BR112013006474B1

BR112013006474B1 - Resfriador para resfriamento de material a granel quente e método para resfriamento de material a granel quente

Info

Publication number: BR112013006474B1
Application number: BR112013006474-9A
Authority: BR
Inventors: Jarmo Eloranta; André Sybon; Klaus Zenker; Hakan Okka; Jörg Höhne
Original assignee: Khd Humboldt Wedag Gmbh
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2020-01-07
Also published as: CA2816693C; JO3720B1; SA111330095B1; RU2013126076A; BR112013006474A2; RU2588934C2; US20130260669A1; CA2816693A1; DE102010055825C5; EP2655994B2; EP2655994B1; WO2012084608A1; DK2655994T3; DE102010055825A1; EP2655994A1; CN103189705A; DE102010055825B4; CN103189705B

Abstract

resfriador para resfriamento de material a granel quente e método para resfriamento de material a granel quente. a invenção se refere a um resfriador para resfriamento de material a granel quente, no qual ar de resfriamento flui de forma levemente transversal em relação à direção de alimentação através de um leito de material a granel e absorve, com isso, o calor do material a granel, em que um dos dispositivos que transporta o leito de material a granel possui um fundo de ventilação, através do qual ar de resfriamento flui, e em que o princípio de ali9mentação provê pranchas que se estendem na direção de alimentação, nas quais pelo menos duas pranchas adjacentes são movidas simultaneamente na direção de alimentação e não simultaneamente contra a direção de alimentação. de acordo com a invenção, provê-se que as pranchas possuam, na direção de alimentação, superfícies superiores configuradas diferentemente, sobre as quais o material a granel repousa, as quais, em função das suas diferentes conexões friccionais ao leito de material a granel que repousa sobre elas, levam a velocidades de transporte médias diferentes uma da outra, de tal forma que, como resultado, o leiro de material a granel é estendido na região de alimentação mais rápida e é comprimido na região de alimentação mais lenta. o dispositivo tritura o material a granel a ser resfriado com mistura vertical, com o que a recuperação de calor se torna mais eficiente.

Description

RESFRIADOR PARA RESFRIAMENTO DE MATERIAL A GRANEL QUENTE E MÉTODO PARA RESFRIAMENTO DE MATERIAL A GRANEL QUENTE

A invenção se refere a um resfriador para resfriamento de material a granel quente, no qual ar de resfriamento flui de forma levemente transversal em relação à direção de alimentação através de um leito de material a granel e absorve, com isso, o calor do material a granel, em que um dos dispositivos que transporta o leito de material a granel possui um fundo de ventilação, através do qual ar de resfriamento flui, e em que o princípio de alimentação provê pranchas que se estendem na direção de alimentação, nas quais pelo menos duas pranchas adjacentes são movidas simultaneamente na direção de alimentação e não simultaneamente contra a direção de alimentação.

Para fabricação de cimento, o pó bruto composto de rochas contendo calcário e de rochas contendo silica é primeiramente libertado do dióxido de carbono ligado quimicamente na forma de carbonates através de um primeiro tratamento por calor e, em seguida, o pó bruto calcinado dessa forma é sinterizado num forno cilíndrico rotativo a temperaturas de até 1450°C. Com isso, formam-se diferentes fases numa reação de corpo sólido a partir de silicates de cálcio estequiometricamente diferentes, e o pó bruto fornecido ao processo altera sua divisão de tamanho de grão, pois os grãos do pó bruto se ligam entre si quando da sinterização. Os grãos do clínquer formado dessa maneira possuem, após passagem do forno cilíndrico rotativo, o tamanho geral de pó bruto até grânulos de clínquer do tamanho da mão. A cristalização durante a reação de corpo sólido de sinterização para formação das fases desejadas requer um rápido resfriamento de clínquer após o processo de sinterização quando da passagem do forno cilíndrico rotativo. Por essa razão o clínquer recém sinterizado, o qual forma um material muito abrasivo e bastante quente, é despejado num resfriador de clínquer. O calor do clínquer fresco é removido rapidamente no resfriador de clínquer, a fim de resfriar o clínquer, por um lado, mas também para retornar o calor contido no clínquer para o processo de calor bastante intenso da fabricação de cimente.

O resfriamento de clínquer de cimento requer alguns custos de métodos técnicos, pois o clínquer é bastante quente e também porque atua de forma bastante abrasiva.

Métodos conhecidos há muito tempo para resfriamento de clínquer de cimento provêm despejar o clínquer de cimento numa grelha escalonada a partir do forno cilíndrico rotativo, onde o clínquer de cimento a ser resfriado forma um

2/16 leito de material a granel. A grelha escalonada é uma grelha estática, sobre a qual se forma uma camada passiva estática de clínquer de cimento. Essa camada passiva protege a grelha estática contra superaquecimento e abrasão. O clínquer oriundo do forno cilíndrico rotativo cai sobre essa camada passiva e desliza ao longo do ângulo de inclinação que se forma naturalmente na direção de alimentação sobre uma grelha de alimentação que se move. Durante transporte ao longo da grelha escalonada o clínquer de cimento é resfriado com auxílio de ar de resfriamento, o qual é conduzido a partir de baixo através da grelha de alimentação. Uma grelha móvel de alimentação se junta à grelha escalonada, com hastes de grelha que se movem alternantemente na direção de alimentação com chapas de grelha. Essa grelha de alimentação alimenta o clínquer na direção da extremidade do resfriador, em que o ar de resfriamento flui através das hastes de grelha móveis como também através das hastes de grelhas fixas com placas de grelha ou entre os trilhos de grelhas móveis com placas de grelha presentes nos interstícios do material de resfriamento. Essa técnica conhecida de resfriamento de clínquer se preservou na prática. No entanto, a desvantagem nesse tipo de resfriador de clínquer é a alta taxa de desgaste, uma vez que o clínquer muito abrasivo e bastante quente alcança os interstícios entre os estágios. Por esse motivo um resfriador desse tipo, em comparação com resfriadores modernos de clínquer, tem altos custos de manutenção.

