DE1894406U - Drehrohr-schmelzofen. - Google Patents

Drehrohr-schmelzofen.

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DE1894406U DEK46033U DEK0046033U DE1894406U DE 1894406 U DE1894406 U DE 1894406U DE K46033 U DEK46033 U DE K46033U DE K0046033 U DEK0046033 U DE K0046033U DE 1894406 U DE1894406 U DE 1894406U
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Description

RA.67tf 791*22.10.63
Karl Kristian Kobs Kr^yer, Fabrikant, Vester Kongevej 80, Aarhus, Dänemark.
Dr.-Ing. M. Louis
Dipl.-lng.W.Louis Drehrohr - Schmelzofen
Pttält
Besen
StubefUl 1—4.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehrohrschmelzofen für die Einschmelzung der zur Herstellung entglaster Glaskörner dienenden Rohstoffe, insbesondere solcher Glaskörner, die als Zuschlag für Baustoffe verwendet werden.
Körner aus kristallisiertem, "bzw. entglastem Glas haben für die genannte Verwendung und vor allem als Zuschlag für Strassenbaustoffe viele vorteilhafte Eigenschaften.
t So weist das entglaste G-las wegen der kristallinischen 3?orm eine * helle, im allgemeinen weissliche Färbung auf, so dass es, nachdem die umgebende Haut des Bindemittels des Strassenbaustoffes z.B. Asphalt durch den Verkehr an der Oberfläche abgenutzt worden ist, der Strassenoberflache einen hellen Charakter verleiht. Das entglaste Glas ist hart und verschleissfest, aber nicht spröde. Es ist nicht-hygroskopisch und gegen Feuchtigkeit, Öl und alle chemischen Einwirkungen, denen es im Gebrauch ausgesetzt werden kann, widerstandsfähig. Im Gegensatz zu üblichem Glas ist es nicht polierbar, so dass es trotz des durch den
Verkehr verursachten Verschleisses immer genügend rauh bleib" um der . Straßenoberfläche eine gute Rutsch festigkeit za verleihen. Es hat gute lichtreflektierende Eigenschaften ohne die spiegelnde Wirkung, die für amorphes Glas charakteristisch ist, insbesondere, wenn das letztere durch den Verkehr poliert wird. Bs kann verhältnismäßig billig hergestellt werden, da- keine besondere Heinheit verlangt wird*
Körner aus entglastem Glas können nicht nur in Straßenbaustoffen, sondern auch in anderen Baustoffen Verwendung finden, wo der besondere Charakter des Zuschlages sich vorteilhaft auswirkt, z.B. als Zuschlag in Beton, insbesondere sogenanntem Waschbeton, Betonkunststeinkörpern und dergl«.
Die Herstellung des Glasmaterials, d^mit Hinblick auf die obengenannten Verwendungen in kristallinische Form und in körnigen Zustand gebracht werden soll, erfolgt prinzipiell auf ähnliche Weise wie die Herstellung anderer Glasmaterialien, und zwar durch das Schmelzen von Rohstoffen, die die Bestandteile des erwünschten Glasmaterials, und zwar Siliziumdioxyd und verschiedene Metalloide und gegebenenfalls andere Oxyde, enthalten, Fachdem auf diese Weise ein Schmelzbad der erwünschten Glasmasse gebildet worden ist,, kann diese durch schnelles Kühlen granuliert und danach wiederer- -f' hitzt werden, um kristallisiert zu werden»
Die vorliegende Erfindung bezieht sich indessen nur auf die erste Stufe dieses Verfahrens, d„h0 die Herst el·»
lung des geschmolzenen Glases*
Glasmaterialien wurden bisher im allgemeinen in stillstehenden Öfen, sogenannten Wannenöfen hergestellt» Um eine Vereinfachung ^ und Verbilligung der Herstellung zu erzielen, hat man auch vorgeschlagen, für das Schmelzen Drehöfen zu verwenden. Dabei
1^ stößt man indessen auf die Schwierigkeit, daß die Auskleidung des Drehofens durch die geschmolzene Masse sehr stark angegriffen wirdj so dass man mit sehr kurzen Zwischenräumen den Betrieb unterbrechen muss, um das Ofenfutter zu erneuern, was sehr er-' hebliche Kosten mit sich bringt«
Es ist Zweck der Erfindung, diesem Mangel abzuhelfen, so daß · es möglich wird, Drehöfen auf wirtschaftliche Weise für das \ Schmelzen zu verwenden. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, * daß der Drehrohrofen mit einer Vorrichtung versehen ist, mittels derer ein Teil der Rohstoffe vom Ausflußende des Drehrohrofens her gegen die Innenwand des Drehrohrofens eingeschleudert oder eingeblasen werden kann.
