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Die Erfindung betrifft eine Rostplatte zum Einsatz in einem Rostkühler für heißes Schüttgut, aufweisend einen ersten, beim Einsatz der Rostplatte in einem Rostkühler alternierend von mindestens einer weiteren Rostplatte überdeckten Arbeitsbereich (,Überdeckungsbereich'), wobei der Überdeckungsbereich mindestens eine Tasche zum Halten von Schüttgut als autogene Verschleißschutzschicht aufweist, und einen zweiten, beim Einsatz der Rostplatte in einem Rostkühler nicht von einer weiteren Rostplatte überdeckten Arbeitsbereich (,überdeckungsfreier Bereich'), wobei der überdeckungsfreie Bereich zum Halten von Schüttgut als autogene Verschleißschutzschicht mindestens eine Tasche mit mindestens einer zur Unterseite der Rostplatte führenden Öffnung für die Einleitung von Kühlluft aufweist.
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Rostkühler werden eingesetzt, um heißes Schüttgut, wie z. B. gebrannte mineralische Güter oder Zementklinker, der aus einem Drehrohrofen austritt, abzukühlen. Das heiße Schüttgut wird dabei über die Kühlstrecke des Rostkühlers transportiert und typischerweise durch Wärmeaustausch mit im Querstromverfahren eingeleiteter Kühlluft gekühlt. Ein auch unter extremen Temperatur- und abrasiven Verschleißbedingungen geeignetes Transportverfahren beruht auf dem verbreiteten Schubrostkühlersystem. Der Rostkühler besteht hierbei aus stufenweise hintereinander angeordneten Rostplattenträgern. Dabei wechseln sich in Transportrichtung ortsfeste, statische Rostplattenträger mit beweglichen Rostplattenträgern ab, welche sich gelagert auf beweglichen, angetriebenen Schubrahmen in Transportrichtung hin und entgegen der Transportrichtung wieder zurück bewegen. Durch diese oszillierende Bewegung wird das Schüttgut über die Stufen geschoben und durch den Kühler befördert. Quer zur Transport-, d. h. Förderrichtung sind in den Rostplattenträgern in Reihen nebeneinander Rostplatten angeordnet. Als Arbeitsbereich der Rostplatten ist der Flächenanteil ihrer Oberseite zu bezeichnen, auf dem das heiße Schüttgut aufliegt bzw. über den während des Förderprozesses das Schüttgut bewegt wird. Alternierend kommt es durch die Hin-und-her-Bewegung der beweglichen Rostplattenträger zu einer teilweisen Überlappung bzw. Überdeckung zweier stufenweise aufeinander folgenden Rostplatten(reihen). Demnach teilt sich der Arbeitsbereich einer jeden Rostplatte (außer auf der ersten, obersten Stufe) in zwei Arbeitsbereiche, nämlich in einen ersten Arbeitsbereich, der im Betrieb des Rostkühlers aufgrund der oszillierenden Förderbewegung der beweglichen Stufen alternierend von mindestens einer Rostplatte der darüber liegenden Stufe überdeckt wird, kurz: Überdeckungsbereich, und in einen zweiten Arbeitsbereich, der von keiner Rostplatte der darüber liegenden Stufe überdeckt wird, also einen überdeckungsfreien Bereich.
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In der deutschen Offenlegungsschrift
DE3812425A1 wird eine solche Kühlerrostplatte offenbart, in der ein Überdeckungsbereich und ein Arbeitsbereich vorhanden sind. Der Arbeitsbereich der dort offenbarten Rostkühlerplatten weist Taschen zur Aufnahme von Kühlgut als autogener Verschleißschutz und auch als Wärmeisolation auf. Hingegen ist der Überdeckungsbereich frei von Taschen und wird nur durch einen Luftstrom von unterhalb gekühlt. Diese Rostpaltten weisen gerade im Überdeckungsbereich einen hohen Verschleiß auf.
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In der europäischen Patentanmeldung
EP0537523A1 wird eine ähnliche Kühlrostplatte offenbart, die ebenfalls einen Überdeckungsbereich und einen Arbeitsbereich aufweist. Der Überdeckungsbereich ist frei von Taschen zur Aufnahme von Kühlgut, so dass die Oberfläche der Rostplatte in diesem Bereich bei der alternierenden Überdeckung mit dem heißen und abrasiven Kühlgut in einem Kühler für Zementklinker in unmittelbaren Kontakt kommt und an dieser Stelle einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist.
