CH382630A - Verfahren und Ofen zum Brennen von körnigem Material - Google Patents

Description

  Verfahren und Ofen zum Brennen von körnigem Material    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bren  nen von körnigem Material in einem Ofen und ist  in erster Linie zur Anwendung für die Herstellung  von porösem Klinker bestimmt. Sie kann aber eben  falls für andere Zwecke, z. B. zum Brennen von  Rohmaterial bei der Herstellung von Zement sowie  bei metallurgischen Vorgängen benutzt werden.  



  Bei der Herstellung von porösem Klinker, der  als Füllmaterial bei der Herstellung von Leichtbeton  anzuwenden ist, besteht das Ausgangsmaterial aus  Tonschiefer oder aus Ton derjenigen Art, die imstande  ist, bei Erhitzung Gas unter     Sinterung    zu entwickeln,  wobei das zu Stücken oder Körnern geeigneter Grösse  im voraus hergestellte Material ausgebreitet und auf  dem Bodenherd eines Ofens erhitzt wird. Vorher  bekannte Herstellungsmethoden dieser Art haben den  Nachteil, dass die Materialkörner infolge des     Sin-          terns    zum Zusammenbacken und zum Festhaften am  Bodenherd geneigt sind.

   Vorliegende     Erfindung    hat  zum Zweck, diesem     Übelstand    vorzubeugen und  kennzeichnet sich dadurch, dass das Material aus  gebreitet und über den Bodenherd in Form einer dün  nen Schicht gebracht wird, welche von oben erhitzt  und von unten durch Wärmeübertragung an den  gekühlten Bodenherd abgekühlt wird, wobei die  Materialkörner durch Vibrieren des Bodenherdes in  eine senkrecht oszillierende und waagrecht fort  schreitende Bewegung im Verhältnis zum Bodenherd  gebracht werden, und zwar in der Weise, dass eine  freie Bewegung der Materialkörner im Verhältnis zu  einander in dem über den Bodenherd befindlichen  Luftraum gestattet wird.

   Der Bodenherd besteht  zweckmässig aus einem feuerfesten, metallischen Ma  terial, wobei die Abkühlung vorzugsweise mittels  Luft oder eines anderen Kühlmittels erfolgen kann,  welches veranlasst wird, durch in wärmeleitender Ver  bindung mit der Unterseite des Bodenherdes angeord-         nete    Rohre zu strömen. Die Erhitzung des Materials  kann mittels heisser Verbrennungsgase erfolgen, wel  che entweder in unmittelbarer Berührung     mit    dem  Material auf dem Bodenherd gebracht oder zum  Erhitzen einer über den Bodenherd vorgesehenen  Wand ausgenutzt werden, welche durch Strahlung  Wärme an das Material abgibt. Genannte obere  Wand     kann    gegebenenfalls stattdessen mit elektri  schem Strom erhitzt werden.  



  Die Erfindung wird mit Hinweis auf die Zeichnung,  die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrie  ben.  



       Fig.    1 zeigt eine Ofenkonstruktion im senkrechten  Längsschnitt;       Fig.    2 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch  dieselbe in grösserem Massstab;       Fig.    3 zeigt     Einzelheiten    des Bodenherdes nebst  dem zugehörigen Kühlsystem;       Fig.    4     zeigt    einen senkrechten Längsschnitt einer  abgeänderten     Ausführung    der Ofenkonstruktion.  



  Der in     Fig.    1 dargestellte Ofen ist mit     einem        Vor-          wärmungsturm    1 versehen, nach dessen oberem Teil  das vorher in körniger Form hergestellte Material 2  durch einen Förderer oder Zubringer 3     geführt    wird.  Aus einem Schüttrohr 4 wird das Material durch sein  Gewicht längs     zickzackförmig    angeordneten, ge  neigten Platten 5, 6, 7, 8 nach dem Einlauf 9 des  Ofenraumes vorgeführt. Die Platten 5, 6 sind in einer  oberen, geräumigeren     Vorwärmungskammer    10 an  geordnet, während die Platten 7, 8 in einer engeren       Vorwärmungskammer    11 angebracht sind.

   Die Plat  ten sind gasdurchlässig und am unteren Ende mit  einer Öffnung zwecks     Hindurchführung    des Materials  nach der nächsten Platte versehen. Beim     Einlauf    9  fällt das Material auf eine     Plattform    12 nieder, von  welcher das Material mittels einer Kolbenvorrichtung  13 vorgeschoben wird, welche mittels einer Kurbel           zapfenverbindung    14 durch einen Motor 15 ange  trieben wird. Von der Platte 10 fällt das Material  auf den Bodenherd 16 des Ofens nieder.  



