DE1458766C

DE1458766C - Roasting device with a combustion chamber for the heat treatment of powdery masses

Info

Publication number: DE1458766C
Authority: DE
Inventors: Michel Metz; Toth Imre Hy-Metz; Mosel Boucraut (Frankreich)
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID

Description

I 458 766I 458 766

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Die Erfindung betrifft eine Röstvorrichtung mit Pulverzone hineinschieben liißt und eine wirksame einer Brennkammer, die zur Wärmebehandlung Wärmeübertragung gewährleistet. Sie wird dazu pulverförmiger Massen, insbesondere zinn inugiieti- zweckmäßig aus einem Mahlkegel hergestellt, der sierenden (lösten pulverförmiger Eisenerze, unmittel- über mehrere Kegelringe stufenweise in die zylinbar in eine durch Wirbelung lluidisierte Pulverzone 5 drische Wand der lirennkuminer übergehen kann; eintiiuchbar ist. innerhalb der Brennkammer, insbesondere in der Bekanntlich besteht das inagnetisiereiule Rösten Kuppel, ist eine mit Druckluft versorgte Wirbelvoii pulverförmig Huidisierten Eisenerzen darin, daß vorrichtung vorgesehen, durch welche die in tangendas pulverförmige Erz bei Temperaturen von etwa tialer Richtung zur Breiinkaminerwand ausströmende 600 bis 700 C mit einem Gemisch von oxydieren- io Preßluft das verbrennende Gasgemisch mitnimmt, in den und letluzierenden Gasen durchwirbelt wird. Die eine kreisende Bewegung versetzt und dadurch so-/ur Durchführung dieses Verfahrens bekannten Vor- wohl die Brennkammerwand intensiv aufheizt als richtungen haben ilen /weck, das pulverförmige auch die Strömiingsverhältnis-.e in Richtung der AusMaterial aufzulockern und sollen eine möglichst trittsölFnuiigeii auf der gegenüber der Kuppel liegeninteusive Wärmeübertragung mit hohem Wirkungs- 15 den Breiinkaminerwand begünstigt; die einzelneu grad ergeben. Jedoch sind die bisher bekannten Vor- Zuleitungen für den Brennstoff bzw. das Brenngas, richtungen /.ti aufwendig, und es besteht bei guter die Verbrennungsluft und die Druckluft werden also Leistungsfähigkeit die Gefahr einer örtlich zu hohen zweckmäßig in axialer Richtung zur Brennkammer Erhitzung, wodurch das pulverförmig aufgelockerte angeordnet; /um Ausgleich von Wärmcdehnungs-Mi'iterial /um Fritten bzw. zum Versintern der Bei- ad spannungen ist tier axiale Bereich der erlindungsstolfe neigt und der Verfahrensablauf erheblich ge^ gemäßen Röstvorrichtung über einen Bauteil angestört wird. schlossen, der solche Spannungen auszugleichen ver-E-s ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfin- mag und die Brennkammer außerdem strömungsdung, eine wesentlich einfachere Vorrichtung zu günstig abschließt und das Gasgemisch zu den A'usschalfen, die sehr vielseitig anwendbar und beson- »5 trittsölfnungen lenkt; die zur Wärmeübertragung (lers handlich ist sowie außerdem ohne unzulässig dienenden Bauteile, die Wand der Brennkammer und hohe Erhitzung auch einfach unmittelbar in die zu die sie abdeckende Kuppel werden zweckmäßig aus behandelnde Pulverzone hineingetaucht werden einem hitzebeständigen, /iiiiderfesten und gut wärme kaiin. Diese Vorrichtung soll sich- grundsätzlich zum leitenden Blech hergestellt, desgleichen die zur Rösten von Eisenerzen und darüber hinaus auch zu jo Brennkammer koaxiale Kegelringwand.
einer möglichst gleichförmigen Wärmebehandlung Die Wirkungsweise der eilindungsgeinäßen Röstanderer Pulvermassen eignen, beispielsweise auch vorrichtung besteht darin, daß innerhalb der Breniizur Reduktion anderer Mineralien, wie Nickelerz, kanuner eine Verbrennung erzeugt und die ent- oder auch nur zum Austrocknen von Pulvermaterial stehende Verbrennungswärme zum größten Feil iinsowie zur Wärmebehandlung von Zement. Der be- js mittelbar über die wärmeleitenden Wandungen auf vorzugte Anwendungszweck ist jedoch das magneti- die Pulvermasse übertragen wird, während die übsierende Rösten von Eisenerzen, die zu Fe₁C)₁₁ oxy- rige und mit den ausströmenden Gasen aus der diert und dann teilweise ni Fc₁O₁ reduziert werden, Brennkammer austretende Wärmemenge in sehr vorwobei insbesondere der Siliziuingehalt vor einer teilhafter Weise durch die koaxiale Kegelriugwand Überhitzung geschützt werden muß. 40 zur Ströniungsumkehr gezwungen und damit außer-The invention relates to a roasting device with a powder zone and an effective combustion chamber which ensures heat transfer for the heat treatment. For this purpose, it is made of powdered masses, in particular tin inugiieti, expediently from a grinding cone, which can pass over several conical rings directly into a cylindrical wall of the fluidized mineral that is fluidized by swirling into a fluidized powder zone 5; can be immersed within In the combustion chamber, especially in the inagnetisiereiule roasting dome, there is a vortex voyage supplied with compressed air in powder form iron ore in that device is provided through which the 600 to 700 C escaping in tangent to the powdery ore at temperatures of approximately tial direction to the pulp chimney wall with a Mixture of oxidizing compressed air takes the burning gas mixture with it, in which the letting gases are swirled through. This causes a circular movement and thereby heats up the combustion chamber wall intensively, which is known for carrying out this process. Weck to loosen the powdery and the flow ratio -e in the direction of the material and should as far as possible leak oil fnuiigeii on the opposite of the dome, including heat transfer with high efficiency 15 favors the pulp chimney wall; the individual degrees result. However, the previously known supply lines for the fuel or the fuel gas, directions /.ti are expensive, and there is a good combustion air and compressed air so there is a risk of locally excessive heating in the axial direction to the combustion chamber, which means the powdery loosened arranged; / to compensate for thermal expansion material / to frits or to sinter the two tensions, there is an axial area that tends to become uncomfortable and the process sequence is disturbed by a component according to the roasting device. It is therefore the task of the present invention to compensate for such tensions, and it is also the task of the combustion chamber to seal off a much simpler device too cheaply, and to direct the gas mixture to the shelves, which can be used in a variety of ways and is particularly useful ; which is handy for heat transfer and also has no inadmissible components, the wall of the combustion chamber and high heating are also simply immersed directly into the dome to be treated from the powder zone to be treated, a heat-resistant, / iiiider-resistant and good heat kaiin. This device should basically be made into conductive sheet metal, likewise the conical ring wall which is coaxial with the combustion chamber for the roasting of iron ores and also for the combustion chamber.
The most uniform possible heat treatment The effect of the cohesive roasting powder masses is suitable, for example also device, is that within the furnace for the reduction of other minerals, such as nickel ore, canon produces a combustion and the heat of combustion, or even just to dry out the powder material, is largely and for the most part for heat treatment of cement. The preferred application, however, indirectly via the heat-conducting walls, is the magnetic powder mass is transferred, while the roasting of iron ores, which are oxidized to Fe ₁ C) ₁₁ and with the gases flowing out, and then partially ni Fc ₁ O _{1 are} reduced, the amount of heat escaping from the combustion chamber in particular has to be protected from overheating by the coaxial conical wall, in particular the silicon content. 40 forced to reverse the denomination and thus ex-

