DE1177542B

DE1177542B - Process for burning cement and other sintered goods on a sintering belt

Info

Publication number: DE1177542B
Application number: DE1960P0024370
Authority: DE
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1960-02-03
Filing date: 1960-02-03
Publication date: 1964-09-03

Description

Verfahren zum Brennen von- Zement und anderem Sintergw:auf einenSinterband Beim Brennen von Zement auf einem Sinterband bzw. auf einem Wanderrost wird das zu Granalien geformte Rohgut zusammen mit einem feinkörnigen, kurzflammigen Brennstoff- zu einer Schicht auf dem Rost ausgebreitet. Die Schicht läuft unter einer Zündflamme, die von oben auf die Schicht gerichtet ist, hinweg und wird alsdann einem Luftstrom ausgesetzt, der von oben nach unten durch die Schicht hindurchgesaugt wird. Statt den Brennstoff den Granalien beizumischen, bat man ihn auch schon dem Rohgut vor der Granalienbildung zugesetzt, so daß jedes einzelne Gutkügelchen. (Granalie) aus einem Gemisch von Rohgut und Brennstoff besteht. Letzterer ist also gleichmäßig auf die gesamte Masse des Gutkügelchens verteilt, d. h., das Verhältnis von Rohgut zu Brennstoff ist im Innern des Gutkügelchens .dasselbe wie an seiner Oberfläche. Ferner ist man gelegentlich auch schon so vorgegangen, daß man die Granalien zunächst ohne Brennstoff geformt und alsdann in dem Brennstoff oder einem brennstoffreichen Rohgutgemisch nachgerollt hat, so daß Gutkügelchen entstanden, bei denen der Brennstoff ausschließlich in der äußeren Schale untergebracht ist.Method for firing cement and other sintergw: on a sintering belt When burning cement on a sintering belt or on a traveling grate, this becomes Raw material formed into granules together with a fine-grain, short-flame fuel spread out in a layer on the grate. The shift runs under a pilot flame, which is directed at the layer from above, and then becomes a stream of air exposed, which is sucked through the layer from top to bottom. Instead of He was asked to mix the fuel with the granules in the raw material added to the formation of granules, so that each individual good pellet. (Granalie) off consists of a mixture of raw material and fuel. So the latter is even distributed over the entire mass of the pellet, d. i.e. the ratio of raw material fuel is the same inside the pellet of good as on its surface. In addition, the procedure has occasionally been followed by first removing the granules formed without fuel and then in the fuel or a fuel-rich one Raw material mixture has rolled, so that good pellets were created in which the fuel is housed exclusively in the outer shell.

Sobald die Schicht gezündet ist und der Luftstrom von oben einsetzt, bildet sich zunächst im oberen "Teil der Schicht eine Glutzone, die sich mehr und mehr nach unten durchfrißt. Ist die Schicht am Abwurfende des Bandes angelangt, so befindet sich die Glutzone im untersten Teil der Schicht. Bei einem Längsschnitt durch die langsam wandernde Schicht erscheint also die Glutzone als diagonaler Streifen, der sich vom Beschickungsende zum Abwurfende schräg von oben nach unten -durch die Schicht erstreckt. Oberhalb der Glutzone befindet sich die Kühlzone, unterhalb die. Vorwärmzone. In der Nähe des Beschickungsendes ist die Höhenerstreckung,der Kühlzone, in der Nähe des Abwurfendes die Höhenerstreckung der Vorwärmzone praktisch gleich Null. An diesen beiden Stellen entstehen zwangläufig hohe Wärmeverluste, die sich, falls man nicht zu sehr umständlichen Gasumleitungen.od. dgl. greift, nicht vermeiden lassen. Jedoch nimmt, wie leicht einzusehen ist, die Bedeutung dieser Verluste relativ mit zunehmender Schichtstärke ab. Man ist auf Sinterbändern daher schon mit einer Schichtstärke von bis zu einem Meter gefahren.As soon as the layer is ignited and the air flow starts from above, First a glow zone forms in the upper "part of the layer, which is more and more eats more downwards. Once the layer has reached the discharge end of the belt, so the glow zone is in the lowest part of the layer. With a longitudinal cut Due to the slowly moving layer, the glow zone appears as a diagonal stripe, from the loading end to the discharge end obliquely from top to bottom -through the Layer extends. Above the glow zone is the cooling zone, below the. Preheating zone. In the vicinity of the loading end is the height extension, the cooling zone, in the vicinity of the discharge end, the height of the preheating zone is practically the same Zero. High heat losses inevitably occur at these two points, if you don't have to deal with cumbersome gas diversions. Like. Attacks, do not avoid permit. However, as is easy to see, the importance of these losses is relative with increasing layer thickness. You are on sintered belts with one Layer thickness of up to one meter driven.