Es wurde gefunden, daß durch diese Maßnahme eine sehr wesentliche Schonung des Offenfutters erzielt wird, was mutmaßlich damit zusammenhängt, daß"der~VOm unteren Ende des Drehofens her "*v eingeblasene oder eingeschleuderte Rohstoff nicht sofort auf die Schmelztemperatur gelangt, sondern anfänglich; nur in plastisch
halbflüssige bzw.
zähflüssige Form gebracht wird, und deshalb die Meigang
hat, beim Umlauf der Ofenwand an dieser haften zu bleiben, sodaß er eine Schutzschicht zwischen der geschmolzenen Masse und dem Ofenfutter zu bilden vermag. Die Schutzwirkung hängt anscheinend damit zusammen, daß das die Schutzschicht bildende Material eine etwas niedrigere Temperatur als di@
geschmolzene Masse hat, daher weniger leichtHüssig als dies® ist und deshalb weniger Heigung hat, in das Ofenfutter einzudringen oder sich mit diesem innig zu verbinden und eo
dadurch anzugreifen. Erst mit einiger Verspätung wird der
eingeblasene oder eingeschleuderte !Rohstoff mit der geschmolzenen Masse der am oberen Ende des Drehofen© eingeführten Rohstoffe vermischt, und in der Zwischenzeit ist
weiteres Material eingeblasen oder eingeschleudert worden, das Jetzt eine Schutzschicht an der ©fenwand bildet. i
Außer der Bildung einer Schutzschicht hat der eingeblasen© oder eingeschleuderte Rohstoff noch die Wirkung, eine gewisse Kühlung der die Ofenwand berührenden Schicht des
Schmelzbadee auszuüben. Auch dies® Kühlung trägt zur Schonung des ©fenfutters bei. Die Kühlung hat andererseits auf den Verschmelzungsvorgang keine ungünstig© Einwirkung» Wenn nämlich die Rohstoffe erst auf die Temperatur gebracht
sind, die erforderlieh ist, damit sie eine durchgeschmolzene Masse bilden sollen, wird dieser Zustand einer gesehmolzenen und homogenen Masse auch dann aufrechterhalten, wenn nachher eine gewisse Kühlung stattfindet. Ferner wird
diese etwas gekühlte Masse auch im Stande sein, weitere Teilchen der Rohstoffe in sich aufzunehmen, wenn diese in die geschmolzene Masse einigermaßen homogen eingemischt ^ werden. Für die Verfahrensstufe, die dem erfindungegeiaaiesa.
Verfahren der Herstellung des geschmolzenen Zuschlag® -'- unmittelbar nachfolgt, nämlich die. Granulierung dur©h schnelles Kühlen, ist es vorteilhaft, daß daö geschmolzene Material den Drehofen bei etwas niedrigerer Temperatur, als es sonst der Fall gewesen wire, verläßt, weil man dadurch leichter eine gröbere Granulierung erhalten kann, wie sie für die Herstellung des Zuschlage vorteilhaft ist«
f Ein weiterer Vorteil liegt in der Verbesserung der Wärm®- *- Ökonomie, die damit zusammenhängt, &©ß jedenfalls ein Teil der für die Erhitzung des eingeblaaenen ©der einge-
schleuderten Rohstoffes erforderlichen Wärmemenge keinen Brennstoffverbrauch erfordert, weil diese Wärmemenge darch eine Kühlung der geschmolzenen ^asee zur Verfugung gestellt wird, die nützlich ist, und di® sich sonst nicht erzielen ließe.
Es ist wichtig, daß der eingeblasene Rohstoff über di® Brennzone, d.h* die Zone vom unteren Ende des Drehofens
bis zu etwas oberhalb des Punktes, wo im ©feninnern die
* höchste Temperatur herrscht, verteilt wird, weil da© ®f©n-'4
futter über diese ganze Zone Angriffen besonders
*> ausgesetzt ist.
