verfahren zum Brennen von Zement und Kalk im Schachtofen Die h:rfindung bezieht sich auf ein Ver fahren 711111 Brennen von Zement und Kalk iryi Schachtofen, (las durch die besondere Kom bination zum Teil für sich bekannter Mass nahmen die Herstellung von Klinker in einer Qualität, wie sie bisher nur durch Drehöfen erreichbar >ar, gestattet.
Dabei ist, bei dem neuen Verfahren noch eine Kohleneinsparung, bi> zit ?0 /o der bisher für Sehaehtöfen erfor derlichen Menge möglich.
Die die Kühlzone von Schachtöfen nach unten abschliessenden Dreh- oder Walzenroste haben die Aufgabe, das Brenngut zii zerklei. nern und sollen auch für einen möglicbst gleichmässigen Austrag des Gutes sorgen. Dieser letztgenannten Aufgabe kommen die bekannten Rostausbildungen jedoch nur be dingt nach, da sie das zerkleinerte Gut frei dui#elufallen lassen.
Es kommt daher vor. dass loses, kleinstüekiges Gut rascher ausgetragen wird als hartes, zii grösseren Stücken zusam- inengesintertes Gut, das sich mir schwer zer kleinern lässt.
An den Roststellen, an denen (las Gut schneller durchläuft, wird auch die Feuerzone nach unten gerissen, wobei es sehr schwieril- ist, wieder eine geschlossene Feuer zone herzustellen. Die sieh hierbei bildenden, mit lockerem, ungebranntem Gut gefüllten Kamine neigen dazu, ihren Inhalt durch den Tost durchschiessen zu lassen, so dass die Aus tragsehleusen überfüllt werden, nicht mehr schliessen und die Verbrennungsluft nach unten abblasen lassen.
Um dem Auftreten dieser Erscheinungen vorzubeugen, werden die Schachtöfen im allgemeinen höher gebaut als notwendig, und es wird mit. einem solchen Brennstoffübersehuss gearbeitet, dass sieh keine locker gebrannten Stellen bilden, son dern ein überbrannter, harter und dichter Klinker entsteht, obgleich ein lockeres und poröses Brenngut erwünscht ist, das sich leichter und wirkungsvoller kühlen lässt als grosse, dichte Stücke. Nun hat aber ein schnell_ gekühlter Zementklinker eine überlegene Qua lität.
Da es jedoch mit den bekannten Rost ausbildungen schwierig ist, einen porösen Schachtofenklinker zii erzeugen, gilt der Schachtofenklinker als dem Drehofenklinker unterlegen.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass ein Rost, der neben Zerkleinerung das Gut nicht nach dessen Härte, sondern über die ganze Rostfläche gleichmässig nach dem Volumen austrägt, das Auftreten der vor genannten Erscheinungen im Betrieb eines Schachtofens ausschliesst und zu folgenden Vorteilen führt Das Gut braucht nicht mehr übermässig scharf gebrannt zu werden, wodurch eine Brennstoffeinsparung erreicht wird, und es ergibt sich ein lockerer, poröser Klinker, der sich leicht und schnell kühlen und zerkleinern lässt.
Die Kühlluft wird dabei besser vorge wärmt, so dass durch diese bessere Wärme- ausnutzung weiterer Brennstoff eingespart werden. kann. Die intensive Kühlung führt bei Portlandzement zu besserer Klinkenqua lität und verhindert die Bildung von Magnesia- Treibern. Der erhaltene Klinker lässt sich bes ser vermahlen. Da keine Kamine herunter brechen können., kann sieh auch kein Schwach brand einstellen, und es entfällt die L'ber- lastung der Klinkersehlensen durch tierunter brechendes Gut.
Durch die bessere Kühlung des Gutes kann die Kühlzone und damit der Schachtofen niedriger gehalten werden. Es gibt weniger Ofenstillstände, und ein derart betriebener Ofen verlangt auch weniger Auf sicht.
Die gleichen überlegungen gelten im über tragenen Sinn auch für das Brennen von Kalk. Da hier kein Sintern eintritt, backt das Gut im allgemeinen auch nicht zusammen, und es lassen sich daher nur solche Steine verwenden, die nicht von. selbst durch die Rostöffnung durchfallen, sondern. von diesem zerk=leinert werden. Feinstückiges Gut<B>IM</B> sieh in Schachtöfen bisher nicht brennen.
Wird dagegen ein nach den. obigen Ausfüh rungen arbeitender Rost verwendet, kann nicht nur das Feingut ebenfalls verwendet @v erden, sondern man wird dann vorzugsweise zu kleineren Korngrössen übergehen, da hier durch eine bessere Wärmeübertragung sieh ergibt und die Öfen in kleineren Abmessun gen gehalten werden können.
Der zum Aus treiben der Kohlensäure aus dem Gut erfor derliche Dissoziationsdruek ist. geringer als bei grossen Steinen, und kleine Steine können bei niedriger Temperatur gar gebrannt werden., wodurch Brennstoff eingespart -Lind ein Pro dukt von guter Löschfähigkeit, Gleichmässig- keit und Ausgiebigkeit erhalten wird.
Es tritt kein Totbrennen und keine Kern bildung ein.