Eine solche Röstvorrichtung, die mit hohem ther- halb der Verbrennungskammer in Richtung zur mischein Wirkungsgrad unter Ausnutzung der Ver- Kuppel abgeleitet wird. Damit dienen diese Gase brennuugswärme und in Verbindung mit Preßluft gleichzeitig zur Auflockerung der zu, behandelnden auch zur Anfwirbelung der Pulvermasse in besonders Pulverzone und zu deren Vorwärmung. Die unmittelhandlicher Form verwirklicht werden kann, ergibt *5 bare Übertragung der Röstwärme über die gut sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Brenn- wärmeleitenden Wände erfolgt hauptsächlich im Bekamrner im wesentlichen zylindrisch, zum Ein- reich der Kuppel, weiche die Brennkammer nach tauchen in die Pulverzone mit einer kegelförmigen außen abdeckt und in deren Nähe auch die zu verKuppel abgeschlossen und innerhalb dieser Kuppet brennenden Gase einströmen. Man erzielt auf diese eine mit Druckluft versorgte Wirbelvorrichtung vor- 5° Weise sowohl eine besonders intensive Aufheizung gesehen ist, die das Gemisch der verbrennenden der zu behandelnden Pulvermassen, die infolge Gase in eine kreisende Bewegung versetzt, und daß der erfindungsgemäßen Wirbelbewegung des, Gasdie zylindrische Brennkammer an ihrer der Kuppel gemisches außerordentlich gleichmäßig und; leicht gegenüberliegenden Seite durch eine Vielzahl ring- einzuregeln ist, als auch andererseits infolge der förmig angeordneter Austrittsöffnungen in einen Be- 55 guten Wärmeleitfähigkeit eine ausreichende Abkühr reich: ausmündet, aus dem die Verbrennungsgase lung der wärmeleitenden Wandungen, die in allen außerhalb der Brennkammer und^; innerhalb einer Bereichen gleichmäßig und damit ein wirksamen sich in Richtung zur Kuppel konisch* erweiternden Schutz gegen örtliche Überhitzungen ist. EXie Be-Kegelringwand! nach außen strömen, welche die zy- triebsbedingungea werden zweckmäßig so> gewählt, lindrische Wand; der Brennkammer koaxial umgibt 60 daß die Wand der Kuppel bei der üblichen: Behancl·- und gegenüber dieser in der Strömungsrichtung im lung von Eisenerzen höchstens eine um 200° C Winkel zwischen. 6 und 18' divergiert. höhere Temperatur erreicht als die benachbartenSuch a roasting device that is diverted with a high degree of mixing efficiency after the combustion chamber, making use of the coupling dome. In this way, these gases are used for burning heat and, in conjunction with compressed air, at the same time to loosen up the powder material to be treated and to whirl it up in the powder zone, in particular, and to preheat it. The immediate form that can be realized results in a bare transfer of the roasting heat via the well, according to the invention, in that the heat-conducting walls are mainly cylindrical in the chamber, to the area of the dome, into which the combustion chamber is immersed the powder zone is covered with a conical outside and in its vicinity the dome to be connected is also closed and gases burning inside this dome flow in. In this way, a whirling device supplied with compressed air is achieved in both a particularly intense way, which sets the mixture of the burning powder masses to be treated in a circular motion as a result of gases, and the whirling motion of the gas according to the invention is cylindrical Combustion chamber at its dome mixed extraordinarily evenly and; slightly opposite side is to be regulated by a large number of rings, as well as on the other hand due to the shaped arranged outlet openings in a Be 55 good thermal conductivity sufficient cooling: opens out, from which the combustion gases development of the heat-conducting walls, which are in all outside the combustion chamber and ^; is uniform within one area and therefore an effective protection against local overheating that widens conically * in the direction of the dome. The Be-conical ring wall! flow outwards, which the drive conditionsa are expediently chosen as>, cylindrical wall; The combustion chamber coaxially surrounds 60 that the wall of the dome in the usual: Behancl · - and opposite this in the flow direction in the development of iron ores at most an angle of 200 ° C between. 6 and 18 'diverge. Reached higher temperature than the neighboring ones

