Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Einrichtung zur Wärmebehandlung von körnigen, haftanfälligen Materialien. Solche Materialien können beispielsweise gekörnte Zementgrundstoffe, Kalksteinmahlgut, granulierte Aggloporit Sinterbims-Grundstoffe, wie: Schlacke, Flugasche, Bergwerkshaldengut und daraus hergestellte Gemenge u. dgl. sein. Diese Materialien enthalten brennbare Teilchen, oder sie sind mit solchen gemischt.
Die Wärmebehandlung, das Brennen derartiger Materialien erfolgt allgemein in Schachtöfen. Je nach der Art der zu brennenden Substanz, bzw. je nach der Verwendung der Brennprodukte, sind mehrere Verfahren, bzw. Schachtofen-Bauarten bekannt. Das Wesen einer der modernsten Lösungen besteht darin, dass durch den unten offenen Schachtofen von unten nach oben ein Luftstrom durchgeleitet wird, der das im Schachtofen befindliche zu behandelnde Material - die Charge - durchströmt und dabei den Brennprozess fördert. Unter dem offenen Schachtofen-Unterteil befindet sich eine tellerartige Ablassvorrichtung, während zum Erregen des Luftzuges von unten nach oben am Schachtofen-Oberteil eine Absaugevorrichtung angeschlossen ist.
Ein grosser Nachteil aller bisher bekannten Lösungen besteht darin, dass die im allgemeinen zum Schrumpfen neigende körnige Materie bei der Wärmebehandlung oft zusammenbackt, Klumpen bildet, beim Entleeren im Ofen das Abwärtsgleiten behindert und Stockungen verursacht. Die bekannten und angewandten mechanischen Austragevorrichtungen sind nicht imstande - zumindest nicht rechtzeitig diese zusammengebackenen Massen zu beseitigen. Deshalb ist oft eine schwere psychische Arbeit zur Behebung solcher Betriebsstörungen erforderlich. Dabei werden die zusammengebackenen Blöcke z. B. mit Brechstangen manuell zerkleinert, währenddessen auch der Ofenbetrieb vorübergehend eingestellt werden muss.
Die hier erörterten Nachteile melden sich ausserordentlich stark bei der Erzeugung von Aggloporiten in Schachtöfen.
Dabei ist es gerade dieses Gebiet, auf dem die Technologie der Wärmebehandlung im Schachtofen von besonderer ökonomischer Bedeutung wäre. Einerseits ist nämlich die Liquidierung der in der Nähe von Wärmekraftwerken angesammelten Staubkohlenaschenhalden der Kohlenstaubfeuerungen ein kaum zu lösendes Problem, andererseits kann sich der Leichtbeton, ein moderner Baustoff, wegen Mangel an genügenden Beschaffungsquellen für geeignete Zuschlagstoffe nicht in dem Masse verbreiten, wie es zu wünschen wäre.
Da aber der Aggloporit einen vorzüglichen Zuschlagstoff für Leichtbeton darstellt und aus der in grossen Mengen anfallenden Staubkohlenasche hergestellt werden kann, liegt es auf der Hand, dass ein solches Verfahren und die dazu nötige Einrichtung erforderlich ist, mit deren Hilfe die oben detaillierten Betriebsprobleme eliminiert und die Herstellung von Aggloporit aus Staubkohlenasche ermöglicht würde.
Ziel der Erfindung ist eine solche Lösung zu finden, mittels welcher die Nachteile der heute bekannten Schachtöfen vollkommen beseitigt werden können, unter diesen besonders das Zusammenbacken der Ofenfüllung und das Steckenbleiben der Charge im Grossbetrieb, und die ferner bei störungsfreiem Betrieb durch Verhütung der Schwierigkeiten in der Produktion, Betriebsführung und Technologie die Wärmebehandlung des gegebenen Grundstoffes, beispielsweise des Aggloporites, in Schachtöfen ermöglicht.
