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Granuliervorrichtung für feuchtes mineralisches Granuliergut Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von feuchtem, feinpulverigem
mineralischem Gut, z. B. von Feinerz, insbesondere oxydischem Eisenerz, und zwar
nach einem Rollverfahren, zum Unterschied von einer Brikettierung oder Strangherstellung.
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Zum Granulieren von feuchtem, feinkörnigem mineralischem Gut benutzt
man bereits Vorrichtungen, die die Teilchen auf einer geneigten Oberfläche, beispielsweise
der Innenfläche eines rotieren den konischen Gefäßes, abrollen lassen und dabei
das Anbacken der feuchten Teilchen auf der Innenfläche dadurch verhindern, daß man
dauernd sämtliche anhaftenden Teilchen von der Innenfläche abkratzt.
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Die auf diese Weise dauernd sauber gehaltene metallische Innenfläche
begünstigt jedoch mehr ein Gleiten als ein Abrollen. Man kam deshalb zu der Erkenntnis,
daß es darauf ankommt, eine Abrollfläche zu schaffen, auf der das zu behandelnde
Gut tatsächlich abrollt.
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Zu diesem Zweck hat man bei den bisherigen Arbeiten mit einem Konus
der erwähnten Art einen stationären Schaber auf den schrägen Seiten des Konus in
einem Winkel bis zu 600 von der höchsten Scheitellinie des Konusmantels entfernt
angebracht.
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Es ist weiter bekannt gewesen, einen feststehenden Schaber am geschlossenen
Ende des Konus oben anzubringen. Diese Schaber lassen einen Überzug oder eine Haftschicht
aus den feuchten, feinteiligen mineralischen Stoffen von der gewünschten Stärke
entstehen, geben ihr jedoch eine glatte Oberfläche, auf der die Kügelchen wiederum
mehr rutschen als rollen. Ein noch größerer Nachteil der Verwendung stationärer
Schaber liegt ferner darin, daß der Trommelkuchen bei dauerndem Schaben sehr hart
wird, wodurch übermäßig viel Energie verbraucht und ein Flattern der Schaber verursacht
wird.
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Es sind auch schon verhältnismäßig flache Granulierteller für pulveriges
und mehr oder weniger haftendes Gut bekanntgeworden, bei denen bewegliche Reinigungsvorrichtungen
zum Sauberhalten der ebenen Bodenfläche angeordnet sind. Ebenso wurden bereits Vorrichtungen
zum Schaben der Seitenwände bekannt. Es wird z. B. bei einer tellerförmigen Vorrichtung
zum Formen oder Mischen von leicht backendem Gut, deren Seitenwand teleskopartig
verstellbar und durch eine Puderrinne erweitert ist, eine Reinigungsvorrichtung
angebracht, die oberhalb der Telleröffnung angeordnet und mit dem Verstell mechanismus
des Tellers starr verbunden ist. Diese sägeblattartige Schabevorrichtung schabt
jedoch den Ansatz an den Seitenwänden nicht kontinuierlich in der Weise weg, daß
dadurch seine Stärke immergleichgehalten wird. Die Schaber arbeiten vielmehr nur
zeitweise, d. h. während einer Verzögerungsperiode der Antriebsvorrichtung, während
im übrigen der Schaber immer außer Berührung mit dem Ansatz ist. Ferner fehlen bei
diesem Schaber Einrichtungen, um ihm eine Hin- und Herbewegung entlang der-Mantelfläche
der zylindrischen Trommel zu erteilen, so daß jeder Sägezahn des Schabers immer
wieder auf derselben Bahn arbeitet.
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Es ist ferner ein sich drehender Granulierteller mit zylindrischer
Seitenwand beschrieben worden, der eine Verstellung von Schabevorrichtungen auf
der Innenseite des Tellers von Hand zuläßt.
