DE1508518C3 - Drehofen mit Satellitenkühlern - Google Patents
Drehofen mit SatellitenkühlernInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/38—Arrangements of cooling devices
- F27B7/40—Planetary coolers
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf diejenige Art von Kühlern, auch Satellitenkühler genannt, für in einem
Drehofen gebranntes oder gesintertes Material, welche eine Anzahl von im Planetensystem um das Auslaßende
des Drehofens angeordneten Rohren umfaßt, wobei jedes Rohr mit einer Auslaßöffnung in den Öfen durch
eine Verbindungsrutsche angeschlossen ist.
Während der Drehung des Ofens fällt oder gleitet bei einem solchen Kühler das heiße Material durch die
Auslaßöffnungen und die Verbindungsrutschen in die Kühlerrohre, welche sich in der untersten Stellung zu
einer beliebigen Zeit befinden. Die Luft wird durch die Kühlerrohre im Gegenstrom zum heißen Material
gezogen oder geblasen, um es so zu kühlen, und diese Luft tritt anschließend in den Ofen durch die
Auslaßöffnungen ein, aus welchen das heiße Material zu den Rutschen und den Kühlerrohren hindurchgegangen
ist. Diese vorerhitzte Luft wird dann innerhalb des Ofens benutzt, um die darin stattfindende Verbrennung
zu unterstützen.
Die Kühlerrohre können sich von ihren Einlassen entweder aufwärts gegen das Einlaßende des Drehofens
hin oder abwärts von dem Einlaßende hinweg erstrecken, und sie können parallel oder schräg in einem
Winkel zu der Ofenachse sein. Üblicherweise enthalten sie Schaufeln, Ketten oder andere Einrichtungen, mittels
derer das Material zu ihren Auslaßenden hin gefördert wird.
Bei derartigen Kühlerrohren hat das heiße Material, welches in ein Rohr eintritt, wenn sich dieses unterhalb
der Ofenachse befindet, oft eine Neigung, wieder in den Ofen zurückzukehren, wenn das Rohr eine Stellung
oberhalb der Ofenachse erreicht, weil, wenn in dieser Stellung, die Auslässe der Verbindungsrutschen naturgemäß
oberhalb ihrer Einlasse sind. Dieses Zurückge-.. -hen des Materials ist sehr unerwünscht, weil es nicht nur
die Leistung verringert, sondern auch den freien
ίο Durchgang der vorerhitzten Luft in dem Ofen
behindert.
Verschiedene Konstuktionen werden vorgeschlagen, um dieses Zurückgehen des Materials in den Ofen zu
vermeiden. Bei einer Konstuktion sind die Rutschen gekrümmt und als Teil einer Spirale ausgebildet, bei
einer anderen sind die Einlaßenden der Kühlerrohre konisch oder in anderer Weise ausgebildet, um eine
schräge Oberfläche darzubieten, über welche das heiße Material durch Schwerkraft bei allen Stellungen der
Rohre während der Drehung des Ofens fallen kann. Beide Konstuktionen helfen, das Material, welches in die
Kühlrohre eingetreten ist, am Zurückgehen in den Ofen durch die Rutschen zu hindern, aber es ist eine starke
Abnutzung der gekrümmten Rutschen oder der konischen Endabschnitte der Kühlerrohre damit verbunden,
infolge des direkten Aufpralls des heißen Materials. Diese Abnutzung benötigt Reparaturen,
welche häufig die Behandlung des Materials in dem Ofen unterbrechen.
Bei einem aus der DE-PS 5 79 615 bekannten Drehrohrofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1
bezeichneten Gattung ist die Neigung der Wandung der Satellitenkühler im Bereich der Einlaufrutschen gegenüber
der Satellitenkühlerachse dadurch erreicht, daß dieser Wandungsteil insgesamt kegelstumpfförmig
gestaltet ist, wobei die Kegelachse mit der Achse der Satellitenkühler in deren übrigen Verlauf zusammenfällt.