Outros conceitos para alimentação de resfriador, publicados na DE2831473A1, compreendem a rotação do clínquer sobre uma superfície ventilada e estacionária, com uma cadeia de arrasto. Mesmo esse tipo de resfriador é sensível em comparação com o forte desgaste, pois a cadeia de arrasto é desbastada com seus membros móveis no clínquer de cimento quente.

Outro conceito, ainda, o qual é divulgado na EP1373818B1, segue o movimento de um plano que preenche todo o resfriador para frente, num primeiro ciclo, o afundamento de uma placa de acúmulo na proximidade do forno cilíndrico rotativo no início do resfriador de clínquer num segundo ciclo e o retorno de todo o plano contra o efeito cumulativo da placa de acúmulo, de tal forma que o resfriador, quando do retorno do plano, é deslocado opostamente para frente. A vantagem nesse tipo de resfriador é que partes de máquina que se movem em relação uma à outra não ficam em contato imediato com o clínquer quente e abrasivo. Na verdade, nesse tipo de resfriador deve ser aplicada uma força bastante alta para o movimento do plano contra a ação da placa de acúmulo, e o leito de material a granel tem a tendência de se acumular na placa de acúmulo,

3/16 de tal modo que um transporte uniforme, com altura uniforme e repetível de leito de material a granel, seguido por propriedades que podem ser reproduzidas do resfriamento de clínquer, nem sempre pode ser alcançado. Nessa publicação citada aqui também se divulga que é vantajoso mover o mais lentamente possível 5 o plano, de modo que o leito de material a granel não realiza qualquer movimento que permita mistura. Como resultado, reduz-se a abrasão.

No artigo “As grelhas de resfriador são resfriadores de clínquer ou recuperadores de calor?” da revista Zement-Kalk-Gips, 37, ano de publicação 1984, No. 5, são explicadas considerações teóricas do resfriamento de clínquer.

Nesse caso, leva-se em consideração um modelo de fluxo cruzado, o qual implica no fato de que o clínquer flui na direção de transporte e, com isso, é impelido verticalmente através do fluxo em relação à direção de transporte do ar de resfriamento. A consideração que baseia o artigo é a de que uma cunha que repousa no leito de material a granel forma uma zona térmica, onde a parte mais larga da cunha é disposta no início do resfriador e a parte mais plana da cunha é disposta na extremidade do resfriador. Essa cunha térmica se forma, de acordo com a presente representação, pelo fato de que o ar de resfriamento penetra o clínquer quente de baixo para cima. Caso o clínquer ainda esteja quente na espessura geral da camada, então o ar de resfriamento que entra no clínquer a 20 partir de baixo se aquece logo após um pequeno percurso através da camada de clínquer, em que a camada inferior de clínquer é deixada para trás resfriada e a parte superior essencialmente mais larga da camada do leito de material a granel ainda fica quente. Uma vez que o clínquer se move para frente, esse processo acontece novamente na direção de alimentação. O ar de resfriamento frio 25 penetra, aqui, a camada já fria de leito de material a granel, depois a camada inferior ainda quente, a qual é resfriada, e, com isso, a largura da camada quente é reduzida. Esse processo acontece até que toda a espessura da camada da camada de leito de material a granel do clínquer seja resfriada. O efeito desejado desse resfriamento completo é o de que o ar de resfriamento deixa a camada 30 superior do leito de material a granel com uma temperatura o mais alta possível.

Como resultado, o clínquer é resfriado com menor emprego de ar de resfriamento, e, em primeiro lugar, o calor é retransportado com alta temperatura no processo. De acordo com as representações atuais, um leito de material a granel com reduzido movimento de mistura, sobretudo com pouco movimento de mistura de 35 baixo para cima, é vantajoso. A teoria atual de resfriador de fluxo cruzado também diz que um leito de material a granel que se move fortemente podería implicar no

4/16 fato de que grãos já resfriados poderíam atingir regiões ainda quentes e seriam novamente aquecidos em função da camada ainda quente. Como resultado, a temperatura da camada mais superior seria reduzida, pois a energia térmica se dividiría num grande volume de material a granel a ser resfriado. Como consequência disso a temperatura do ar de resfriamento, quando da saída a partir da camada de resfriador de clínquer, diminuiría, e a eficiência do resfriamento diminuiría da mesma forma.

