Verfahren und Vorrichtung für die Durchführung einer Wärmebehandlung von festen Stoffen unter Mitwirkung von Gasen. Der Betrieb von Schachtöfen zum Bren nen von Zement leidet unter dem Nachteil, dass eine gleichmässige Aufgabe des brenn- stoffhaltigen Zementrohmehls bei den Schacht öfen bisheriger Bauart nur schwer erzielbar ist.
Auch die Verteilung des Blaswindes über den Sehaehtofenquerschnitt ist nicht genügend be- herrsehbar. Der Luftdurehgang durch das Brenngut ist nicht immer gleichmässig und er folgt in der Regel in den Randzonen, wäh rend die Besehiekungssäule in der Mitte nur ungenügend von Luft durchstrichen wird. Die Folge dieser Mängel ist, dass das Brenngut meist ungleichmässig gebrannt anfällt und der aus Schaclitofenklinker hergestellte Zement nicht immer einheitlich ist.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfah ren zur Wärmebehandlung von festen Stoffen unter Mitwirkung von Gasen sowie eine dazu geeignete Vorrichtung. Sie kann Anwendung finden beim Brennen von Zement oder gleich oder ähnlich gearteten Rohstoffen, wobei eine gleichmässige Gutaufgabe und eine den Erfor dernissen angepasste Verteilung, z. B. der Be handlungsluft, erwünscht ist.
Das erfindungs gemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das behandelte Gut, durch eine als Aus- tragsv orriehtung arbeitende Rostauflage aus einem Ofen ausgetragen wird, dessen nutzbare Höhe geringer ist als die grösste lineare Aus dehnung seiner Querschnittsfläche und der mit einer Einrichtung zum regelbaren Hin- durchsaugen von Behandlungsgasen in Rich tung von unten nach oben ausgerüstet ist.
Das Durchsaugen von Luft von unten nach oben durch die Beschickung ist bei Schachtöfen an sich bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Massnahme an der mangelhaften Luftverteilung im Schachtofen nichts ändert, da. die Luft auf dem langen Weg durch den Schachtofen genügend Zeit und Gelegenheit hat, sich den Weg des leich testen Widerstandes zu suchen.
Es ist darum schon vorgeschlagen worden, einerseits mit einer niedrigen Beschickungshöhe im Schacht ofen zu arbeiten und anderseits die Luft mit Hilfe einer in die Mitte der Beschickung rei chenden Düsenanordnung einzublasen, um so zu einer besseren Verteilung der Luft zu kommen. Die Vorschläge dieser Art haben jedoch zu keinem befriedigenden Erfolg ge führt. Die Beschickung ist nach wie vor man gelhaft geblieben, und damit konnten auch kein gleichmässiger Luftdurchtritt und Brenn vorgang erzielt werden.
Bei einem Ofen, dessen nutzbare Höhe ge ringer als die grösste lineare Ausdehnung sei ner Quersehnittsfläehe ist, kann nun das Brenngut leicht in -gleichmässigen Schichten aufgegeben werden, und es ergibt sich von selbst eine für den Brennvorgang günstige ge ringe Beschickungshöhe.
Weiterhin bieten sich keine Schwierigkeiten, regelbare Lufteinlässe innerhalb der Beschickung und gegebenen- falls an den Seiten des Ofens so anzuordnen, dass die eintretende Luft. über den Querschnitt des Ofens gleichmässig verteilt in die Beschik- kung gelangt, die sie unter der von oben wir kenden Absaugung auf ihrem infolge der ge ringen Besehickungshöhe kurzen Wege gleich förmig durchströmt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sieh durch einen Ofen mit einer beweglichen, als Austragsvorriehtung arbeitenden Rostauflaege ans, bei dem die Höhe des Füllraumes für das zu behandelnde feste Gut geringer ist als die grösste lineare Ausdehnung seiner Quer schnittsfläche, und der mit Einrichtungen ver sehen ist, um die für die Behandlung be nötigten Gase in regelbarer Menge von unten nach oben hindurchzusaugen. Durch die be wegliche Ausbildung der Rostauflage kann bewirkt werden, dass das Brenngut in den untern Schichten laufend gelockert,
abgebro- ehen und durch die Rostzwischenräume aus getragen wird. Das unten ausgetragene Per tiggut kann nach Massgabe seines Austragens durch Aufgabe neuen Rohgutes von oben er setzt werden. Hierdurch ergibt sich ein kon tinuierlicher Betrieb und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit des Ofens, zu der noch die gegenüber den bekannten Vorrichtungen zum Brennen von Zement verhältnismässig gerin gen Anlage- und Unterhaltungskosten kom men.
Zur näheren, beispielsweisen Erläuterung des Erfindungsgegenstandes dient die Zeieh- nung.