Falls der eingeblasene oder eingeschleuderte Höh«
stoff es nicht erreichen sollte, in vollem Ausmasse mit der geschmolzenen Masse der am oberen Ende des Drehofens zugeführten Rohstoffe homogen verschmolzen zu
§ werden, lässt sich dies bei der Herstellung von Zuschlag,
insbesondere für Strassenbaustoffe, vorteilhaft auswerten, indem die nicht ganz genchmolzenen Teilchen zur Erhöhung der Rauhheit der aus der geschmolzenen Masse hergestellten Körner aus entglastem Glas beitragen können und j, dazu noch beim Kristallisierungsvorgang als Kristallisierungskeime wirken. Es ist dabei ohne Bedeutung, ob das Kristallisieren durch langsame Kühlung der geschmollt zenen Masse oder durch Wiedererhitzen von Körnern, die ^ durch schnelle Kühlung der geschmolzenen Masse hergestellt sind, erfolgt«
Als ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung sei genannt, daß es die Möglichkeit eröffnet, Materialien einer Zusammensetzung herzustellen, die sich sonst schlecht in einem Drehofen herstellen liessen, weil eine zu hohe Schmelztemperatur erforderlich wäre. Bei der erfindungsgemässen Torrichtung hat man nämlich die Möglichkeit, erst eine Mischung von Rohstoffen, die einen "^ massigen Schmelzpunkt aufweisen, zu schmelzen, und die ■ geschmolzene Masse danach mit einer oder mehreren Kompo-
* nenten anzureichern, die mit einigen der Komponenten^ der ; am oberen Ende des Drehofens zugeführten Rohstoffe ganz
oder teilweise zusammenfallen können*
Um diesen Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung
auszunützen, kam; ätr vom unteren Ende
des Drehofens eingeblasene oder eingesehleuderte Rohstoff zweckmässig von einem Anteil einer Komponente, die der $·' Mischung einen höheren Sehmelzpunkt als den. der Mischung
der am oberen Ende des Drehofens zugeführten. Rohstoffe erteilt, gebildet werden. Hierdurch wird gleichseitig ein besonders guter Schutz dea Ofenfuttera erzielt, weil der eingeblasene oder eingeschleuderte Rohstoff t t—:s besonders geneigt ist, sich für einige Zeit in haDifliia»
sigem Zustand au halten und auf der Ofenwand eine Schutzschicht, zu bilden, bevor er in die geschmolzene Mass© ■f eingemischt wird.
,* Dadurch dass man fur das Einblasen oder Einsclxleudera
vom unteren Ende des Drehofens her eine einzige Komponente auswählt, wird der weitere Vorteil erzielt, dass man die Komplikation vermeidet, die daria liegen wtträ.ef für das Einblasen oder Einschleudern mehrere Komponenten au mischen, oder getrennte Vorrichtungen für das Einblasen oder Sinschleudern der verschiedenen Komponenten zu verwenden. Dies wäre bedeutend komplizierter als das Mische» der am oberen Ende des Drehofens angeführten Komponentent weil am oberen Ende des Drehofens die Komponenten nioht eingeblasen werden müssen, sondern durch Hutsehen zugeführt werden können? und ferner ohne Schaden in nassem Zustand, gegebenenfalls in Aufschlämmung zugeführt werden können, indem in diesem Fall blosis in der ersten Strecke des Drehofens, wo 'die Temperatur verhältnismässig niedrig ist, ein Trocknen erfolgen muss.
''V
Mt
_ ρ,
TJm die BTeigung des eingeblasenen oder eingeschleuder-
ten Rohstoffes zur Bildung einer Schutzschicht an der
'jf> Ofenwand zu steigern, kann erfindungsgemäss das Einblasen
oder Einschleudern von Rohstoff vom unteren Ende des Drehofens her zweckmässig so erfolgen, daß ein wesentlicher Teil des eingeblasenen oder eingeschleuderten Eohstoffes die Ofenwand oberhalb des Schmelzbades trifft» Dies lässt sich erfindungsgemäss am zweckmässigsten dadurch erreichen, daß das Einblasen oder Einschleudern in der * ITorm eines schräg vorwärts nach dem aufwärtsgehenden
ι Teil der Ofenwand gerichteten Strahls erfolgt. Der einge-
y blasene Rohstoff, der, schon bevor er die Ofenwand trifft,
durch die Hitze des Ofens erhitzt wird, erhält dadurch günstige Bedingungen, um sich in teigartigem Zustand an der Ofenwand festzuhalten, bevor diese an der anderen Seite abwärtsgehend wieder in das Schmelzbad eintaucht.
