DE1433863C - Schachtofen zum Behandeln von körnigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt zum Behandeln von körnigem Material, mit mehreren übereinander angeordneten, schräg nach unten geneigten, der Schwerkraftförderung des Materials dienenden Flächen, die zur Erzielung einer zickzackförmigen Bewegungsbahn mit ihrem oberen Ende abwechselnd an der einen oder an der anderen Seitenwand des Ofens anliegen und mit ihrem unteren Ende einen der gewünschten Dicke des Materialstroms entsprechenden Abstand von der gegenüberliegenden Seitenwand aufweisen, wobei die geneigten Flächen zur Unterstützung der Materialförderung mittels einer Antriebseinrichtung gemeinsam schwenkbar sind.

Ein derartiger Schachtofen, bei dem das zu behandelnde Material zickzackförmig über die geneigten Flächen rutscht und dabei den Ofen von oben nach unten durchwandert, ist aus der österreichischen Patentschrift 139 665 bereits bekannt. Sind die Ofenflächen stark geneigt, so wird das Material schnell und ohne Verstopfungsgefahr durch den Ofen gefördert, jedoch ist die Flächenneigung begrenzt, da das Material eine Behandlung erfahren soll und eine dementsprechende Einwirkungszeit vorhanden sein muß. Bei einer geringeren Neigung können jedoch, auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen körnigen Material, Verstopfungen auftreten. Um solchen Verstopfungen entgegenzuwirken, wird bei der bekannten Vorrichtung die Neigung der Schrägflächen durch gemeinsames Verschwenken kurzzeitig vergrößert. Dazu sind bei der bekannten,Vorrichtung die geneigten Flächen auf einer Seite des Ofens jalousieartig schwenkbar gelagert und an eine sich senkrecht im wesentlichen durch den ganzen Ofen erstreckende Betätigungsstange angelenkt, die zum Verschwenken

ίο der Flächen über einen Exzenter senkrecht hin- und herbewegbar ist.

Diese Ausbildung erfordert eine Vielzahl von Gelenken und Lagerstellen innerhalb des Ofens. Sie ist daher aufwendig und in erhöhtem Maße störanfällig. Bereits beim Festklemmen nur einer Fläche kommt es zu einer Blockierung und zum Ausfall des Ofens. Dabei ist die Beseitigung von Störungen deswegen besonders schwierig und zeitraubend, weil die bewegten Teile innerhalb des Ofens angeordnet sind.

Da außerdem innere Ofenteile gegeneinander bewegt werden, ist es nicht möglich, sämtliche inneren Ofenteile aus feuerfesten Materialien herzustellen, die ja bekanntlich sehr brüchig sind. ί

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung unter Beibehaltung eines wirksamen Schutzes gegen Verstopfungen zu vereinfachen und damit störungsunanfälliger zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung' aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Flächen fest mit den Ofenseitenwänden verbunden sind und der mit einer feuerfesten Auskleidung versehene und als selbsttragende Einheit ausgeführte Ofen mittels der Antriebseinrichtung um eine Schwenkachse schwenkbar ist.

Somit wird erfindungsgemäß zwar auch von einer vorübergehenden Änderung der Neigung der Ofenflächen Gebrauch gemacht, jedoch werden keine inneren Ofenteile gegeneinander verschwenkt, vielmehr ist der Ofen insgesamt schwenkbar aufgehängt und pendelt unter der Wirkung der Antriebseinrichtung um seine Schwenkachse. Dementsprechend ist nur eine einzige Lagerstelle vorhanden, was zu einer ein- ( fachen Antriebseinrichtung führt, die außerdem vollständig außerhalb des Ofens angeordnet ist und daher gut zugänglich ist. Da keine Teile des Ofens gegeneinander bewegt werden, kann dieser in vorteilhafter Weise im erwünschten Maße aus feuerfestem Material hergestellt sein.

Aus der deutschen Patentschrift 610 355 ist ein Tunnelofen mit waagerechtem Durchlauf des körnigen Materials bekannt, bei dem der Tunnelboden in seiner Ebene schwenkt, um die Materialförderung zu bewirken. Hierbei wird jedoch nicht mit einer Schwerkraftförderung gearbeitet, und die Neigung des Ofenbodens wird nicht geändert, da er im wesentlichen in der Ebene des Ofenbodens schwenkt, um eine Wurf förderung zu bewirken.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 464 099 bereits ein Schmelzofen bekannt, der insgesamt um eine waagerechte Achse kippbar ist. Ein solcher Schmelzofen wird jedoch chargenweise beladen und wird nicht kontinuierlich vom Material durchlaufen.