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Diese Schabevorrichtung arbeitet wiederum nicht kontinuierlich und
unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die Schaber für den
Boden und die Seitenwand kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Schaber
für die Seitenwand sind außerdem auf einem kurvenförmigen Halter derart angeordnet,
daß sie die Seitenwand niemals alle gleichzeitig berühren und den Ansatz auf gleichmäßige
Stärke bringen können.
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Es hat sich für den Erfolg der Granulierung als entscheidend erwiesen,
eine festhaftende rauhe Schicht aus feuchten Feinteilchen sich auf den Innenseiten
der Trommel ansetzen zu lassen und deren Stärke dauernd in bestimmter Weise zu begrenzen.
Nur dadurch kann man praktisch einheitliche Körnchen der gewünschten kugeligen Form
und Größe im Dauerbetrieb herstellen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Granuliervorrichtung für
feuchtes mineralisches Granuliergut und besteht aus einem schräg gelagerten, drehbaren
Teller in Form eines Kegelstumpfes, dessen breiteres Ende offen und dessen schmaleres
Ende durch einen ebenen Boden geschlossen ist. Dabei ist der größte Teil der Innenfläche
des Tellers während des Betriebs mit einer dichten Schicht aus feuchten Teilchen
des Granuliergutes überzogen, die eine Abrollfläche für die neu hinzukommenden losen
feuchten Teilchen darstellt. Um diese Abrollfläche zu schaffen, ist eine erste Schabevorrichtung
zur kontinuierlichen Begrenzung der Schichtdicke auf dem Tellerboden vorhanden,
die aus einer drehbaren Scheibe besteht, deren eine Seite annähernd parallel zum
Boden angeordnet ist, die nach dem Boden hin eine Anzahl in Abständen voneinander
angebrachter, verhältnismäßig schmaler Schabeelemente trägt, deren freie Enden vom
Boden gleichmäßig weit entfernt sind, mit Vorrichtungen zum Antrieb dieser Scheibe;
diese Scheibe kann übrigens auch durch eine bewegliche Schaberstange ersetzt sein.
Außerdem enthält die Granuliervorrichtung noch eine zweite Schabevorrichtung zur
kontinuierlichen Begrenzung der Schichtdicke an der Tellermantelfläche und zur Herstellung
einer gewissen Rauheit dieser Schicht, die aus einer langgestreckten, in den Teller
hineinragenden Stange besteht. Diese Stange entspricht in ihrer Ausdehnung etwa
der Höhe der Mantelfläche, verläuft parallel zu dieser, liegt mit der Drehachse
des Tellers in einer Ebene und trägt ebenfalls eine Anzahl Schabeelemente. Die freien
Enden dieser Schabeelemente sind von der Mantelinnenfläche etwa gleich weit entfernt
und bilden verhältnismäßig schmale, eng nebeneinanderliegende Schneidkanten mit
Lücken dazwischen. Das Erfinderische liegt dabei darin, daß das langgestreckte Glied
der zweiten Schabevorrichtung von einer feststehenden Lagervorrichtung außerhalb
des Tellers verschiebbar geführt und durch eine Vorrichtung außerhalb des Tellers
in seiner Längsrichtung, unabhängig von der Drehbewegung der Boden-Schabevorrichtung,
hin- und herbewegt wird, wobei das Ausmaß der Hin- und Herbewegung wenigstens gleich
den Zwischenräumen zwischen benachbarten Schabeelementen ist.