Ähnliche I'berlegungen gelten für die Wärmebehandlung von anderem stückigenx Gut, wie etwa für (las Sintern, Rösten, Bren nen oder Trocknen von Erz, Magnesit, Ton usw. in Schachtöfen. ?Nach dem Verfahren geniäl@ der Erfin- dLing wird beim Brennen ini Schachtofen 1.
die Luft, gleichmäP>ig auf den Ofen querschnitt verteilt durch' den Rost- dem Brenngut zugeführt, 2. ein Rost verwendet, der den Klinker am freien Durchtritt hindert und in seinem Bereich das Gut über den ganzen Querschnitt erfasst und zerkleinert und.
3. eine A;zstragvorrichtun"#, verwendet, die das zerkleinerte BrexinOlut anstaut und in regelbarer Menge so austrägt, dass über den ganzen Ofenquerschnitt die Gutsäule gleich mässig abgesenkt >v ird.
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfin dung wird die Brennmutsäule im Ofen, un- gea.chtet ihrer wechselnden Härte, gleichmässig abgesenkt und zerkleinert, ohne dass das klein stüekige Gut frei durchfällt. Es wird viel mehr einer Austragsvorrielitung zugeführt, die es anstaut und deren Austragsfgesehwin- digkeit geregelt werden kann.
Falls Zerkleine- rungs- und Austragsv orriehtun ggemeinsam angetrieben werden, muss durch die Dimen- sionierung dafür gesor@#t werden, dass mehr zerkleinert. als ausfg),etragen wird, denn andern falls würde nicht verhindert werden, dass das weiche Material schneller ausgetragen wird als das harte.
Wenn die Luft gleichmässig über den Ofenquerschnitt verteilt durch eine Vielzahl von Öffnungen im Rost zugeführt ;wird, erreicht man eine wirksame Kühlung sowie auch bei geringeren- Ofenhöhe eine gleichniässig-e Verteilung (ler Luft. über den Ofenquersehxxitt. Dies ist von besonderer Be deutung, da bei dem.
Verfahren nach der Erfindung mit kleineren Korngrössen des Auf-a.beg@ites und geringeren Ofenhöhen ge arbeitet werden kann, ,als dies bisher bei Schachtöfen möglich war.
Im folgenden Sind an Hand der Zeichnun- gen mehrere beispielsweise Ausführungen von Rostanorchiuxwen und Austragsvorrichtungen näher beschrieben, die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet sind. i@S zeigen; Fig. 1. einen Aehsensehnitt durch die Rost zone eines Schachtofens mit spiraligem Kegel rot für einen Austrag vorzugsweise seitlich.
nach aussen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. I, Fig. 3 eine abgewandelte Ausbildung des spiraligen Kegelrostes mit Austrag vorwiegend nach innen, Fig. -1 einen exzentrisch zur Ofenachse um laufenden Kegelrost mit konzentrischen Ring selteiben, Fig. 5 einen aus treppenartig überein anderliegenden Platten bestehenden Schiebe rost, F'ig. 6 eine Draufsicht hierzu,
Fig. 7 und 8 einen drehbaren Tellerrost t it zugehöriger, teilweise aufgebrochener Draufsicht, Fig. 9 einen Kegelrost. mit Schüsselaustrag nach innen und Fig. 7.0 einen Kegelrost mit Scheibenaus- trag nach aussen.
Bei der Ausbildung nach Fig. 1 und 2 findet ein Drehrost Verwendung, der aus einem von. einer Königswelle anzutreibenden aft 1. mit. von diesem getragenen radial. <B>S</B> 'eln angeordneten Winkelrippen 2 besteht, deren nach oben zusammenlaufende Schenkel an der Aussenseite treppenartig abgesetzt sind. Diese Absetzungen 3 sind so getroffen, dass auf sie eine nach einer Spirale verlaufende Wendel 1>latle 4 aufgelegt werden kann, die in eine Kappe 5 ausläuft. Es ergibt, sich somit ein l@egel, dessen Mantel von der Wendelplatte 4 gebildet ist.
Die Rostwendel kann auch zwei- oder mehrgängig ausgebildet sein. Die Auskleidung 6 des Ofenmantels 7 ist. im Bereich des Rost !:e gels durch eine Vielzahl von R.adialrippen 8 ersetzt, die mit vorspringenden Nasen 9 den Rost teilweise unterfassen. In die Radialrip- pen sind in übereinanderliegender Anord nen o- Ringscheiben 10 eingelassen, die jedoch nicht. bis zum Ofenmantel 7 reichen. Die unterste Ringscheibe 1.1 erstreckt sich dabei bis unter den Rost.
Das von oben naeh- rutsehencle Brenngrit wird von dem sieh dre- henden Rost über den ganzen Querschnitt seines Bereiches erfasst und abgerieben und dann über die Ringscheiben 10 nach aussen gedrängt, wie auch ein Teil des Gutes durch die Rostwendel 4 hindurch in den Hohlraum des Rostes eintreten und dann zwischen den Winkelrippen 2 nach unten durchfallen kann. Die Ausbildung kann jedoch auch so getroffen sein, dass das gesamte Gut lediglich durch den Austragskorb 8, 10 oder den Rost ausgetragen wird.
