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Drehrohrofen Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehrohrofen für
die Wärmebehandlung von pulverförmigem Gut, z. B. Kalk- oder Zementrohmehl, mit
etwa radial in das Ofeninnere ragenden Umrührelementen, die keilförmig ausgebildet
und so angeordnet sind, daß sie sich in Drehrichtung des Ofens zu einer Schneidkante
verjüngen.
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Im Inneren des Drehrohrofens muß das Gut ständig umgewälzt und dabei
gleichmäßig erhitzt werden. Bekannte Drehrohröfen weisen ein langgestrecktes, hohles
Gehäuse auf, das leicht gegen die Waagerechte geneigt und so angeordnet ist, daß
es langsam gedreht werden kann. Dabei gleiten die feinen Materialteilchen des am
oberen Ende des Ofens eingefüllten Gutes an der Ofeninnenwand entlang und bewegen
sich langsam zum unteren Ende des Ofens hin. Durch das Innere des Ofens wird heißes
Gas geleitet, das mit dem feinverteilten Gut in Berührung kommt und dieses auf die
gewünschte Temperatur erwärmt. Dabei ist der thermische Wirkungsgrad sehr gering,
da die heißen Gase nur mit einem geringen Teil des Gutes in Berührung kommen, und
zwar nur mit demjenigen Teil des Gutes, der an der dem Gasstrom zugekehrten Oberfläche
der Gutschicht liegt. Diese Gutschicht befindet sich stets innerhalb einer begrenzten
Zone im unteren Teil des Umfangs des Drehrohrofens.
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Es wurden bereits Versuche unternommen, um den thermischen Wirkungsgrad
zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden an der Innenwand des Ofens etwa radial nach
innen ragende Umrührelemente angeordnet, die keilförmig ausgebildet waren und sich
in Drehrichtung des Ofens zu einer Schneidkante verjüngten. Durch diese keilförmigen
Umrührelemente sollte das pulverförmige Gut während der Drehung des Ofens umgewälzt
werden. Da aber die schrägen Wandteile der keilförmigen Umrührelemente genau senkrecht
zu einer gedachten Tangentialebene an die innere Ofenwand an der Ansatzstelle der
Umrührelemente standen, wirkten diese Umrührelemente wie Messer, die durch staubförmiges
Gut geführt wurden. Sie zerteilten also die Gutschicht nur und ließen sie nach ihrem
Durchgang in derselben Orientierung wieder zusammenfließen. Dabei verblieben die
an der Ofeninnenwand befindlichen Teile des Gutes an dieser Wand und wurden ungenügend
erhitzt. Gleichzeitig wurden die der Ofendrehachse zugekehrten Teile des pulverförmigen
Gutes einer zu starken Erhitzung ausgesetzt. Dadurch litt die Qualität des derart
behandelten Gutes sehr.
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Es wurde auch bereits versucht, den thermischen Wirkungsgrad durch
Rührelemente zu verbessern, die das pulverförmige Material anhoben und es in den
durch den Drehrohrofen streichenden Gasstrom fallen ließen. Dieses Vorgehen führte
jedoch wegen der hohen Geschwindigkeit des Gasstroms und der Feinheit des pulverförmigen
Gutes insofern zu Schwierigkeiten, als. ein großer Teil des Gutes durch den Gasstrom
mitgerissen wurde, wodurch die Entstaubung des Gasstroms wesentlich erschwert wurde.
Nach einer bekannten Ausführung sollte das Entstaubungsproblem durch Vorsprünge
gelöst werden, die sich von der Rohrwand nach innen erstreckten, die aber das Gut
nur »kämmten«, ohne es anzuheben. Diese bekannte Vorrichtung konnte daher auch nicht
den gewünschten thermischen Wirkungsgrad erbringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehrohrofen zu schaffen,
bei dem der thermische Wirkungsgrad gegenüber den bekannten Vorrichtungen verbessert
ist und das Gut gleichmäßig erhitzt wird, bei dem aber trotzdem keine starke Staubentwicklung
auftritt, so daß besondere Aufwendungen bezüglich der Entstaubung des Gasstroms
vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Keilflanken
der Umrührelemente Flächenteile aufweisen, die in Richtung auf die Ofendrehachse
divergieren. Durch die Schrägstellung der Keilflanken der Umrührelemente gegenüber
einer Radialebene und in Richtung auf die Ofendrehachse gesehen, wird das pulverförmige
Gut durch die` Um=
rührelemente umgepflügt, derart, daß bei der
Drehung des Ofens das Gut von der inneren Mantelfläche des Ofens abgepflügt urid
-längs der Keilflariken ' zum Ofeninneren hin geführt und über das Gut verteilt
wird, das vorher von der Mantelfläche des Ofens abgekehrt und dem Gasstrom ausgesetzt
war... Beim Drehen des Ofens wird also ständig neues Material den heißen Gasen ausgesetzt.