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Rostplatten sind im Allgemeinen insbesondere zwei starken, dabei auch zusammenwirkenden Verschleißwirkungen ausgesetzt. Einerseits erweicht die hohe, nicht selten über 1000°C betragende Temperatur des heißen Schüttguts das Rostplattenmaterial, zumeist Stahl. Andererseits wird die Rostplatte auf ihrer Oberseite aufgrund der Relativbewegung zum heißen, häufig in Granalien vorliegenden Schüttgut durch abrasiven Verschleiß angegriffen. Zum Schutz vor solchen thermo-mechanischen Überbeanspruchungen weisen Rostplatten daher häufig mulden- bzw. taschenartige Vertiefungen auf. In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2014 008 010 A1 werden Rostplatten vorgeschlagen, deren Arbeitsbereich sowohl im Überdeckungsbereich als auch im überdeckungsfreien Bereich solche Taschen aufweist. In den beispielsweise quaderförmigen Taschen einer Rostplatte wird aufgrund deren in vertikaler Ausdehnungsrichtung gegebenen Vertiefung, also ihrer Höhe, ein Teil des Schüttgutes gehalten. Dieses festgehaltene Material wirkt einerseits als autogene Verschleißschutzschicht, da es einen direkten Kontakt des über die Platte transportierten Materials mit dem Taschenboden verhindert. Andererseits wirkt diese sich abkühlende Schicht auch als Wärmeisolation, so dass die Rostplatten zumindest im Bereich der Taschen aufgrund der geringeren Temperatur eine höhere Oberflächenhärte und somit auch eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß aufweisen.
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Es ist ferner bekannt, in die Taschen durch Öffnungen am Boden der Rostplatten Kühlluft einzublasen. Die Kühlluft durchströmt dann die transportierte, heiße Schüttgutschicht und speichert unter Kühllufttemperaturerhöhung Wärme, die gegebenenfalls an anderer Stelle des Gesamtprozesses wieder nutzbar gemacht, d. h. rekuperiert werden kann, wie dies bei der Zementherstellung der Fall ist. Die physikalisch technische Realisierung des Durchströmens der beförderten heißen Schüttgutschicht sowie des Bereiches der sich ausbildenden autogenen Verschleißschutzschicht ist entscheidend für die Effektivität und Gleichmäßigkeit des Kühlvorganges und die Standzeit der Rostplatten und mithin des Rostkühlers.
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Bei der in der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2014 008 010 A1 offenbarten Rostplatte werden durch deren (über den gesamten Arbeitsbereich dabei weitgehend unterschiedslose) Taschenanordnung/-beschaffenheit und durch deren Kühllufteinleitung mittels einer Öffnung an der Unterseite der Rostplatte eine Absenkung des Luftzufuhr- und Schüttgut-bedingten Luftwiderstands, der hohe Energiekosten zur Erzeugung des Kühlluftstroms (Verdichterleistung) zur Folge hat, ferner eine Vergleichmäßigung des Gesamtluftwiderstandes, dessen Schwankungen durch Regelmechanismen in der Kühlluftzufuhr (geregelter Verdichter) ausgeglichen werden müssen, sowie eine Verringerung des Verschleißes durch Ausbildung einer autogenen Verschleißschutzschicht auch im Überdeckungsbereich erreicht.
