DE1583466A1

DE1583466A1 - Lining for rotary furnaces

Info

Publication number: DE1583466A1
Application number: DE19671583466
Authority: DE
Inventors: Hicks James Clenny; Martinet Jacques Rene
Original assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Current assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Priority date: 1967-08-24
Filing date: 1967-08-24
Publication date: 1970-08-13

Description

Ausfütterung für Drehöfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausfütterung, insbesondere für Drehöfen.Lining for rotary kilns The invention relates to a lining, especially for rotary kilns.

Es ist seit langem bekannt, daß die Ausfütterung eines Drebofens mit einem feuerfesten Material der Wärmedebnung des Futters nach Aufbeizung des Ofens auf seine Betriebstemperatur Rechnung tragen muß. In der Vergangenheit war ®s üblioh, besonders bei Futtern aus basisoben oder säurefreien Stoffen, wie z. B, feriklas oder Gemischen aus Periklas und Ohruxoit, zwischen die Futtersteine Metallplatten, z. B. aus Stahl, anzuordnen. Bei Erwärmung des Futters,oxydiert und/oder schmilzt der Stahl,. und das Oxyd wird vom Futter aufgesogen, so daß der vorher vom Metall eingenommene Raum zur Aufnahme der Dehnung des Futters zur Verfügung stand. Dabei ergaben sich aber verschiedene Schwierigkeiten.It has long been known that the lining of a rotary furnace with a refractory material that flattens the lining after heating up the furnace must take into account its operating temperature. In the past it was normal especially for food made from basic or acid-free substances, such as B, feriklas or mixtures of periclase and ohruxoite, metal plates between the lining stones, z. B. made of steel to be arranged. When the feed is heated, it oxidizes and / or melts The Steel,. and the oxide is absorbed by the lining, so that the one before is absorbed by the metal occupied space to accommodate the expansion of the lining was available. Included however, various difficulties arose.

Bratens besteht zwischen ca. 815® O und 12040 0 ein Zwiaohentemperaturbereiob, in welchem-die Stahlplatten oxydieren und sich um das Doppelte oder Dreifache ihrer ursprünglichen Dicke ausdehnen, aber noch nicht vom Futter aufgesogen werden. Zwischen der heißen Seite, wo die Stahlplatten durch Oxydation, Absorption und/oder Schmelzen vollständig verschwunden sind und der kalten Seite, wo keine bedeutende Oxydation oder Dehnung stattgefunden bat, ergibt sich deshalb sehr oft an einem Zwischenpunkt des Futters ein Bereich hoher Beanspruchung im Futter, der bauptsäcblicb-auf die Dehnung der Metallplatte zurückgeführt wird. Nicht selten reißt das Futter in. diesem Zwiaobenbereicb, es :.11t ab und große Teile der Futtersteine geben verloren. Bin zweites :Problem ergibt sich aus der gegenwärtigen Tendenz, Drehöfen mit größeren Durchmessern als früher zu bauen. Da bei diesen Drehöfen mit größeren Durchmessern allerdings die Futterdicke nicht proportional zur Dur®bneeserzunahme erhöht wird, werden die Beanspruchungen aufgrund der Wärmedehnung und Oxydationsdebnung in ihrer Bedeutung größere Anders ausgedrückt, die gleiche absolute Futterdicke in einem Drehofen mit größerem Durchmesser führt zu einem verhältnismäßig "dünneren" Futter, welches aufgrund der größeren Abwicklungslänge über den Ofenumfang erhöhte Dehnungsbeanspruchungen aushalten muß.Roasting, there is a mid-temperature range between approx. 815® O and 12040 0, in which-the steel plates oxidize and to double or Expand three times its original thickness, but not yet absorbed by the lining will. Between the hot side, where the steel plates by oxidation, absorption and / or melting have completely disappeared and the cold side where none Significant oxidation or elongation has taken place, so it very often arises at an intermediate point in the lining, an area of high stress in the lining, the Mainly due to the stretching of the metal plate. Not infrequently If the lining tears in this intermediate area, it tears off and large parts of the lining stones give lost. Second, the problem arises from the current tendency To build rotary kilns with larger diameters than before. As with these rotary kilns With larger diameters, however, the lining thickness is not proportional to the increase in weight is increased, the stresses are due to the thermal expansion and oxidation evaporation greater in meaning. In other words, the same absolute lining thickness in a rotary kiln with a larger diameter leads to a relatively "thinner" Lining, which increased over the circumference of the furnace due to the longer unwinding length Must withstand stretching loads.