Hierdurch wird ferner der jeweils obenliegende Teil des Futters am meisten geschützt, was sehr zweckmässig ist,
» da der obenliegende Seil des Putters die grösste Erhitzung
erfährt.
in der Zeichnung ist ein Ausführungs"beispiel der Erfindung scheiaatisoh dargestellt.
ϊ» Mit 1 ist ein schrägliegender Drehofen bezeichnet,
in dem Eohstoffe, z.B. Sand, Kalk und Dolomit vermischt und erhitzt werden. Der Ofen kann ein solcher der in der Zementindustrie verwendeten Art sein, z.B. ein solcher mit einem Innendurchmesser von 2,6m und einer Länge von 70 m. Er kann unter einer Neigung von 4 fo gestellt sein. Die Drehgeschwindigkeit kann 1/2 ~ 1 Umdrehung pro Minute sein. Die Zufuhr der Eohstoffe ist schematisch durch drei Bunker 2, 3 und 4, eine bewegliche Wiegevorrichtung 5, eine Mischtrommel 6, einen Förderer 7 und einen Trichter 8 veranschaulicht. Wie ersichtlich, werden die Eohstoffe kontinuierlich am oberen Ende des Ofens eingeführt. Die Heizung erfolgt im
-Ιο-
i&egenstrom mittels eines Olbrenners 9 am unteren Ende, des Ofens. Eine sorgfältige Mischung der Rohstoffe ist keineswegs wesentlich, da eine Vermischung während des ersten Teiles der Wanderung der Rohstoffe durch den Ofen hindurch stattfindet. Vorzugsweise sind die Rohst©f£« in Pulverform. Sie können entweder in trockenem Zustand oder in 3?orm eines Schlammes zugeführt werden. Im letzteren Fall erfolgt während des ersten Teils der Wanderung durch den Ofen eine Trocknung der Stoffe.
Während der Wanderung werden die Rohstoffe allmählich erhitzt. Wenn ihre Temperatur auf den Erweichungspunkt gelangt, klumpen sich die Teilchen zusammen zur Bildung einer breiartigen Masse, aus der die Stoffe allmählich abgeschmolsen werden und in geschmolzenem Zustand ,durch den letzten Teil des Ofens fliessen.
Vom unteren Ende des Ofens her wird gleichzeitig Sand eingeblasen. Dieser Sand wird von einem Speieher 16 zugeführt, und das Einblasen erfolgt durch eine Rohrleitung 17 mittels eines am Boden des Speichers 16 angeordneten Gebläses 18. Das Rohr 17 ist am unteren Ende des Ofens in diesen eingeführt und ist gegen den aufwärtsgehenden Teil der Ofenwand unter einem solchen Winkel schräg gerichtet, dass der eingeblasene Sand über die Brennzone verteilt wird. Ein Teil des eingeblasenen Sandes fällt unmittelbar auf das Schmelzbad im Ofen und wird von diesem aufgenommen. Ein anderer Teil des eingeblasenen Sandes trifft zunächst die Ofenwand und haftet in erweichtem und klebrigem Zustand an dieser, sodass sie
von der Ofenwand mitgeführt wird, bevor diese wieder in das Schmelzbad eintaucht.
Die Temperatur im Ofen kann beispielsweise auf etwa 15oo° an der heissesten Stelle, die etwas höher als die Spitze der flamme des Brenners liegt, und etwa
5oo° am oberen Ende gehalten werden. Die Zufuhr von Rohstoffen kann 24o ton pro 24 Stunden betragen. Am unteren Ende des Ofens wird dann eine Menge von etwa 2oo ton pro 24 Stunden ablaufen. In dem Beispiel, das den angegebenen Zahlenwerten entspricht, beträgt die Wanderungszeit vom einen Ende des Ofens nach dem anierea rund drei Stunden.