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Dennoch bleibt es Ziel, Kühlung und Verschleißschutz weiter zu verbessern. Hierfür ist zu beachten, dass bei einer gleichartigen Taschengestaltung im Überdeckungsbereich wie im überdeckungsfreien Bereich es gerade im Überdeckungsbereich durch die oszillierende Hin-und-her-Schubbewegung über die Taschen nachteilig zu einer zunehmenden und erheblichen Verdichtung der Schüttgutschicht in den Taschen (im Vergleich zu der Verdichtung in den Taschen des überdeckungsfreien Bereichs) kommt. Dies führt hier zu einer erheblichen Erhöhung des Strömungswiderstands bzw. zu einem starken Druckverlust im Kühlluftstrom, was bei dessen Kompensation nicht nur kostenintensiv ist, sondern auch bei einer Gesamtluftzufuhr zum Rostkühler bzw. zu den jeweiligen Rostplatten im überdeckungsfreien, weniger stark verdichteten Bereich nachteilig eine Ausbildung von (vertikalen) Temperaturgradienten im Schüttgutbett zur Folge hat, die nicht zu einer optimalen effektiven und gleichmäßigen Kühlung des beförderten Schüttguts führen. Darüber hinaus wächst mit der solchermaßen notwendigen Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit im Zuführungsbereich nachteilig das Risiko von Durchschüssen bzw. Kaltkanalbildungen. Ferner kann, ebenfalls nachteilig, am Taschenboden im Überdeckungsbereich der durch die Verdichtung der Schüttgutschicht verstärkte, insbesondere Temperatur-bedingte Verschleiß durch Kühlung mittels Kühlluftzuleitung durch gewöhnlicher Öffnungen, die zur Unterseite der Rostplatte führen, nicht allgemein bereits hinreichend reduziert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rostplatte zum Einsatz in einem Rostkühler für heißes Schüttgut zur Verfügung zu stellen, welche die angeführten, Kühlungseigenschaften, Wirtschaftlichkeit und Verschleiß betreffenden Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet oder zumindest abmindert.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Rostplatte zum Einsatz in einem Rostkühler für heißes Schüttgut mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
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Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Höhe der mindestens einen Tasche im Überdeckungsbereich kleiner ist als die Höhe der mindestens einen Tasche im überdeckungsfreien Bereich. Bei Taschen, deren Böden im untypischen Falle nicht eben und horizontal beschaffen sind, ist hierbei von der mittleren Höhe auszugehen. Bei mehreren Taschen auf der Rostplatte, die unterschiedliche Höhe aufweisen, beispielsweise angepasst an die im Betrieb des Rostkühlers je typische Schüttungsgeometrie, ist mithin die tiefste, also mit der größten Höhe dimensionierte Tasche des Überdeckungsbereichs kleiner als die Tasche mit der geringsten Höhe des überdeckungsfreien Bereichs. Der Fachmann wird zunächst die Höhe der Taschen im Überdeckungsbereich optimierend dahingehend wählen, dass sich einerseits eine hinreichende autogene Verschleißschutzschicht in ihnen ausbildet, die jedoch andererseits eine nicht zu große Schichtdicke, welche den Strömungswiderstand bzw. Druckabfall unnötig erhöhen würde, aufweist. Hiervon ausgehend die Höhe der Taschen im Überdeckungsbereich erfindungsgemäß kleiner, typischerweise erheblich kleiner, einzurichten, ohne jedoch die Taschen so flach auszugestalten, dass keine Verschleißschutzschicht festgehalten werden könnte, führt dazu, dass die beschriebene Verdichtung der festgehaltenen Schüttgutschicht weniger stark ausfällt. Der Strömungswiderstand bzw. Druckverlust im Überdeckungsbereich ist daher gegenüber der Verwendung gleich hoher Taschen wie im überdeckungsfreien Bereich vorteilhaft vermindert, so dass die eingangs erläuterten Nachteile – insbesondere hinsichtlich einer unwirtschaftlichen Erhöhung der Luftzustromgeschwindigkeit, hinsichtlich temperatur-gefördertem Verschleiß in den Taschen des Überdeckungsbereichs und hinsichtlich Kühlungsnachteilen im überdeckungsfreien Bereich (ungünstige Temperaturgradienten, Kaltkanalrisiko) – abgeschwächt werden.
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Zugunsten einer vorteilhaften, möglichst einfachen Bauform werden in bevorzugter Ausführungsform die Taschen so gestaltet, dass die Taschen im Überdeckungsbereich untereinander die gleiche Höhe aufweisen, und die Taschen im überdeckungsfreien Bereich untereinander die gleiche Höhe aufweisen. Ferner ist vorgesehen, dass die Höhe der mindestens einen Tasche im Überdeckungsbereich kleiner ist als ein Drittel, bevorzugt kleiner als ein Fünftel, der Höhe der mindestens einen Tasche im überdeckungsfreien Bereich. Dabei ist hinsichtlich der unteren Grenze (geringste Höhe) auf die Ausbildungsmöglichkeit einer autogenen Verschleißschutzschicht zu achten. Dies ist abhängig von der Beschaffenheit des heißen Schüttguts, jedoch hat sich gezeigt, dass das Festhalten einer solchen Schicht für typische Rostkühleranwendungen, insbesondere bei der Zementklinkerkühlung, auch bei Höhen der genannten Höhenrelationen problemlos möglich ist. In einigen solchen Anwendungsfällen sollte die Höhe der Tasche im Überdeckungsbereich typischerweise nicht weniger als 5% der Taschenhöhe des überdeckungsfreien Bereichs betragen. Überraschend hat sich ferner gezeigt, dass bei einer solchen Reduzierung der Taschenhöhe (auf weniger als einem Drittel, bevorzugt weniger als einem Fünftel) gegenüber der Taschenhöhe des überdeckungsfreien Bereichs ein guter Verschleißschutz der Taschen im Überdeckungsbereich und eine effektive, gleichmäßige Kühlung im Gesamtbereich gewährleistet sind, was auf die alternierende Befreiung des Überdeckungsbereiches von einer heißen Gutbettschicht durch die oszillierende Hubbewegung zurückgeführt werden kann.