Diese Zielsetzung wird gemäss der Erfindung durch ein Verfahren verwirklicht, bei dem das Material einem an dem einen Ende offenen Wärmebehandlungsraum aufgegeben, dort erhitzt, und das bereits wärmebehandelte Material am anderen offenen Ende abgelassen wird.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die zur Wärmebehandlung benötigte Luft am freien Ende in den Wärmebehandlungsraum eingeführt, und mit dieser das im Wärmebehandlungsraum befindliche Material ausgebrannt wird, danach vor allem dem am besten gebrannten Kernteil der Charge freier Lauf gegeben, und mindestens dieser Kernteil aus dem Wärmebehandlungsraum ausgestossen wird.
wonach der ausgestossene Teil vom verbleibenden Material getrennt, der Wärmebehandlungsraum aber wieder mit ungebranntem Material nachgefüllt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch die zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung, die aus einem Brennraum, einer Vorrichtung zum Durchsaugen der Luft und einer Aufgabevorrichtung für ungebranntes Material besteht. und die gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung für das Ausstossen des Agglomerates aus dem Wärmebehandlungsraum und eine Vorrichtung für das Abschneiden und Unterfangen wenigstens des durch die Ablassöffnung des Wärmebehandlungsraumes austretenen Kernteiles des Agglomerates.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigelegten Zeichnungen beispielsweise beschrieben werden. Die Zeichnungen stellen eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung dar und zeigen in
Fig. 1 die Prinzipskizze der Einrichtung im Längsschnitt.
Fig. 2 die Ablassvorrichtung in der Draufsicht,
Fig. 3 die Ablassvorrichtung im Schnitt.
Der Brennraum der Einrichtung wird von einem vertikalen, innen hohlen zylindrischen Baukörper - beispielsweise vom Schachtofen 1 - gebildet, dessen Innenflächen mit feuerfestem Material verkleidet sind. Der Unterteil des Schachtofens 1 ist völlig offen. Dies besagt, dass nach dem Verlassen der unteren Mantelfläche die Füllung des Ofens - die die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen a versehen wurde - frei ausfliessen und sich mit ihrem natürlichen Böschungswinkel auf der als Stützfläche dienenden ebenen Ablassvorrichtung 2 abfangen kann; diese Stützfläche ist unter dem Austragsende la des Schachtofens 1 in einem bestimmten Abstand eingebaut. Dieser Abstand ist beispielsweise von der Art des gegebenen Materials und den Abmessungen des Schachtofens 1 abhängig.
In dem Oberteil des Schachtofens 1 ist die Materialausstossvorrichtung 3 angeordnet, die mit ihrer Stossplatte 3a auf die obere Fläche der im Schachtofen befindlichen Materialsäule von Kreisquerschnitt wirkt, und auf diese je nach dem Arbeitsgang. bzw. der jeweiligen Betriebssituation einen Druck ausüben kann. Die Stossplatte 3 wird zweckmässig perforiert ausgeführt. Die zur Wärmebehandlung benötigte Luftmenge wird von der mit einem Ventilator versehenen Luftzugvorrichtung X von unten nach oben durch die Ofenfüllung gesaugt. Unter der Ablassvorrichtung ist irgendein an sich bekannter, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Stahlmitnehmern versehener Austragsförderer 5 eingebaut, der die Auffangfläche für das abgelassene Brenngut bildet. Zum Nachfüllen von ungebranntem Füllgut dient die Aufgabevorrichtung 6.
In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der in Fig. 1 als Ganzes mit der Bezugsnummer 2 bezeichneten ebenen Ablassvorrichtung in Draufsicht, die gleiche Vorrichtung aber in Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Die Hauptelemente dieser Vorrichtung sind die Messer 7, die mit den Bolzen 7a an dem fixen Ring 7b, mit den Bolzen 7d aber an dem Ring 7c angeschlossen sind, welcher um die geometrische Achse A verdreht werden kann. Beim Verdrehen des Ringes 7c in der Pfeilrichtung B öffnen die in geschlossener Stellung befindlichen Messer 7 von der vertikalen Mittelachse A des Schachtofens 1 aus nach aussenhin, und in dem dadurch freigewordenen Querschnitt rings um die Achse kann die Materialsäule a in der Pfeilrichtung C abwärtsgleiten und auf den Austragsförderer 5 gelangen.