Drittens führte in den letzten fahren die Entwicklung zur Verwendung neuer hochgebrannter Futtersteine, die im Prinzip aus Periklas-Cbromerz-G®miscben bestehen. Diese Futtersteine werden so hoch gebrannt, daß sich ein inniger Verbund zwischen den Periklas-Körnern und den Ohromitkörnern ergibt, wobei daeain geringer Menge vorkommende Sillkat nur dazwischen in vereinzelten kleinen Nestern anzutreffen ist. Dieser direkte Verbund verleiht den Futter'steinen eine beträchtlich höhere Hitzebeständigkeit,.-Allerdings-neigen hochgebrannte Futtersteine zu geringerer Aufnehme von Eisenoxyd und zu geringerer plastischer Verformung unter hohen Temperaturbeanspruchungen Sie dehnen sich also unter Belastung bei höheren Temperaturen weiter aus und diese Schwierigkeiten der Wärmedehnung und Oxydationsdehnung werden bei einem Futter aus hochgebrannten Steinen noch kritischer.Thirdly, in the last few journeys, the development has led to the use of new, highly burned lining stones, which in principle consist of periclase-Cbromer ore-G®miscben. These fodder stones are burned so high that an intimate bond between the periclase grains and the Ohromit grains results, with small amounts of sillkat only being found in between in isolated small nests. This direct bond gives the lining stones considerably higher heat resistance, - however, high-fired lining stones tend to absorb less iron oxide and less plastic deformation under high temperature loads Oxidation elongation becomes even more critical with a lining made of burnt-up stones.

Zur Lösung obengenannter Probleme ist es bereits bekannt, zwischen der Metallplatte und dem Futterstein brennbares Material, z. B. Papier oder Pappe, anzuordnen. Die Verbrennung dieses Papieres oder dieser Pappe zusammen mit dem Kleber ergibt einen Dehnungsraum, der rund ein Drittel der gesamten Wärmedehnung des Futters aufnimmt. Die restlichen zwei Drittel werden durch die Dicke des Metalls verfügbar gemacht. Wird eine noch größere Menge an brennbarem Material verwendet, dann wird das Futter während des Aufheizens des Drehofens lose, weil der brennbare Stoff verschwindet, noch bevor Lias Futter heß genug ist, um in dem leer gewordenen Raum sich ausdehnen zu können. Mitunter kann das lose Futter abfallen. Bei größeren Drehöfen v oder bei Verzögerungen in Uer Aufheizung des Futters wird dieses Problem besonders akut.To solve the above-mentioned problems, it is already known between the metal plate and the lining stone combustible material, e.g. B. paper or cardboard, to arrange. The burning of this paper or cardboard together with the glue results in an expansion space that is around a third of the total thermal expansion of the lining records. The remaining two thirds are available through the thickness of the metal made. If an even larger amount of combustible material is used, then the feed is loose while the rotary kiln is heating up because the flammable material disappears, before Lia's food is hot enough to expand into the empty space to be able to. Sometimes the loose feed can fall off. For larger rotary kilns v or with delays in heating the feed, this problem becomes particularly acute.

Diese Erfindung beinhaltet ein Drehofenfutter, welches die obengena nnten Schwierigkeiten überwindet. Gemäß dieser Er= finduug. wird ein Drebofen mit feuerfesten Steinen ausgefüttert, die*en ihren aneinanderstoßenden Seiten und neben :ihren inneren oder heißen Krnfläcben Wärmeausdehnungsmittel, z. B. Papier, . pappe oder Asbest, haben und neben ihren äußeren oder kalten Stirnflächen Abstandskalter, z. B. Stahlplatten oder Asbeststreifen, und dazwischen Verspannungs- oder Verankerungsmittel, z. B. ineinandergreifende Nuten und Federn.This invention includes a rotary kiln chuck which the above overcomes difficulties. According to this invention. becomes a Drebofen with lined with refractory stones, the * en their abutting sides and next to : your inner or hot Krnfläcben thermal expansion agents, e.g. B. paper,. cardboard or asbestos, have and next to their outer or cold end faces Distance cold, e.g. B. steel plates or asbestos strips, and tensioning or anchoring means, e.g. B. interlocking grooves and tongues.