Die wesentlichsten Konstruktionsmerkmale der Pulverteilcheiii der durch die Preßluft und! die mit ihrThe most important design features of the powder particles by the compressed air and! the one with her

eriindungsgemäßen Röstvorrichtung sind: also fol^ vermischten Verbrennungsgase durchwiribeltcn Masse,roasting devices according to the invention are: that is, following mixed combustion gases through a swirling mass,

gende: 65, E>azu wird: die Kuppel zweckmäßig in besondersgende: 65, what becomes: the dome is functional in particular

Die Wand! der Brennkammer ist im wesentlichen einfacher Weise als Hohlkegel· ausgebildet und; überThe wall! the combustion chamber is essentially simply designed as a hollow cone and; over

zylindrisch; die Brennkammer ist durch eine kegel- mehrere Kegelringe mit entsprechend! abgestuftencylindrical; the combustion chamber is equipped with several conical rings with a corresponding! graduated

förmjge Kuppel· abgedeckt, die sich, leicht in die Kegelwiakelhi an die zylindrische Wand! der Brenn-shaped dome · covered, which is slightly in the Kegelwiakelhi on the cylindrical wall! the burning

kammer angesetzt. Diese Ausführungsform verbindet eine wirksame Wärmeübertragung mit den zum Eintauchen der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung zweckmäßigen Abmessungen, wobei die von der Preßluft erzwungene kreisförmige Gasbewegung eine Überhitzung der axialen Zone vermeidet und eine intensive Erwärmung der zylindrischen Brennkammerwand begünstigt.chamber attached. This embodiment combines efficient heat transfer with that for immersion the roasting device according to the invention appropriate dimensions, the of the Compressed air forced circular gas movement avoids overheating of the axial zone and a intensive heating of the cylindrical combustion chamber wall is favored.

Die erfindungsgemäße Röstvorrichtung ermöglicht auf diese Weise eine verstärkte adiabatische Flammentemperatur, woraus sich eine sehr wirksame Wärmeübertragung bei gegebenem Brennkammervolumen und infolgedessen eine Leistungssteigerung bei gleichzeitiger Ausnutzung der gesamten Verbrennungswärme für das Rösten ergibt. Die besonders hohe adiabatische Flammentemperatur kann in besonders wirtschaftlicher Weise dadurch unterstützt werden, daß die der Brennkammer zugeführte Verbrennungsluft bereits vorgewärmt wird, wenn die Austrittsöffnungen für die Verbrennungsgase vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zur Kuppel in einen Bereich ausmünden, in welchem sie einerseits den Hauptkanal für die Preßluftzufuhr umspülen können und dadurch andererseits mit verminderter Temperatur innerhalb der sich konisch erweiternden Kegelringwand in Richtung zur Kuppel außerhalb der Verbrennungskammer und unmittelbar in das zu behandelnde Pulver hineinströmen und jetzt kein Fritten mehr verursachen können. Die zugeführte Luft kann auch zusätzlich mit Sauerstoff angereichert sein. Die vergleichsweise niedrige Temperatur der in die Pulvermasse hineinströmenden Gase ermöglicht nicht nur die vorteilhafte Ausnutzung der gesamten Verbrennungswärme, sondern auch eine wirksame Fluidisierung bzw. Durchwirbelung der zu behandelnden Pulverzone, ohne physikalische Schaden anzurichten, selbst wenn das betreffende Erzpulver niedrig schmelzende Silikate enthält. The roasting device according to the invention enables an increased adiabatic in this way Flame temperature, which results in a very effective heat transfer for a given combustion chamber volume and consequently an increase in performance while at the same time utilizing the entire heat of combustion for roasting. The particularly high adiabatic flame temperature can in particular be supported economically in that the combustion air supplied to the combustion chamber is already preheated if the outlet openings for the combustion gases are preferred open in the opposite direction to the dome in an area in which they on the one hand can wash around the main channel for the compressed air supply and thereby on the other hand with reduced Temperature within the conically widening conical ring wall in the direction of the dome flow outside the combustion chamber and directly into the powder to be treated and can no longer cause frying. The air supplied can also be supplemented with oxygen be enriched. The comparatively low temperature of the flowing into the powder mass Gases allows not only the beneficial use of the entire heat of combustion, but also an effective fluidization or whirling through of the powder zone to be treated, without physical To cause damage even if the ore powder in question contains low-melting silicates.