Beim Brennen von Zement und auch von anderem Sintergut auf dem Rost hat sich nun gezeigt, daß bei Hinzufügung der für die Kalzinierung und Sinterung theoretisch notwendigen Brennstoffmenge sehr leicht ein Überbrennen des Gutes eintritt. Die Granalien zeigen stellenweise, besonders an ihrer äußeren Schale, Schmolz, während das Innere des einzelnen Korns noch urgar geblieben-ist. Falls der Kern des Gutkügelchens ebenfalls Brennstoff enthält, ist dieser häufig nur teilweise verbrannt,-.-Messungen ergaben, daß die Temperatur in der Glutzone außerordentlich hoch ist, sie' überschritt nichtselten I700° C. Setzte man die auch nur um ein weniges herab, so ergab sich durchweg.Schwachbrand. Däs Gut war zwar kalziniert, aber nicht mehr gesintert. Auch ein Vergrößern -oder Verkleinern: der Granalien führte nicht zum Ziel. Bei: gräßeren Granalien war der Anteil des Schwachbrandes im. Innern, der einzelnen Gutkügelchen -größer, wählte:;äan dagegen kleinere Granalien, so stieg die T.emperatur,in der Glutzone weiter an. Das einzelne Korn Zeigte. weder an der Außenschale; :Schmolz; . während das., :Innere urgar geblieben war. Das gleiche gilt für die Wahl eines anderen Brennstoffes. klimmt man.z. B: einen solehen mit einem höheren AnteitJ-an _ flüchtigen Bestandteilen, so wird die Glutzone enladblich breiter und die Abgasverlustei-steigen unverhältnismäßig hoch an.When burning cement and other sintered goods on the grate it has now been shown that when adding the for calcination and sintering The theoretically required amount of fuel can easily cause overburning of the goods. The granules show in places, especially on their outer shell, melt, while the inside of the individual grain still remains primordially. If the core of the good pellet also contains fuel, it is often only partially burned, -.- measurements showed that the temperature in the glowing zone is extremely high, 'exceeded it' not infrequently 1700 ° C. If this was reduced even a little, it resulted throughout. The estate was calcined, but no longer sintered. Even an increase or decrease: the granules did not lead to the goal. At: larger ones Granules was the proportion of weak fire in the. Inside, the individual good globules - larger, chose:; on the other hand, smaller granules, the temperature rose in the Glow zone continues. The single grain showed. neither on the outer shell; : Melt; . while the.,: Inner had remained urgar. The same goes for choosing one other fuel. one climbs z. B: one such with a higher proportion _ volatile constituents, the glowing zone becomes considerably wider and the exhaust gas losses increase disproportionately high.

Vermeiden lassen sich diese. Schwierigkeiten nur dann, wenn man die Geschwindigkeit der hindurchströmenden Luft und, dementsprechend auch die Wandergeschwindigkeit des Rostes in einem wirtschaftlich nicht vertretbaren Uriifange herabsetzt. Der ganze Brennvorgang spielt sich dann langsamex@ab und sowohl der Schmolz an der Außenseite der einzelnen Gutkörner wie das Urgare in ihrem Innern kommt in Fortfall. Jedoch fällt:-,damit die Leistung des Rostes stark ab.These can be avoided. Difficulties only when you can The speed of the air flowing through it and, accordingly, the speed of travel of the grate in an economically unacceptable area. Of the The entire firing process then takes place slowlyx @ and both the melt on the outside the individual good grains as well as the primordial ferment in their interior cease to exist. However falls: - so that the performance of the grate drops sharply.