A partir dessa consideração desenvolveu-se um outro tipo de resfriador, o qual é citado numa pedido de registro de patente dinamarquês, DK 140399. No caso desse tipo de resfriador, o fundo do resfriador, o qual consiste de pranchas que se estendem na direção de alimentação, move-se em sua totalidade na direção de alimentação, num primeiro ciclo, e, subsequentemente, as pranchas individuais, noutros ciclos, afastam-se individualmente abaixo do material a granel a ser resfriado contra a direção de alimentação. Em função do fato do leito de material a granel repousar sobre as outras pranchas que se encontram paradas, o leito de material a granel é mantido fixo sobre a prancha que se move para trás. Por meio das pranchas que se movem o ar de resfriamento é soprado, de tal modo que o efeito desejado de resfriamento ocorre. De acordo com primeiras experiências com esse tipo de resfriador, sinalizou-se que sobre as linhas limítrofes entre duas pranchas o leito de material a granel é solto um contra o outro durante o movimento relativo das pranchas. Como resultado, constroem-se canais com baixa resistência ao fluxo, de tal forma que o ar de resfriamento flui preferencialmente através dessas agitações das linhas limítrofes, sem resfriar o material a granel a ser resfriado. Isso significa que a eficiência de recuperação do resfriador é reduzida e que a temperatura do ar que deixa o leito de material a granel a ser resfriado é igualmente reduzida em função do ar que flui sem efeito de resfriamento através do leito de material a granel. Por isso, na DK 140399 sugere-se instalar obstáculos nas pranchas que se movem, com o que as pranchas são subdivididas em seções individuais. A representação conforme a DK 140399 é tal que o leito de material a granel desliza para longe quando do afastamento das pranchas individuais ao longo dos obstáculos de fluxo, de tal forma que o afrouxamento sobre as linhas limítrofes entre as pranchas, as quais são designadas como canais frios, fecham-se.

Outras experiências com esse tipo de resfriador resultaram no fato de que, conforme o ensinamento de acordo com a DK 140399, as seções entre os obstáculos de fluxo se enchem com uma camada de clínquer, as quais pra frente

5/16 e pra trás com a prancha. 0 efeito incidente conforme esse princípio de alimentação ocorre somente numa altura de leito de material a granel, na altura da fronteira superior dos obstáculos de fluxo. Dessa maneira forma-se sobre as pranchas desse tipo de resfriador uma espécie de proteção contra o desgaste, a qual é realmente vantajosa para o emprego desse tipo de resfriador, pois as peças individuais desse tipo de resfriador não entram em contato com a camada de clínquer quente é abrasivo. Porém, a formação de canais frios, como resultado, não é reduzida da maneira desejada.

Outra configuração desse tipo de resfriador é divulgada na EP1509737B1. Nela se enfatiza que o resfriador deve ser operado de tal forma que uma mistura vertical não deve estar presente no leito de material a granel e que a altura do leito de material a granel deve ser uma altura determinada em relação à largura das pranchas individuais. Como resultado disso, esperava-se que a eficiência de transporte e também a eficiência da recuperação de calor se deixariam influenciar positivamente.

Paralelamente ao último tipo de resfriador mencionado foram desenvolvidos outros tipos de resfriadores de clínquer, os quais encontraram lugar na técnica de resfriamento de clínquer como os assim chamados resfriadores de barra transversa. Nesses tipos de resfriadores, transportadores individuais que se projetam a partir de uma grade de apoio atravessada por ar de resfriamento se movem pra frente e pra trás. Esse tipo de resfriador é descrito, por exemplo, na EP1272803B2. Transportadores em forma de cunha são típicos para esse tipo de resfriador, os quais apontam na direção de transporte com seu lado aproximadamente vertical e apontam contra a direção de transporte com seu lado de cunha nivelado. A mecânica de transporte baseia-se no fato de que o princípio descrito acima do movimento conjunto para frente, na direção de transporte, e do movimento individual para trás é aplicado. Por meio da forma de cunha deve-se conseguir que o leito de material a granel, quando do movimento para trás dos transportadores individuais, os quais se movem em relação à grade de suporte ventilada, mova-se para longe ao longo do transportador, sendo deslocado contrariamente durante o movimento na direção de alimentação através do lado aproximadamente vertical na direção de alimentação.

Apesar da mistura do leito de material a granel gerada pelos transportadores atravessados por sulcos através do leito de material a granel e através dos transportadores que se movem em relação à grade de suporte,

6/16 conseguem-se com esses tipos de resfriador taxas satisfatórias de recuperação. A desvantagem nesse tipo de resfriador é a alta carga de cisão.

A tarefa da invenção é disponibilizar um resfriador que agregue as vantagens dos tipos conhecidos de resfriador e que evite as desvantagens dos tipos conhecidos de resfriador.

A tarefa de acordo com a invenção é resolvida pelo fato de que as pranchas possuem, na direção de alimentação, superfícies superiores configuradas diferentemente, sobre as quais o leito de material a granel repousa, as quais, em função das suas diferentes conexões friccionais ao leito de material a granel que repousa sobre elas, levam a velocidades de transporte médias diferentes uma da outra, de tal forma que, como resultado, o leito de material a granel é estendido na região de alimentação mais rápida e é comprimido na região de alimentação mais lenta. Outras configurações vantajosas da invenção são indicadas nas reivindicações dependentes. Uma solução de acordo com o método é indicada nas reivindicações 8 e 9.