Der geneigte Wandungsteil ist also ein rundum verlaufender. Darüber hinaus sind die Einlaufrutschen
zentral an die Satellitenkühler angeschlossen. Diese Gesamtausbildung läßt eine zweckentsprechende Arbeitsweise
nur bei einem geringen Füllungsgrad zu. Denn die geneigte Ausbildung des genannten Wandbereichs
der Satellitenkühler sorgt zwar allseitig, somit also bei jeder Stellung der Satellitenkühler und
unabhängig von der jeweiligen Relativstellung zum Drehrohrofen, für eine Weiterbewegung des Kühlguts;
Nach einem vollständigen Umlauf der Satellitenkühler sind diese jedoch im Mündungsbereich entleert, so daß
neuerdings eintretendes Gut hart auf die üblicherweise vorgesehene Auskleidung der Satellitenkühler auftritt
und diese stark verschleißt.
Weiterhin ist aus der DE-PS 7 09 662 ein Drehrohrofen mit durch Verbindungsrutschen verbundenen
Satellitenkühlern, wobei die Wandung der Satellitenkühler im Bereich der Mündung der Einlaufrutschen
gegenüber der Achse der Satellitenkühler geneigt ist, bekannt. Dabei sind die Kühlerrohre mit einer schrägen,
ebenen Fläche versehen, die eine Anschlußfläche für die Rutsche ausmacht, während die gegenüberstehende
Fläche, nämlich die vom Ofen abgewandte, eine Zylinderfläche ist und einen Teil des Kühlerrohrs
darstellt. Dieser bekannte Kühler hat jedoch den Nachteil, daß die zylindrische Fläche zusammen mit der
ebenen Anschlußfläche deshalb nicht den Transport von Material von der Einlauföffnung wegbefördert. Insbe-
; sondere bei größeren Materialaufgaben ist. dies ein
wesentlicher Nachteil, weil ein großer Teil des Guts
wieder in den Ofen zurückfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Drehrohrofen gemäß DE-PS 5 79 615 so zu verbessern,
daß die Verschleißfestigkeit desselben erhöht ist, und zwar ohne daß das Kühlvermögen und das Fördervermögen
des Satelliten beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1
gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Kühler wird also das Zurückfallen des Guts dadurch verhindert, daß die
Fläche, die die Anschlußfläche für die Rutsche ist, zylinderförmig ist und hierdurch bei der Rotation des
Kühlers weiterfördernd wirkt. Da gleichzeitig die Einlauföffnung im Verhältnis zur Symmetrie-Ebene der
Anschlußfläche und in der Rotationsrichtung des Kühlers verschoben ist, wird erreicht, daß alles Material
am Einlaufende des Kühlers von der Einlauföffnung wegtransportiert wird, wenn sich das Kühlerrohr in
seiner höchsten Stellung befindet, d. h. wenn die Einlauföffnung nach unten gerichtet ist.
Wegen der Ofendrehung liegt das Material darin meist oder gänzlich auf einer Seite der mittleren
diametralen Ebene. Daher wird meistens das Material in das Kühlerrohr zu fließen beginnen, unverzüglich
nachdem die Auslaßöffnung aus dem Drehofen zu der Verbindungsrutsche durch den untersten Punkt der
Kreisbahn hindurchgegangen ist. Wenn das Rohr sich aufwärtsbewegt, gleitet das Material die geneigte
Endfläche hinunter und von der Einlaßöffnung hinweg. Obwohl eine allgemeine Bewegung des Materials längs
des Rohrs von dem Auslaß der Rutsche hinweg vorhanden ist, gleitet etwas von dem Material in dem
Rohr wieder während einer begrenzten Zeit zurück, wenn das Rohr sich wieder nach unten unter die
Ofenachse bewegt und bildet so ein Kissen, auf welches die nächste Beschickung an Material für das Rohr fällt.
Dieses Kissen an angehäuftem Material schützt das Rohr unterhalb der Einlaßöffnung gegen den Aufprall
der Beschickung aus heißem Material. Wenn das Rohr sich wieder aufwärtsbewegt, bewegt sich das Kissen
zusammen mit der es jetzt bedeckenden Schicht aus frischem Material von dem Einlaß hinweg. Das Kissen
bewegt sich somit kontinuierlich vorwärts und rückwärts in zeitlicher Abhängigkeit von der Stellung des
Kühlerrohres.
Der Durchmesser des Zylinderschnitts, welcher die geneigte Endfläche bildet, ist vorzugsweise derselbe wie
derjenige des Kühlerrohres. Dies vereinfacht nicht nur die Konstruktion, welche dann nur Schneiden und so
Schweißen erfordert, sondern sie verbessert auch den Übergang des Materials aus der schrägen Endfläche des
Kühlerrohres.