Wesentlich ist Lediglich, dass die R.ost- bzw. Korbglieder sich so überdecken, dass der zerkleinerte Klinker nicht von selbst. durch rutschen kann, sondern durch die Rostbewe gung hindurchgeschoben wird. Das von oben nachrutschende Brenngut staut sieh zwischen dem Rost. und den Radialrippen 8 mit den Ringscheiben 10. Es wird durch die Um.lauf- bewegaing des Rostes zerrieben und kann dann zwischen den Rippen 8 auf den Scheiben 10 nach aussen durchtreten.
Durch die Kegel form des Rostes erfolgt dieses seitliche Aus schieben gleichmässig über die ganze Höhe der Radialrippen 8, wobei gleichzeitig der von dem Rost und den Radialrippen eingeschlos sene Raum gleichmässig mit, dem zu zerklei nernden Gut. angefüllt bleibt. Da das Brenn- gut wegen der in den Radialrippen 8 einge lassenen Ringscheiben 10 nicht ungehindert nach abwärts fallen kann, sondern nur wäh rend der Drehung des Rostes weiterbefördert wird, staut es sich an und bildet ein Hinder nis für das nachrutschende Brenngut. Durch.
die Umlaufbewegung des Rostes wird das Brenngut zerrieben. Wenn der Rost, stillsteht, bleibt das zerkleinerte Brenngut liegen. Durch die Cxeschw indigkeit der Umdrehung des Rostes und durch andere Mittel kann die Ge schwindigkeit geregelt werden, mit welcher das Brenngut durch die verschiedenen Schlitze nach abwärts gelangt. Die Behinderung des Durehfallens der Beschickung des Schacht ofens und das Abscheren der Gutsäule durch die Drehung der Spirale bringt es mit sich, dass die Gutsäule völlig gleichmässig über dem ganzen Ofenquerschnitt absinkt.
Die Austragsmenge kann also durch die Gestaltung der Wendelplatte hinsichtlich Nei- gong und Steigung sowie durch die Umlauf <B>1'</B> des Rostes bestimmt werden.
Die von unten eintretende Verbrennungsluft tritt dabei an der Umfangsseite der Wendel platte 4 zwischen deren einzelnen Windun- gen praktisch gleichmässig über die ganze Rostfläche aus, derart, dass sie praktisch gleichmässig über den Ofenquerschnitt. verteilt dem Brenngut zugeführt wird.
Bei der Abwandlungy nach Fig. 3 besitzt die Wendel 1 ? des Kegelrostes einen Winkel querschnitt und ist. getragen von den Radial- rippen 13 des drehbaren Schaftes. Den obern Abschluss bildet ein mit Luftdurchlässen ver sehener Pilzkopf 14.
Die Ausbildung und Wirkungsweise entspricht weitgehend derjeni gen nach Fig. 1 und 2, jedoch mit dein Unter schied, da.ss der Klinker leichter durch. den. Rost selbst hindurch ausgetragen wird und der Austrag durch den korbartig durehbro- ehenen Ofenmantel hindurch eventuell. ganz entfallen kann.
Auch hier erfolgt die Luft zufuhr gleichmässig durch die Zwischenräume zwischen. den Windunmen der Wendel 12, während diese gleichzeitig das Durchfallen von Brenngut verhindert.
Die Austragsmeng:e wird durch die Umlaufgesehwindigkeit des Rostes bestimmt. Auch. hier erfolgt ein An stauen des Brenngutes, das durch die Um drehung des Rostes zermalmt wird, auf den Dingscheiben 7.0, vrobei ein grösserer Teil des zerkleinerten Gutes dureh die Zwischenräume der Wendel 12 geschoben wird.
Es findet, also eine Zerkleinerung des Brenngutes, die Stau- unm des zerkleinerten Gutes und die gleich- mässige Absenkung der Gutsäule über dem ganzen Ofenquerschnitt.
statt, wobei das Gut in regelbarer Menge beim Betrieb des Ofens ausgetragen wird, Nach der Fig. J ist der Kegelmantel von einer Mehrzahl von übereinanderliegenden Ringscheiben 7.5 gebildet., die von Radial- rippen. 16 getragen. sind. Da die Ringscheiben 15 einander überdecken, kann das Brenngut nicht durchfallen.
Die Rippen 16 sitzen auf einer Grundscheibe 18, die durch zwei oder mehr Exzenter 19 in eine um deren Antriebs- zapfen kreisende Exzenterbewegnng versetzt wird. Die Luftzufuhr erfolgt durch die Rin e- räume zwischen den Scheiben 15 gleichmässig über den Rostquerschnitt. Die Austragsmenge wird durch die Dreh"escli@vindigl@eit des Rostes bestimmt.
Die Stauung des durch die Dreh bewegung des Rostes zermalmten Brenngutes wird durch die Ringseheiben 10 und die Aus- bildung des Kegelmantels der Seheiben 15 hervorgerufen. Die Austrag@geschwindigkeit lässt sieh. durch die bereits erwähnten Mittel regeln und die Absenkun- der Gutsäule er folgt gleichmässig über dem. ganzen Ofen querschnitt.