De acordo com a invenção um princípio de alimentação é usado, no qual pelo menos duas pranchas adjacentes são movidas simultaneamente na direção de alimentação e não simultaneamente contra a direção de alimentação. As desvantagens desse princípio de alimentação são evitadas, a saber, o afrouxamento indesejado do leito de material a granel sobre as linhas limítrofes que se estendem na direção de alimentação entre as pranchas que se movem em relação uma à outra na e contra a direção de alimentação, pelo fato de que durante o estiramento e acúmulo alternantes da camada do leito de material a granel esse afrouxamento é fechado durante o estiramento por meio do material a granel que flui a partir do lado e é fechado durante o acúmulo por meio da compactação do material a granel. Opostamente à instalação de simples obstáculos de fluxo, os quais, em vez de um movimento transversal em forma de onda, levam a uma formação de uma camada de leito de material a granel que se move com as pranchas, eles não podem se formar com camada que se move, e, apesar disso, impede-se a formação de canais frios. A invenção ainda possui outra vantagem. O estiramento e acúmulo alternantes e contínuos levam, como um movimento de trituração, a uma mistura evidentemente vertical do leito de material a granel, sem que os obstáculos de fluxo que se projetam no leito de material a granel estejam presentes. Embora a representação atual seja tal que a ausência de um movimento vertical de mistura leve a uma taxa de recuperação especialmente boa, pois a cunha térmica descrita acima se forma como resultado,

7/16 estabeleceu-se que a temperatura do ar de exaustão gerado com o resfriador de acordo com a invenção e com o método correspondente é mais quente do que no caso do estado da técnica sem superfícies superiores configuradas diferentemente. Outro efeito é o de que os grãos e grânulos de clínquer que deixam o resfriador e os pedaços de clínquer especialmente grandes ainda possuem, em medidas muito raras, regiões ardentes. No caso de resfriadores convencionais observa-se comumente que o material a granel que deixa o resfriador com uma concentração típica, o qual é fragmentado, via de regra, por um triturador, possui pedaços de clínquer individuais ainda incandescentes. Observa-se que a banda de transporte disposta no triturador no final do resfriador, a qual transporta o clínquer recém-triturado até um silo, destaca-se conforme a qualidade do resfriador de clínquer de alguns pedaços de clínquer individuais ainda incandescentes. Esses pedaços levam consigo muito calor indesejado para o silo de clínquer, o qual não é recuperado e sobrecarrega desnecessariamente o silo com calor.

Presume-se, no contexto dessa invenção, que o modelo atual do resfriamento de fluxo cruzado descreve apropriadamente os estados na camada de leito de material a granel, quando o leito de material a granel é configurado de forma ideal. Isso significa que ele se comporta como um leito de material a granel fluídico, mas também livre de movimentos que permitem mistura. Dessa forma o ar de resfriamento que flui através do leito de material a granel pode resfriar completamente e em todos os lados cada partícula. Contudo, o clínquer sinterizado tem propriedades materiais com relação à condução de calor como a de algumas cerâmicas, nas quais uma região ardente pode estar presente em proximidade imediata com uma região essencialmente muito fria. Assim, um pedaço de clínquer do tamanho de uma mão pode possuir uma temperatura em lado ainda ardente e num lado oposto de 60°C a 80°C. Sementes granulares quentes também podem estar retidas dentro de grandes pedaços de clínquer, as quais são liberadas somente durante trituração. Presumivelmente essas manchas quentes podem ser formar nos grânulos de clínquer, quando, com base no movimento de mistura remanescente, os grânulos de clínquer repousam parcialmente nos sulcos dos grãos de clínquer adjacentes. Embora a teoria atual em relação ao resfriamento de fluxo cruzado permita presumir que um movimento de mistura leve a uma péssima recuperação de calor, possivelmente o movimento de mistura é a causa para uma melhor recuperação, pois se evitam sulcos por

8/16 meio do meio movimento do leito de material a granel quando do estiramento e acúmulo alternantes do leito de material a granel através de mistura ativa.

Uma configuração simples da invenção provê que as pranchas do resfriador de clínquer possui um dispositivo que transporta o leito de material a granel com um fundo de ventilação, em que a prancha possui, na direção de alimentação, superfícies superiores configuradas diferentemente. A superfície superior que se diferencia da grade de suporte como o dispositivo que transporta o leito de material a granel é uma superfície superior lisa e plana com baixa conexão friccional. Durante o movimento comum para frente a diferente conexão friccional das superfícies superiores não entra em vigor aparente, no entanto, durante o retorno a diferente condição de superfície superior no comprimento das pranchas é notável na direção de alimentação. Na concepção ideal o leito de material a granel é fixado na região na qual uma prancha se move individualmente para trás abaixo do leito de material a granel, a partir das linhas adjacentes de material a granel, as quais ficam sobre uma prancha que não se move momentaneamente, de tal forma que, apesar do movimento para trás da prancha, a linha de material a granel que fica sobre ela permanece na sua posição. Em operação efetiva, no entanto, o afrouxamento da região aparece sobre as linhas limítrofes entre as pranchas se mostra, ao que se deve atribuir que a linha do leito de material a granel sobre a prancha que se move para trás é afastada com uma força conhecida e não insignificante, com o que surge o afrouxamento. Nas regiões da prancha nas quais a conexão friccional é bastante baixa, o afrouxamento, por esse motivo, é influenciado menos fortemente, e nas regiões nas quais uma grade de apoio está presente como a superfície superior que transporta o leito de material a granel, o afrouxamento é fortemente influenciado. Como resultado a linha do leito de material a granel é comprimido ou acumulado nos locais com baixa conexão friccional através da força repulsiva da linha do leito de material a granel. Comportamento semelhante acontece quando uma parte é adjacente à parte da prancha com superfície superior de baixa conexão friccional e à parte da prancha com alta conexão friccional e quando a parte adjacente se move para trás. Com base na alta fricção da linha do leito de material a granel sobre as pranchas individuais, a linha do leito de material a granel desloca para trás, sobre a prancha que se move para trás, a porção da linha do leito de material a granel sobre a superfície superior com baixa conexão friccional e lá concentra o volume para a parte traseira e afrouxa o volume para a parte que se direciona para frente. Com isso acontece a concentração e o