Einige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im nachfolgenden an Beispielentescbrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.Some features of the present invention are set out below on example descriptions, reference being made to the accompanying drawings will.

In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 einen Futterstein gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Ausfütterüng eines Drehofens, Fig. 3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Futtersteines und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Stein nach Fig. 3.In the drawing: Fig. 1 shows a feed stone according to the invention, FIG. 2 shows a section through part of the lining of a rotary kiln, FIG. 3 shows a Side view of another embodiment of a feed stone, and FIG. 4 shows a Top view of the stone according to FIG. 3.

Der Futterstein 11 dieser Erfindung ist im allgemeinen keilförmig und ähnelt den herkömmlichen Futtersteinen für die Ausfütterung von Drehöfen; denn er bat eine Innenfläche 12, eine Außenfläcbe 13 und zwei Paare mit Seitenflächen, wobei das erste Paar 15 und 16 fast parallel verläuft und das zweite Paar 17 und 18 zur Innenfläche 12 bin konisch oder konvergierend verläuft. In der Seitenfläcbe 17 des zweiten Seitenfläcbenpaares befindet sich eine Hoblkeble oder Nut 20, die sich von der Seiten-. fläcbe 15 bis zur Seitenfläcbe 16 erstreckt. Zweckmäßigerweise liegt diese Hoblkeble näher an der Außenfläcbe 13 als an der Innenfläche 12. Auf der Seitenfläcbe 18 des zweiten Seitenflächenpaares befindet sich eine abgerundete Feder 21, die die gleiche Form und Zage wie die Hohlkehle 20 bat, so daß nebeneinanderlie= gende Futtersteine 11 mit Hoblkeblen und Feder ineinandergreifen. In der Figur erstreckt sich die Feder 21 auf der Seitenfläcbe 18 von der Seitenfläobe 15 bis zur Seitenfläche 16.The feed block 11 of this invention is generally wedge-shaped and is similar to conventional feed blocks for lining rotary kilns; because he asked an inner surface 12, an outer surface 13 and two pairs with side surfaces, the first pair 15 and 16 running almost parallel and the second pair 17 and 18 to the inner surface 12 am conical or converging. In the Seitenfläcbe 17 of the second Seitenfläcbenpaares there is a Hoblkeble or groove 20, which extends from the side. surface 15 extends to the side surface 16. Expediently, this plow blade is closer to the outer surface 13 than to the inner surface 12. On the side surface 18 of the second pair of side surfaces there is a rounded tongue 21, which has the same shape and shape as the groove 20, so that adjacent lining stones 11 with plow blades and spring interlock. In the figure, the spring 21 extends on the side surface 18 from the side surface 15 to the side surface 16.

Auf einer Seite des zweiten Seitenpaares befindet sich nahe an der Innenfläche 12 des Futtersteines ein Fugenstreifen 23, der in der Zeichnung auf der Seitenfläche 17 dargestellt ist. Dieser Fugenstreifen zur Wärmeausdehnung kann aus brennbarem Material, z. B. Papier oder Pappe oder einem Material, z. B. Asbest, bestehen, welches bei der Aufwärmung des Futters sich zersetzt und/oder schmilzt oder weich wird und unter Druck zusammengedrückt wird. Die Dicke des Fugenstreifens muß so gewählt werden, daß sie den erforderlichen Raum an der Innenfläcbe 12 für die Wärmedehnung des Futtersteines ergibt, sobald das Futter auf die übliche Betriebstemperatur des Ofens gebracht worden ist. Eine zu-große Wärmeausdebnungsmöglicbkeit ist zu vermeiden, da zweckmäßigerweise bei Betriebstemperatur die Futtersteine unter leichter Druckspannung stehen sollten,äamit sie beim Drehen des Ofens in ihrer Tage verbleiben. On one side of the second pair of sides, close to the inner surface 12 of the lining stone, there is a joint strip 23, which is shown on the side surface 17 in the drawing. This joint strip for thermal expansion can be made of combustible material, e.g. B. paper or cardboard or a material, e.g. B. Asbestos exist, which decomposes and / or melts or softens when the lining is heated and is compressed under pressure. The thickness of the joint strip must be chosen so that it gives the necessary space on the Innenfläcbe 12 for the thermal expansion of the lining stone once the lining has been brought to the normal operating temperature of the furnace. Too much heat expansion is to be avoided, since the lining stones should expediently be under slight compressive stress at operating temperature, so that they remain in place when the furnace is turned.