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Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Boden der mindestens einen Tasche im Überdeckungsbereich von mehreren Segmenten gebildet wird, deren Oberseiten als Auflagefläche für Schüttgut dienen und zwischen denen spaltartige Kühlluftkanäle für die Zuführung von Kühlluft ausgebildet sind. Dabei sind bei Einsatz der Rostplatte in einem Rostkühler die zwischen den Oberseiten der Segmente gegebenen Öffnungen der Kühlluftkanäle jeweils in einem solchen Winkel zur Vertikalen ausgerichtet, dass zwischen der Förderrichtung des Schüttguts und der Richtung der Kühlluftströmung durch die Öffnungen je ein spitzer Winkel vorliegt. Eine so ausgebildete Art der Anströmung des Schüttguts, die, abgesehen von dann erfolgenden Ablenkungen und Verwirbelungen am und im Schüttgut, mit vektorieller Komponente überwiegend in Förderrichtung ausgerichtet ist, versorgt die Oberfläche der Rostplatte am Taschenboden, mithin die Segmentoberseiten, im Vergleich zu exakt nach oben gerichteten Öffnungen zusätzlich mit Kühlluft und reduziert auf diese Weise zusätzlich den temperatur-beförderten Verschleiß der Rostplatte.
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In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zwischen den Oberseiten der Segmente gegebenen Öffnungen der Kühlluftkanäle im Überdeckungsbereich so ausgerichtet sind, dass bei Einsatz der Rostplatte in einem Rostkühler die Kühlluftströmung etwa in Förderrichtung des Schüttguts eingeleitet wird. Mithin ist die Kühlluftströmung bei Einleitung etwa parallel zur Oberfläche der Segmente gerichtet, was sowohl den Verdichtungseffekt reduziert, wenn auch erfindungsgemäß nicht vollends verhindert (eine hinreichende autogene Verschleißschutzschicht wird festgehalten), als auch für eine bessere Kühlung der Segmente, mithin der Tasche sorgt. Kleine – durch den Ausdruck ,etwa' mit umfasste – Abweichungen gegenüber der exakten Förderrichtung bzw. Oberflächenausrichtung sind in der Praxis natürlich durch die physikalischen Eigenschaften der Kühlluftströmung, bspw. lokale Ablenkungen und kleine Verwirbelungen an Kanten, oder auch aufgrund möglicherweise nicht völlig ebener und/oder horizontaler Segmentoberflächen gegeben, beeinträchtigen aber die vorteilhafte Wirkung nicht nachhaltig. Nach in dieser Richtung erfolgter Einleitung der Kühlluftströmung kommt es zu Ablenkungen der Kühlluft an den Partikeln der Verschleißschutzschicht und, in der entsprechenden Phase des Schubzyklus, an den Partikeln des beförderten Schüttgutbetts.
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Typischerweise sind funktional vorteilhaft in einem Rostkühler je mehrere Rostplatten in einer Reihe nebeneinander, d. h. quer zur Förderrichtung, und in einer Rostplatte die Taschen ihrerseits in Reihen quer und parallel zur Förderrichtung, also maschen- bzw. gitterartig, angeordnet. Hinsichtlich der Anordnung der den Boden der Taschen im Überdeckungsbereich bildenden Segmente sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass in der mindestens einen Tasche im Überdeckungsbereich die den Boden bildenden Segmente bezogen auf die Förderrichtung hintereinander angeordnet sind. Durch die dabei spaltartig zwischen aneinander grenzenden Segmenten unterbrechungsfrei über die ganze Taschenbreite ausgebildeten Öffnungen der Kühlluftkanäle wird eine gleichmäßige Kühlung begünstigt. Gerade und dabei senkrecht zur Förderrichtung ausgebildete Segmentgrenzen erweisen sich hierbei als besonders vorteilhaft.