Vielmehr wird der Ofen nur zum Entnehmen der Schmelze gekippt, so daß die Schmelze ausfließen kann.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Ofen

mit seiner Tragkonstruktion an einem Lenker aufgehängt. Eine solche Ausbildung ist einfach und führt bereits bei einer vergleichsweise geringen Auslenkung des Ofens aus seiner Mittelstellung zu einer wirksamen Änderung der Neigung der Ofenflächen.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die den Ofen in Schwingungen versetzende. Antriebseinrichtung hinsichtlich Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen einstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich der Betrieb des Ofens den jeweils zu behandelnden Materialien anpassen, und infolge der einfachen, außenliegenden Antriebseinrichtung läßt sich diese Einstellbarkeit ohne übermäßigen Aufwand verwirklichen.

Schließlich bietet sich durch den Wegfall innerer bewegter Ofenteile die Möglichkeit, den Ofen in kostensparender Weise aus einfachen, gleichartigen Elementen aufzubauen. Dazu ist der Innenraum des Ofens von aufeinandergestapelten feuerfesten Steinen umgrenzt, die jeweils mit einer eine der geneigten Flächen bildenden Platte aus einem Stück bestehen und abwechselnd um 180° gegeneinander versetzt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Schachtofen mit seiner Aufhängung und der Aufgabeeinrichtung in einem senkrechten Schnitt;

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab und teil- · weise in Schnittdarstellung den Ofen nach Fig. 1 in einer Seitenansicht von rechts;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch einen einzigen der Ziegel, die zu einem Stapel vereinigt werden, um den aus feuerfestem Material aufgebauten Kanal des erfindungsgemäßen Ofens zu bilden.

Das Traggestell 10 umfaßt einen rechteckigen oberen Teil, der durch Doppel-T-Träger 18 gebildet wird, die an ihren Enden auf Gehrung zugeschnitten und an ihren Enden miteinander verschweißt sind. . Zwei U-Profile 20 erstrecken sich quer zum oberen Teil des Träggestells; sie sind in einem Abstand voneinander und parallel zueinander Rücken an Rücken angeordnet und mit den Doppel-T-Trägern verschweißt. Der obere Teil des Traggestells wird an seinen vier Ecken von vier Füßen 22 getragen, die nach unten divergieren. Die Füße oder Säulenteile 22 sind zwischen ihren oberen und unteren Enden durch waagerechte Querstreben 24 verbunden, und an ihren unteren Enden sind Stützplatten 26 angeschweißt. Eine an den Säulenteilen unterhalb der Querstreben 24 befestigte waagerechte Platte 28 bildet eine Unterstützung für bestimmte Teile des Ofens; die Platte 28 weist eine im wesentlichen rechteckige zentrale öffnung 28 α auf.

Der eigentliche Ofen 12 wird von. dem Traggestell 10 in aufrechter Stellung gehalten; zu diesem Zweck ist ein Lenker 30 mit Hilfe eines Bolzens 32 zwischen den Trägern 20 drehbar gelagert, und das untere Ende des Lenkers ist durch einen Lagerbolzen bzw. eine Schwenkachse 34 drehbar mit zwei U-Profilen • 36, 36 am oberen Ende des Ofens verbunden.

Der Ofen ist von doppelwandiger Konstruktion, d. h. er umfaßt innere Wände 38 und äußere Wände

40, zwischen denen ein Isoliermaterial 42 liegt; der Ofen hat eine rechteckige Querschnittsform, und die Seitenwände 39 sind etwas breiter als die Stirnwände