  Der Bodenherd ist, wie sich aus     Fig.    3 ergibt,  aus einer Mehrzahl miteinander lösbar zusammen  gefügter, zweckmässig rechteckiger Platten 17 zusam  mengesetzt, welche an den längsverlaufenden Seiten des  Bodenherdes mit     aufrechtstehenden    Kantenleisten 18  versehen ist. Die Platten bestehen zweckmässig aus  einem feuerfesten, metallischen Material, wie z. B.        Kanthal ,    können aber ebenfalls aus anderem feuer  festen Material bestehen. Der Bodenherd ist an der  oberen Seite einer kastenförmigen     Konstruktion    fest  angebracht, welche aus einem oberen Blech 19, einer       Bodenkonstruktion    20, zwei längsverlaufenden Sei  tenblechen 21, 22 sowie aus zwei Endwänden 23, 24  besteht.

   Zwischen dem Bodenherd und dem Blech 19  ist eine Anzahl Kühlrohre 25 angeordnet, welche mit  einander vereinigt sind, so dass sie ein Umlauf  system bilden, in welchem Kühlluft hauptsächlich in  entgegengesetzter Richtung zur Bewegungsrichtung  des Materials am Bodenherd umläuft. Die Rohre sind  zwischen dem Bodenherd und dem Blech 19 mittels  Befestigungsglieder 26,     Fig.3,    und Keilstücken 27  festgeklemmt. Mit Hilfe der Keilstücke kann der Bo  denherd gegen die Rohre mit der erforderlichen Kraft  angesetzt werden, um eine gute wärmeleitende Ver  bindung zwischen den Rohren und dem Bodenherd zu  erreichen. Die Seitenbleche 21, 22 sind nach unten  verlängert und bilden Scheidewände in gasdichten  Flüssigkeitsschlössern 28, 29.

   Die Vorderwand 23  der     Kastenkonstruktion    bildet in ähnlicher Weise eine  Scheidewand eines Flüssigkeitsschlosses 30, während  die Seitenkanten des oberen Bleches 19 Scheidewände  in     Labyrinthdichtungen    31, 32 bilden.  



  Die Kastenkonstruktion 19-24 ist auf einem vom  Inneren des Ofens     herausziehbaren    Wagen 33 an  gebracht und gegen die Wagenplattform 34 mittels  einer     Anzahl    Federn 35 abgefedert, welche der Ka  stenkonstruktion und dem darauf angebrachten Bo  denherd gestattet, eine oszillierende Bewegung in  senkrechter Richtung auszuführen.

   Der Boden 20 des  Kastens, welcher an den Seitenblechen 21, 22 mittels       Bolzen    befestigt ist bildet die tragende     Konstruktion     für eine an deren Unterseite angebrachte     Vibrier-          vorrichtung,    die aus zwei längsverlaufenden, durch  Motoren 36 angetriebenen Wellen 37, 38 und aus den  Wellen     exzentrisch    angebrachten Gewichten 39 be  steht. Die Wellen sind in an der Unterseite des Bo  dens 20 angebrachten     Lagerungen    40 gelagert.

   Die  beiden Wellen sind elektrisch oder mechanisch in  solcher Weise zusammengekuppelt, dass die Gewichte  synchron arbeiten, wobei die Schwerpunkte der Ge  wichte an derselben Welle in denselben     Radialebenen     liegen. Die Wellen laufen in entgegengesetzten Rich  tungen um, so dass die     Vibrationsimpulse    einander  in der Seitenrichtung entgegenwirken, aber in senk  rechter Richtung zusammenwirken.  



  Die     Bodenkonstruktion    besteht aus zwei Blechen  41, 42, die gegenseitig mittels Rohrstutzen 43 abge-    stützt sind. Sie ist angeordnet, um mittels Luft abge  kühlt zu werden, welche durch den Zwischenraum  zwischen den Blechen 41, 42 geführt wird. Um eine  weitere     Wärmeisolierung    gegen den Bodenherd zu  erreichen, ist der Raum zwischen dem Boden 20 und  dem oberen Blech 19 mit einem Isoliermaterial ge  füllt.  



  Der Wagen 33 hat zwei Räderpaare 44, 45, die  auf Schienen 46 laufen. Wenn sich der Wagen in  eingeschobener Stellung befindet, wird das vordere  Räderpaar 44 von einer zweckmässig hydraulischen  Hubvorrichtung 47 getragen, um das Vorderende des  Wagens zu heben und zu senken, wobei der Wagen  um die Achse des hinteren Räderpaares 45 schwing  bar ist. In     Fig.    1 wird der Wagen in seiner waag  rechten Mittelstellung gezeigt, wobei der Bodenherd  nach unten in Richtung gegen das Vorderende um  einen kleinen Winkel, zweckmässig um 4,5 Grad gegen  die waagrechte Ebene neigt.