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Diese Vorrichtung ermöglicht die Bildung von kleinen Körnchen oder
Kügelchen aus dem feuchten Granuliergut auf einer Rollfläche besonderer Art, wobei,
zum Unterschied von einer sauberen Metallfläche, die feuchten mineralischen Teilchen
an der Innenwand des Tellers anhaften, bis sich aus ihnen auf dieser Innenwand eine
dichte und dabei rauhe Schicht oder Lage gebildet hat, und wobei man die Dicke dieser
Schicht auf einen vorher bestimmten Wert beschränkt. Entscheidend ist dabei, daß
die Außenseite der Haftschicht durch die hin- und hergehende Bewegung des Schabers
bei gleichbleibender Schichtstärke über die ganze Fläche gleichmäßig aufgerauht
wird. Hierdurch wird ein wirkliches Rollen des feuchten Gutes über diese Oberfläche
erreicht.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Granuliervorrichtung nach der
Erfindung, wobei unwesentliche Teile fortgelassen sind; Fig. 2 zeigt einen schrägen
Schnitt durch den kegelstumpfförmigen Teller, von dem ein Teil weggelassen ist,
entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 4;
Fig. 3 zeigt einen anderen schrägen Teilschnitt
durch den Teller entlang der Linie 3-3 der Fig. 4, in dem Einzelheiten der hin-
und herbewegbaren zweiten Schabevorrichtung zu sehen sind; Fig. 4 zeigt den Teller
schräg von oben und läßt die Lage der zwei Schabevorrichtungen im Teller erkennen;
Fig. 5 zeigt einen seitlichen Teilschnitt, der Fig. 2 ähnlich ist, und läßt eine
abgewandelte Ausführung der Vorrichtung erkennen, bei der die erste Schabevorrichtung
am Boden des Tellers etwas anders ausgeführt ist.
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In Fig. 1 ist 1 der kegelstumpfförmige Granulierteller, dessen Achse
derart schräg gelagert ist, daß die offene Tellerseite 3 etwas nach oben zeigt und
der Boden 4 etwas schräg über die Halterung 5 mit dem Antrieb 6 hinweggreift. Dabei
verläuft die tiefste Mantellinie 7 des Tellers etwa waagerecht. Bei einer in der
Praxis bewährten Ausführung dieses Tellers betrug der von der konischen Seitenwand
2 eingeschlossene größte Winkel etwa 480, der Tellerdurchmesser an der offenen Seite
etwa 4,25m, die Länge der waagerechten Mantellinie des Tellers etwa 1,83 m und der
Durchmesser des Tellerbodens etwa 2,75 m. Bei dieser praktischen Ausführung trug
die Innenwand des Tellermantels 2 eine Auskleidung aus Streckmetall, die durch Punktschweißung
an vielen Stellen der Seitenwand befestigt war. Diese Auskleidung erhöht die Haftung
einer dichten Schicht aus feuchten Teilchen an der Tellerinnenseite.
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Eine einseitig geschlossene Hülse 8, deren Innendurchmesser größer
ist als der Durchmesser der tragenden Welle 9, umgibt konzentrisch den Teil dieser
Welle 9, der in den Teller hineinragt, und ist an der Welle befestigt und somit
ortsfest (s. Fig. 2).
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Auf der Außenseite des Bodens 4 ist ein Antriebsmittel befestigt,
z. B. ein Zahnrad, das z. B. über ein stufenloses Getriebe von einem Motor 6 angetrieben
wird.
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Die Größenverhältnisse der Getriebe und die Kapazität des Untersetzungsgetriebes
werden in bekannter Weise so gewählt, daß der Teller mit jeder gewünschten Geschwindigkeit,
z. B. zwischen 5 und 15 Umdrehungen/Minute, umlaufen kann. Praktisch wird die Drehgeschwindigkeit
so eingestellt, daß sich der Tellerrand an der offenen Seite 3 mit einer Ge schwindigkeit
von etwa 67 bis etwa 140 m/Minute bewegt.
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Die Halterung 5 ist in bekannter Weise vorn bei 10 derartig scharnierartig
an einer Unterlage angelenkt, daß sie z. B. mit einer Winde oder sonstigen Hebeeinrichtung
25 angehoben und gekippt werden kann, so daß man den Teller 1 zu entleeren vermag.
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Wie Fig. 2 und 4 zeigen, ragt ein an der feststehenden Hülse 8 fest
angebrachter Haltearm 11 in den oberen rechten Quadranten des Tellers hinein, vorzugsweise
etwa in einer Stellung, die 600 hinter der Manteliinie AB (Fig. 1) im Scheitel des
Tellers liegt.