An Stelle des mehrfachen lxzenter- antriebes kann der Rostkegel finit seinen Ra dialrippen auch exzentrisch auf dem Antriebs schaft befestivt sein, wie ei.- auch von einer einzigen Eszenterkurbel getragen bzw. die Grundscheibe 1.8 von einer in ihr geführten Exzenterscheibe angetrieben sein kann.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen aus einzel nen. Sehfiebern 20 bestehenden. Rost, die sieh treppenartig überdecken. .Jeder Seliieber 20 ist. an dem über den darüber befindlichen Schieber nach innen vorstehenden Ende mit einer aufragenden Brechnase 21 versehen und trägt auf der Unterseite eine Reihe von Räum nasen 22.
Das durch die Breelinasen 21 zerrie bene Brenngut -elangt auf den die betref fende Nase tragenden waagrechten Schenkel des Sehfiebers bzw. auf den darunterliegenden Schieber. Von diesen waagrechten Sehenkeln. wird das Gut durch die Räumnasen abge streift. Die übe>reinanderliegenden Schieber sind jeweils gegenläufig angetrieben.
Sie machen eine hin und her, gehende Bewegung, in Fig. 5 senkrecht zur Papierebene gedacht. Die Sehfieber 20 überdecken einander und verhindern das Durchfallen des Breiuigutes. Die Verbrennungluft tritt.
zwischen den Schie- bei-n über die _raiize Rostfläelie gleichmässig verteilt in den Brenurauni und die Geschwin digkeit der Schieberbewe-ung bestimmt die Austragsnien-e. Die beschriebene Anordnung bewirkt also die Staueng des durch die Bewe gung der Brechnasen 21 der Sehfieber zerklei- nerten Brenngutes zwischen den Schiebern 20 und die gleichmässige Absenkung der Gut säule
über dem ganzen Ofenquerschnitt. Die zlristj-a@."@ringsgescliwindiglzeit kann durch die Bewegung der Schieber, die Form der Brech- nasen, die Neigung der Schieberflächen und ihren Abstand- voneinander geregelt bzw. be- stimmt werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Tellerrost, der eine Reihe von übereinanderliegenden Tellerringen '223 besitzt, deren. Durchniesserl na.eh unten abnimmt und die sich in der Vertikalpro jektion teilweise überdecken, so dass das Brenzigut nielit durchfallen kann.
Die Tellerringe 23 besitzen an ihrer Unterseite Rippen 30, durch die sie mit. den triehter- förmi#en Ti-a5,Ylzi#änzen <B>'</B>7 verbunden sind. Die Tra,-krä.nze laufen auf den Tragrollen 24. Angetrieben werden die Tragkränze von den llitzeln 26 über die Zahnkränze 25, und zwar jeder Teller gegenläufig zum Nachbarteller.
Die Rippen 30 sind schaufelartig gekrümmt, und zwar ebenfalls an benachbarten Tellern in ent-egengesetzter R.iehtting. Ihre Aufgabe ist, das abgeriebene Brenngut. von den Tellern abzustreifen, so dass es zwischen Tellerring 23 lind Tragkranz 27 durelifällt, wonach es über die darunterliegenden Tragkränze schliesslich in den Austragstrichter 28 gelangt.
Die Urn- laufgesehwindigkeit der Tellerringe bestimmt die @ustia@@smenge. Die Verbrennungsluft tritt teils durch den Austragstriehter, teils aber durch die Zwiselienrätrme zwischen den Tra-kränzen von aussen nach innen über die ganze Rostfläche gleiehmä.ssig verteilt in den Brennraum. Dabei werden die Antriebsritzel 26 staubfrei gehalten.
Es ist leicht ersichtlich, dass aueli bei dieser Anordnung eine Stauung des durch die Bewegung der Tellerringe 23 zerkleinerten Brennrut.es stattfindet. Der dttreli die Geschwindigkeit der Sehieberbewe- gim- Und der Umdrehung der Tellerringe regelbare Austrag sichert gleichzeitig die <B>0</B> j# eiehmässige Absenkung des Brenngi.ites übe.- dein ranzen
Ofenquerschnitt.
Bei allen Ausführungsformen ist durch die besondere Rostkonstruktion der freie Durch.- fall des Gutes verhindert. Dieses wird durch in den Rost und/oder der benachbarten Schachtwand vorgesehene Jalousien ausgescho- ben, wobei durch entsprechende Formgebung und Bemessung der Durchtrittsschlitze und. der Antriebsgeschwindigkeit des Rostes die Auistragsmenge bestimmt werden kann.
Fig. 9 zeigt einen Rost ähnlicher Art wie Fig. 1. Die Erfassung und Vorzerkleinerung des Brenngutes erfolgt dadurch, dass es ent weder durch spiralförmige Anordnung der Rostglieder ähnlich Fig. 1 oder durch exzen trische Anordnung ringförmiger Glieder ähn lich Fig. 4 nach aussen gedrückt wird. Dort gerät es in die mit Nocken versehene Brechvor richtung 31, die nach unten durch die Schüssel 32 abgedeckt wird. Der Austrag erfolgt durch eine variable Anzahl von Abstreifern 33, die am Rost befestigt sind.