Der Grund für dieses eigenartige Verhalten des Gutes beim Sintern auf dem Rost ist in folgendem zu sehen: Die hohe Geschwindigkeit der Luft ergibt eine sehr schnelle Umsetzung des Brennstoffe- s.. in Kohlensäure. Die dabei auftretenden Verbrennungstemperaturen sind entsprechend hoch. Die Wandergeschwindigkeit der Wärme von der Oberfläche des einzelnen Gutkorns .- an dieser Oberfläche . findet die Verbrennung zunächst statt und hier entsteht daher die Verbrennungswärme - bis zu dessen Kern kann aber nicht beliebig gesteigert werden. Zwar nimmt diese Wandergeschwindigkeit mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen Kornoberfläche und Kornkern zu, aber doch nicht so stark, daß die Entstehung einer Übertemperatur an der Oberfläche des Korns vermieden wird.The reason for this peculiar behavior of the good during sintering on the grate can be seen in the following: The high speed of the air results a very fast conversion of the fuel s .. into carbonic acid. The occurring Combustion temperatures are correspondingly high. The speed of migration of heat from the surface of the individual good grain - on this surface. finds the Combustion takes place first and this is where the heat of combustion arises - up to but its core cannot be increased at will. It is true that this walking speed increases with increasing temperature difference between grain surface and grain core, but but not so strong that the development of an excess temperature on the surface of the Grain is avoided.

Ist der Brennstoff über die ganze Masse des Gutkügelchens verteilt, so ist zwar die Menge des Brennstoffes, die an der Oberfläche des einzelnen Gutkorns zunächst zur Verbrennung zur Verfügung steht, geringer und die hier erzeugte Temperatur daher nicht ganz so hoch, aber die Wandergeschwindigkeit der Wärme von der Oberfläche der Gutkügelchen zu deren Kern ist immer noch zu gering, d. h., die Kühlwirkung des noch kalten Kerns auf die hocherhitzte Oberfläche ist zu klein, um die Entstehung von Obertemperaturen an der Kornoberfläche zu verhindern.If the fuel is distributed over the entire mass of the pellet, so is the amount of fuel that is on the surface of each good grain is initially available for combustion, lower and the temperature generated here therefore not quite as high, but the speed of migration of the heat from the surface the good globules to their core is still too small, d. i.e., the cooling effect the still cold core on the highly heated surface is too small to develop to prevent excessive temperatures on the grain surface.

Die Verbrennungsgeschwindigkeit des im Innern des Kügelchens vorhandenen Brennstoffes ist verhältnismäßig klein. Die Verbrennung setzt erst ein, wenn die Temperatur hier genügend gestiegen ist und auch nur, soweit Verbrennungsluft durch die poröse Gutmasse bis in das Kerninnere dringt. Entscheidend für das Einsetzen der Verbrennung ist also ebenfalls die Wandergeschwindigkeit der Wärme von der Oberfläche des Gutkügelchens zu seinem Kern. Ist diese zu gering, so ist die Sinterung an der Oberfläche bereits beendet und die Poren schließen sich, ehe der Brennstoff im Innern des Gutkügelchens überhaupt gezündet hat. Die Folge ist daher zwangläufig Schmolz an der Oberfläche und Unverbranntes im Innern des Gutkügelchens.The burning rate of what is inside the bead Fuel is relatively small. The combustion does not start until the The temperature has risen sufficiently here and only to the extent that combustion air has passed through the porous material penetrates into the interior of the core. Crucial for the onset combustion is also the speed of movement of the heat from the surface of the good globule to its core. If this is too small, the sintering is at the Surface already finished and the pores close before the fuel inside of the Gutkugel has ignited at all. The result is therefore inevitably Schmolz on the surface and unburned material inside the good pellet.