Der wirksame Wärmeaustausch über die Kuppel der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung ergibt, wie gesagt, auch in entgegengesetztem Sinne eine entsprechend intensive Abkühlung der Verbrennungsgase, die bei Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Brennstoff aus einer Mischung von CO, CO₂, H₂ und H₂O zusammengesetzt sind. Dabei erhält man mit dieser Abkühlung infolge der erfindungsgemäß vorgesehenen Wirbelvorrichtung bei der kreisenden Bewegung des Gasgemisches in der Brennkammer auch eine außerordentlich gleichmäßige Durchmischung der verbrennenden Gase. Durch die hohe adiabatische Flammentemperatur ergibt sich ein besonders hoher Anteil an Reduktionsgasen, also CO und H₂, die eine besonders wirksame Reduktion von Eisenerzen aus dem Zustand Fe₂O₃ in die Form Fe₃O₄ ermöglichen.The effective heat exchange via the dome of the roasting device according to the invention results, as I said, in the opposite sense in a correspondingly intensive cooling of the combustion gases, which are composed of a mixture of CO, CO ₂ , H ₂ and H ₂ O when using hydrocarbons as fuel. With this cooling, as a result of the whirling device provided according to the invention, with the circling movement of the gas mixture in the combustion chamber, an extremely uniform mixing of the burning gases is obtained. The high adiabatic flame temperature results in a particularly high proportion of reducing gases, i.e. CO and H ₂ , which enable a particularly effective reduction of iron ores from the Fe ₂ O _{3 state} to the Fe ₃ O _{4 form.}

Die in der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung angeordnete Wirbelvorrichtung zur tangentialen Bewegung des Gasgemisches wird zweckmäßig in kreissymmetrischer Form ausgeführt. Sie arbeitet dann bei verschiedenen Preßluftdrücken über alle Raumbereiche der Brennkammer außerordentlich gleichmäßig. The vortex device arranged in the roasting device according to the invention for tangential movement of the gas mixture is expediently designed in a circularly symmetrical form. She then works with different compressed air pressures over all areas of the combustion chamber extraordinarily evenly.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser Wirbelvorrichtung innerhalb der Brennkammer hat die Form eines Wirbelkranzes, der in einer Ebene senkrecht zur Brennkammerachse mehrere und in gleichem Sinne tangential abgekrümmte Strömungskanäle bildet, aus denen in der gleichen Ebene und an verschiedenen Stellen der Kammerwand zugleich die Preßluft parallel zur Kammerwand ausströmen kann.A particularly advantageous embodiment of this vortex device within the combustion chamber has the shape of a vortex ring, which in a plane perpendicular to the combustion chamber axis several and in the same sense tangentially curved flow channels formed from which in the same plane and At the same time, the compressed air flows out parallel to the chamber wall at different points on the chamber wall can.

Dazu bilden insbesondere je zwei sich gegenüberliegende Ausströmkanäle eine gekrümmte S-Form, deren Strömungsquerschnitt bis zur Öffnung hin kontinuierlich abnimmt, so daß die parallel zur Kammerwand ausströmende Preßluft bei dieser bevorzugten Ausführungsform, insbesondere im vorgewärmten Zustand, noch beim Durchgang durch den Wirbelkranz erheblich beschleunigt wird und damit eine Rußablagerung an der zur Wärmeübertragung dienenden Kammerwand zuverlässig vermeidbar ist.For this purpose, in particular, two opposite outflow channels each form a curved S-shape, whose flow cross-section decreases continuously up to the opening, so that the parallel to Compressed air flowing out of the chamber wall in this preferred embodiment, especially in the preheated one State, is still considerably accelerated when passing through the vertebral rim and so that a soot deposit on the chamber wall used for heat transfer can be reliably avoided is.

Die in dieser Weise tangential in die Brennkammer eingeleitete Luftströmung überträgt ihre kreisende Wirbelbewegung auf die eigentlichen Verbrennungsgase, die von der Verbrennung des flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes mit der dem eigentlichen Brenner zugeführten Luft bzw. auch Sauerstoff herrühren und sich dadurch mit der vorgewärmten Preßluft sehr gleichmäßig durchmischen. Die Brennstoffe und die zur Verbrennung dienende Luft werden in der Achse der Brennkammer über Leitungen zugeführt, die nahe an der Kuppel ausmünden und bis dahin ebenfalls vorgewärmt werden. Wenn ein flüssiger Brennstoff, beispielsweise Heizöl, verwendet wird, dann wird dieses beim Austritt aus seiner Zuleitung in bekannter Weise durch Druckluft zerstäubt.The air flow introduced tangentially into the combustion chamber in this way transmits its circular vortex motion on the actual combustion gases produced by the combustion of the liquid or gaseous fuel with the air supplied to the actual burner or also Oxygen originate and thereby mix very evenly with the preheated compressed air. The fuels and the air used for combustion are over in the axis of the combustion chamber Lines are fed in that open out close to the dome and are also preheated by then. If a liquid fuel, for example heating oil, is used, then this will be discharged when it is discharged its supply line atomized in a known manner by compressed air.