Dabei wird das Gut, ähnlich wie bei einem-landwirtschaftlichen Pflug die Erde, glatt
und ohne zu zerkrümeln umgelegt und nicht aufgewirbelt. Dadurch ergibt sich eine
besonders staubfreie Arbeitsweise, so daß Kosten bei der Einrichtung der Entstaubungsanlage
gespart werden können.
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Im allgemeinen genügt es für ein wirkungsvolles Umpflügen des Gutes,
wenn die divergierenden Keilflanken der Umrührelemente ebene Flächen sind. In weiterer
Ausgestaltung der Erfindung können jedoch die Keilflanken der Umrührelemente konkav
geformt sein, und zwar derart, daß der Übergang von der Innenwand des Ofens zu den
die Flächenteile bildenden Keilflanken allmählich verläuft. Durch diese Ausbildung
wird die Pflugwirkung der Umrührelemente weiter verbessert.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Drehofens mit
den erfindungsgemäß ausgebildeten Umrührelementen, F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt
durch den Drehofen nach F i g. 1 mit einer Seitenansicht eines Pflugelementes, F
i g. 3 eine Draufsicht auf ein Pflugelement, gesehen von der Linie 3-3 der F i g.
2, F i g. 4 eine Vorderansicht entlang der Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 eine
Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Pflugelements, F i g. 6
eine Draufsicht auf das Pflugelement nach F i g. 5, gesehen von der Linie 6-6 der
F i g: 5, F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der F i g. 6 und F i g. 8
eine Ansicht, gesehen von der Linie 8-8 der F i g. 6.
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Wie F i g. 1 zeigt, weist der Drehrohrofen 10 ein langgestrecktes
zylindrisches und hohles Gehäuse 12 auf, welches zur Drehung um seine Längsachse
auf Walzen 14 gelagert ist. Das Gehäuse ist gegen die Horizontale leicht geneigt.
Die Walzen 14 werden vom Motor 15 angetrieben.
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Das Innere des Gehäuses ist mit hitzebeständigem Material 16, wie
beispielsweise Feuerziegel, ausgekleidet. Eine Anzahl von sich nach innen erstreckenden
Pflugelementen 18 ist auf der Innenseite des Gehäuses über die gesamte Länge hinweg
angeordnet.
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Wie die F i g. 2 bis 4 zeigen, weist jedes Pflugelement 18 einen V-förmigen
Pflug 20 auf, der eine schmale vordere Kante 22 hat. Wie F i g. 2 zeigt, erstreckt
sich die Schneidkante 22 nach aufwärts und in Ofendrehrichtung, so daß der Pflug
dem Bug eines Schiffes gleicht.
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Der V-förmige Pflug ist auf eine Pflugplatte 24 aufgeschweißt. Diese
ist leicht gekrümmt, und diese Krümmung ist der Krümmung der inneren Fläche der
wärmebeständigen Auskleidung und der inneren Fläche eines Schuhes 26 angepaßt, an
welchem die Pflugplatte 24 mittels Muttern 28 und Schrauben
30
befestigt ist. Die Schrauben 30 erstrecken sich durch das Gehäuse
12 und halten so den Schuh in seiner Läge: . . - , . . , ..
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Wie F i g. 3 zeigt, sind die gegenüberliegenden Flanken 32 des Pfluges
zur Richtung der Ofendrehung leicht.-geneigt. Diese Keilflanken 32 erstrecken sich
nach -innen und vorn derart, däß, wenn sich der Pflug durch- -däs feinverteilte
Material im--Ofen hindurchbewegt, das Material aufgestaut und umgedreht wird, und
zwar `durch ' jede der geneigten Flanken 32 des Pfluges.
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Die inneren Enden der Schrauben und die Muttern sind durch eine sich
nach innen erstreckende ringförmige Ummantelung 34 geschützt. Diese Ummantelung
ist auf der inneren Fläche der Pflugplatte 24 angebracht.