41. Am unteren Ende des Ofens ist eine Bodenplatte 44 vorgesehen, die an ihren Rändern mit den unteren Enden der Seiten- und Stirnwände verbunden ist. Die Bodenplatte weist einen nach unten ragenden Abschnitt oder eine Kammer 46 von rechteckigem Querschnitt auf, die durch die öffnung 28 α der Tragplatte 28 nach unten ragt und am unteren Ende eine rechteckige öffnung 48 aufweist. Die inneren Wände 38 der doppelwandigen Konstruktion enden gemäß Fig. 1 ein kurzes Stück oberhalb der Bodenplatte 44, und im unteren Teil des Ofens sind zwischen den unteren Enden der inneren Wände und der Bodenplatte sowie in der Kammer 46 mehrere feuerfeste Ziegel 50 aufeinander liegend angeordnet. Diese Ziegel sind so aufeinander gestapelt, daß sie einen engen, senkrecht verlaufenden Austrittskanal 52 abgrenzen, der sich zwischen den beiden Stirnwänden des Ofens erstreckt; ferner begrenzen diese Ziegel am oberen Ende dieses Kanals eine Kammer 54, die sich ebenfalls zwischen den Stirnwänden erstreckt und auf einer Seite eine geneigte Auflagefläche 56 aufweist. Das untere Ende des Austritts- oder Abgabekanals 52 liegt in der öffnung 48 am unteren Ende der Kammer 46.

Mehrere Schichten von bzw. feuerfesten Steinen 58 sind in Abständen voneinander in Anlage an der Innenfläche der Wand 38 auf der obersten Schicht von Ziegeln 50 angeordnet, wobei diese Anordnung an den unteren Enden der inneren Wände 38 beginnt. Die Steine 58 haben einen rechteckigen Querschnitt, sie weisen ferner senkrechte innere Seitenflächen oder Abschnitte 62 auf, und sie sind in der Mitte zwischen ihren Enden mit kreisrunden öffnungen 64 versehen, deren Achsen rechtwinklig zu den inneren Seitenflächen der Steine verlaufen; außerdem sind als Stopfen ausgebildete Klötze 66 aus isolierendem Material in die öffnungen der Steine 58 eingebaut. Jeder der Steine 58 umfaßt einen damit aus einem Stück bestehenden vorspringenden plattenförmigen Ansatz 70, der sich von der inneren Seite aus in Richtung auf die gegenüberliegende senkrechte Innenfläche 62 des gegenüberliegenden Klotzes erstreckt. Die Platten 70 sind mit oberen und unteren, nach unten geneigten Flächen 72 und 74 versehen und weisen senkrechte Stirnflächen 76 auf, die parallel zu den benachbarten inneren Seitenflächen 62 der gegenüberliegenden Steine und in einem Abstand davon angeordnet sind. Der unterste der Steine 58 stützt sich an der obersten Schicht der Ziegel 50 so ab, daß seine senkrechte innere Seitenfläche 62 mit der Oberkante der geneigten Fläche 56 zusammenfällt, und der unterste Stein 58 ist ferner auf der obersten Schicht der Ziegel 50 so angeordnet, daß seine geneigte obere Fläche 72 in Richtung auf die gegenüberliegende Fläche 56 geneigt ist, so daß die Unterkante der Stirnfläche 76 über dem oberen Ende der geneigten Fläche 56 liegt. Die weiteren, auf der ersten Schicht angeordneten Schichten sind so verlegt, daß aufeinanderfolgende Steine 58 jeweils entgegengesetzt angeordnet sind. Somit bilden die in entgegengesetzten Richtungen geneigten oberen Flächen 72 und die öffnungen 78 zwischen den unteren Enden der Abschnitte 76 und den senkrechten Innenflächen insgesamt eine zickzackförmige Bahn, die sich in dem Ofen von oben nach unten erstreckt und dazu dient, das zu behandelnde Material in Form einer relativ dünnen Schicht durch den Ofen zu leiten, wobei sich die Dicke der Schicht nach der Breite der öffnungen 78 richtet.

Bei der bevorzugten Konstruktion ist die Neigung

der geneigten oberen Flächen 72 so gewählt, daß sie größer ist als der natürliche Schüttwinkel des zu· behandelnden Materials.