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Am äußeren Ende hat der Arm 11 eine Bohrung 12, in der sich eine schrägliegende
Welle 13 drehen kann, die außerhalb des Tellers noch bei 14 gelagert ist und dort
einen Antrieb 15 hat. Am anderen Ende trägt die Welle 13, die rechtwinklig zur Ebene
des Tellerbodens 4 liegt, ein kleines Stück von diesem Boden entfernt und parallel
dazu eine drehbaren Scheibe 16, die mit einer Anzahl verhältnismäßig sehr schmaler
Schabeelemente 17 besetzt ist. Diese Elemente sind gegen den Tellerboden 4 hin gerichtet;
ihre freien
Enden haben vom Boden einen kurzen Abstand, der z. B.
in der Größenordnung von 25 mm liegt und die Stärke der dort aufzubringenden Schicht
aus dem Granuliergut bestimmt. Die Schabeelemente 17 sind willkürlich über die Fläche
der Scheibe 16 so verteilt, daß sie beim Drehen der Scheibe kreisförmige, einander
überlappende Bahnen schaben, die den gesamten unter der Scheibe liegenden Raum bestreichen.
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Die Scheibe 16 dreht sich mit Geschwindigkeiten zwischen 5 und 100
Umdrehungen/Minute. Hierdurch und durch die gleichzeitige Drehung des Tellers kommt
die ganze Innenfläche des Bodens 4 in den Bereich der Schabeelemente 17.
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Wie in Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist, wird die Stärke der dichten Schicht
auf der Mantelfläche durch eine Schabevorrichtung kontinuierlich begrenzt. Diese
Vorrichtung befindet sich auf der Innenseite des Tellermantels und besteht aus einer
Schaberstange 18, die hauptsächlich innerhalb des Tellers liegt, und zwar etwa parallel
und etwas entfernt von der Innenseite des Tellermantels entlang einer Mantellinie,
die um etwa 600 vor der Scheitellinie liegt. Die Stange 18 ist entlang ihrer Achse
hin- und herbeweglich und kann am oberen Ende in einer Führung 19 gleiten.
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Zur Erzeugung dieser Hin- und Herbewegung dient ein Exzenter 20. Am
unteren Ende dient zur Führung der Schaberstange 18 eine Stützstange 21, die mit
einem Ende an der feststehenden Hülse 8 über einen elastischen Anker 22 aus Gummi
befestigt ist und am anderen Ende über ein elastisches Lager 23 aus Gummi die Schaberstange
18 nachgiebig hält. Diese Gummiverbindungen, die der Stange 18 einen festen Halt
geben, ihr dabei aber eine schwache Hin- und Herbewegung ermöglichen, dienen dazu,
übermäßige Schwingungen zu bremsen und sie andererseits mit einer gewissen Kraft
gegen den Tellermantel 2 zu drücken.
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Bei der obenerwähnten praktischen Ausführung der Vorrichtung hat
die Stange 18 einen Hub von etwas mehr als 10 cm. Die Dauer der Hin- und Herbewegung
bemißt man zweckmäßig auf 1 Minute für einen vollständigen Hub; sie kann jedoch
verändert werden.
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Eine große Zahl einzelner meißelartiger Schaber 24 sind so an der
Stange befestigt, daß sie, wie die Zinken eines Kammes angeordnet, gegen die Innenwand
des Tellermantels gerichtet sind. Ihre Schneiden haben dabei von der Wand einen
Abstand, der der gewünschten Stärke der dichten Schicht an dieser Stelle entspricht.
Die Abstände der Schaber 24 voneinander können auf dem innerhalb des Tellers liegenden
Teil der Stange 18 etwa dem Hub der Stange entsprechen, z. B. etwa 10 cm betragen.
Die Breiten der Schaber an den Schneiden sind kleiner, z. B. etwa 6 mm.