Einen einigermaßen ausreichend gleichmäßigen Brand des Sintergutes erzielte man erst, als man dazu überging, dem frischen Robg4tt Rückgut, d. h. fertig gebranntes Gut, beizumischen. Allerdings mußte man die beigefügte Brennstoffmenge ebenfalls erhöhen, jedoch nur um so viel, wie zur Erwärmung des Rück- . gutes auf Sintertemperatur notwendig ist. Die beträchtliche Brennstoffmenge, die, zur Austreibung der Kohlensäure aus dem Rohgut erforderlich ist, kam für den Rückgutanfall der Rohgut-Rückgutmischung in Fortfall. Durch diese Arbeitsweise wurde erreicht, , daß die erzeugte Verbrennungswärme sich auf eine größere Gesamtgutmenge verteilte, so daß übertemperaturen sich vermeiden ließen. Allerdings war die erforderliche Rückgutmenge beträchtlich. :Im allgemeinen war ein Verhältnis von Rohgut zu Rück- ; gut wie 1:1 notwendig, so daß die Gesamtbrennstoffmenge bezogen auf die Menge des Fertiggutes (abzüglich des Rückgutanteils) nicht unerheblich höher als beim Brennen ohne Rückgut war.A reasonably sufficiently even firing of the sintered material was only achieved when one went over to the fresh Robg4tt return goods, i. H. done burnt goods to be mixed in. However, you had to use the attached amount of fuel also increase, but only by as much as to warm the back. good on Sintering temperature is necessary. The considerable amount of fuel used to drive it out the carbon dioxide from the raw material is required, came for the return material accumulation of the raw material return mixture in failure. By this method of operation it was achieved that the heat of combustion generated distributed over a larger total quantity, so that excessive temperatures are avoided let. However, the required return quantity was considerable. :In general was a ratio of raw material to return; well as 1: 1 necessary so that the total amount of fuel not insignificant in relation to the quantity of the finished product (minus the return portion) was higher than when firing without returned material.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Gemäß dieser wird vorgeschlagen, ohne Rückgut zu arbeiten und an Stelle der Verbrennungsluft ein Luft-Rauchgas-Gemisch zu verwenden. Diese Maßnahme bietet verschiedene Vorteile. Durch die beigemischten Rauchgase kann ebenso wie durch Beimischung von Rückgut zum Rohgut die Temperatur der erzeugten Verbrennungsgase gedämpft werden, und zwar in während des Betriebes in jedem Augenblick leicht regelbarem Maße. Eine Vergrößerung des Brennstoffverbrauchs wie beim Betrieb mit Rückgut tritt nicht auf, denn die Abgase des Sinterrostes werden im Kreislauf der Verbrennungsluft wieder beigemischt. Soweit diese Abgase also eine höhere Temperatur besitzen als beim Arbeiten mit Luft allein, wird ihre fühlbare Wärme im Arbeitsprozeß selber nutzbar gemacht.This is where the present invention comes in. According to this it is proposed to work without return material and instead of the combustion air an air-flue gas mixture to use. This measure offers various advantages. Through the admixed Flue gases, as well as by adding returned material to the raw material, can reduce the temperature of the combustion gases generated are attenuated during operation easily adjustable at every moment. An increase in fuel consumption as with the operation with returned goods does not occur, because the exhaust gases of the sintered grate are mixed in again in the combustion air cycle. As far as these exhaust gases are concerned If you have a higher temperature than when working with air alone, your will be felt Heat made usable in the work process itself.

Bei Sinterbändern ist es üblich, den Saugkasten unter dem Rost zu unterteilen, um die an den verschiedenen Stellen des Rostes anfallenden Abgase für verschiedene Zwecke zu verwenden. Insbesondere ist es auch bekannt, die Abgase aus den Teilsaugkästen in der Nähe des Abwurfendes des Rostes, die besonders heiß sind, zum Vorwärmen oder Trocknen des Rohgutes zu verwenden. Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, diese besonders heißen Abgase vorzugsweise der Frischluft beizumischen, während die kälteren Abgase aus den anderen Teilsaugkästen in die Esse abgeleitet werden. Dies trägt erheblich zur Wärmeökonomie des Verfahrens nach der Erfindung bei.With sintered belts, it is common to place the suction box under the grate subdivide the exhaust gases at the various points on the grate for to use different purposes. In particular, it is also known to remove the exhaust gases the partial suction boxes near the discharge end of the grate, which are particularly hot, to be used for preheating or drying the raw material. According to the invention now proposed to mix these particularly hot exhaust gases with the fresh air, while the colder exhaust gases are diverted from the other suction boxes into the forge will. This contributes significantly to the heat economy of the method according to the invention at.

Die Rückführung von Abgasen in die Feuerung ist an sich bei den verschiedensten Arbeitsprozessen bekannt. Sie dient entweder dazu, den Feuergasen besonders stark ausgesetzte Bauteile vor der Verzunderung zu schützen oder um bestimmte Behandlungstemperaturen eines Gutes einhalten zu können. Im vorliegenden Falle war es jedoch nicht bekannt, warum beim Brennen von Zement auf dem Rost, das an sich sehr hohe Temperaturen (etwa 1500° C) verlangt, teilweise Überbrand, teilweise Schwachbrand erzeugt wurde. Die Erkenntnis, daß unter den sich beim Zementbrennen auf dem Rost ergebenden Arbeitsbedingungen eine Dämpfung der erzeugten Verbrennungswärme am Ort ihrer Entstehung geeignet ist die oben geschilderten Übelstände zii vermeiden, gehört zur vorliegenden Erfindung. Erst diese Erkenntnis ermöglichte den erfindungsgemäßen Vorschlag, das an sich bekannte Dämpfungsmittel, Rauchgase der Verbrennungsluft beizumischen, anzuwenden.The recirculation of exhaust gases in the furnace is in itself with the most varied Work processes known. It either serves to make the fire gases particularly strong to protect exposed components from scaling or to set certain treatment temperatures to be able to keep a good. In the present case, however, it was not known why when burning cement on the grate, which in itself is very high temperatures (e.g. 1500 ° C) is required, partly overfiring, partly weak fire. the Realization that under the working conditions resulting from cement burning on the grate a damping of the generated heat of combustion at the place of its origin is suitable to avoid the above-described inconveniences zii belongs to the present invention. It was only this knowledge that made the proposal according to the invention possible, the one known per se Use dampening agents to mix smoke gases into the combustion air.