Die Rostglieder über decken einander und lassen zwischen sieh Luftdurchtrittssehlitze, wie zu den Fig. 1, \? und 4 beschrieben. Durch die Anordnung der Schüssel 32 wird die Stauung des in der Brechvorrichtung 31 zerkleinerten Brenngutes gewährleistet. Die Geschwindigkeit des Aus- trages wird durch die Umlaufgeschwindigkeit des Rostes bestimmt.
Die gleichmässige Ab senkung des Brenngutes über dem ganzen Ofenquerschnitt erfolgt dadurch, dass der Rost dauernd und gleichmässig das Brenngut von. der Basis der Brenngutsäule abnimmt Lind der Brechvorrichtung zuführt.
Fig. 10 schliesslich zeigt eine Anordnung, die ähnlich bei Gasgeneratoren üblich ist, aber durch Abänderung insbesondere der Austragvorrichtung ebenfalls den gestellten Anforderungen angepasst werden kann. Bei dieser Anordnung ist die Auffangscheibe 34 mit dem Rost drehbar, und die Abstreifer 35 stehen fest. Die Stauung des mit Hilfe der Brechvorrichtung 31 zerkleinerten Brenngattes erfolgt durch die Auffangscheibe 34 im Zu sammenwirken mit den Abstreifern 35.
Die Regelbarkeit der Austragsgeschwindigkeit und die gleichmässige Absenkung der Brenn.gut- säule über dem ganzen Ofenquerschnitt erfolgt in der gleichen Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 9. Zweckmässig wird an Stelle der bisher üblichen Feinkohle < 6 mm memalilene Kohle 1 mm verwendet.
Die gemahlene Kohle hat den Vorteil, dass das den Ofen in Form von Granalien aufgegebene Brenngut nicht, mehr zu einer festen Masse zusammensintert. Die Erfahrung hat vielmehr gezeigt, dass die Gra- nalien zum grössten Teil lose bleiben oder nur leielit verfritten, so dass sie sich schon hei geringem Anlass wieder voneinander lösen.
Die V erwenduna von gemahlener Kohle ist zwar an sich nicht neu, sie konnte sich aber in der Praxis nicht durchsetzen, weil ein unkontrollierbares Durchbrechen des losen Brenngutes eintrat, ein Nachteil, der früher nicht erkannt und erst, durch das neue Ver fahren beseitigt wurde.
Prohibitiv für die Verwendung gemah lener Kohle war bisher auch. die Tatsache, dass der Kohlegehalt die genaue Abstimmung des Kalkgehaltes im Rohmehl erschwert bzw. un genau macht. Diese Schwierigkeit wird be seitigt durch ein in Zement 1940, Heft 17, Die Bestimmung des freien Kalkes in der Beti@icbsiiberwaehung und in Rock Pro- duets#>, August 1948, Control of Portland Cement Raw.Mixtures , veröffentlichtes Ver fahren. des Erfinders, der sogenannten Kalk fehlerbestimmung.
Es besteht darin, dass man Rohmehl mit überschüssigem Kalk versetzt, uni Laboratoriumsofen brennt und im erbrann- ten. Klinker den nicht gebundenen Kalk zu- riiektitriert. Man erhält, dabei einen positiven oder ne-ativen Kalkfehler . Bei Anwesenheit von Kohle wird bei einem bevorzugten Beispiel nach der Erfindung die Methode durch Ein leiten von Sauerstoff beim Brennen ergänzt.
Mit Hilfe der Kalkfehlerrnethode und ge mahlener Kohle erhält man einen Klinker, der nicht nur keine Aschennester, sondern über haupt keinen Aschenfehler mehr aufweist und der bei optimaler Kalkeinstellung die besten Festigkeitswerte verbürgt.
Bei Verwendung gemahlener Kohle tritt als weiterer Vorteil auf, dass die Länge der Feuerzone rieht mehr von der Korngrösse der Kohle mitbestimmt wird. Sie ist dann in erster Linie abhängig von der aufgegebenen Granaliengmösse. Die gefährliche Überhitzung der Roste kann also leichter vermieden werden.
Ein weiteres Hilfsmittel, ein Tiefziehen des Feuers durch Unachtsamkeit des Bren ners zii verhindern, ist die automatische Regelung der aufgegebenen Brenngutmenge durch die Raueligasteniperatur. Ein Ab fallen der Rauclmgastemperatur zeigt an, dass das Fetter zu tief gezogen ist; anderseits soll aueli eine zu hohe Raucligasteniperatur ver mieden werden.
Der Brenner, der das Bestre ben hat, seinen Ofen stets gefüllt zu halten, ist. durch. die autoiratiselie Aufgaberegelung indirekt gezwungen, a.uell die Rostgeschwin digkeiten dein Feuer fortschritt rieht.!.- anzu passen.
Process for burning cement and lime in the shaft kiln The invention relates to a process 711111 Firing cement and lime iryi shaft kiln, (read through the special combination of measures, some of which are known per se, the production of clinker in a quality as it was previously only accessible through rotary kilns.
With the new process it is possible to save coal, up to 0/0 of the amount previously required for eye stoves.
The rotating or roller grids that close the cooling zone of shaft furnaces at the bottom have the task of crushing the material to be fired. and should also ensure that the goods are discharged evenly as possible. However, the known grate designs only partially fulfill this last-mentioned task, since they allow the shredded material to fall freely.