In der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung wird der Hauptkanal für die Druckluftzuleitung, der auch die Zuleitungen für die Verbrennungsgase umschließt, über den zum Ausgleich von Wärmespannungen vorgesehenen Bauteil an die Brennkammer herangeführt, welcher aus zwei ähnlich geformten und mit ihren beiden weiten Öffnungskanten aneinandergesetzten Kegelringen zusammengesetzt ist. Dabei dient der die Brennkammer begrenzende Kegelring in vorteilhafter Weise zur Ablenkung des Verbrennungsgemisches in Richtung zu den Austrittsöffnungen. In the roasting device according to the invention, the main channel for the compressed air supply line, which is also encloses the supply lines for the combustion gases, over which to compensate for thermal stresses provided component brought up to the combustion chamber, which consists of two similarly shaped and with its two wide opening edges juxtaposed conical rings is composed. Included the conical ring delimiting the combustion chamber is advantageously used to deflect the combustion mixture towards the outlet openings.

Die Verbrennungsgase werden aus der Brennkammer über eine Vielzahl von ringförmig angeordneten Austrittsöffnungen abgeführt, die gegenüber der Kuppel angeordnet und zweckmäßig so ausgebildet sind, daß sich eine wirksame Strömungsumkehrung durch die um die Brennkammer herum angeordnete Kegelringwand ergibt, welche das ausströmende Gas unmittelbar in die zu behandelnde Pulvermasse hineinleitet.The combustion gases are from the combustion chamber via a plurality of annularly arranged Discharged outlet openings, which are arranged opposite the dome and expediently designed are that there is an effective flow reversal through those around the combustion chamber arranged conical ring wall results, which the outflowing gas directly into the to be treated Introduces powder mass.

Bekanntlich ist die Verteilung eines Gasgemisches an solchen verhältnismäßig kleinen öffnungen um so gleichmäßiger, je größer der Druckunterschied vor dem Ausgang dieser Öffnungen gemacht wird. Jedoch darf diese Druckstufe nicht zu groß bemessen sein, weil sonst der Energieverbrauch der Vorrichtung infolge des Druckverlustes zu groß wird. Deshalb soll für eine brauchbare Fluidisierung der zu behandelnden Pulverzone ein ausreichender und gleichförmiger Gasstrom erreicht und jede mechanische Formgebung der Austrittsöffnungen vermieden werden, welche der Homogenität der Gasströmung schaden könnte. Versuche haben gezeigt, daß die günstigsten Strömungsverhältnisse bei gleichmäßiger Verteilung schlitzförmiger Austrittsöffnungen in Nähe der Brennkammerwand erzielbar sind. Der AbstandIt is known that the distribution of a gas mixture at such relatively small openings is around the more uniform, the greater the pressure difference is made in front of the outlet of these openings. However, this pressure level must not be too large, because otherwise the energy consumption of the device becomes too large as a result of the pressure loss. Therefore, for a usable fluidization of the to treating powder zone a sufficient and uniform gas flow is achieved and any mechanical Shaping of the outlet openings can be avoided, which affects the homogeneity of the gas flow could harm. Tests have shown that the most favorable flow conditions with more uniform Distribution of slot-shaped outlet openings in the vicinity of the combustion chamber wall can be achieved. The distance

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zwischen zwei solcher Schlitze kann durch Ab- und 9 angeordnet, die aus je zwei zueinander konstützungen zusätzlich verstärkt werden, damit eine zentrischen Rohren bestehen und jeweils Brenngas Verformung der Brennkammerwand in diesem Be- und Verbrennungsluft zuführen. Am Ende der Zureich verhütet und beim Betrieb der erfindungs- leitung 8 brennt dauernd eine Zündflamme 10, die gemäßen Röstkammer für gleichmäßige Strömungs- 5 durch das innere Rohr der Zuleitung 8 mit Brenngas Verhältnisse gesorgt ist. Die Verbrennungsgase treten und durch das äußere Rohr der gleichen Zuleitung 8 durch die genannten Austrittsöffnungen zunächst in mit Verbrennungsluft versorgt wird. Zum Anbreneinen Bereich, in dem sie Wärme an die zentral nen der Zündflamme 10 dient ein elektrischer Schaltangeordneten Zuleitungen abgeben können, und knopf 11.between two such slots can be arranged by ab- and 9, each of which consists of two to each other constützungen are additionally reinforced so that there are centric pipes and each fuel gas Deformation of the combustion chamber wall in this supply and combustion air. In the end, the sufficiency prevented and during the operation of the invention line 8, a pilot flame 10 burns continuously appropriate roasting chamber for uniform flow 5 through the inner tube of the feed line 8 with fuel gas Conditions is taken care of. The combustion gases pass and through the outer pipe of the same supply line 8 is initially supplied with combustion air through the outlet openings mentioned. To be attached Area in which they heat to the central NEN of the pilot flame 10 is an electrical switching device Can deliver leads, and button 11.

danach in entgegengesetzter Richtung zu den Aus- io Durch die andere Zuleitung 9 wird Heizöl überthen in the opposite direction to the outlet. Heating oil is transferred through the other feed line 9

trittsöffnungen an der Innenseite der Kegelringwand das innere Rohr zugeführt, während über das äußerePassages on the inside of the conical ring wall are fed to the inner tube, while via the outer

über einen sich kontinuierlich erweiternden Ringspalt Rohr der gleichen Zuleitung 9 zugeführte DruckluftCompressed air supplied to the same feed line 9 via a continuously widening annular gap pipe

außerhalb der Brennkammer zur Kuppel in die zum Zerstäuben des Heizöles in einer Düse 12 dient.outside the combustion chamber to the dome in which is used to atomize the fuel oil in a nozzle 12.