Fig. 1 zeigt einen Ofen mit einem runden Querschnitt; Fig. 2 gibt einen Schnitt durch den Ofen mantel nach der Linie 1-B wieder.
-'##-ie aus den Abbildungen erkennbar ist, ist die nutzbare Höhe des Ofens, der mit 1 bezeichnet ist, geringer als sein Durchmesser. Oberhalb des Ofens befindet sich das Absauge- gebläse 2 mit Kamin 3. Die Absaugung erfolgt über ein Rohr 4, das in den Ofenraum mün det und über einen Stauba.hscheider 5, z. B. Multiklon, zu dem Gebläse\ 2 führt. Zur Re gelung der Saugluft ist in dem Verbindungs- rohr zwischen Staubabselieider und Gebläse eine Drosselklappe 6 angeordnet.
Den Boden des Ofens bildet. ein durchlässiger Drehrost 7, der mit nach oben gerichteten Rippen 7a. zum Brechen der untern Beschiekungslag-en ausge rüstet ist. Der Mittelteil des Drehrostes ist als ein in den Ofenraum ragender Kegel 8 mit. Luftdurehlässen im Mantel ausgebildet. Zur Regelung der in den Kelel eintretenden Luft dient ein vorgesehaltetes Drosselorgan, z. B. eine Drosselklappe 8u., die gegebenenfalls mit Hilfe eines Thermostaten selbsttätig nach der Ofentemperatur gesteuert werden kann. Der Drehrost läuft in bekannter Weise auf Rol len 9 und wird von seitlichen Rollen 10 an getrieben.
Um zu verhindern, dass sieh die zusammenbaekende Beschiekung mit dem Rost dreht, sind in dem Ofensehaeht Längsrippen 1.1 vorgesehen, die über das Ofenfutter hinaus in den Ofenraum ragen. An die Stelle der Längsrippen können auch andere für den selben Zweck geei"nete Einrichtungen treten.
Die Ofenbesehickung erfolgt aus den Vor ratssilos 12, unter denen ein Förderband 13 angeordnet ist, das die Aufgabestoffe einer Misehtrommel 14 zuführt.. Aus der -Misch trommel gelangt die Rohmisehung auf ein weiteres Förderband 15 und von diesem über einen Tellerverteiler 1.6 in den Ofen.
Unterhalb des Drehrostes 7 ist ein dem Ofenquerschnitt. entsprechender Austragst.ricli- ter 17 angeordnet, von dem das Brenngut in einen Walzenbreeher <B>1.8</B> gelangt. Das ge brochene Gut fällt auf einen Siebförderer 19 und von diesem in Fertig und Rückgut ge trennt in Behälter 20 und '?l. An Stelle eines runden Quersehnittes kann der Ofen auch einen rechteckigen Querschnitt erhalten, in welchem Falle die nutzbare Höhe geringer als die Querschnittsdiagonale zu halten ist.
Bei einer derartigen Ofenausbildung wird der untere Ofenabschluss von einer in Längsrieh- tung hin- und herbewegbaren Rostauflage ge bildet. Die vorspringenden Mantelrippen 11 sind bei einem solchen Ofen überflüssig.
Die Arbeitsweise mit dem beschriebenen. Ofen gestaltet sieh wie folgt: Die in den Silos 12 in Rohmehl, Kohle und Rückgut ge- trennt gehaltenen Beseliiekungsbestandteile werden in der erforderlichen mengenmässigen Bemessung über < las Förderband 13 der lliseh- trommel 14 und aus dieser dem Ofen zage ; führt. In diesem gelangt das Auf gabegut mit Hilfe des Tellerverteilers 16 zur gleichmässigen Verteilung über dem gesamten Ofenquer schnitt.
Die Zusammensetzling und Bereitung der Mischung erfolgt zweckmässig in der beim i Betrieb von Sinterbrandapparaten üblichen Weise. So empfiehlt es sieh z. B., die Roh- inisehung aus Zeinentrohmelil und Brennstoff vor ihrer Aufgabe unter Hinzufügung von Wasser einer Krünrelung in der Mischtrommel. zu unterwerfen, um den Luftdurchgang durch die Besehiekunr zu erleichtern.
Die Verbrennungsluft tritt unter der kung der Saugvorrichtung ?, die einen Be- triebsunterdruek von etwa 20 bis 80 ein WS oder auch mehr erzeugt, über den ganzen Querschnitt des Drehrostes 7 gleichmässig in den Ofen ein, erwärmt sieh in den fertig gebrannten untern Schichten der Beschickung und gelangt so vorgewärmt in die Brennzone, in der je nach Massgabe der Brennstoffzutei lung eine Klinkerung oder auch Sinterung des Brenngutes erfolgt.