Vorteilhafterweise ist der Winkel, welcher zwischen den Achsen des Kühlerrohres und des zylindrischen
Abschnitts gebildet ist, welch letzterer die schräge Endfläche bildet, 40 bis 60°, da gefunden wurde, daß dies
den wirksamsten Transport des Materials von der Einlaßöffnung des Rohres hinweg sichert.
Bei extrem hoher Belastung des Kühlers wird die Gefahr des Zurückgehens von Material in den Ofen
weiter verringert, wenn jede Verbindungsrutsche ein gerades Rohr ist, welches in das Innere des Kühlerrohres
hineinragt. Jedoch, wie bereits erwähnt, beginnt das Material in die Rutsche zu fallen, wenn der Rutscheneinlaß
durch seinen untersten Punkt hindurchgegangen ist. Somit wird das Material, wenn möglich, frei in das
Kühlerrohr längs eines gekrümmten Wegs fallen. Um sicherzustellen, daß gerade Rutschen möglichst geringer
Abnutzung ausgesetzt sind, sollte jede Rutsche auch nach rückwärts in Richtung der Drehung von ihrem
Einlaß zu ihrem Auslaß geneigt sein, und tatsächlich ist der Winkel zwischen ihrer Achse und der Ebene, welche
die Achsen des Ofens und des Rohrs enthält, vorzugsweise zwischen 15 und 25°.
Um die Erfindung noch besser verständlich zu machen, wird jetzt der bevorzugte Kühler unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, welche darstellen
F i g. 1 einen Seitenaufriß eines Teils des Ofens und Teils eines Kühlerrohrs mit einer Verbindungsrutsche
unter dem Ofen,
F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-II von Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab nach Linielll-IIIvonFig. 1,
Fig.4 einen Seitenaufriß ähnlich dem von Fig. 1,
aber mit einem Kühlerrohr über dem Drehofen.
Die Zeichnungen zeigen einen Teil eines Drehofens 2 zum Brennen einer Beschickung 1 aus beispielsweise
Zementstrohmaterial zu Klinkern. Der Ofen 2 hat Auslaßöffnungen 3 zur Entleerung des heißen Materials,
und diese sind durch Verbindungsrutschen 5 an Kühlerrohre 6 angeschlossen, welche um den Ofenmantel
in einem Planetensystem angeordnet sind.
Jedes Kühlerrohr 6 ist zylindrisch über den größeren Teil seiner Länge, wobei nur sein Einlaßende in F i g. 1
gezeigt ist. Bei dem dargestellten Einlaßende ist der von dem Ofen entfernte Teil 7 des Rohres Teil der
zylindrischen Wand des Rohrs, aber der dem Ofen nähere Teil 8 ist ein Schnitt eines schrägen Zylinders.
Der Durchmesser des Zylinders, dessen Teil 8 ein Schnitt ist, ist der gleiche wie derjenige des Rohres 6.
Die Achse dieses Teils ist bei X gezeigt, und sie bildet einen Winkel A mit der Achse IKdes Rohrs, wobei dieser
Winkel in dem gezeigten Beispiel etwa 45° beträgt. Nach F i g. 3 ist der Teil 8 nicht symmetrisch zur Ebene
Z, welche die Achse t/des Drehofens und die Achse Y des Kühlerrohres enthält, sondern sie führt die
Symmetrieebene des Teils 8, gezeigt als eine Linie W, in die Drehrichtung des Ofens mit einem Winkel B von
etwa 5 bis 10°.
Jede Rutsche 5 ist ein gerades Rohr, welches mit einer öffnung 9 in dem Teil 8 des entsprechenden Rohrs 6 in
Verbindung ist. Die öffnung 9 ist versetzt in der Drehrichtung aus der Ebene Wund die Rutsche 5 ist
nach rückwärts in der Drehrichtung des Ofens von ihrem Einlaß zu ihrem Auslaß wie gezeigt geneigt.
Dabei ist der Winkel C, welchen ihre Achse mit der Ebene Z bildet, 15 bis 25°. Somit beträgt der Winkel D,
welcher gleich dem Winkel C minus dem Winkel B ist, etwa 10 bis 20°. Die Rutschen 5 können wie gezeigt bei 4
in F i g. 4 in die Kühlerrohre hineinragen, so daß unter extrem hohen Fließgeschwindigkeiten durch die Kühler
eine zusätzliche Sicherung gegen den Rückgang des Materialflusses zu dem Drehofen vorgesehen ist.