9/16 afrouxamento em cada ciclo do movimento do resfriador, com o que surge um movimento de trituração com mistura vertical e fechamento dos canais frios sobre as linhas limítrofes entre as pranchas que se movimentam uma em relação à outra.

Tais segundas superfícies superiores se posicionam opostamente às primeiras superfícies superiores com conexão friccional especialmente baixa, as quais possuem, de forma preferencial, perfis que se sobrepõem um ao outro como grade de suporte, entre os quais o ar de resfriamento flui pelo leito de material a granel.

Numa configuração especial da invenção, provê-se que uma configuração das superfícies superiores possui uma forma de cunha, cuja extremidade plana está orientada contrariamente à direção de alimentação. Diferentemente dos resfriadores de barra transversa, nos quais as cunhas se movem em relação à superfície superior da grade de suporte e, com isso, representam meios de propulsão, provê-se, aqui, que as cunhas se encontram fixas sobre a grade de suporte que se move. Por meio da técnica do movimento para frente descrito, o material a granel deve percorrer sobre a cunha e se precipitar na extremidade da cunha, na direção de alimentação do lado aproximadamente vertical da cunha. Com isso, a mistura vertical é alimentada junto ao final dos canais frios. Opostamente ao ensinamento conforme a DK 140399, aqui não são providos obstáculos simples de fluxo, mas sim cunhas com conexão friccional especialmente baixa. Entre as cunhas não se forma, com isso, uma camada aumentada e autógena de proteção contra abrasão, como é o caso dos obstáculos de fluxo de acordo com a DK 140399, e as cunhas ainda efetuam, além da circulação vertical, também o fechamento dos canais frios.

Outra variante que fortalece o efeito de circulação da invenção provê que uma configuração das superfícies superiores possui uma forma de cunha, a qual é inclinada para o lado e cuja extremidade plana é orientada contra a direção de alimentação. Essa formação de superfície superior possui uma construção como a de um arado que repousa na parte posterior, cuja lâmina do arado aponta para cima. A cunha com inclinação para o lado desliza durante um movimento para frente, abaixo do leito de material a granel que se comprime nesse local no primeiro ciclo, em que o leito desliza para o lado descendente do resfriador. Com isso, a porção do leito de material a granel do leito de material a granel que se situa em relação ao lado descendente é comprimida, a linha limítrofe é encoberta e o leito de material a granel experimenta um movimento de rotação em torno do

10/16 eixo que se estende na direção de alimentação. O leito de alimentação se move numa maneira de linha espiral a partir do forno cilíndrico rotativo até a extremidade do resfriador, em que existe uma linha espiral por prancha. Essa última forma de modalidade indicada leva a um movimento de trituração bastante vigoroso e a uma mistura vertical, livres dos custos com uma resistência aumentada de transporte, a qual deve ser introduzida no leito de material a granel com maior força hidráulica. A desvantagem de custo do maior emprego de energia hidráulica é mais bem compensada por meio da melhor recuperação de calor.

A fim de melhorar ainda mais o efeito de fechamento de linhas limítrofes e do arado, provê-se dispor as diferentes superfícies superiores, em padrões que se repetem uniformemente, sobre a superfície de transporte do material a granel do resfriador. Um padrão, o qual melhorou o efeito de fechamento de linhas limítrofes e do arado, é um padrão a partir de linhas dispostas estreitamente em relação à direção de alimentação. Essas linhas podem, num primeiro caso, ser todas alinhadas, com o que um comportamento unilateral de entrega do forno cilíndrico rotativo pode ser equilibrado. Fornos cilíndricos rotativos tendem a um fracionamento de frações de grãos de clínquer de diferentes tamanhos, em que os grãos finos e brutos são entregues juntos entre si. Por sua vez, outros fornos cilíndricos rotativos não entregam o clínquer queimado concentricamente, mas sim fora do centro.

A fim de fortalecer o efeito de arado sem gerar um transporte líquido do leito de material a granel para um ou outro lado do resfriador de clínquer, provê-se que as linhas curvadas em relação à direção de alimentação da disposição das superfícies superiores se alternem com baixa conexão friccional na sua direção, ou seja, indicando ora para esquerda, ora para direita.

Numa configuração especial da invenção provê-se que a disposição das superfícies superiores com baixa conexão friccional possui uma forma de arco, em que o arco é direcionado simetricamente em relação à direção de alimentação. Essa forma de arco tem como efeito uma compressão do leito na direção do centro do resfriador de clínquer, de acordo com a escolha da forma de superfície superior da superfície superior com baixa conexão friccional. Caso a superfície superior plana seja escolhida no plano de transporte do resfriador de clínquer, estabelece-se o movimento de trituração na forma de arco. Por outro lado, caso seja usada a forma de cunha, a qual declina para o lado, o efeito de

11/16 alimentação em relação ao centro, de acordo com a orientação de lado da forma de cunha, se fortalece ou se enfraquece.