   Durch Schwingung des  Wagens in der angegebenen Weise um die Achse des  hinteren Räderpaares nach oben oder nach unten von  der Mittellage kann genannter Winkel in der ge  wünschten Weise verändert werden, um die Zeit für  die Bewegung des Materials über den Bodenherd zu  verändern.  



  Die Erhitzung des über den Bodenherd laufenden  Materials erfolgt bei dem in     Fig.    1 gezeigten Beispiel  mittels eines in der Giebelwand 48 des Ofens ein  gesetzten Brenners 49, wobei die Verbrennungsgase  Wärme an eine über dem Bodenherd angebrachten  Scheidewand 50 abgeben, welche ihrerseits Strah  lungswärme an das Material auf dem Bodenherd ab  gibt. Die Verbrennungsgase entweichen durch die       Vorwärmungskammern    10, 11 und werden mittels  eines Ventilators 51 durch Rohre 52, 53 heraus  gesaugt, welche an verschiedenen Stellen der oberen       Vorwärmungskammer    münden und von welchen die  untere mittels eines Ventils regelbar ist.  



  Der Verbrennungskammer 54 wird Sekundärluft  durch einen ventilgeregelten Zulauf 55 zugeführt, wel  cher zweckmässig an das Kühlrohrsystem des Boden  herdes angeschlossen ist. Wie in     Fig.    2 gezeigt, kann die  Scheidewand 50 durchlöchert sein, so dass sie einem  Teil der Verbrennungsgase gestattet, in die unter der  Scheidewand befindliche Strahlungskammer 56 hin  einzuströmen. Das im Ofen fertigbehandelte Material  verlässt den Ofen durch eine in der Giebelwand 48  befindliche Öffnung 57. Diese Öffnung kann gege  benenfalls in der in     Fig.    4 gezeigten Weise mit einer  Schleusenvorrichtung 58 versehen sein, um das Ma  terial     abzufördern.     



  Das in den Ofen eingeschüttete Material 2 hat  die Form von kleinen     Kugeln    oder Körnern, die  aus feinzerquetschtem Tonschiefer oder Ton herge  stellt sind, wobei das nasse Pulver geformt und nach  her getrocknet wird. Um den Körnern eine für die  Förderung erforderliche Festigkeit zu verleihen, kann  ein Bindemittel zu dem feinzerquetschten Material  hinzugefügt werden. Das Pulver kann gegebenenfalls  mit     Kalksteinmehl    vermischt werden.     Während    des      Durchganges durch den     Vorwärmungsturm    1 hin  durch wird das Material zunächst langsam bis auf  etwa 200' C in der Kammer 10 und nachher in der  Kammer 11 schneller auf eine Temperatur von       500-1000e    C erhitzt.

   Diese     Vorwärmung    kann in  einer im wesentlichen reduzierenden Atmosphäre  erfolgen, und zwar mittels der aus der Ver  brennungskammer 54 hinausströmenden Gase.  Während der Bewegung über den Bodenherd  wird das Material allmählich auf     Sinterungstempera-          tur    durch Wärmestrahlung von der Scheidewand 50  erhitzt. Diese Erhitzung erfolgt in einer im wesent  lichen oxydierenden Atmosphäre, die aus Luft be  steht, welche in die Strahlungskammer 56 gelangt und  zusammen mit den Verbrennungsgasen via den Ein  lauf 9 abgehen.  



  Das Material wird dem Bodenherd in einer im  Verhältnis zu seiner Bewegungsgeschwindigkeit längs  dem Bodenherd derart     abgepassten    Menge zugeführt,  dass es gleichförmig über den ganzen Bodenherd in  Form einer dünnen Schicht ausgebreitet wird, wobei  den Materialkörnern durch das Vibrieren des Bo  denherdes und infolge der Neigung derselben eine  waagrecht fortschreitende und senkrecht oszillierende  Bewegung im Verhältnis zum Bodenherd beigebracht  wird. Die Körnerdichte der Materialschicht ist nicht  grösser, als dass sich die Körner verhältnismässig frei  im Verhältnis zueinander in dem über dem Boden  herd befindlichen Luftraum bewegen können.

   Durch  die     Vibrationsimpulse    werden die Körner vom Bo  denherd gehoben, so dass sie über dem Bodenherd  praktisch eine schwebende Schicht bilden, wodurch  die Wärmebestrahlung der Körner äusserst wirksam  wird. Dank der Kühlung des Bodenherdes wird ver  hindert, dass die Körner am Bodenherd haften, und  es wird erreicht, dass die Körner gegen den vibrieren  den Bodenherd prallen können. Durch Veränderung  der Neigung des Bodenherdes in der oben beschrie  benen Weise kann die Zeit für die Bewegung der  Körner vom Einlauf 9 zum     Auslass    57 geändert wer  den. Dadurch kann auch das Blähen der Körner und  die     Schlusstemperatur    des entweichenden Materials ge  regelt werden.