Auf einer Seite des zweiten Seitenpäares und in der Nähe der Außenfläche 13 des Futtersteines befindet sich ein Abstandsstreifen 24, der in der Zeichnung auf der Seitenfläobe 17 dargestellt ist. ,Dieser Abstandestreifen besteht aus einem Werkstoff, der eine Temperatur von mindestens 538 o 0 aushalten kann, ohne dabei zu zerfallen. Hierfür kann z. B. eine Stahlplatte oder ein Asbeststreifen verwendet werden. Ist da" Abstandsstreifen 24 aus Metall, dann kann er gewellt oder geprägt sein oder aus Drahtgewebe bestehen, so daB er durch seinen Bruch eine Wärmedehnung zuläßt, sobald das Außenende 13 des Futtersteines aufgeheizt wird, wenn sich das Futter allmählich abnutzt.On one side of the second pair of sides and in the vicinity of the outer surface 13 of the lining stone, there is a spacer strip 24, which is shown on the side surface 17 in the drawing. , This spacer strip is made of a material that can withstand a temperature of at least 538 o 0 without disintegrating. For this, z. B. a steel plate or an asbestos strip can be used. If there is spacer strip 24 made of metal, then it can be corrugated or embossed or consist of wire mesh, so that it allows thermal expansion through its breakage as soon as the outer end 13 of the lining stone is heated when the lining gradually wears off.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Drehofen mit einem Futter gemäß dieser Erfindung. Die Futtersteine 11 liegen mit ihren Außenflächen 13 gegen die Ofenschale 25 wie üblich. Die Innenflächen 12 zeigen zum Innern des Ofens bin, wo im Betrieb hohe Temperaturen herrschen. Fugenstreifen 23 und Abstandsstreifen 24 liegen zwischen den Futtersteinen 11 und Hohlkehlen 20 nehmen die abgerundeten Federn 21 des benaohbarten Steines auf. Die Streifen 23 und 24 brauchen nicht im Werk an den Futtersteinen 11 angebracht zu werden, sondern können beim Bau des Futters zwischen die Futtersteine gelegt werden. Allerdings dürfte es im allgemeinen zweckmäßiger sein, die Streifen schon vor dem Einbau der Futtersteine an denselben zu befestigen.Fig. 2 shows a section through a rotary kiln with a feed according to of this invention. The lining stones 11 lie with their outer surfaces 13 against the Oven tray 25 as usual. The inner surfaces 12 point to the inside of the furnace where high temperatures prevail during operation. Joint strips 23 and spacer strips 24 lie between the lining stones 11 and fillets 20 take the rounded springs 21 of the adjacent stone. Strips 23 and 24 do not need to be used in the factory to be attached to the lining stones 11, but can be used when building the lining between the lining stones are laid. However, it should generally be more convenient be able to attach the strips to the lining stones before they are installed.