Inerte Gase, insbesondere Abgase der Verbrennungsluft beizumischen, ist nicht nur bei den verschiedensten Feuerungen, sondern auch bei Sinterbändern bekannt, insbesondere dann, wenn die Sinterbänder im Mehrschichtenverfahren betrieben werden, d. h. also, wenn dasselbe Gut mehrmals durch den Ofen wandert, z. B. erst in einer oberen Schicht zum Vorwärmen des Gutes und dann in einer unteren Schicht zum Fertigbrennen. Ein solches Verfahren kostet aber erfahrungsgemäß viel Brennstoff, da das gesamte Gut ja zweimal erwärmt werden muß.Mixing inert gases, in particular exhaust gases, into the combustion air, is not only used in a wide variety of furnaces, but also in sintered belts known, especially when the sintering belts are operated in a multi-layer process be, d. H. So if the same good moves several times through the furnace, z. B. first in an upper layer to preheat the goods and then in a lower layer to finish burning. However, experience has shown that such a process costs a lot of fuel, since the entire property has to be heated twice.

Ferner ist es bei Sinterrosten bekannt, den Raum unterhalb des Rostes in eine größere Zahl von Kammern zu unterteilen, und aus jeder dieser Kammern werden die dort anfallenden Abgase getrennt von den Abgasen der anderen Kammern abgesaugt. O1)erhalb des Rostes ist eine Heizhaube angeordnet, der der Brennstoff in Form einer Flamme zugeführt wird, die z. B. aus einem brennbaren Gas und aus Luft einer der Kammern unter dem Rost gespeist wird. Auf diese . Weise gelingt es wohl, eine bestimmte Temperatur in der zu brennenden Schicht einzuhalten, aber die Vorrichtung und demgemäß auch das Brennverfahren wird dabei sehr kompliziert, so daß schon allein aus -diesem Grunde ein Vergleich mit dem Gegenstand der Erfindung schwer möglich ist.It is also known in the case of sintered grates, the space below the grate to subdivide into a greater number of chambers, and from each of these chambers become the resulting exhaust gases are sucked off separately from the exhaust gases from the other chambers. O1) a heating hood is arranged outside the grate, which feeds the fuel in the form of a Flame is supplied, the z. B. from a flammable gas and from air one of the Chambers under the grate is fed. To this . Wise it probably succeeds in a certain Maintain temperature in the layer to be burned, but the device and accordingly The combustion process is also very complicated, so that this alone Basically, a comparison with the subject of the invention is difficult.

Beim Verfahren nach der Erfindung wird jedenfalls diesen und noch anderen bekannten Brennverfahren gegenüber erstmalig das sonst dem Brenngut beigemischte Rückgut zur Dämpfung der für das Zementbrennen zu hohen Temperatur in der Behandlungsschicht durch Beimischung von inerten Gasen, insbesondere Abgasen, ersetzt.In the method according to the invention, this and more is in any case Compared to other known firing processes, for the first time that which is otherwise added to the material to be fired Return material to dampen the temperature in the treatment layer which is too high for cement burning by Admixture of inert gases, especially exhaust gases, replaced.

Claims

Claims: 1. Method for burning and sintering cement or other sintered goods on a sintering belt, the raw goods together with the for the Sintering required fine-grained, short-flame fuel (coke) to form a layer spread out on the tape and only one-time during its taking place on the tape Treatment over the treatment section with the help of combustion air passed through is fired and sintered, characterized in that instead of the usual addition Inert gases, in particular exhaust gases, are mixed in from the return material to the raw material in the combustion air will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the 'exhaust gases Accumulate under the sintering belt, can be used for admixture, in a controllable manner Lot.

3. The method according to claim 2, characterized in that when subdividing of the suction box into several sections only those in the hottest, the discharge end of the Flue gases from the combustion air are mixed in with the grate's adjacent section will. Considered publications: German patent specifications No. 1035 040, 972 440, 923 656, 806 225; German patent application No. K 18636 IV c / 80 c (announced on May 20, 1954).