Mehrere Heizelemente in Form von Widerstandsstäben 80 sind zwischen den Ansätzen 70 so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zu den Ansätzen verlaufen und sich ihre Enden durch die Stirnwände 41 erstrecken; hierbei sind jeweils zwei ■Widerstandsstäbe oberhalb der oberen geneigten Fläche 72 jedes Ansatzes 70 angeordnet, und ein -weiterer Widerstandsstab ist in dem Winkel unterhalb der geneigten unteren Fläche 74 jedes Ansatzes 70 vorgesehen. Diese Anordnung ermöglicht es, das kornförmige Material, das auf einem Ansatz 70 ruht, von unten her durch Wärmeleitung und von oben her durch Wärmestrahlung zu erhitzen. Die Widerstandsstäbe sind durch geeignete Leitungen c mit einer Stromquelle verbunden.

Die Seitenwände 39 weisen öffnungen 39 a auf, durch die hindurch die Stopfen 66 ausgebaut werden können, um den Innenraum des Ofens zugänglich zu machen. Jeder Stopfen 66 besitzt eine geneigte Öffnung 66 a, in die ein Thermoelement eingeführt werden kann, mittels dessen die Temperatur gemessen werden kann.

Das obere Ende des Ofens ist gemäß Fig.! durch eine obere Platte 82 verschlossen, die mit durch einen Abstand getrennten Öffnungen 84, 84 versehen ist; diese Öffnungen sind nahe dem oberen Ende der geneigten oberen Fläche 72 der obersten Schicht von Steinen angeordnet. In die öffnungen 84, 84 sind Trichterrohre 86, 86 eingebaut, und ein Aufgabebehälter 88 ist so angeordnet, daß er über die Träger 20, 20 hinweggreift; der Aufgabebehälter trägt durch einen Abstand getrennte Schenkel 90. die nach unten in die oberen Enden der Trichterrohre 86 hineinragen, damit das zu behandelnde kornförmige Material dem oberen Ende des Ofens zugeführt werden kann. Ein oberhalb des oberen Endes des Traggerüstes angeordneter Boden 89 besitzt eine öffnung 91, über die der Aufgabebehälter 88 beschickt werden kann.

Um die Bewegung des Behandlungsguts unter der Wirkung der Schwerkraft zu unterstützen und ein kontinuierliches Fließen des kornförmigen Materials durch den Ofen hindurch nach unten zu gewährleisten, kann der Ofen in Schwingungen versetzt werden. Zu diesem Zweck ist ein Gestängeglied 92 mit einem Ende an der Kammer 46 befestigt und an seinem anderen Ende durch einen Bolzen 94 gelenkig mit einer Kolbenstange 96 verbunden, die aus dem Zylinder 98 eines doppeltwirkenden Kolbenmotors herausragt. Der Zylinder 98 ist auf einem Bolzen 100 drehbar gelagert. Dieser Bolzen ist in einen Bock 102 eingebaut, der an der Unterseite der Tragplatte 28 befestigt ist. Ein Solenoidventil V ist auf der Tragplatte 28 angeordnet und kann über eine Leitung 106 mit einem Druckmittel gespeist werden. Das Ventil V ist mit den beiden Enden des Zylinders 98 durch Leitungen 108 und 110 verbunden; in dem Ventil arbeitet ein Kolbenschieber 112, der durch zweiElektromagnete S1 und S 2 verstellt werden kann, um das Druckmittel dem einen oder anderen Ende des Zylinders 98 zuzuführen. Eine Gewindespindel 114 ist am unteren Teil des Ofens befestigt; diese Gewindespindel trägt zwei verstellbare Platten 116, die sich zusammen mit dem Ofen gegenüber einem Betätigungsorgan 118 eines auf der Tragplatte 28 angeordneten Begrenzungsschalters LS bewegen können, um die Stromzufuhr zu dem Solenoidventil so umzuschalten, daß zuerst der eine Solenoid und dann der andere Solenoid eingeschaltet wird, um den Kolbenschieber 112 zu verstellen. Die Leitungen für die Solenoide 51 und S 2 sowie den Schalter LS sind in F i g. 1 bei c' dargestellt. Durch Verstellen der Platten 116 längs der Gewindespindel 114 kann die Geschwindigkeit

ίο und die Amplitude der schwingenden Bewegungen des Ofens eingestellt werden.