Wenn als Fugenstreifen 23 Papier verwendet wird, dann können gemäß Fig. 2 Streifen 27 aus einem Werkstoff wie 2. :d. Asbest zwischen den Futteretei.nen 11 angebraeht werden. Dis Wi=e Streifen 27 liegen dann zwischen. den Streifen 23, den Hohlkahlen 20 und den abgerunen Federn 21. Die Streifen 27 sollen verhindern, daß körniges Material vom Drehofen in die Räume zwischen den Futtersteinen 11 fällt, naobdem die Fugenstreifen 23 versohwunden sind. Gelangt solohea körniges Material zwischen die Futteräteine, dann verhindert es die Dehnung derselben bei weiterer Aufheizung und führt zu das Futter zerreißenden Spannungen.If paper is used as the joint strip 23, then strips 27 of a material such as 2.: d. Asbestos can be applied between the linings 11. The Wi = e strips 27 then lie between. the strips 23, the hollow bits 20 and the downed feathers 21. The strips 27 are intended to prevent granular material from falling from the rotary kiln into the spaces between the lining stones 11, after which the joint strips 23 are wounded . If solohea granular material gets between the feed device, it prevents the same from stretching when it is heated up further and leads to tensions which tear the feed.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Hohlkeblen und die abgerundeten Federn ,keinen Fläebenkontakt miteinander beben. Ein Kontakt würde nämlich zu Spannungskonzentrationen führen, die einen Bruch des Futters verursachen würden. Diese-Nichtberührung von Hoblkäble und Feder wird erzielt, indem entweder beide Teile genau gleiche Abmessungen und Formen haben oder indem die Hohlkeble etwas größer als die Feder ist. Der Zweck dieser Anordnung von Hoblkehle und Feder ist radiale Versobiebungen der Futtersteine 11 zu vermeiden. Andererseits würde nämlicb zu Beginn und in der Mitte dm Aufbeizvorganges noch vor völliger Ausdehnung das Futter zerreißen. -Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, kann die Feder auch die Form einer-oder mehrerer Halbkugeln 28 haben und die Hohlkehlen die Form einer oder mehrerer dazu passender Hoblräume 29.From the drawing it can be seen that the Hohlkeblen and the rounded Feathers, no surface contact with each other. Contact would lead to stress concentrations which would cause the lining to break. This-not touching Hoblkäble and Feder is achieved either by having both parts exactly the same dimensions and shapes or in that the hollow key is slightly larger than the spring. The purpose This arrangement of the flute and feather is a radial displacement of the lining stones 11 to avoid. On the other hand, this would be done at the beginning and in the middle of the pickling process tear the lining before it is fully expanded. -As shown in Figs. 3 and 4, the spring can also have the shape of one or more hemispheres 28 and the fillets the shape of one or more matching planing spaces 29.

Auf der Seite eines Futtersteines können sowohl eine Halbkugel 28 und ein Hoblraum 29 vorgesehen werden, wenn aber gemäß Fig. 4 auf jeder Seite zwei vorgesehen sind, dann können die Futtersteine auch versetzt angeordnet werden..A hemisphere 28 and a planing space 29 can be provided, but if, as shown in FIG. 4, two on each side are provided, then the lining stones can also be staggered ..

Die Auskleidung gemäß dieser Erfindung eignet sich für Dreböfen aller Art, z. B. Zementdreböfen und Kalkdreböfen. Ein Futter gemäß dieser Erfindung bat den Vorteil, daß es eine Wärmedehnung zuläßt und damit ein Verklemmen und Abblättern des Futters verhindert und gleichzeitig ein stabiles Futter darstellt, welches beim Aufheizen des Ofens nicht reißt.:.-:The lining according to this invention is suitable for rotary kilns of all Kind, e.g. B. cement kilns and lime kilns. A feed according to this invention asked the advantage that it allows thermal expansion and thus jamming and peeling of the feed prevented and at the same time represents a stable feed, which at the Heating up the oven does not crack.: .-:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c b e 1. Lining for rotary kilns with a cylindrical casing, the lining being composed of individual lining stones is, characterized in that two screen opposite side surfaces (17, 18) are conical and one side surface has a groove (20) and the other side surface has a spring (21), at least on one side surface (17 or 18) a joint strip (23) near the surface (12) of the stone facing the inside of the scar and a spacer strip (24) disposed near the outer surface (13) of the strip is.

2. Lining naeb claim 1-, characterized gekennzeiebnet that the groove (20) and the spring (21). lie in the vicinity of the outer surface (13) of the feed stone.

3. Lining according to claim 2, characterized in that additional asbestos strips between the conical side surfaces (17, 18) of adjacent lining stones and lie between the joint strips (23) and the tongue (21) and the groove (20).

4. Lining according to claim 1, 2 or 3, dadurob characterized in that groove (20) and Spring (21) are rounded in cross-section. .

5. Lining scar claim 4, characterized in that the sieve groove (20) and tongue (21) over the entire length the side surfaces of the stone extend. 6. Feeding after Claims 1 to 5, characterized in that the groove (20) and tongue (21) are only punctiform Having contact .. 7. Lining according to claim 1 to 6, characterized in that that the joint strip (23) consists of paper or cardboard 8: Lining according to claim 1 to 6, characterized in that the joint strip (23) for thermal expansion Asbestos exists. 9. Lining according to claim 1 to 8, characterized in that the spacer strip (24) is made of steel. -10. Lining according to claim 9, characterized in that the spacer strip (24) - embossed from steel e and thermal expansion at elevated temperatures. 11. Lining according to claim 1 to 8, characterized characterized in that the spacer strip (24) consists of asbestos.