Durch Betätigung der Messer 7 in entgegengesetzter Richtung, d. h. beim Verdrehen des Ringes 7c dem Pfeil B entgegen, schliessen sich diese gegen die Achse A hin zusammen, und schneiden damit einerseits einen Teil der Materialsäule ab, andererseits bilden sie eine ebene und dichte Oberfläche - die Stützfläche - zum Unterfangen des verbliebenen Teiles der Materialsäule. Der zweckmässig als hydraulischer Zylinder ausgebildete Bewegungsmechanismus der Messer 7, welcher durch Verdrehen des Ringes 7c das Öffnen und Schliessen der Messer besorgt, ist in Fig. 2 mit Bezugsnummer 8 bezeichnet. Zu diesem Zweck kann natürlich auch jeder bekannte, hierzu geeignete andere Bewegungsmechanismus verwendet werden. Die einzelnen Teile der Einrichtung können auch von Hand aus, miteinander verbunden oder halbautomatisch betätigt werden.
Die automatisierte Betätigung der Einrichtung gemäss der Erfindung spielt sich folgendermassen ab:
Hat sich in dem nach Fig.l angefüllten Schachtofen 1 eine dem völligen Garbrennen entsprechende Temperatur eingestellt, so wird durch einen Thermofühler der Bewegungsmechanismus 8 der Ablassvorrichtung 2 betätigt, worauf die Messer 7 sich von der Schachtachse her radial nach aussen öffnen und damit der Materialsäule a abwärts den Weg freigeben, zu dem als Auffangfläche dienenden Austragsförderer 5. Haben die Messer 7 die Stellung ganz geöffnet erreicht, so wird durch einen elektrischen Impuls die Materialausstossvorrichtung 3 eingeschaltet und gesteuert, wobei sich die Stossplatte 3a abwärts und die Materialsäule aus dem zylindrischen Innenraum des Schachtofens 1 hinausdrückt.
In ihrer tiefsten Endstellung - die abhängig vom Abstand des Austragsförderers 5, d. h. von der Höhe der abzuschneidenden Materialsäule gewählt wird - schaltet die Stossplatte 3a den Bewegungsmechanismus 8 der Ablassvorrichtung 2 ein, deren Messer 7 sich nunmehr von aussen nach innen zur Achse A hin bewegen. Auf diese Weise wird in der Messerebene die Materialsäule abgeschnitten, die Messer bilden einen totalen Verschluss und dadurch auch die für den nächsten Brennzyklus benötigte Stützfläche. Bei völligem Schliessen der Messer 7, erhält die Ausstossvorrichtung 3 einen elektrischen Impuls, wonach die Ausstossplatte 3a in ihre obere Endstellung zurückkehrt, und dabei einen Impuls auslöst, der die Aufgabevorrichtung anlässt, die dann den zylindrischen Raum mit ungebranntem Material bis zur erwünschten Höhe nachfüllt.
Mit dem Anlassen des Brennvorganges beginnt die nächste Arbeitszyklus, der aus den gleichen Operationen - wie oben erörtert - besteht. Inzwischen wird vom Austragsförderer das daraufliegende Haufwerk der abgeschnittenen Materialsäule zur weiteren Verarbeitung an den hierfür vorgesehenen Ort befördert.
Bei der Betätigung der Einrichtung müssen die Messer 7 nicht unbedingt ganz geöffnet werden. Das Entleeren des gebrannten Materials aud der Ablassvorrichtung 2 kann durch eine beliebig weite Öffnung hindurch erfolgen. Der Mittelpunkt dieser Öffnung ist immer der Schnittpunkt der vertikalen Schachtachse A mit der Ebene der Ablassvorrichtung 2.