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Um die Rostplatte bei deren Verwendung mit dem Rostkühler, etwa mit dessen Rahmenkonstruktion oder dessen Antriebsgestänge, belastbar aber lösbar verbinden zu können, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an der Unterseite der Rostplatte unterhalb des Überdeckungsbereichs ein Verbindungselement, beispielsweise eine Hakenvorrichtung, für die Befestigung der Rostplatte in einem Rostkühler vorgesehen ist. Aus Gründen einer symmetrischen Kräftebelastung ist ein solcher Haken oder ein entsprechend anderes Verbindungselement vorzugsweise in der Unterseitenmitte, also in der vertikalen, parallel zur Förderrichtung verlaufenden Mittelebene der Rostplatte, anzuordnen. Unterhalb des Überdeckungsbereiches kommt es aufgrund der Funktionsweise des Rostkühlers nicht wiederum zu einer Überdeckung mit einer unterhalb dieser Platte befindlichen weiteren Rostplatte; vielmehr besteht dort ein freier Raum, der zu besagter Befestigung nutzbar ist. Für eine stabile Befestigung kann es sich als vorteilhaft erweisen, im Mittelbereich des Überdeckungsbereichs keine Taschen vorzusehen. In diesem Falle ist jedoch für eine ausreichende Kühlung dieses taschenfreien Mittelbereichs des Überdeckungsbereiches zu sorgen, etwa durch Lenkung des Kühlluftstroms der angrenzenden Taschen hin zum Mittelbereich.
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Die Segmente bilden erfindungsgemäß mit ihren Oberseiten die Auflageflächen für das als Verschleißschutzschicht wirkende Schüttgut in den Taschen des Überdeckungsbereichs und mithin den Boden dieser Taschen. Die Oberseiten sind daher beispielsweise im Wesentlichen eben ausgebildet. Ferner müssen die Segmente den Kräftebelastungen durch das aufliegende und dabei mit Schubdruck beförderte heiße Schüttgut standhalten können und zwischen sich jeweils die erfindungsgemäßen Kühlluftkanäle ausbilden. Darüber hinaus besteht die nicht zuletzt wirtschaftlich relevante Bedingung, dass die Segmente einfach herstellbar sind. Wie sich gezeigt hat, sind diese Anforderungen in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfüllt, bei der die Segmente der mindestens einen Tasche im Überdeckungsbereich in vertikalem Querschnitt parallel zur Förderrichtung ein etwa Doppelwinkelprofil aufweisen. Von einer Längsseite der (hier als horizontal gelagert angenommenen) Platte her, quer zu Förderrichtung, betrachtet weisen die Segmente also ein doppelgewinkeltes Profil mit unten einer horizontalen, flachen etwa quaderförmigen Komponente, einer an deren (in Förderrichtung gesehen) Ende anschließenden nach oben verlaufenden ebenfalls etwa quaderförmigen Komponente und mit einer an deren Ende ansetzenden, die Oberseite des Segmentes bildenden dritten, etwa horizontalen, etwa quaderförmigen Komponente in Förderrichtung auf, so dass im Profil die Form eines stilisierten, eckigen „S” gegeben ist. Die Form ist jedoch, wie der Ausdruck „etwa” anzeigen soll, nicht auf exakt rechte Innenwinkel zwischen den Komponenten festgelegt, vielmehr kann die Form auch leicht geschert, vorzugsweise in Förderrichtung geschert, vorliegen. Ferner können die Kanten zwischen den Komponenten aus Fertigungsgründen auch abgerundet sein; ebenfalls erfüllen auch leicht gebogene Komponenten die genannten Anforderungen. Um den erfindungsgemäßen Austritt der Kühlluft aus den Kühlluftkanälen zwischen den Segmenten unter einem Winkel zur Vertikalen, im Grenzfall sogar direkt in Förderrichtung bzw. parallel zu den Oberseiten der Segmente zu ermöglichen, können die doppelgewinkelten Segmente vorzugsweise mit in Transportrichtung gescherter Form ausgebildet und/oder mit ihren Oberseiten (in Transportrichtung absteigend) gestuft angeordnet werden oder auch mit entsprechend schräg gestellten oder abgeschrägten Oberseiten ausgebildet sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Segmente der mindestens einen Tasche des Überdeckungsbereichs zumindest auf ihrer Oberseite mindestens je eine in Förderrichtung und dabei schräg zur Mitte der Quererstreckung des Überdeckungsbereichs verlaufende rippenartige Aufpanzerung aufweisen. Die aus den Kühlluftkanälen zwischen den doppeltgewinkelten Segmenten in oder annähernd in Förderrichtung ausgeführte Kühlluft wird somit zu einem Teil durch die Aufpanzerungen zur Mitte des Überdeckungsbereichs auf der Oberseite der Rostplatte gelenkt, wobei die Mitte der Plattenoberseite durch deren in Förderrichtung verlaufende Mittelachse gegeben ist. Durch die phasenweise hier gegebene Schüttungsgeometrie kann im mittleren Plattenbereich erhöhter Kühlbedarf gegeben sein. Insbesondere jedoch ist, wie oben bereits beschrieben, der mittlere Bereich des Überdeckungsbereichs in typischen Ausführungsformen taschenfrei, um eine Befestigung der Platte mit ihrer Unterseite am Rostkühler zu ermöglichen. Damit verfügt dieser Mittelbereich nicht über eine eigene Kühlung, was durch die Kühlluftlenkung an den Aufpanzerungen kompensiert wird. Die Aufpanzerungen, typischerweise gegeben als Auftragsschweißungen, sind dabei aus besonders verschleißfestem Material gefertigt, da sie aufgrund ihrer exponierten Position hoher abrasiver und temperatur-bedingter Verschleißeinwirkung ausgesetzt sind.