Numa configuração bastante especial as superfícies superiores também podem ser misturadas. Por exemplo, caso sejam usadas nos lados as superfícies lisas em forma de cunha e na linha central da direção de alimentação sejam usadas as superfícies superiores planas com conexões friccionais lisas, então a eficiência de transporte entre parede lateral e linha central é influenciada diferentemente durante elevação igual e frequência de elevação igual das pranchas individuais, e a diferente eficiência de transporte pode ser usada para equilibras um comportamento de entrega uniforme do forno cilíndrico rotativo.

A invenção é explicada mais detalhadamente com base nas seguintes figuras, que mostram:

Figura 1 um resfriador de acordo com a invenção, com uma primeira configuração com superfícies superiores planas com baixa conexão friccional,

Figura 2 uma ampliação detalhada das porções planas das superfícies superiores,

Figura 3 diferentes planos de alocação para as diferentes superfícies superiores,

Figura 4 uma outra configuração do resfriador, com unidades componentes das superfícies superiores em forma de cunha, com baixa conexão friccional,

Figura 5.1 uma ampliação detalhada das porções das superfícies superiores em forma de cunha,

Figura 5.2 uma visualização lateral sobre as porções das superfícies superiores em forma de cunha no plano de transporte do resfriador,

Figura 6 uma terceira configuração de resfriador, com porções das superfícies superiores em forma de cunha, as quais declinam para o lado,

Figura 7 uma visualização frontal sobre as porções das superfícies superiores em forma de cunha, as quais declinam para o lado no plano de transporte do resfriador.

Na Figura 1 são representados os componentes construtivos essencialmente de acordo com a invenção de um resfriador de clínquer 100 numa primeira configuração. Esse resfriador consiste de quatro pranchas 101, 102, 103, 104 dispostas entre si, as quais se estendem na direção de alimentação 105. O lado transversal representado no primeiro plano é o lado sobre o qual o forno cilíndrico rotativo derrama o clínquer e o lado transversal representado no quadro

12/16 no segundo plano forma a extremidade do resfriador. Para resfriamento de clínquer o clínquer é derramado sobre o lado anterior do resfriador de clínquer

100, fluindo através do ar de resfriamento 107, o qual flui a partir de baixo através das superfícies em forma de cartucho 110 no leito de material a granel que repousa sobre o resfriador 100, leito este que não é representado aqui. As superfícies em forma de cartucho possuem perfis que se sobrepõem um ao outro, através dos quais o ar de resfriamento 107 flui, mas que não pode fluir para baixo a partir de cima do clínquer. Com as superfícies em forma de cartucho 110 estruturas de superfícies superiores lisas se alternam com segundas superfícies 115. Essas superfícies 115 também podem ser providas com aberturas para ar de resfriamento. É importante que a conexão friccional das superfícies superiores das segundas superfícies 115 com superfície superior lisa se diferencie evidentemente da conexão friccional das superfícies em forma de cartucho 110, pois somente através da diferente conexão friccional ao longo da superfície superior de transporte do resfriador 100 é que o efeito que acumula e que depois gera afrouxamento descrito acima vai atuar, com o que um movimento de trituração do leito de material a granel é gerado, o qual leva a uma mistura e que fecha homogeneamente as linhas limítrofes sobre as pranchas dispostas entre si, quando estas são rasgadas durante o movimento relativo de duas pranchas 101, 102, 103 e 104.

As superfícies 115 com baixa conexão friccional são representadas com ampliação de detalhes na Figura 2. Estas superfícies substituem, em distâncias regulares, as superfícies em forma de cartucho 110, de tal forma que se estabelece, em locais nas linhas do leito de material a granel sobre as pranchas

101, 102, 103 e 104, um efeito que acumula e que depois gera afrouxamento, onde as segundas superfícies 115 são dispostas.

Além da forma da configuração da superfície superior das superfícies 115, a sua disposição no plano de transporte do resfriador também é uma causa para o efeito das diferentes configurações das superfícies superiores. O tipo mais simples de arranjo é como o descrito na figura inferior 3a, uma troca regular de superfícies em forma de cartucho 110 com perfis que se sobrepõem entre si, os quais são colocados um pouco mais fundos, a fim de formar nessas depressões uma concavidade para uma camada autógena de proteção contra abrasão e segundas superfícies com uma superfície superior aproximadamente plana. Esse arranjo leva a um movimento de trituração bastante peristáltico do material a

13/16 granel nas linhas do leito de material a granel, as quais repousam sobre as pranchas individuais 101, 102, 103 e 104.

Além da troca regular sobre toda a largura do resfriador, também é possível dispor as segundas superfícies superiores 115 com baixa conexão friccional obliquamente em relação à direção de alimentação, de acordo com a subfigura 3b. A fim de evitar um efeito de alimentação líquida em relação ao lado do resfriador, é possível trocar regularmente a disposição oblíqua, de modo que o movimento de trituração atua ora em relação a um lado e ora em relação a outro lado do resfriador 100.

Na subfigura 3c é finalmente mostrada uma disposição que exibe um efeito de alimentação líquida em relação ao lado, quando o movimento de trituração é dividido não como mostrado na subfigura 3a, simetricamente, mas sim dissimetricamente sobre a superfície de transporte do resfriador.

