusst.
Eine andere Vorrichtung ermöglicht die kontinuierliche Strömung von nicht haftanfälligen Materialien, und weist auch eine Vorrichtung zum Schneiden der Materialsäule auf. Hier ist aber von Nachteil, dass im Falle von Behandlung haftanfälliger Materialien unausgebrannte Materialteilchen entlang des Mantels verbleiben, die sich mit den voll ausgebrannten Materialteilen vermischen. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Betätigung der Schneidorgane der Materialbewegung nicht angepasst werden kann. Im Falle einer Gewölbebildung
<Desc/Clms Page number 2>
kann das Material die Schneidorgane nicht erreichen. Diese Vorrichtung ist zur Herstellung von Aggloporiten nicht geeignet.
Ziel der Erfindung ist es, eine solche Lösung zu finden, mittels welcher die Nachteile der bekannten Schachtöfen bei Anwendung auf das anmeldungsgemäss vorgesehene Material vollkommen beseitigt werden können, unter diesen besonders das Zusammenbacken der Ofenfüllung und das Steckenbleiben der Charge.
Diese Zielsetzung wird gemäss der Erfindung dadurch verwirklicht, dass der Wärmebehandlungsraum unten völlig geöffnet ist, und die Vorrichtung zum Abstützen des Materials als eine aus radial nach aussen bewegbaren Schneidblechen bestehende Ablassvorrichtung nach Art einer Irisblende ausgebildet ist, die wenigstens für den mittigen Teil geöffnet werden kann, und dass die Einrichtung eine Stossplatte für das Ausstossen des Agglomerates aus dem Wärmebehandlungsraum aufweist, wobei diese Stossplatte in Abhängigkeit von der Bewegung der Ablassvorrichtung zweckmässig hydraulisch betätigbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein diskontinuierliches Verfahren zum Betrieb der Einrichtung. Es wird gemäss diesem Verfahren vorgeschlagen, dass das im Wärmebehandlungsraum befindliche Material über die volle Länge gebrannt wird, dass danach die Ablassvorrichtung über den mittleren Teil des Schachtquerschnittes geöffnet und die Stossplatte in Bewegung gesetzt werden, so dass der am besten gebrannte, in der Mitte befindliche, zusammengebackene Kernteil aus dem Wärmebehandlungsraum ausgestossen wird, wonach der ausgestossene Teil vom verbleibenden Material durch Schliessen der Ablassvorrichtung getrennt wird, worauf die Stossplatte in ihre Ursprungsstellung zurückgeführt wird, wobei der an der Schachtwand verbliebene Teil des Materials auf die geschlossene Ablassvorrichtung nachfällt und der Wärmebehandlungsraum wieder mit unausgebranntem Material nachgefüllt wird.
Mit der Erfindung sind zahlreiche vorteilhafte Effekte verknüpft, welche die bekannten Lösungen gleicher Bestimmung nicht besitzen. Vor allem ist die Tatsache hervorzuheben, dass die Erzeugung von Aggloporiten in Schachöfen bis heute nicht zufriedenstellend gelöst war, und dass eigentlich keine einzige wirksame Einrichtung und kein Verfahren zur Verfügung standen, mit deren bzw. dessen Hilfe in kontinuierlichem Grossbetrieb Leichtbeton-Zuschlagstoffe aus Staubkohlenschlacke hergestellt werden konnte. Durch die Einführung der Erfindung in die Praxis können die Schlackenhalden von Wärmekraftwerken, welche grosse Gebiete anderer Nutzung entziehen, zu Leichtbeton-Zuschlägen bester Güte verarbeitet, und dabei noch wertvolles Gelände für andere Zwecke freigemacht werden.
Anderseits aber kann der Bauindustrie ein wertvoller Grundstoff in grossen Mengen und billig zur Verfügung gestellt werden. Die Bedeutung von letzterem wächst besonders noch dadurch, dass die Versorgung der Bauindustrie mit Baukiesmaterial auf immer grössere Schwierigkeiten stösst, und dass sich gerade der nach der Erfindung hergestellte Aggloporit vorzüglich dazu eignet, den Baukies wenigstens teilweise zu ersetzen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber bekannten Lösungen besteht darin, dass die betrieblichen Schwierigkeiten und technologischen Unsicherheiten der Wärmemanipulation im Schachtofen weitgehendst vermieden werden können.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Die Zeichnungen stellen eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung dar und zeigen in Fig. 1 die Prinzipskizze der Einrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 die Ablassvorrichtung in der Draufsicht und in Fig. 3 die Ablassvorrichtung im Schnitt.
Der Brennraum der Einrichtung wird von einem vertikalen, innen hohlen zylindrischen Baukörper-beispielsweise vom Schachtofen --1--, gebildet, dessen Innenflächen mit feuerfestem Material verkleidet sind. Der Unterteil--la--des Schachtofens--l--ist völlig offen. Dies ermöglicht, dass nach dem Verlassen der unteren Mantelfläche die Füllung des Ofens-die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen--a-versehen wurde-frei ausfliessen und sich mit ihrem natürlichen Böschungswinkel auf der als Stützfläche dienenden ebenen Ablassvorrichtung--2--abstützen kann ; diese Stützfläche ist unter dem Austragsende - la--des Schachtofens--l--in einem bestimmten Abstand eingebaut.