It therefore occurs. that loose, small-sized goods are discharged more quickly than hard, zii larger pieces sintered together, which are difficult to crush.
The fire zone is also torn down at the grate points at which (the good runs through faster, whereby it is very difficult to re-establish a closed fire zone. The chimneys, which are filled with loose, unfired goods, tend to have their Let the contents shoot through the bag so that the discharge doors are overfilled, do not close any more and let the combustion air blow off downwards.
To prevent the occurrence of these phenomena, the shaft furnaces are generally built higher than necessary, and it is with. Such an excess of fuel is worked that there are no loosely burned areas, but rather an overburned, hard and dense clinker is created, although a loose and porous kiln is desired, which can be cooled more easily and effectively than large, dense pieces. Now, however, a cement clinker that is cooled quickly has a superior quality.
However, since it is difficult to create a porous shaft furnace clinker zii with the known grate training, the shaft furnace clinker is considered to be inferior to the rotary kiln clinker.
The invention is based on the idea that a grate which, in addition to comminution, does not discharge the material according to its hardness, but evenly over the entire grate surface according to its volume, excludes the occurrence of the aforementioned phenomena in the operation of a shaft furnace and leads to the following advantages: The material no longer needs to be burned excessively sharp, whereby a fuel saving is achieved, and the result is a loose, porous clinker that can be easily and quickly cooled and crushed.
The cooling air is better preheated, so that more fuel can be saved through this better heat utilization. can. With Portland cement, the intensive cooling leads to better latch quality and prevents the formation of magnesia drifts. The clinker obtained can be ground better. Since no chimneys can break down, no weak fire can set in, and there is no overloading of the clinker cutters with animal-breaking material.
Due to the better cooling of the goods, the cooling zone and thus the shaft furnace can be kept lower. There are fewer furnace downtimes and a furnace operated in this way also requires less supervision.
The same considerations apply in a figurative sense to the burning of lime. Since there is no sintering here, the material does not generally bake together, and therefore only stones that are not of. fall through the grate opening, but. to be crushed = linned by this. Fine-grained goods <B> IM </B> do not yet see burning in shaft furnaces.
On the other hand, one after the. The grate working above is used, not only can the fine material also be used, but it is then preferable to switch to smaller grain sizes, as this results in better heat transfer and the ovens can be kept in smaller dimensions.
The dissociation pressure required to drive the carbon dioxide out of the property is. lower than with large stones, and small stones can even be burned at a low temperature, which saves fuel - Lind is a product with good extinguishing properties, uniformity and yield.
There is no dead burn and no nucleation.
Similar considerations apply to the heat treatment of other lumpy goods, such as for (sintering, roasting, burning or drying ore, magnesite, clay, etc. in shaft furnaces.? According to the method, the invention becomes genius when burning ini shaft furnace 1.
the air, evenly distributed across the cross-section of the furnace through the grate, is fed to the material to be fired, 2. a grate is used that prevents the clinker from passing freely and grabs and crushes the material in its area over the entire cross-section.
3. A carrier device "#" is used, which accumulates the crushed Brexin oil and discharges it in a controllable amount so that the column of material is lowered evenly over the entire cross-section of the furnace.
With the help of the method according to the invention, the fuel column in the furnace, regardless of its changing hardness, is evenly lowered and comminuted without the small pieces falling through freely. Rather, it is fed to a discharge supply line, which accumulates it and whose discharge speed can be regulated.
If the shredding and discharge devices are driven jointly, the dimensioning must ensure that more is shredded. als ausfg), because otherwise it would not be prevented that the soft material is carried out faster than the hard one.
If the air is evenly distributed over the furnace cross-section through a large number of openings in the grate, effective cooling is achieved and, even at lower furnace heights, an even distribution of air over the furnace cross-section. This is of particular importance, there with that.
The method according to the invention can be operated with smaller grain sizes of the Auf-a.beg@ites and lower furnace heights than was previously possible with shaft furnaces.
In the following, several exemplary designs of Rostanorchiuxwen and discharge devices, which are suitable for carrying out the method according to the invention, are described in more detail with reference to the drawings. i @ S show; Fig. 1. An axis section through the grate zone of a shaft furnace with a spiral cone red for a discharge, preferably laterally.
to the outside, Fig. 2 shows a section along line II-II of Fig. I, Fig. 3 shows a modified design of the spiral conical grate with discharge predominantly inward, Fig. -1 Selteiben an eccentric to the furnace axis around a conical grate with a concentric ring, Fig 5 a sliding grate consisting of plates lying on top of each other in the manner of a staircase, FIG. 6 a plan view of this,
7 and 8 a rotatable plate grate with the associated, partially broken away plan view, FIG. 9 a conical grate. with bowl discharge to the inside and Fig. 7.0 a conical grate with disc discharge to the outside.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, a rotating grate is used, which consists of one of. a vertical shaft to be driven aft 1. with. radially borne by this. <B> S </B> 'consists of arranged angled ribs 2, the upwardly converging legs of which are offset like a staircase on the outside. These deposits 3 are made in such a way that a helix 1> latle 4 which runs in a spiral and which ends in a cap 5 can be placed on them. The result is a wing whose jacket is formed by the spiral plate 4.