Pulvermasse hinein. Der zylindrische Hauptkanal 7 umschließt die ge-Powder mass into it. The cylindrical main channel 7 encloses the

Die Wechselwirkung der Wärmeübertragung aus 15 nannten Zuleitungen 8 und 9 und steht mit derThe interaction of the heat transfer from 15 named supply lines 8 and 9 and stands with the

der Brennkammer über deren Kuppel auf das zu Brennkammer 1 in Verbindung über einen Bauteil,the combustion chamber via its dome to the combustion chamber 1 in connection via a component,

behandelnde Pulver und die dabei auftretende Ab- der zum Ausgleich von Wärmedehnungsspannungenthe powder to be treated and the resulting Ab- to compensate for thermal expansion stresses

kühlung der Kuppel bzw. der Kammerwand hängt aus zwei einander ähnlichen Kegelringen 13 α und 13 b cooling of the dome or the chamber wall depends on two similar cone rings 13 α and 13 b

naturgemäß von den Strömungsverhältnissen ab, die zusammengesetzt ist. Diese sind gegensinnig mitein-naturally on the flow conditions, which is composed. These are opposite to one another

sich aus der zugeführten Menge des Brennstoffes, 20 ander vereinigt und bestehen aus einem ausreichendfrom the supplied amount of fuel, 20 other combined and consist of one sufficient

der Verbrennungsluft und der zur Wirbelbewegung warmfesten Metall. Der endseitige Abschnitt desthe combustion air and the heat-resistant metal for whirling motion. The end section of the

verwendeten Druckluft bei gegebenen Abmessungen Hauptkanals 7 ist gegenüber der Brennkammer 1The compressed air used for the given dimensions of the main channel 7 is opposite to the combustion chamber 1

einstellen. Durch Modellversuche konnte festgestellt thermisch isoliert durch eine entsprechend geformteto adjust. Through model tests it was found thermally insulated by a suitably shaped

werden, daß vor allem die Strömungsgeschwindigkeit Abdeckung aus wärmeisolierendem Stoff, wie Korund,that above all the flow rate cover made of heat-insulating material, such as corundum,

der unmittelbar in die zu behandelnde Pulverzone 25 Die über den Hauptkanal 7 mit Preßluft versorgtewhich is supplied directly to the powder zone to be treated 25 via the main channel 7 with compressed air

geleiteten Gase, die durch die Austrittsöffnungen Wirbelvorrichtung 14 in der Brennkammer 1 verteiltconducted gases, which distributed through the outlet openings vortex device 14 in the combustion chamber 1

austreten, möglichst groß sein soll gegenüber der die einströmende und zweckmäßig vorgewärmteemerge, should be as large as possible compared to the inflowing and appropriately preheated

Geschwindigkeit, mit der die benachbarten Pulver- Preßluft durch die ihr erteilte kreisförmige BewegungSpeed with which the neighboring powder compressed air by the circular movement imparted to it

teilchen bewegt werden. Dann wird auch in diesem außerordentlich gleichmäßig mit den verbrennendenparticles are moved. Then this also becomes extraordinarily even with the burning ones

Bereich der noch verhältnismäßig heißen Gase eine 30 Gasen. Eine intensive Erwärmung der Wand 2 wirdThe range of still relatively hot gases is 30 gases. An intensive heating of the wall 2 is

örtliche Überhitzung einzelner Pulverteile und die dadurch erreicht sowie eine in allen Bereichen derlocal overheating of individual powder parts and that is achieved as well as one in all areas of the

Gefahr des Frittens zuverlässig vermieden. Bekannt- Brennkammer 1 über die zylindrische Wand 2 undThe risk of fritting is reliably avoided. Known combustion chamber 1 on the cylindrical wall 2 and

lieh ist die Geschwindigkeit der Gase auch von dem die Kuppel 3 sehr gleichmäßige StrömungsverteilungThe speed of the gases is also borrowed from which the dome 3 is very even flow distribution

Raum abhängig, der diesen außerhalb der schlitz- unter Vermeidung von Zonen örtlicher Überhitzung,Depending on the space, this is outside the slot, avoiding zones of local overheating,

förmigen Austrittsöffnungen zur Verfügung steht. Sc 35 Zu diesem Zweck hat der Wirbelkranz 14 nachshaped outlet openings is available. Sc 35 For this purpose the vertebral ring 14 has to

hat sich bei den genannten Modellversuchen be- F i g. 2 vier tangential abgebogene Strömungskanälehas proven itself in the mentioned model tests. 2 four tangentially bent flow channels

stätigt, daß der günstigste Raum für die Austritts- 14 a, 14 b, 14 c, 14 d, die koaxial um die Zündflammeconfirms that the most favorable space for the outlet 14 a, 14 b, 14 c, 14 d, the coaxial to the pilot flame

Öffnungen nahe der zylindrischen Wand der Brenn- 10 und um die eigentliche Brennstoffdüse 12 herumOpenings near the cylindrical wall of the fuel 10 and around the actual fuel nozzle 12

kammer ist, in den diese Gase durch die zweckmäßig angeordnet sind.chamber is in which these gases are appropriately arranged by the.