Die aus der Brenn zone austretenden heissen Verbrennungsgase wärmen sodann die darüberliegenden Beschik- kungsschichten vor, verdampfen das Wasser aus den Krümeln und treten schliesslich über den Staubabscheider 5 und die Saugvorrich tung '? ins Freie.
Durch Betätigung der Drosselklappen 6 und 8u hat man es in der Hand, die Luft menge und -verteilung nach Wunsch zu regeln und den Temperaturverhältnissen des Ofens anzupassen. So wird man die Absaugung bei gegebener Beschickungsmenge vorteilhaft so halten, dass die Temperaturen in der Ofen haube beispielsweise 200 C nicht überschrei ten. Die Regelung kann in Abhängigkeit von einem Thermostaten selbsttätig erfolgen. Man ist auch in der Lage, den durch Anordnung des Kegels 8 verstärkten Luftzutritt in die lllitte der Besehiekung nach Bedarf zu dros seln und zu erhöhen.
Unregelmässigkeiten des Brandes, der in einer Ebene vonstatten gehen soll, lassen sieh durch die Regeleinrichtungen leicht beherrschen, und man ist somit in der Lage, die Hauptverbrennung immer im Be reich der gleichen Zone zu halten.
Die untern fertiggebrannten Schichten werden von dem beweglichen Rost gleichmässig gebrochen und durch die Rostzwischenräume ausgetragen. Der Klinker wird in dem Wal zenbrecher 7.8 oder einer andern geeigneten Brechvorrichtung zweckmässig auf Körnungen unter 30 mm zerkleinert und anschliessend das im wesentlichen aus Schwachbrand bestehende Feingut. von einer Körnung bis 6 mm abge- siebt, das als Rückgut der Rohmischung wie der zugesetzt werden kann. In gleicher Weise kann der im Staubabseheider 5 anfal lende Staub der Beschickung des Ofens lau fend wieder zugeführt werden.
Der Ofen eignet sich naturgemäss nicht nur zum Brennen von Zement, sondern ist glei cherweise auch zur Durchführung anderer Brennprozesse, wie z. B. zum Brennen von Kalk, Rösten von Eisenerzen, oder für andere Verfahren anwendbar, bei denen es auf die Wärmebehandlung von Stoffen unter Einwir kung von Luft. oder andern Gasen ankommt.
Method and device for the implementation of a heat treatment of solid substances with the aid of gases. The operation of shaft furnaces for burning cement suffers from the disadvantage that it is difficult to achieve a uniform feed of the fuel-containing cement raw meal in shaft furnaces of previous designs.
The distribution of the blowing wind over the ophthalmic furnace cross-section is also not sufficiently controllable. The passage of air through the kiln is not always uniform and it usually follows in the edge zones, while the center of the Besehiekungssäule is only insufficiently traversed by air. The consequence of these deficiencies is that the material to be fired is usually inconsistent and the cement made from Schaclitofen clinker is not always uniform.
The invention now relates to a procedural Ren for the heat treatment of solid substances with the aid of gases and a device suitable for this purpose. It can be used when burning cement or raw materials of the same or similar type, with a uniform task and a distribution adapted to the requirements, e.g. B. the treatment air is desirable.
The method according to the invention is characterized in that the treated material is discharged from a furnace through a grate support working as a discharge device, the useful height of which is less than the largest linear expansion of its cross-sectional area and that with a device for controllable direction - Is equipped with suction of treatment gases in the direction from bottom to top.
Sucking air through the feed from bottom to top is known per se in shaft furnaces. However, it has been shown that this measure does not change the poor air distribution in the shaft furnace, since. the air on the long way through the shaft furnace has enough time and opportunity to find the path of the lightest resistance.
It has therefore already been proposed, on the one hand, to work with a low loading height in the shaft and, on the other hand, to blow the air with the help of a nozzle arrangement rich in the middle of the loading, in order to achieve a better distribution of the air. However, the proposals of this type have not led to any satisfactory success. The charging is still inadequate, and thus no even air passage and combustion process could be achieved.
In the case of a furnace whose usable height is less than the greatest linear extent of its cross-sectional area, the material to be fired can now easily be fed in evenly-spaced layers, and this automatically results in a low loading height that is favorable for the firing process.
Furthermore, there are no difficulties in arranging adjustable air inlets within the loading area and, if necessary, on the sides of the furnace so that the air can enter. Evenly distributed over the cross-section of the furnace, it reaches the loading, which flows through it uniformly under the suction acting from above on its short path due to the low loading height.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized by a furnace with a movable grate support working as a discharge device, in which the height of the filling space for the solid material to be treated is less than the largest linear extent of its cross-sectional area, and the one with facilities ver can be seen to suck through the gases required for the treatment in a controllable amount from bottom to top. The moveable design of the grate can cause the items to be fired to be continuously loosened in the lower layers,
broken off and carried out through the spaces between the grates. The pearlescent material discharged from below can be replaced by adding new raw material from above, depending on its discharge. This results in a continuous operation and thus a high economic efficiency of the furnace, to which the relatively low investment and maintenance costs come compared to the known devices for burning cement.