   Demgemäss kann auch die     Vorwär-          mungszeit    im Verhältnis zur     Blähungszeit    geregelt  werden.  



  Bei der in     Fig.    4 gezeigten Ausführung wird das  Material durch einen in der Ofendecke 59 vor  gesehenen Kanal 60 zugeführt, welcher gleichzeitig  einen     Gasauslass    aus der Strahlungskammer 56 bildet.  Durch die Scheidewand 50 ist diese Kammer von  der Verbrennungskammer 54 gänzlich getrennt. Für  die Verbrennungsgase ist ein besonderer     Auslass    in  Form eines Kanals 61 angeordnet, welcher durch  eine Zwischenwand 62 in wärmeaustauschender Ver  bindung mit dem Kanal 60 angeordnet ist. Beide Ka  näle 60 und 61 sind an einen in der Zeichnung nicht  gezeigten     Vorwärmer    für das Material angeschlossen.

    Ausser dem Brenner 49 kann der Ofen mit     einer     Anzahl in der Ofendecke vorgesehener Brenner 63,  64 nebst einem dazu gehörenden     Sekundärlufteinlass       65, 66 versehen sein, welchen vorgewärmte Luft aus  dem Kühlsystem des Ofenbodens zugeführt wird. Die  Anordnung hat unter anderem den Vorteil, dass  die Temperaturverhältnisse des Ofens, z. B. durch  Regelung der Kühlluftzufuhr nach dem Kühlsystem  des Bodenherdes und der Zufuhr von Sekundärluft  nach den Brennern     mit        Hilfe    von in die Leitungen  eingesetzten Ventilen, selbsttätig geregelt werden kön  nen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHE 1. Verfahren zum Brennen von körnigem Ma terial in einem Ofen, insbesondere von solchem Ma terial, wie Ton und Tonschiefer, welches beim Er hitzen Gase entwickelt und gleichzeitig zum Sintern gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ma terial ausgebreitet und über den Bodenherd (16) in Form einer dünnen Schicht gebracht wird, welche von oben erhitzt und von unten durch Wärmeüber tragung an den gekühlten Bodenherd gekühlt wird, wobei den Materialkörnern durch Vibrieren des Bo denherdes eine senkrecht oszillierende und waagrecht fortschreitende Bewegung im Verhältnis zum Boden herd in solcher Weise beigebracht wird, dass die Materialkörner sich in dem über dem Bodenherd befindlichen Luftraum (56) gegenseitig frei bewegen können. Il.

   Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, welcher Ofen mit einem zwischen einem Zulauf (9) und einem Auslauf (57) für das Material vorgesehenen Ofenbodenherd (16) sowie mit Vorrichtungen (37, 38, 39 bzw. 49, 50) zum Vibrie ren des Bodenherdes und zum Erhitzen des auf den Bodenherd gebrachten Materials von oben versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenherd (16) aus einem feuerfesten, metallischen Material besteht und ausgebildet ist, um mittels in wärmeleitender Verbindung mit der Unterseite des Bodenherdes an geordneter Kühlglieder (25) gekühlt zu werden. UNTERANSPRü CHE 1.

   Ofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekenn zeichnet, dass der Bodenherd (16) auf einer tragenden Unterlage (33, 34) senkrecht abgefedert und mit einer unter ihm liegenden und mit ihm fest verbundenen Vibriervorrichtung versehen ist, welche aus einer oder mehreren in der Längsrichtung des Bodenherdes verlaufenden, motorisch angetriebenen Wellen (37, 38) sowie aus auf letzteren exzentrisch angebrachten Vibrationsgliedern (39) besteht. 2. Ofen nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zwei synchron umlaufende Wellen (37, 38) nebeneinander angeordnet sind und ihre Vibra- tionsimpulse in seitlicher Richtung einander entgegen wirken. 3.

   Ofen nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vibriervorrichtung und der Boden herd (16) durch eine Kastenkonstruktion (l9-24) verbunden sind, die einen wärmeisolierenden Raum einschliesst, und deren Boden (20) die Vibriervorrich- tung trägt (Fig. 2). 4. Ofen nach Unteranspruch 1, bei welchem der Bodenherd von einem aus dem Inneren des Ofens herausziehbaren Wagen getragen wird, dadurch ge kennzeichnet, dass in der eingeschobenen Stellung des Wagens (33) das vordere Räderpaar (44) von einer zweckmässig hydraulischen Hubvorrichtung (47) ge tragen ist, mittels welcher das Vorderende des Wa gens heb- und senkbar ist. 5.

   Ofen nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass sich die Vibriervorrichtung (37, 38, 39) über die ganze Länge des Bodenherdes (16) erstreckt und ihre Vibrierungsimpulse in der Längsrichtung gleichförmig verteilt sind.