Dieser Abstand ist beispielsweise von der Art des gegebenen Materials und den Abmessungen des Schachtofens--l--abhängig. In dem Oberteil des Schachtofens--l--ist die Materialausstossvorrichtung--3--angeordnet, die mit ihrer Stossplatte --3a-- auf die obere Fläche der im Schachtofen befindlichen Materialsäule mit kreisförmigem Querschnitt wirkt, und auf diese je nach dem Arbeitsgang, bzw. der jeweiligen Betriebssituation einen Druck ausüben kann.
Die Stossplatte --3a-- wird zweckmässig perforiert ausgeführt. Die zur Wärmebehandlung benötigte Luftmenge wird von der mit einem Ventilator versehenen Luftzugvorrichtung--4--von unten nach oben durch die Ofenfüllung gesaugt. Unter der Ablassvorrichtung ist irgendein an sich bekannter, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Stahlmitnehmern versehener Austragsförderer--5--eingebaut, der die Auffangfläche
EMI2.1
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der in Fig. 1 als Ganzes mit der Bezugsnummer--2--bezeichneten ebenen Ablassvorrichtung in Draufsicht, und in Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Die Hauptelemente dieser Vorrichtung sind die Messer--7--, die mit den Bolzen--7a--an dem fixen Ring--7b--, mit den Bolzen --7d-- aber an dem Ring--7c--angeschlossen sind, welcher um die geometrische Achse--A--verdreht werden kann.
Beim Verdrehen des Ringes--7c--in der Pfeilrichtung--"B"--öffnen sich die in
<Desc/Clms Page number 3>
geschlossener Stellung befindlichen Messer--7--von der vertikalen Mittelachse--A--des Schachtofens --l-- aus nach aussen, und in dem dadurch freigewordenen Querschnitt rings um die Achse kann die Materialsäule--a--in der Pfeilrichtung--C--abwärtsgleiten und auf den Austragsförderer --5-gelangen.
Durch Betätigung der Messer--7--in entgegengesetzter Richtung, d. h. beim Verdrehen des Ringes --7c-- dem Pfeil--B--entgegen, schliessen sich diese gegen die Achse--"A"--hin zusammen, und schneiden damit einerseits einen Teil der Materialsäule ab, anderseits bilden sie eine ebene und dichte
EMI3.1
Zweck kann natürlich auch jeder bekannte, hiezu geeignete andere Bewegungsmechanismus verwendet werden.
Die einzelnen Teile der Einrichtung können auch von Hand aus, miteinander verbunden oder halbautomatisch betätigt werden.
EMI3.2
:Stossplatte--3a--abwärtsbewegt und die Materialsäule aus dem zylindrischen Innenraum des Schachtofens --l-- hinausdrückt. In ihrer tiefsten Endstellung-die abhängig vom Abstand des Austragsförderers--5--, d. h. von der Höhe der abzuschneidenden Materialsäule gewählt wird-schaltet die Stossplatte--3a--den
EMI3.3
Ablassvorrichtung--2--ein,abgeschnitten, die Messer bilden einen totalen Verschluss und dadurch auch die für den nächsten Brennzyklus benötigte Stützfläche.
Bei völligem Schliessen der Messer --7-- erhält die Ausstossvorrichtung --3-- einen elektrischen Impuls, wonach die Ausstossplatte --3a-- in ihre obere Endstellung zurückkehrt, und dabei einen Impuls auslöst, der die Aufgabevorrichtung anlässt, die dann den zylindrischen Raum mit ungebranntem Material bis zur erwünschten Höhe nachfüllt. Mit dem Anlassen des Brennvorganges beginnt der nächste Arbeitszyklus, der aus den gleichen Operationen wie oben erörtert besteht. Inzwischen wird vom Austragsförderer --5-- das daraufliegende Haufwerk der abgeschnittenen Materialsäule zur weiteren Verarbeitung auf den hiefür vorgesehenen Ort befördert.
Bei der Betätigung der Einrichtung müssen die Messer--7--nicht unbedingt ganz geöffnet werden. Das Entleeren des gebrannten Materials aus der Ablassvorrichtung --2-- kann durch eine beliebig weite Öffnung hindurch erfolgen. Der Mittelpunkt dieser Öffnung ist immer der Schnittpunkt der vertikalen Schachtachse --"A"-- mit der Ebene der Ablassvorrichtung--2--. Damit wird erreicht, dass-wie gross auch die Öffnung sei-jeweils der vollkommen gebrannte Teil der Materialsäule den Schachtofen verlässt. Das Ablassen durch geringeres öffnen hat den Vorteil, dass an die Stelle des am besten gargebrannten und ausgestossenen Materialkerns das nachfallende, vorher an den Schachtwänden befindliche, noch wenig gebrannte Material gelangt und nunmehr auch gargebrannt wird.
Auf diese Weise kann aus dem Schachtofen--l--kein Material ausgetragen werden, das noch nicht gargebrannt ist. In solchen Fällen empfängt die zum Bewegen der Materialsäule dienende Ausstossvorrichtung--3--den elektrischen Impuls nicht in ganz geöffneter Stellung, sondern bereits dann, wenn die Messer die der gewünschten Öffnung entsprechende Stellung erreicht haben. Alle andern Arbeitsvorgänge spielen sich danach in der oben erörterten Weise ab.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.