kegelringförmige Begrenzungsfläche des die Brenn- 40 Die Brennkammer 1 hat am Außenumfang derconical ring-shaped boundary surface of the combustion 40 The combustion chamber 1 has on the outer circumference of the

kammer abschließenden Bauteiles abgelenkt werden, wärmeisolierenden Abdeckung 13 c zahlreiche schlitz-chamber closing component are deflected, heat-insulating cover 13 c numerous slot-

der speziell zum Ausgleich von Wärmedehnungs- förmige Öffnungen 15, über welche die verbrennen-the specially designed to compensate for thermal expansion-shaped openings 15, through which the burn

spannungen dient. Als günstigster Öffnungswinkel den Gase mitsamt der zur kreisförmigen Wirbel-tension serves. As the most favorable opening angle, the gases together with the circular vortex

zwischen der Außenwand der Brennkammer einer- bewegung benutzten Druckluft in entgegengesetzterbetween the outer wall of the combustion chamber a movement used compressed air in opposite

seits und der sie umgebenden Kegelringwand haben 45 Richtung zur Kuppel 3 ausströmen können, den dieside and the surrounding conical ring wall have 45 direction to the dome 3 can flow out, the

sich Werte zwischen 6 und 18° erwiesen. trichterförmige Wand 6 aus feuerfestem Materialvalues between 6 and 18 ° were found. funnel-shaped wall 6 made of refractory material

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen wärmeisolierend begrenzt. Aus diesem Bereich, in Röstvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und welchem den Verbrennungsgasen ein Teil der mitnachstehend beschrieben. Im einzelnen zeigt geführten Wärme entzogen wird für die AufheizungAn embodiment of the thermally insulating limited according to the invention. For this area, in Roasting device is shown in the drawing and which the combustion gases are part of the below described. In detail shows guided heat is withdrawn for the heating

F i g. 1 das schematische Schnittbild durch die 50 des Hauptkanals 7, strömen diese Gase dann in ent-F i g. 1 shows the schematic sectional view through the 50 of the main channel 7, these gases then flow in

Röstvorrichtung mit den Abmessungen der Brenn- gegengesetzter Richtung längs der zylindrischenRoasting device with the dimensions of the focal opposite direction along the cylindrical

kammer und Wand 2 und innerhalb einer sie koxial umschließen-chamber and wall 2 and within one they coaxially enclose-

F i g. 2 die vergrößerte perspektivische Darstellung den Kegelringwand 16 in Richtung der Kuppel 3F i g. 2 shows the enlarged perspective illustration of the conical ring wall 16 in the direction of the dome 3

des Wirbelkranzes der Vorrichtung nach Fig. 1. nach außen, unmittelbar in die zu behandelndeof the vertebral ring of the device according to FIG. 1 to the outside, directly into the one to be treated

Die Röstvorrichtung nach F i g. 1 umfaßt eine 55 Pulverzone hinein. Der gleichmäßige öffnungswinkel Brennkammer 1, deren im wesentlichen zylindrische des auf diese Weise gebildeten ringförmigen Strö-Wand 2 aus einem besonders wärmebeständigen, mungsraumes beträgt beim Ausführungsbeispiel nach zunderfesten und nichtrostenden Stahl hergestellt ist. Fig. 1 8° und 30'. Es ist nicht zweckmäßig, diesen Die Brennkammer 1 ist endseitig mit einer Kuppel 3 Öffnungswinkel noch wesentlich kleiner zu machen, abgedeckt, die aus einem Hohlkegel 5 besteht, der 60 jedoch kann dieser für bestimmte Anwendungsüber mehrere Kegelringe 4 α und 4 b mit entsprechend zwecke einen Wert von etwa 20° haben. Eine Temabgestuften Kegelwinkeln in die zylindrische Wand 2 peratursonde 17 dient zur Messung der Gastemperaübergeht. Auf der entgegengesetzten Seite der Brenn- türen im Bereich der Austrittsöffnungen 15 und dakammer 1 ist eine trichterförmige Wand 6 aus feuer- mit zur Kontrolle der Arbeitsweise der erfindungsfestem Material, wie Korund, angeordnet, durch 65 gemäßen Vorrichtung beim Rösten von Eisenerzen welche der Hauptkanal 7 für die Zuleitung vor- oder beim Reduzieren anderer Erze bzw. bei einer gewärmter Preßluft hindurchgeführt ist. Innerhalb Wärmebehandlung von Zement oder auch nur beim des Hauptkanales 7 sind zwei getrennte Zuleitungen 8 Trocknen von feuchten Pulvermässen.The roasting device according to FIG. 1 includes a 55 powder zone inside. The uniform opening angle of the combustion chamber 1, the essentially cylindrical of which is the ring-shaped Strö wall 2 formed in this way, is made of a particularly heat-resistant, ventilation space in the exemplary embodiment of non-scaling and stainless steel. Fig. 1 8 ° and 30 '. It is not expedient to make this end of the combustion chamber 1 with a dome 3 opening angle even smaller, covered, which consists of a hollow cone 5, but the 60 can this for certain applications over several conical rings 4 α and 4 b with appropriate purposes Have a value of about 20 °. A stepped cone angle in the cylindrical wall 2 temperature probe 17 is used to measure the gas temperature transition. On the opposite side of the combustion doors in the area of the outlet openings 15 and the roof chamber 1 there is a funnel-shaped wall 6 made of fire-resistant material, such as corundum, to control the operation of the inventive device, by means of a device in accordance with the roasting of iron ores which is the main channel 7 is passed through for the supply before or when reducing other ores or when heated compressed air. Within the heat treatment of cement or even only in the case of the main channel 7, there are two separate supply lines 8 for drying moist powder masses.