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Eine andere vorteilhafte weitere Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Segmente der mindestens einen Tasche des Überdeckungsbereichs mindestens je eine Luftleitrippe aufweisen, die beginnend im Bodenbereich der Rostplatte und über das jeweilige Segment verlaufend Kühlluft bis auf die Oberseite des Segments leitet. Hierdurch wird zusätzlich Kühlluft in Regionen der Oberseite des doppelgewinkelten Segments geleitet, die aufgrund der ausgebildeten autogenen Verschleißschutzschicht und der damit gegebenen Kühlluftumlenkung, insbesondere nach oben, ansonsten nur eine ggf. unzureichende Kühlung erfahren. Eine schräg nach innen verlaufende Anordnung der Luftleitrippen erbringt die in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform durch die Aufpanzerungen gegebenen Vorteile einer verstärkten Kühlung des mittleren Bereichs des Überdeckungsbereichs durch teilweise Umlenkung des Kühlluftstroms aus den spaltartigen Kühlluftkanälen zwischen den Segmenten.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei den Taschen im überdeckungsfreien Bereich die mindestens eine zur Unterseite der Rostplatte führende Öffnung für die Einleitung von Kühlluft so angeordnet ist, dass bei Einsatz der Rostplatte in einem Rostkühler die Öffnungsrichtung einen Winkel zur Vertikalen aufweist. Ist die Öffnung für die Kühlluftzuführung beispielsweise als zylindrischer Kanal gegeben, so ist die Längsachse dieser Röhre nicht senkrecht positioniert, sondern bildet einen spitzen Winkel zur vertikalen Richtung. Analog verhält es sich bei hiervon abweichend, aber zweckentsprechend geformten Öffnungen, insofern sich hierbei zumindest der zum Taschenboden hin gelegene Mündungsbereich der Öffnung durch einen Zylinder approximieren lässt, so dass die Abweichung von der Vertikalen auf dessen Achse bezogen ist. Die zur Vertikalen hin projektiv verkleinerte Öffnungsmündung und der angewinkelte Öffnungsverlauf führen dazu, dass sich leichter und nach Betriebsaufnahme schneller größere Partikel des heißen Schüttguts, z. B. größere Zementklinkergranalien, in dem Kühlluftzuführungskanal festsetzen und dann vorteilhaft eine Barriere für nachrieselndes Schüttgut bilden, wodurch der Rostdurchfall reduziert wird.