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Der Abstand zwischen den Schneiden der Schaber 24 und der Tellerwand
2 und damit die Stärke der Schicht auf letzterer läßt sich durch entsprechende Verstellung
der Führung 19 und des Lagers 23 auf der Stützstange 21 verändern. Vorteilhaft hält
man die Schicht auf der Tellerinnenwand etwa 19 bis 25 mm stark.
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Zur Einführung von lockerem feuchtem, pulverigem Granuliergut in
den Teller kann z. B. ein endloses Förderband 26 dienen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Stange 18 im oberen linken
Quadranten angeordnet. Von vorn oben gesehen dreht sich der Teller im Uhrzeigersinne,
und die Achse der Stange 18 kann zwischen 30
und 60q nach der Figur etwa 600, vor
der Scheitellinie liegen, um mit Sicherheit zu erreichen, daß das hier losgeschabte
feuchte Granuliergut durch die Drehung des Tellers auf dessen ansteigender Seite
etwas angehoben wird und dann über anderes, zurückrollendes Gut fällt und dabei
kugelige Körnchen bildet.
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Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung für die Eisenerzgranulierung
läßt man den Teller z. B. mit einer Geschwindigkeit von etwa 7,5 Umdrehungen/Minute
(d. h. einer Randgeschwindigkeit von etwa 102 m/Minute) laufen und führt lockeres
feuchtes Erz in einer Menge von etwa 450 kg/Minute in den Teller ein. Wenn sich
eine Schicht von der erwünschten Dicke auf der Innenseite des Tellermantels gebildet
hat, rollt das frisch eingeführte lockere feuchte Gut zum größten Teil auf der Schicht
ab. Die Schicht wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichmäßig dick gehalten,
wobei die bearbeitete Oberfläche so rauh ist, daß das zugeführte frische Erz nicht
über sie hinweggleiten kann, sondern rollen und dadurch Körner bilden muß.
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Dies geschieht ganz allmählich, da sich benachbarte Kerne dauernd
aneinander reiben und sich gegenseitig abnutzen, andererseits sich aber neue Pulverteilchen
an sie ansetzen und andere Pulverteilchen sich unter Bildung neuer Kerne verdichten.
Ein derartiges allmähliches Wachsen begünstigt die Bildung von dichten, mechanisch
festen Kügelchen, die für die weitere Handhabung und Bearbeitung sehr günstig sind.
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Wenn sich genügend viel Kügelchen gebildet haben, rollen sie bei
7 über den Rand der offenen Seite 3 und fallen auf eine (nicht gezeigte) Fördervorrichtung
zur weiteren Bearbeitung oder sonstigen Verwendung.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können auch ohne Verwendung der
Boden-Schabevorrichtung gute Erfolge erzielt werden. Es scheint die Bearbeitung
der Bodenoberfläche für das zweckmäßige Arbeiten des Tellers weniger bedeutsam zu
sein als die Bearbeitung der Schicht auf der Seitenwand. Eine deutliche Verbesserung
der Granulation läßt sich jedoch durch die Kombination Boden-Schabevorrichtung und
Seitenwand-Schabevorrichtung erreichen.
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Die in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigte Anlage kann auf die in Fig. 5
gezeigte Weise abgewandelt werden.
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Hier ist die rotierende Schneidscheibe durch eine hin-und herbewegliche
Schaberstange27 mit den Schabern 28 und einen Bewegungsmechanismus dafür ersetzt,
der hauptsächlich aus einem Exzenterantrieb 29 besteht.
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Die Schaberstange 27 ist parallel und im Abstand von der Innenseite
des Tellerbodens 4 nahe ihren beiden Enden in zwei Gleitlagern 30 und 31 beweglich.
Von diesen Lagern ist das Gleitlager 30 an der feststehenden Hülse 8 angebracht,
während das Lager 31 am äußeren Ende einer schrägen Strebe 32 befestigt ist, die
am anderen Ende von der Hülse 8 gehalten wird.