The grate helix can also be designed with two or more threads. The lining 6 of the furnace shell 7 is. in the area of the grate!: e gel replaced by a large number of radial ribs 8, which partially underpin the grate with protruding lugs 9. O-ring disks 10 are embedded in the radial ribs in superimposed arrangements, but they are not. reach up to the oven jacket 7. The lowermost washer 1.1 extends below the grate.
The grit sewn from above is gripped by the rotating grate over the entire cross-section of its area and rubbed off and then pushed outward over the annular disks 10, as is part of the material through the grate helix 4 into the cavity of the grate enter and then fall through between the angle ribs 2 downwards. However, the design can also be such that the entire material is only discharged through the discharge basket 8, 10 or the grate.
It is only essential that the central grate or basket elements overlap in such a way that the crushed clinker cannot slip through by itself, but is pushed through by the grate movement. The items to be fired that slide down from above are stuck between the grate. and the radial ribs 8 with the annular disks 10. It is ground by the rotating movement of the grate and can then pass through between the ribs 8 on the disks 10 to the outside.
Due to the conical shape of the grate, this lateral slide is carried out evenly over the entire height of the radial ribs 8, while at the same time the space enclosed by the grate and the radial ribs is uniform with the material to be crushed. remains filled. Since the firing material cannot fall downwards unhindered because of the annular disks 10 incorporated in the radial ribs 8, but is only conveyed onward during the rotation of the grate, it accumulates and forms an obstacle for the fuel slipping down. By.
the rotating movement of the grate grinds the material to be fired. When the grate has come to a standstill, the shredded firing remains. The speed at which the material to be fired descends through the various slots can be regulated by the speed of rotation of the grate and by other means. The obstruction of the loading of the shaft furnace from falling and the shearing off of the column of material due to the rotation of the spiral mean that the column of material sinks completely evenly over the entire cross-section of the furnace.
The discharge amount can therefore be determined by the design of the spiral plate with regard to inclination and slope as well as by the circulation <B> 1 '</B> of the grate.
The combustion air entering from below emerges on the circumferential side of the helical plate 4 between its individual turns practically evenly over the entire grate surface, in such a way that it is practically evenly over the furnace cross section. is distributed to the material to be fired.
In the Abwandlungy according to FIG. 3, the helix 1? of the conical grate an angle cross section and is. carried by the radial ribs 13 of the rotatable shaft. A mushroom head 14 provided with air passages forms the upper end.
The design and mode of operation largely corresponds to that of FIGS. 1 and 2, but with the difference that the clinker passes through more easily. the. The grate itself is discharged through it and the discharge through the basket-like, thru-hole furnace shell possibly. can be omitted entirely.
Here, too, the air is supplied evenly through the spaces between. the winds of the helix 12, while at the same time preventing the items to be fired from falling through.
The discharge rate is determined by the speed of rotation of the grate. Also. Here there is an accumulation of the material to be fired, which is crushed by the rotation of the grate, on the thing disks 7.0, while a larger part of the crushed material is pushed through the spaces between the helix 12.
It takes place, that is, a comminution of the material to be fired, the accumulation of the comminuted material and the even lowering of the column of material over the entire furnace cross-section.
instead, the material being discharged in a controllable amount during operation of the furnace. According to FIG. J, the conical surface is formed by a plurality of superposed annular disks 7.5, which are formed by radial ribs. 16 worn. are. Since the annular disks 15 overlap each other, the items to be fired cannot fall through.
The ribs 16 sit on a base disk 18, which is set by two or more eccentrics 19 in an eccentric motion rotating around their drive pin. The air is supplied through the grooves between the disks 15 evenly over the grate cross-section. The discharge rate is determined by the rotation "escli @ vindigl @ eit" of the grate.
The stowage of the material to be fired, crushed by the rotary movement of the grate, is caused by the annular disks 10 and the formation of the conical shell of the disks 15. The discharge speed lets you see. regulate by the means already mentioned and the lowering of the estate column takes place evenly over the. whole furnace cross section.
Instead of the multiple eccentric drive, the grate cone can finitely be attached to its radial ribs eccentrically on the drive shaft, as can also be borne by a single eccentric crank or the base plate 1.8 can be driven by an eccentric disk guided in it.
Figs. 5 and 6 show a single NEN. Visual fever 20 existing. Rust that look like a staircase. .Each Seliieber 20 is. provided on the end protruding inwardly beyond the slide located above it with a protruding break nose 21 and carries a number of clearing noses 22 on the underside.
The material to be burned through the Bree noses 21 reaches the horizontal leg of the visual fever carrying the nose in question or the slide below. From these horizontal strands. the material is stripped off through the clearing noses. The overlying slides are each driven in opposite directions.
They make a back and forth, walking movement, thought in Fig. 5 perpendicular to the plane of the paper. The visual fever 20 overlap each other and prevent the pulp from falling through. The combustion air occurs.