The drawing is used for a more detailed, exemplary explanation of the subject matter of the invention.
Fig. 1 shows a furnace with a round cross-section; Fig. 2 shows a section through the furnace shell along the line 1-B again.
- '## - as can be seen from the figures, the usable height of the furnace, which is designated by 1, is less than its diameter. The suction fan 2 with chimney 3 is located above the furnace. The suction takes place via a pipe 4 which opens into the furnace chamber and via a dust separator 5, e.g. B. Multiclon, to the blower \ 2 leads. To regulate the suction air, a throttle valve 6 is arranged in the connecting pipe between the dust separator and the fan.
Forms the bottom of the oven. a permeable rotating grate 7 with upwardly directed ribs 7a. to break the lower Beschiekungslag-en is equipped. The middle part of the rotating grate is provided as a cone 8 projecting into the furnace space. Air passages formed in the jacket. To regulate the air entering the bowl, a throttle device, z. B. a throttle valve 8u., Which can optionally be controlled automatically with the help of a thermostat according to the oven temperature. The rotating grate runs in a known manner on Rol len 9 and is driven by lateral rollers 10 on.
In order to prevent the assembly loading from rotating with the grate, longitudinal ribs 1.1 are provided in the furnace head, which protrude beyond the furnace lining into the furnace space. In place of the longitudinal ribs, other devices suitable for the same purpose can also be used.
The furnace loading takes place from the prior ratssilos 12, under which a conveyor belt 13 is arranged, which feeds the feed materials to a mixing drum 14 .. From the mixing drum, the raw disinfection is transferred to another conveyor belt 15 and from this via a plate distributor 1.6 into the furnace.
Below the rotating grate 7 is the furnace cross-section. A corresponding discharge gate 17 is arranged, from which the material to be fired arrives in a roller grinder <B> 1.8 </B>. The broken material falls on a sieve conveyor 19 and from this separated into finished and returned goods in containers 20 and oil. Instead of a round cross-section, the furnace can also have a rectangular cross-section, in which case the usable height must be kept less than the cross-sectional diagonal.
In such a furnace design, the lower furnace closure is formed by a grate support that can be moved back and forth in a longitudinal direction. The projecting casing ribs 11 are superfluous in such a furnace.
The way of working with the described. The furnace is designed as follows: The covering components, which are kept separate in the silos 12 in raw meal, coal and return material, are conveyed in the required quantitative dimension over the conveyor belt 13 of the oil drum 14 and from this to the furnace; leads. In this, the goods are fed with the help of the plate distributor 16 for even distribution over the entire oven cross-section.
The composition and preparation of the mixture is expediently carried out in the manner customary in the operation of sinter firing apparatus. So it recommends z. B., the raw inisehung from Zeinentrohmelil and fuel before its task with the addition of water from a Krünrelung in the mixing drum. subject to facilitate the passage of air through the Besehiekunr.
The combustion air enters the furnace evenly over the entire cross-section of the rotating grate 7 under the action of the suction device? Which generates an operating depression of about 20 to 80 a WS or more, and is heated in the finished lower layers of the charge and thus arrives preheated in the combustion zone, in which, depending on the fuel allocation, clinkering or sintering of the material to be burned takes place.
The hot combustion gases emerging from the combustion zone then preheat the charging layers above, evaporate the water from the crumbs and finally pass through the dust separator 5 and the suction device. into the open.
By operating the throttle valves 6 and 8u you have it in hand to regulate the amount and distribution of air as desired and to adapt the temperature conditions of the furnace. So you will keep the suction with a given charge so that the temperatures in the furnace hood do not exceed, for example, 200 C th. The regulation can take place automatically depending on a thermostat. It is also possible to reduce and increase the air admission into the middle of the building, which is increased by the arrangement of the cone 8, as required.
Irregularities in the fire that should take place in one level can be easily controlled by the control devices, and it is therefore possible to always keep the main combustion in the same zone.
The lower completely fired layers are broken evenly by the movable grate and carried out through the spaces between the grates. The clinker is appropriately crushed in the roll crusher 7.8 or another suitable crushing device to a grain size of less than 30 mm and then the fine material consisting essentially of light fire. sieved from a grain size of up to 6 mm, which can be added to the raw mixture as return material. In the same way, the dust in the dust separator 5 can be continuously fed back into the charging of the furnace.
The furnace is naturally not only suitable for burning cement, but is also used to carry out other burning processes such. B. for burning lime, roasting iron ores, or for other processes in which there is the heat treatment of substances under the influence of air. or other gases.