Die Einrichtung 14 zum Entnehmen von Material aus dem Ofen umfaßt gemäß F i g. 2 einen Zylinder 120, der an seiner Umfangsfläche mit axialen, par-

i'5 allelen Nuten 122 versehen ist; der Zylinder ist so ' gelagert, daß er sich um die Achse einer waagerechten Welle 124 drehen kann, wobei jeweils die oberste Nut 122 senkrecht unter dem unteren Ende der Abgabeöffnung 52 liegt. Die Enden der Welle 124 laufen in Lagern 126, die an den oberen Enden von Säulenteilen 128 befestigt sind. Zum Drehen des Organs 14 dient ein fest auf einem Ende der Welle 124 sitzendes Kettenrad, über das eine Kette 132 läuft, die eine Verbindung zu einem weiteren Kettenrad 134 herstellt, das von einem Motor M aus über ein Untersetzungsgetriebe R angetrieben wird. Man kann eine Steuereinrichtung MC bekannter Art benutzen, um die Drehgeschwindigkeit und/oder die Einschaltdauer des Motors zu regeln.

Während des Betriebs kann der Ofen etwa 60 biö 100 Schwingungen in der Minute ausführen, doch kann man auch eine niedrigere oder eine höhere Schwingungsfrequenz wählen, was sich jeweils nach der Art und der Korngröße des Behandlungsguts richtet.

Unter der Abgabeeinrichtung 14 ist ein Förderband 136 angeordnet, dessen oberer Strang sich in einer im wesentlichen waagerechten Ebene bewegt, um das abgegebene Material aus dem unteren Ende des Ofens aufzunehmen und es zu einer Lager- oder Verwendungsstelle zu transportieren.

Die besonderen Vorteile der beschriebenen Anordnung bestehen darin, daß dafür gesorgt ist, daß das kornförmige Material kontinuierlich in geregelter Weise in Form einer relativ dünnen Schicht kaskadenförmig nach unten fließt, wobei die einzelnen Körner immer wieder umgewendet und von allen Seiten der zugeführten Wärme ausgesetzt werden, während sie sich vom oberen Ende des Ofens zum unteren Ende bewegen, wobei eine Erhitzung durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung von zwei Seiten her erfolgt, und wobei während der Bewegung des Materials und seiner Erhitzung innerhalb des abgegrenzten Raums keine Verunreinigung erfolgt; außerdem sind keine Luftströmungen vorhanden, so da£ Verluste an Feinstofien vermieden werden. Für der Fall jedoch, daß das zu behandelnde Material durch Verbrennungsprodukte nicht nachteilig beeinfluß wird, und daß die Körner so groß sind, daß sie nich von turbulent strömenden Verbrennungsgasen mitgerissen werden, sei jedoch bemerkt, daß man de: Ofen auch mit Mitteln ausrüsten kann, um heißt Verbrennungsgase zusammen mit dem Behandlungs gut durch den zickzackförmigen Strömungsweg zwi sehen den aufeinanderfolgenden Schichten von Ste: ncn zu leiten, damit eine Kalzinierung des Materiai bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schachtofen von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt zum Behandeln von körnigem Material, mit mehreren übereinander angeordneten, schräg nach unten geneigten, der Schwerkraftförderung des Materials dienenden Flächen, die zur Erzielung einer zickzackförmigen Bewegungsbahn mit ihrem oberen Ende abwechselnd an der einen oder an der anderen Seitenwand des Ofens anliegen und mit ihrem unteren Ende einen der gewünschten Dicke des Materialstroms entsprechenden Abstand von der gegenüberliegenden Seitenwand aufweisen, wobei die geneigten Flächen zur Unterstützung der Materialförderurig mittels einer Antriebseinrichtung gemeinsam schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Flächen (72) fest mit den Ofenseitenwänden verbunden sind und der mit einer feuerfesten Auskleidung versehene und als selbsttragende Einheit ausgeführte Ofen (12) mittels der Antriebseinrichtung (92 bis 112, V, Sl, 52) um eine Schwenkachse (34) schwenkbar ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (12) mit seiner Tragkonstruktion an einem Lenker (30) aufgehängt ist.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ofen (12) in Schwingungen versetzende Antriebseinrichtung (92 bis 112, V, Sl, S 2) hinsichtlich Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen einstellbar ist.

4. Ofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Ofens (12) von aufeinandergestapelten feuerfesten Steinen (58) umgrenzt ist, die jeweils mit einer eine der geneigten Flächen (72) bildenden Platte (70) aus einem Stück bestehen und abwechselnd um 180° gegeneinander versetzt sind.