Evenly distributed between the slides over the horizontal grate surface in the brenurauni and the speed of the slider movement determines the discharge channels. The described arrangement thus causes the stowage of the fuel which has been comminuted by the movement of the noses 21 of the visual fever between the slides 20 and the uniform lowering of the column of material
over the entire furnace cross-section. The zlristj-a @. "@ Ringsgescliwindigl time can be regulated or determined by the movement of the slide, the shape of the noses, the inclination of the slide surfaces and their distance from one another.
7 and 8 show a plate grate which has a number of stacked plate rings' 223 whose. Durchniesserl na.eh decreases below and which partially overlap in the vertical projection, so that the fuel cannot fall through.
The plate rings 23 have ribs 30 on their underside, through which they with. the triehter-shaped Ti-a5, Ylzi # anzen <B> '</B> 7 are connected. The support wreaths run on the support rollers 24. The support wreaths are driven by the llitzeln 26 via the gear rims 25, each plate in the opposite direction to the neighboring plate.
The ribs 30 are curved like shovels, also on adjacent plates in opposite directions. Your task is to remove the grated material to be fired. from the plates so that it falls between the plate ring 23 and the support ring 27, after which it finally reaches the discharge funnel 28 via the support rings below.
The flow speed of the plate rings determines the @ ustia @@ s quantity. The combustion air enters the combustion chamber partly through the discharge duct, but partly through the intermediate arms between the tra-wreaths from outside to inside over the entire grate surface. The drive pinions 26 are kept free of dust.
It is easy to see that, even with this arrangement, there is a stagnation of the Brennrut.es comminuted by the movement of the plate rings 23. The dttreli the speed of the slide valve movement and the rotation of the plate rings adjustable discharge at the same time ensures the <B> 0 </B> j # corresponding lowering of the fuel
Furnace cross-section.
In all designs, the special grate construction prevents the goods from falling through. This is pushed out by blinds provided in the grate and / or the adjacent shaft wall, whereby by appropriate shaping and dimensioning of the passage slots and. the drive speed of the grate the amount of output can be determined.
Fig. 9 shows a grate of a similar type to Fig. 1. The detection and pre-shredding of the material to be fired is carried out in that it is pressed outward either by a spiral arrangement of the grate members similar to FIG. 1 or by eccentric arrangement of ring-shaped members similar to FIG becomes. There it gets into the cams Brechvor device 31, which is covered by the bowl 32 downwards. The discharge takes place through a variable number of scrapers 33 which are attached to the grate.
The grate members cover each other and leave between see air passage slits, as shown in FIG. 1, \? and 4 described. The arrangement of the bowl 32 ensures that the material to be fired, which has been comminuted in the breaking device 31, is stowed. The speed of the discharge is determined by the speed of rotation of the grate.
The even lowering of the items to be fired over the entire cross-section of the furnace occurs because the grate continuously and evenly removes the items to be fired. the base of the fuel column decreases and feeds to the breaking device.
Finally, FIG. 10 shows an arrangement which is similar to that which is common in gas generators, but which can also be adapted to the requirements made by modifying the discharge device in particular. In this arrangement, the collecting disc 34 can be rotated with the grate, and the scrapers 35 are stationary. The stowage of the fuel that has been comminuted with the aid of the breaking device 31 is carried out by the collecting disk 34 in cooperation with the scrapers 35.
The controllability of the discharge speed and the uniform lowering of the column of fuel over the entire furnace cross-section is carried out in the same way as with the arrangement according to FIG. 9. It is advisable to use 1 mm memalilene coal instead of the previously customary fine coal <6 mm.
The ground coal has the advantage that the material to be fired in the form of granules no longer sintered together to form a solid mass. Rather, experience has shown that the granules for the most part remain loose or only slightly frayed, so that they separate from each other again with the slightest cause.
The use of ground coal is not in itself new, but it has not been able to establish itself in practice because the loose fuel broke through in an uncontrollable manner, a disadvantage that was previously not recognized and only eliminated by the new method.
So far, the use of ground coal has also been prohibited. the fact that the coal content makes it difficult or imprecise to precisely match the lime content in the raw meal. This difficulty is overcome by a method published in Zement 1940, No. 17, The determination of free lime in the Beti @ icbsiiberwaehung and in Rock Produets #>, August 1948, Control of Portland Cement Raw Mixtures. of the inventor, the so-called lime error determination.
It consists of adding excess lime to raw meal, burning a laboratory furnace and titrating the unbound lime in the fired clinker. A positive or negative lime error is obtained. In the presence of coal, in a preferred example according to the invention, the method is supplemented by a pass of oxygen during burning.
With the help of the lime defect method and ground coal, a clinker is obtained which not only has no ash nests but no ash defects at all and which guarantees the best strength values with an optimal level of lime.
When using ground coal there is a further advantage that the length of the fire zone is determined more by the grain size of the coal. It is then primarily dependent on the granule size given. The dangerous overheating of the grids can therefore be avoided more easily.
Another aid to prevent deep-drawing of the fire by carelessness of the burner zii is the automatic control of the amount of material to be fired by the Raueligasteniperatur. A drop in the smoke temperature indicates that the fat has been drawn too deep; on the other hand, too high a raucligasta temperature should be avoided.
The burner who strives to keep his furnace always full is. by. the automatic task regulation indirectly forced to adjust the grate speed as your fire progresses.! .-.