Na subfigura 3d é finalmente representada uma disposição em forma de arco das segundas superfícies superiores 115, em que os arcos são dispostos simetricamente em torno das linhas centrais da direção de alimentação 105.

Na Figura 4 é representada uma configuração do resfriador de acordo com a invenção como resfriador 200, o qual igualmente possui quatro pranchas 201, 202, 203 e 204 que se dispõem entre si e que se estendem na direção de alimentação 205, em que o ar de resfriamento que se infunde a partir de baixo não é representado aqui por questão de simplificação. Diferentemente do resfriador de acordo com a Figura 1, nesse resfriador as segundas superfícies superiores 215 são configuradas em forma de cunha, são dispostas fixamente sobre as pranchas 201, 202, 203 e 204 e se movem não como um tipo de resfriador que se mostra semelhante por fora, no qual os elementos de deslocamento em forma de cunha se movem em relação à superfície superior das pranchas. No caso da disposição mostrada aqui as superfícies aproximadamente verticais 216 apontam na direção de alimentação 205 e as extremidades planas da cunha 217 apontam contra a direção de alimentação. Quando do completo movimento para frente o efeito das superfícies verticais 216 não entra em ação, pois todo o leito de material a granel se move para frente sobre o resfriador 200. Quando do retorno das pranchas individuais 201, 202, 203 e 204, as segundas superfícies em forma de cunha 215 se deslocam abaixo da linha do leito de material a granel, a qual fica sobre a prancha que se move contra a direção de alimentação 205, e com isso eleva a linha do leito de material a granel sobre si, e o leito de material a granel cai sobre a superfície aproximadamente vertical 216,

14/16 em que o leito de material a granel se acumula novamente, com o que também se experimenta uma mistura vertical. Opostamente aos obstáculos de fluxo conforme a DK 140399, aqui o leito é elevado cautelosamente por uma cunha com baixa conexão friccional e é circulado, em que entre as cunhas individuais não se forma qualquer depressão, a qual é cheia com uma camada estacionária do leito de material a granel sobre as pranchas.

A disposição das superfícies em forma de cunha 215 no resfriador 200 ocupado por superfícies 110 que provêm elementos de perfil especialmente com forma de cartucho e que se sobrepõem entre si é representada mais detalhadamente na Figura 5.1, a partir da qual emerge a disposição do lado aproximadamente vertical, sobre o qual o material a granel emerge quando do retorno das pranchas individuais 201,202, 203 e 204.

Na Figura 5.2, finalmente, é representado um esquema de visualização lateral sobre o plano de transporte do resfriador do resfriador 200, em que as superfícies em forma de cunha 215 se projetam suavemente sobre o plano de transporte do resfriador.

Na Figura 6, por fim, é representada uma terceira configuração de resfriador como resfriador 300, na qual, opostamente à representação na Figura 1, o ar de resfriamento que influi a partir de baixo também não é representado para fins de simplificação. No caso dessa configuração as segundas superfícies 315 do resfriador idêntico especialmente com resfriador 100 e 200 são configuradas como cunha, as quais caem para um lado. Durante retorno das pranchas individuais 301, 302, 303 e 304 a segunda superfície 315 se desloca com baixa conexão friccional em comparação às superfícies em forma de cartucho 110 sob o leito de material a granel, o qual é acumulado em relação ao lado descendente e finalmente cai sobre a superfície que aponta para a direção de alimentação da segunda superfície 315. Durante o arrasto da segunda superfície 315 através do leito de material a granel surge um efeito semelhante ao de uma pá de arado, com o que o material a granel é movido num tipo de linha espiral na direção de alimentação e se mistura, com isso, de forma evidentemente vertical. Por meio da mistura tais porções das superfícies superiores dos clínquers que conduzem muito mal o calor são sempre liberadas, as quais ainda possuem calor de superfície superior. Através disso esse calor é recuperado e a eficiência total do resfriador de clínquer aumenta.

É possível alterar o movimento de rotação do clínquer na linha do leito de material a granel sobre as respectivas pranchas 301, 302, 303 e 304, a fim de

15/16 impedir um efeito de alimentação líquida para o lado, e também é possível manter uniforme o movimento de rotação através do alinhamento igual das cunhas em relação ao lado, a fim de manter uma alimentação líquida desejada em relação ao lado.

O conceito da invenção se refere a um mau funcionamento deliberado do alimentador com piso deslizante conhecido, a fim de poder evitar uma fluidificação do leito de material a granel, por um lado, e para evitar, por outro lado, que grânulos de clínquer não fluidizados e quentes se encontrem em sulcos de outros e, com, isso, não possam fornecer seu calor. A fim de conseguir isso, é possível selecionar como partes das superfícies superiores as partes das superfícies superiores planas e em forma de cunha ou as partes das superfícies superiores em forma de cunha com orientação descendente para o lado e dispor essas partes em diferentes padrões de alocação no plano de transporte do resfriador. Dessa forma as vantagens de alguns tipos de resfriador são preservadas, como, por exemplo, a eficiência de recuperação, e, por outro lado, outras desvantagens, tal como elementos que se movem na camada quente do leito de material a granel, não estão presentes. O afrouxamento inerente ao sistema de transporte sobre a linha limítrofe entre as linhas individuais do leito de material a granel, o qual surge especialmente por ocasião de baixas alturas do leito de material a granel, é contido ou sua formação é suprimida.