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Wie F i g. 2 zeigt, weist die Auskleidung 16 getrennte Aussparungen
36 auf, welche jeden Schuh 26 aufnehmen, der ein Pflugelement 18 trägt. Jeder Schuh
weist eine dreieckige Platte. 37 auf. Diese Platte ist entsprechend der Krümmung
der Auskleidung gekrümmt und fluchtet mit der Auskleidung. Drei nach außen sich
erstreckende Aussteifungen 38 bilden mit der äußeren Oberfläche der Schuhplatte
37 ein Ganzes. Jede Aussteifung geht von einer Säule 39 an jeder Ecke der Dreieckplatte
aus. Die Aussteifungen treffen sich in der Mitte der Platte. Die äußeren Kanten
40 der Aussteifungen enden kurz innerhalb der Innenfläche des Gehäuses, so daß jeder
Schuh mit dem Gehäuse lediglich an den schmalen Zonen der äußeren Enden der Säulen
in Kontakt steht. Dadurch wird die Wärmeübertragung zwischen dem Pflugelement und
dem Gehäuse herabgesetzt.
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Das Pflugelement kann aus irgendeinem geeigneten wärmebeständigen
Material bestehen, beispielsweise aus korrosionsbeständigem Stahl 2512. Der
Schuh kann vorteilhafterweise aus Gußeisen Klasse 1I, Typ C (0,66 bis 0,95
% Chrom; 1 % Ni-Zusatz) gefertigt sein.
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Im Betrieb der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung wird
der Drehofen erhitzt, ehe das Material eingeführt wird, so daß, wenn dieses Material
mit den Pflugelementen 18 in Berührung kommt, die geneigten Flächen 32 derart erhitzt
sind, daß sie zur Wärmeübertragung auf das Material beitragen. Wenn sich die Pflugelemente
durch das feinverteilte Material hindurchbewegen, welches sich im unteren Teil des
Ofens befindet, stoßen die heißen Flächen 32 durch das Material hindurch, heben
es hoch und drehen es um, und zwar derart, daß der Teil des Materials, der in der
Nähe der wärmebeständigen Auskleidung lag, angehoben und umgedreht wird und nun
auf dem Teil des Materials liegt, welcher vorher von der Auskleidung entfernt war.
Auf diese Weise wird das kühlere Material am Boden kontinuierlich nach oben gedreht
und direkt dem heißen Gasstrom ausgesetzt. Weiterhin wird die Erwärmung des Materials
durch den Kontakt mit den heißen Keilflächen gesteigert, welche wieder erhitzt werden,
wenn sie sich im oberen Teil des Ofens quer zur Strömungsrichtung des Gases bewegen.
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Die Pflugelemente gemäß der Erfindung erschweren nicht das Problem
der Entstaubung des Heizgasstroms, da das Umdrehen des Materials im wesentlichen
am Ort erfolgt, ohne daß dieses Material aus einem Bereich in einen anderen gestoßen
wird.
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Bei dem in den F i g. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist
ein Pflugelement 41 eine rechteckige Basis 42 auf, welche in eine Aussparung (nicht
dargestellt)
in der Auskleidung des Ofens eingesetzt werden kann. Die Außenfläche 44 der Basis
ist gekrümmt, wobei die Krümmung der Krümmung der Innenfläche des Ofengehäuses angepaßt
ist. Ein V-förmiger Pflug 46 ist auf der Basis 42 befestigt und weist an seiner
in Ofendrehrichtung vorn liegenden Seite eine schmale Schneidkante 48 auf, die zur
Drehachse des Ofens hin gerichtet ist. Der Pflug weist eine dreieckig geformte,
nach abwärts und vorn geneigte Kopffläche 50 auf. Eine Ecke dieser dreieckförmigen
Kopffläche liegt oberhalb der Schneidkante 48. Die einander gegenüberliegenden Seitenflanken
52 des Pfluges sind ähnlich den Pflugscharen der bekannten Pflüge konkav geformt,
so daß die Flanken 52 das Material anheben und umdrehen, wenn sie durch das Material
gezogen werden.
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Die in den F i g. 5 bis 8 dargestellten Pflugelemente können lösbar
mittels nicht dargestellter Schrauben und Muttern im Ofen befestigt werden. Die
Schrauben können sich durch Bohrungen 54 in der Basis 42 erstrecken.