Die perspektivische Darstellung nach F i g. 2 zeigt sehr anschaulich die genannten Abmessungen des Wirbelkranzes 14, der den Hauptkanal 7 abschließt und eine sehr gleichmäßige Gasströmung in tangentialer Richtung ergibt. Wichtig ist die im wesentlichen kreissymmetrische Ausbildung einer solchen Wirbelvorrichtung 14 zur Einhaltung sehr gleichmäßiger Betriebsbedingungen auch bei veränderten Gasströmungen. The perspective illustration according to FIG. 2 very clearly shows the dimensions of the Eddy ring 14, which closes the main channel 7 and a very uniform gas flow in tangential Direction results. It is important that such a vortex device is essentially circularly symmetrical 14 to maintain very uniform operating conditions even with changed gas flows.

Die erfindungsgemäße Röstvorrichtung kann in Abwandlung vom dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel beispielsweise auch an Stelle einer einzigen Düse 12 mit einer beliebigen Anzahl von Düsen, die man zweckmäßig ringförmig anordnet, beispielsweise auch außerhalb des verlängerten Hauptkanals 7 versehen werden. Damit läßt sich die sehr vorteilhafte und handliche Konstruktion der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung sowohl besonders strömungsgünstig als auch in regelbarer Weise deren gewünschte Wärmeverteilung im Einzelfalle den betreffenden Arbeitsbedingungen anpassen. Die besonders zweckmäßige Grundform der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung kann ohne Nachteil für die jeweilige Arbeitsweise im Einzelfalle noch durch zusätzliche Konstruktionsmerkmale ergänzt werden. So dient beispielsweise ein Luftzuführungskanal 18 beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 zum Durchblasen der Röstvorrichtung vor deren Inbetriebnahme. Sie wird dadurch von Staub und von Verunreinigungen durch eine vom vorhergehenden Arbeitsvorgang vorhandene Verschmutzung der Innenräume wirksam gereinigt.The roasting device according to the invention can be modified from the illustrated and described Embodiment, for example, instead of a single nozzle 12 with any number of nozzles, which are expediently arranged in a ring, for example outside the extended Main channel 7 are provided. This allows the very advantageous and handy construction of the Roasting device according to the invention both in a particularly flow-favorable manner and in a controllable manner adjust their desired heat distribution in each individual case to the relevant working conditions. the particularly useful basic shape of the roasting device according to the invention can without disadvantage for the respective way of working can be supplemented by additional design features in individual cases. For example, an air supply duct 18 is used in the exemplary embodiment according to FIG. 1 to blow through the roasting device before it is put into operation. It gets rid of dust and impurities effectively cleaned by a contamination of the interior from the previous work process.

Claims

Patent claims:

1. Roasting device with a combustion chamber, which is used for the heat treatment of powdery masses, especially for the magnetizing roasting of powdered iron ores, directly into a Can be immersed in a powder zone that fluidizes through whirling is, characterized in that the combustion chamber (1) is essentially cylindrical, for immersion in the powder zone with a conical dome (3) and within this dome (3) a whirling device (14) supplied with compressed air is provided is, which sets the mixture of the burning gases in a circular motion, and that the cylindrical combustion chamber (1) on its side opposite the dome (3) by a plurality annularly arranged outlet openings (15) opens into an area from which the Combustion gases outside the combustion chamber (1) and inside a moving in the direction of Dome (3) conically widening conical ring wall (16) flow outwards, which the cylindrical Wall (2) of the combustion chamber (1) surrounds coaxially and opposite this in the direction of flow diverges at an angle between 6 and 18 °.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the dome (3) consists of a hollow cone (5) which merges into the cylindrical wall (2) of the combustion chamber (1) via several stepped conical rings (4 a, 4 b) .

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the vortex device a circularly symmetrical eddy ring (14) with several in the tangential direction to cylindrical wall (2) of the combustion chamber (1) opening flow channels is provided.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that between the combustion chamber (1) serving for heat transfer and its axial feed lines (8, 9) for supplying an ignition flame (10) or for the actual fuel supply, a component (13 a, 13 b) is provided.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the thermal expansion compensating component consists essentially of two to the axis of the combustion chamber (1) coaxial and opposite the dome (3) arranged conical ring walls (13 a, 13 b) , which are set against each other and with their wide ring edges are connected to one another.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the end of the combustion chamber (1) forming the conical ring wall (13 b) consists of a heat insulating material, such as corundum, and the discharge of the combustion gases in the direction of the outlet openings (15) of the combustion chamber ( 1) favored, while the other and outside the combustion chamber (1) arranged conical ring wall (13 c) is made of a particularly heat-resistant sheet metal.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized by the use of a particularly heat-resistant, scale-resistant and highly thermally conductive metal for the production of all parts provided for heat transfer, the cylindrical wall (2) of the combustion chamber (1), the over the conical rings (4 a, 4 b) attached hollow cone (5) of the dome (3) and the conical ring wall (16) arranged outside the combustion chamber (1).

1 sheet of drawings 909 586/113