Damit wird erreicht, dass - wie gross auch die Öffnung sei jeweils der vollkommen gebrannte Teil der Materialsäule den Schachtofen verlässt. Das Ablassen durch geringeres Öffnen hat den Vorteil, dass an die Stelle des am besten gargebrannten und ausgestossenen Materialkerns der Nachfall des an den Schachtwänden befindlichen, noch wenig gebrannten Materials gelangt und nunmehr auch gargebrannt wird. Auf diese Weise kann aus dem Schachtofen 1 kein Material ausgetragen werden, das noch nicht gargebrannt ist. In solchen Fällen empfängt die zum Bewegen der Materialsäule dienende Ausstossvorrichtung 3 den elekrtischen Impuls nicht in ganz geöffneter Stellung, sondern bereits dann, wenn die Messer die der gewünschten Öffnung entsprechende Stellung erreicht haben.
Alle anderen Arbeitsvorgänge spielen sich danach in der oben erörterten Weise ab.
Das Wesen des beschriebenen Verfahrens besteht somit darin, dass der untere, bereits fertiggebrannte Teil der Materialsäule auf eine, unter der unteren Öffnung des Brennschachtes, in gewissem Abstand eingebaute, entfernbare Stützfläche niedergelassen wird, wodurch das Durchströmen der zur Wärmebehandlung benötigten Luft ermöglicht ist, und dabei mit einem dem Brenngut entsprechenden Böschungswinkel eine solche offene Mantelfläche geschaffen wird, dass im zylindrischen Brennschacht das dort befindliche Material bis zur Brennzone an der oberen Aufgabeöffnung hochgebrannt, danach aber die Stützfläche entfernt oder geöffnet, und die ausgebrannte Materialsäule auf eine untere Auffangfläche abgelassen wird, wobei der untere Teil der Materialsäule, zweckmässig in dem zwischen der Stützfläche und der Auffangfläche ausgebildeten Spalt abgeschnitten,
danach die Stützfläche wiederhergestellt oder geschlossen, und der Zylinderraum wieder mit ungebranntem Material aufgefüllt wird.
Vorteilhaft ist, wenn die Stützfläche von der Mittelachse des zylindrischen Brennraumes aus sich nach aussen hin allmählich öffnen lässt und die Materialsäule durch das Schliessen der Stützfläche abgeschnitten wird.
Es ist zweckmässig, das Material durch Nachschieben von oben nach unten auf die Stützfläche zu bringen.
Die beschriebene Einrichtung besitzt somit im zylindrischen Brennschacht eine Vorrichtung zum Abwärtsschieben der Materials unter den Brennschacht, es ist aber in einem gewissen Abstand von seiner Unterkante eine in geschlossenem Zustand die Materialsäule unterfangende, als Stützfläche für die Materialsäule dienende. bei Rückbewegung in die Ausgangsstellung, oder beim Schliessen eine zum Abschneiden der Materialsäule geeignete Ablassvorrichtung eingebaut. Das Arbeitsorgan zum Abwärtsschieben des Materials kann eine, an einen Bewegungsmechanismus angeschlossenen horizontale, zweckmässig perforierte Schiebeplatte sein, wobei als Schubmechanismus beispielsweise ein hydraulischer Zylinder verwendet werden kann. Die Ablassvorrichtung kann von der im Wesen vertikalen Achse des zylindrischen Brennschachtes aus radial nach aussen geöffnet werden.
Damit wird die das Abwärtsbewegen der Materialsäule ermöglichende Öffnung hergestellt, die, aus Platten konstruiert, beim Schliessvorgang zur erwähnten Achse hin die durch die Öffnung hindurch anstehende Materialsäule abschneidet.
Mit dem beschriebenen Verfahren und der Einrichtung sind zahlreiche solche vorteilhafte Arbeitseffekte verknüpft, welche die heute bekannten Lösungen gleicher Bestimmung nicht besitzen. Vor allem ist die Tatsache hervorzuheben, dass die Erzeugung von Aggloporiten in Schachtöfen bis heute überhaupt nicht gelöst war, und dass eigentlich kein einziges wirksames Verfahren zur Verfügung stand, mit dessen Hilfe in kontinuierlicher Grossbetrieb Leichtbeton-Zuschlagsstoff aus Flugasche hergestellt werden konnte. Die Lösung dieser Aufgabe ist allein durch das beschriebene Verfahren möglich, noch dazu in höchst ökonomischer Weise.