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Bei gattungsgemäßem Einsatz von Rostplatten in einem Rostkühler wird das Schüttgut durch Schub mittels der in Förderrichtung gelegenen Stirnseite der sich bewegenden Rostplatten nach Art einer Förderkante befördert. Die Rostplatten weisen daher an ihrer vorne gelegenen Stirnseite eine Schubkante auf. Bei den sich nicht bewegenden Rostplatten erfüllt diese die Funktion einer Gegenfläche bei möglichen Bewegungen des Schüttgutes gegen die Förderrichtung während des alternierenden Bewegungszyklus der sich bewegenden Rostplattenreihen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Rostplatte wirtschaftlich günstig eine austauschbare Schubkante auf, da die Schubkante besonders starkem Verschleiß ausgesetzt ist. Durch die Ausdehnung der Schubkante in vertikaler, senkrecht zur Förderrichtung liegender Richtung wird die Größe des Spalts zu der in Förderrichtung nächsten Rostplatte eingestellt.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Rostplatte,
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2a eine Aufsicht auf die Rostplatte mit eingetragener Schnittebene,
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2b die Rostplatte aus 2a im Querschnitt entlang dieser Schnittebene,
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3a eine Aufsicht auf die Rostplatte mit weiterer Schnittebene,
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3b die Rostplatte aus 3a im Querschnitt entlang dieser weiteren Schnittebene, insbesondere mit Schnitt durch die Segmente,
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4 eine perspektivische Ansicht zweier übereinander arbeitender Rostplatten, und
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5 einen schematischen Schnitt durch zwei übereinander angeordnete Rostplattenteile mit Aufpanzerungen.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Rostplatte 1 dargestellt, deren Oberseite sich zusammensetzt aus einem ersten Arbeitsbereich, dem Überdeckungsbereich 2, und einem zweiten Arbeitsbereich, dem überdeckungsfreien Bereich 3. Beim Einsatz dieser Rostplatte 1 in einem Rostkühler fällt heißes Schüttgut (nicht dargestellt) von der darüber befindlichen Rostplattenstufe auf den Überdeckungsbereich 2 und wird von dort durch die oszillierende Hin-und-her-Bewegung der darüber befindlichen Rostplatte(n) 1 in den überdeckungsfreien Bereich 3 geschoben. Das Zusammenspiel zweier solcher gestuft angeordneten Rostplatten 1 ist in 4 (sowie in 5) dargestellt. Auf hintereinander folgenden Stufen wechseln sich dabei beweglich gelagerte mit statisch feststehenden Reihen von Rostplatten 1 ab. Beispielsweise kann in den Abbildungen die obere Rostplatte 1 als beweglich und oszillierende Schubbewegungen ausführend angenommen werden, während die untere Rostplatte 1 ortsfest ist. Auf diese Weise wird Schüttgut (nicht abgebildet), das von der oberen Rostplatte 1 in den Überdeckungsbereich 2 der unteren Rostplatte 1 gefallen ist, durch die Schubkante 4 der oberen Rostplatte 1 in den überdeckungsfreien Bereich 3 der unteren Rostplatte 1 geschoben und beim nächsten Schubzyklus durch nachkommendes Schüttgut von der unteren Rostplatte 1 über deren Schubkante 4 befördert. In allen Abbildungen ist die Förderrichtung also (abzüglich perspektivischer Verdrehungen) von links nach rechts gerichtet. Die Schubkante 4 der jeweils oberen Rostplatte 1 überlappt bei maximaler Vorschubposition also gerade den gesamten Überdeckungsbereich 2 der darunter liegenden Rostplatte 1, erreicht aber nicht den überdeckungsfreien Bereich 3.
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Die Rostplatte 1 verfügt im überdeckungsfreien Bereich 3 über Taschen 5, die bevorzugt, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, reihenweise und quer zur Förderrichtung angeordnet sind. In diesen wird im Betrieb des Rostkühlers Schüttgut zurückgehalten, das eine autogene Verschleißschutzschicht (nicht abgebildet) für die Taschen 5 im überdeckungsfreien Bereich 3 bildet. Im Kontakt mit dieser Schicht wird das Schüttgutbett über die Rostplatte 1 transportiert. Im Boden der Taschen 5 im überdeckungsfreien Bereich 3 sind Öffnungen 6 angeordnet, die zur Unterseite der Rostplatte 1 führen und durch die Kühlluft in die Verschleißschutzschicht und die darauf befindliche, beförderte Gutbettschicht geblasen wird. Die Taschen 5 im überdeckungsfreien Bereich 3 verfügen über eine für die Ausbildung der Verschleißschutzschicht gerade ausreichende Höhe 7, wie sie in 2b sowie in 3b eingezeichnet ist. Auch im Überdeckungsbereich 2 sind Taschen 5 angeordnet (s. 1), die eine solche Höhe 8 (s. 3b und 5) aufweisen, dass auch sie im Betrieb eine autogene Verschleißschutzschicht (nicht abgebildet) festhalten.