LISTA DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA

100 Resfriador de clínquer

101 Prancha

102 Prancha

103 Prancha

104 Prancha

105 Direção de alimentação

107 Ar de resfriamento

110 Superfície

115 Superfície com baixa conexão friccional

200 Resfriador de clínquer

16/16

	201 Prancha 202 Prancha 203 Prancha 204 Prancha
5	205 Direção de alimentação 215 Superfície em forma de cunha com baixa conexão friccional 300 Resfriador de clínquer 301 Prancha 302 Prancha
10	303 Prancha 304 Prancha 305 Direção de alimentação 315 Superfície em forma de cunha com baixa conexão friccional com prancha que declina para o lado

1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Resfriador (100, 200, 300) para resfriamento de material a granel quente,

a) no qual ar de resfriamento (107) flui de forma levemente transversal em relação à direção de alimentação através de um leito de material a granel e absorve, com isso, o calor do material a granel, em que

b) um dos dispositivos (101, 102, 103, 104) que transporta o leito de material a granel possui um fundo de ventilação, através do qual ar de resfriamento (107) flui, e em que

c) o princípio de alimentação provê pranchas (101, 102, 103, 104) que se estendem na direção de alimentação (105), nas quais

d) pelo menos duas pranchas adjacentes (101, 102, 103, 104) são movidas simultaneamente na direção de alimentação (105) e não simultaneamente contra a direção de alimentação (105), o resfriador (100, 200, 300) caracterizado pelo fato de que

e) as pranchas (101, 102, 103, 104) possuem, na direção de alimentação, (105) superfícies superiores (110, 115, 215, 315) configuradas diferentemente, sobre as quais o material a granel repousa, as quais,

f) em função das suas diferentes conexões friccionais ao leito de material a granel que repousa sobre elas, levam a velocidades de transporte médias diferentes uma da outra, de tal forma que, como resultado,

f.1) o leito de material a granel é estendido na região de alimentação mais rápida e é comprimido na região de alimentação mais lenta, em que

g) uma primeira configuração das superfícies superiores (115) é plana, e

h) uma segunda configuração das superfícies superiores é uma grade de apoio (110), a qual, numa maneira preferencial, possui perfis justapostos entre si, entre os quais o ar de resfriamento (107) flui no leito de material a granel.
2. Resfriador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma configuração das superfícies superiores possui uma forma de cunha (215), cuja extremidade plana (217) é alinhada contra a direção de alimentação (205).
3. Resfriador, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 2, caracterizado pelo fato de que uma configuração das superfícies superiores possui uma forma de cunha (315), a qual é inclinada em relação ao lado e cuja extremidade plana é alinhada contra a direção de alimentação (305).

Petição 870180039592, de 11/05/2018, pág. 10/12

2/3
4. Resfriador, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as superfícies superiores (110, 115, 215, 315) configuradas diferentemente se alternam em distâncias regulares ao longo da direção de alimentação (105).
5. Resfriador, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as superfícies superiores (110, 115, 215, 315) configuradas diferentemente resultam num padrão disposto obliquamente em relação à direção de alimentação (105).
6. Resfriador, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as superfícies superiores (110, 115, 215, 315) configuradas diferentemente formam um padrão de arco (3a), em que os arcos são dispostos simetricamente em relação à direção de alimentação (105).
7. Método para resfriamento de material a granel quente, no qual o material a granel é transportado como leito de material a granel ao longo de um fundo de ventilação (110, 115, 215, 315), em que ar de resfriamento (107) flui de forma levemente transversal em relação à direção de alimentação (105) através do leito de material a granel, e em que o princípio de alimentação provê pranchas (101, 102, 103, 104) que se estendem na direção de alimentação (105), nas quais pelo menos duas pranchas adjacentes (101, 102, 103, 104) são movidas simultaneamente na direção de alimentação (105) e não simultaneamente contra a direção de alimentação (105), o método caracterizado pelo fato de que as pranchas (101, 102, 103,104) possuem, na direção de alimentação (105), superfícies superiores (110, 115, 215, 315) configuradas diferentemente, sobre as quais o material a granel repousa, as quais, em função das suas diferentes conexões friccionais ao leito de material a granel que repousa sobre elas, levam a velocidades de transporte médias diferentes uma da outra, de tal forma que, como resultado, o leito de material a granel é estendido na região de alimentação mais rápida e é comprimido na região de alimentação mais lenta, em que uma primeira configuração das superfícies superiores (115) é plana, e uma segunda configuração das superfícies superiores é uma grade de apoio (110), a qual, numa maneira preferencial, possui perfis justapostos entre si, entre os quais o ar de resfriamento (107) flui no leito de material a granel.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma configuração das superfícies superiores possui uma forma de cunha (315), a qual circula de tal forma o leito de material a granel quando do movimento

Petição 870180039592, de 11/05/2018, pág. 11/12

3/3 de uma prancha (101, 102, 103, 104) contra a direção de alimentação (105), que o material a granel sobre linhas limítrofes que se estendem na direção de alimentação (105) é alimentado entre duas pranchas (101, 102, 103, 104).
9. Método, de acordo com uma das reivindicações de 7 a 8,

5 caracterizado pelo fato de que as superfícies superiores configuradas diferentemente formam um padrão uniforme (3a, 3b, 3c, 3d).