Durch die Einführung dieses Verfahrens in die Praxis können die Schlackenhalden von Wärmekraftwerken, welche grosse Gebiete anderer Nutzung entziehen, zu Leichtbeton-Zuschlägen bester Güte verarbeitet, und dabei noch wertvolles Gelände für andere Zwecke freigemacht werden. Andererseits aber kann der Bauindustrie ein wertvoller Grundstoff in grossen Mengen und billig zur Verfügung gestellt werden. Die Bedeutung von letzterem wächst besonders noch dadurch, dass die Versorgung der Bauindustrie mit Baukiesmaterial auf immer grössere Schwierigkeiten stösst, und dass sich gerade der nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Aggloporit bester Qualität vorzüglich dazu eignet, den Baukies wenigstens teilweise zu ersetzen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber ähnlichen bekannten Lösungen besteht darin, dass dabei die betrieblichen Schwierigkeiten und technologischen Unsicherheiten der Wärmemanipulation im Schachtofen weitgehendst vermieden werden. Daneben wird durch die auf dem Fachgebiet herrschende allgemeine Auffassung bei Verwendung von zweckmässig gewählten, praktisch beliebigen Schachtabmessungen eine solche Einrichtung ermöglicht, die mit geringsten Investitionskosten errichtet, ein Produkt von bester Güte bei niedrigstem Einheitspreis herstellen kann.
PATENTANSPRUCHE
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von körnigen, haftanfälligen Materialien, insbesondere zur Herstellung von als Leichtbeton-Zuschlagsstoff dienenden Aggloporiten, wobei das Material einem, an dem einen Ende offenen Wärmebehandlungsraum aufgegeben, dort erhitzt und das bereits wärmebehandelte Material am anderen offenen Ende des Wärmebehandlungsraums abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Wärmebehandlung benötigte Luft am freien Ende in den Wärmebehandlungsraum eingeführt, und mit dieser das im Wärmebehandlungsraum befindliche Material ausgebrannt wird, danach vor allem dem am besten gebrannten Kernteil der Charge freier Lauf gegeben, und mindestens dieser Kernteil aus dem Wärmebehandlungsraum ausgestossen wird, wonach der ausgestossene Teil vom verbleibenden Material getrennt,
der Wärmebehandlungsraum aber wieder mit ungebranntem Material nachgefüllt wird.
II. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einem Brennraum, einer Vorrichtung zum Durchsaugen der Luft und einer Aufgabevorrichtung für ungebranntes Material, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (3, 3a) für das Ausstossen des Agglomerats aus dem
Wärmebehandlungsraum und eine Vorrichtung (2) für das
Abschneiden und Unterfangen wenigstens des durch die
Ablassöffnung (la) des Wärmebehandlungsraumes austreten den Kernteiles des Agglomerates.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeich net, dass das im Wärmebehandlungsraum befindliche Material bis zur Aufgabezone ausgebrannt wird.
2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassvorrichtung (2) mit Schneideblechen (7) so ausgestaltet ist, dass diese radial nach aussen bewegt werden können und dadurch den zum Ablassen des Materials benötigten Weg freigeben, beim Schliessen der Messer aber das durch die Öffnung hindurchgelangte Agglomerat abschneiden.
3. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidebleche (7) an einem fixierten Ring (7b) und einem verdrehbaren Ring (7c) mit den Bolzen (7a, 7d) befestigt sind, und der verdrehbare
Ring (7c) mit einem als hydraulischer Zylinder ausgebildeten Bewegungsmechanismus (8) verbunden ist.
4. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Ausstossen des Materials aus dem Brennraum ein an ein geeignetes Betätigungsgerät (3) angeschlossenes Organ besitzt, das als perforierte Stossplatte ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsgerät (3) der Stossplatte (3a) der Ausstossvorrichtung ein hydraulischer Zylinder ist.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.