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Erfindungsgemäß wird der Boden der Taschen 5 im Überdeckungsbereich 2 von den Oberseiten je mehrerer Segmente 9 gebildet. Diese Oberseiten dienen als Auflageflächen für die Verschleißschutzschicht aus zurückgehaltenem Schüttgut. Zwischen den im abgebildeten Ausführungsbeispiel hintereinander angeordneten Segmenten 9 einer Tasche 5 sind spaltartige Kühlluftkanäle 10 für die Zuführung von Kühlluft ausgebildet. Erfindungsgemäß ist ferner die Höhe 8 der Taschen 5 im Überdeckungsbereich 2 wesentlich kleiner (kleiner als ein Drittel, bevorzugt kleiner als ein Fünftel) der Höhe 7 der Taschen 5 im überdeckungsfreien Bereich 3, wie insbesondere auch in 3b erkennbar ist. Zusammen mit dem erfindungsgemäßen Merkmal, gemäß dem die Kühlluft mehr in Förderrichtung statt vertikal nach oben, im Grenzfall sogar in Förderrichtung aus dem Kühlluftkanal 10 ausgeblasen und in das Schüttgut eingeblasen wird, wird insgesamt eine besonders hohe Verdichtung der Verschleißschutzschicht im Überdeckungsbereich 2 verhindert und eine effektive und gleichmäßige Kühlung des Schüttguts, bspw. Zementklinker aus einem Drehrohrofen, in beiden Arbeitsbereichen 2 und 3 erreicht, da insgesamt kein nachteilig hoher Druckverlust ausgeglichen werden braucht. Gleichzeitig ist dennoch, wie sich gezeigt hat, ein ausreichender Verschleißschutz auch bei den Taschen 5 im Überdeckungsbereich 2 gewährleistet.
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In 2b ist die entlang der Schnittlinie A-A aus 2a entstehende Querschnittsdarstellung durch die Rostplatte 1 gezeigt. Um die Rostplatte 1 kraftschlüssig, aber lösbar in dem Rostkühler befestigen zu können, ist als Verbindungselement ein Haken 11 im Mittelbereich der Unterseite der Rostplatte 1 unter dem Überdeckungsbereich 2 angeordnet. Aus Stabilitätsgründen befindet sich oberhalb des Hakens 11 keine Tasche, sondern eine Materialfläche hinreichender Dicke.
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Die Querschnittsdarstellung in 3b, die entlang der in 3a eingezeichneten Schnittlinie B-B entsteht, zeigt insbesondere das bevorzugte Ausführungsbeispiel von Segmenten 9 mit einem Doppelwinkelprofil. Durch die leichte Scherung eines doppelt rechtwinkligen Doppelwinkelprofils in Förderrichtung wird ein Ausblasen der Kühlluft aus den Kühlluftkanälen 10, d. h. aus den durch sie gegebenen Öffnungen zwischen den Oberseiten, die durch das je rechts benachbarte, schrägseitige Segment 9 mit einem Winkel von der Vertikalen abweichen, überwiegend in Förderrichtung begünstigt. Ein Schrägstellen der Oberseiten der Segmente 9 und eine damit gegebene zusätzliche Ausrichtung der oberen Öffnungsmündungen der Kühlluftkanäle 10 in einem zusätzlichen Winkel gegen die Vertikale könnte dies noch weiter befördern.
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In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rostplatten 1 v. a. aus 1 und 4 sind die doppelgewinkelten Segmente mit einer zusätzlichen Luftleitrippe 12 versehen, die Kühlluft weit auf die Oberseite des jeweiligen Segments 9 leitet und somit den Kühleffekt und Verschleißschutz noch verbessert. Die zusätzlichen Luftleitrippen 12 leiten durch die dargestellte Schrägstellung die Kühlluft aus dem Kühlluftkanal 10 zwischen den Segmenten 9 in Richtung zur Mitte des Überdeckungsbereiches 2, wo die Rostplatte 1 im Ausführungsbeispiel wegen darunter angebrachter Befestigungskomponenten 11 nicht über einer Tasche 5 und mithin auch nicht über eine Kühlung oder wärmeisolierende Verschleißschutzschicht verfügt.
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Der Effekt einer Umleitung von Kühlluft zur Mitte des Überdeckungsbereiches wird auch in Ausführungsformen mit einer entsprechend schräg angeordneten, rippenartigen Aufpanzerung 13 erreicht, beispielsweise gegeben durch eine Auftragsschweißung 13, wie sie in 5 dargestellt ist. In 5 ist ferner nicht nur eine vorteilhafte Austauschbarkeit der besonderen Belastungen ausgesetzten Schubkante 4 angedeutet (bei der oberen der beiden Rostplatten 1). Vielmehr ist auch erkennbar, dass durch die Dimensionierung der Schubkante 4 die Größe des Spaltes zur nächsten Rostplatte bestimmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rostplatte
- 2
- Überdeckungsbereich
- 3
- überdeckungsfreier Bereich
- 4
- Schubkante
- 5
- Tasche
- 6
- Öffnung
- 7
- Höhe (Tasche im überdeckungsfreien Bereich)
- 8
- Höhe (Tasche im Überdeckungsbereich)
- 9
- Segment
- 10
- Kühlluftkanal
- 11
- Haken
- 12
- Luftleitrippe
- 13
- Aufpanzerung