Der heiße Klinker oder anderes Material in dem Ofen wird rund durch den Drehofen geführt, so daß es nicht
auf dem Boden des Ofens auf jeder Seite der Ebene Z liegt, sondern vielmehr die bei 1 in F i g. 2 gezeigte
Stellung einnimmt. Infolgedessen beginnt das Material erst durch die Rutsche 5 in das Rohr 6 zu fallen, wenn
jede öffnung 3 in dem Drehofen durch die Ebene Z durchgegangen ist. Weil die Rutsche 5 schräg zu der
Ebene Z ist, berührt das Material kaum die Wände der Rutsche, sondern fällt statt dessen unmittelbar in das
Rohr 6. Wenn der Ofen seine Drehung fortsetzt, wird
das Material fortfahren, in das Rohr 6 zu gleiten, oft während einer Winkelbewegung des Ofens von 30 bis
40°.
Wenn sich der Ofen dreht, bewegt sich das Material 10 in dem Kühlerrohr naturgemäß rund um die innere
Oberfläche des Rohrs. Da es zunächst auf den geraden Teil 7 des Einlaßendes des Rohrs gefallen ist, wird es auf
die innere Oberfläche des Teils 8 gleiten, wenn das Rohr über die Achse des Ofens hindurchgeht (Fig.4). In
diesem Stadium wird es weiterhin von der inneren Fläche des Teils 8 hinweg von dem Einlaßende 9 und
zum Auslaßende des Kühlerrohres hin abwärts gleiten. Wenn das Kühlerrohr im Laufe der weiteren Drehung
des Ofens wieder unter der Achse des Ofens hindurchgeht, wird ein Teil der Beschickung 10 darin
rückwärts zu gleiten beginnen gegen das Einlaßende hin
und ein Kissen bilden. In der Zeit erreicht das Rohr seine
unterste Stellung, und das Kissen aus Material wird den Teil 7 des Rohrs unterhalb der Öffnung 9 bedecken und
das Rohr gegen den Aufprall des heißen Materials schützen, welches jetzt in das Rohr einzutreten beginnt.
Die Rutsche 5 kann ein Stahlrohr mit einer keramischen oder anderen wärmeisolierenden Auskleidung
sein.
Ein innerer Stauring kann in dem Drehofen ausgebildet sein, um die Vorwärtsbewegung des
Materials in dem Ofen gerade unterhalb der Einlasse zu den Rutschen 5 aufzuhalten, so daß das Material sich ein
wenig in dem Ofen aufhäuft und durch die Rutsche 5 in einer Richtung, welche im wesentlichen rechtwinklig zur
Ofenachse ist, und mit keiner verbleibenden Vorwärtskomponente der Bewegung fällt
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Drehrohrofen mit über gerade rohrförmige Einlaufrutschen angeschlossenen Satellitenkühlern,
deren Wandung im Bereich der Mündung der Einlaufrutschen gegenüber der Achse der Satellitenkühler
geneigt ist, wobei das an den Drehrohrofen angeschlossene Einlaßende der Einlaufrutschen
gegenüber deren Mündungsenden in Drehrichtung des Drehrohrofens verschoben ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die geneigte Wandung Teil eines Zylindermantels (8) ist, daß dieser Teil
eines Zylindermantels (8) an der dem Drehrohrofen (2) zugekehrten Seite des Mündungsbereichs der
Satellitenkühler (6) angeordnet ist und daß die Mündung der Einlaufrutschen (5) in Drehrichtung
des Drehrohrofens (2) aus der Symmetrie-Ebene (W) des Teils des Zylindermantels (8) verschoben ist.
2. Drehrohrofen mit Satellitenkühlern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zylindermantel (8) von gleichem Durchmesser wie das Satellitenkühlrohr (6) ist.
3. Drehrohrofen mit Satellitenkühlern nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeich-.
net, daß der Winkel (A) zwischen der Achse (y) des Satellitenkühlrohres (6) und der Achse (x) des
Zylindermantels (8) 40 bis 60° beträgt.
4. Drehrohrofen mit Satellitenkühlern nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Symmetrie-Ebene (W) des Zylindermantels
(8) einen Winkel (B) von etwa 5 bis 10° mit der
Ebene (Z) bildet, welche die Achse (U) des Drehrohrofens (2) und die Achse (y) des Satellitenkühlrohres
(6) enthält.
Applications Claiming Priority (1)
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