Der am unteren Ende des Ofens ablaufende ölaastr©» fliest unmittelbar in ein Wasserbad Io, das sich in eines Behälter 11 befindet, dem durcfe mieht geneigt© Mittel Frischwasser nach Bedarf zugeleitet wird. Wenn das Material in der beschriebenen Weise plötzlich gekühlt wird, erstarrt es sofort und wird gleichseitig granuliert. Ein schräggestellter Förderer 12 führt das Matwrial aus dem Wasserbad hinaus. Die Granulierung ist im-wesentlichen abgeschlossen, wenn das Material von 15oo®0 auf rund 6oo-9oo°0 gekühlt worden ist. Da diese Kühlung sehr schnell stattfindet, ist es nicht notwendig, das Material sehr lange im Wasser zu halten. Die Aufenthaltszeit im Wasser kann z.B. rund ©ine halbe Minute betragen. Ws&m das Material das Wasser verlässt, kann es noch iiamsr Te?-
iiältnismässig warm sein, z.B. 500-60O0O.
tr Das den !Förderer 12 verlassende Material wird mit
tels eines Trichters 13 unmittelbar in einen anderen Drehofen 14 überführt, in dem das Material durch Erhitzung auf nicht mehr als 1150° entglast wird, d.h.* es werden in den Körnern Kristalle gebildet.
Die Körner können nach Wunsch ganz porenfrei oder " mit kleinen Blasen hergestellt werden. Im letzteren Pail
ist es wünschenswert, daß die Blasen keine zusammenhängenden Poren bilden, sondern voneinander getrennt sind, so daß das Material nicht porös wird. Das in einem Drehofen geschmolzene Erzeugnis enthält im allgemeinen eine gewisse Menge Blasen. Das Material ohne Blasen hat eine grössere 3?est$gkeit, andererseits ist aber eine gewisse Menge Blasen in verschiedenen Beziehungen vorteilhaft. Durch
- 13 -
die Blasen wird das Erzeugnis weniger polierbar durch. den Verkehr, und ferner wird die Adhäsion zwischen den Körnern und dem Bindemittel erhöht, weil da« letztere in die an den Oberflächen der Körner vorhandenen Blasen etwas eindringen kann. Es wurde gefunden.» dass ein totales Volumen der Blasen von 5-15$ dee Gesamtvolumens und ein maximaler Durohmesser der Blasen von rund o,5 mm oder sogar noch, etwas weniger»z.B. rund o,2 mm,vorteilhaft sind. Durch diese Menge Blasen wird das spezifische Gewicht der Körner auf 2,2-2,3 gegenüber einem spezifischen Gewicht von 2,5-2,6 des porenfreien Erzeugnisses herabgesetzt.
Die Blasen entstehen im Drehofen sehr leicht, mutmasslich weil durch die Drehung des Ofens stets Luft indas geschmolzene Material hineingeführt wird, oder weil das Umlaufen das Entweichen der eingeschlossenen Gaae verhindert. Nur die grösseren Blasen entweichen, wJöxreatl· die kleineren Blasen zurückgehalten werden.
Anstatt der durch Blasenbildung erhältlichen Unregelmässigkeit der Oberfläche oder in Ergänzung dieser unregelmlssigkeit lässt sich eine gewisse Rauhheit der Oberfläche auch durch das Vorhandensein nicht verglaster bzw. unvollständig verglaster Teilchen in den Körnern erreichen. Dies kann durch geeignete Wahl der Menge und der Art des am unteren Ende des Drehofens eingeblasenen Rohmaterials erreicht werden. Solche Teilchen worden in
mi

Claims (2)

Ρ.Α.67Ί791*22.1(1 die fertigen Körner eingebettet und können mit dem Material der Körner mehr oder weniger zusammengeschmolzen sein, jedoch, ohne vollständig verglast zu werden. Das Vorhandensein solcher Teilchen trägt dazu "bei, die Körner weniger polierbar zu machen und die Adhäsion zwischen den Körnern und dem. Bindemittel zu erhöhen* Schutzansprüche
1. Drehrohr-Schmelzofen für die Einsehmelzung der zur Herstellung entglaster G-laskörner dienenden Rohstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen (l) mit einer Vorrichtung (18) versehen ist, mittels derer ein Teil der Rohstoffe vom Ausflußende des Drehrohrofens her gegen die Innenwand des Drehrohrofens eingeschleudert oder eingeblasen werden kann·
2. Drehrohr-Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl der Schleuder- bzw. Einblasevorrichtung (18) gegen den in Drehrichtung aus dem Schmelzbad aufsteigenden Teil der Innenwand des Drehrohr-Ofens (l) gerichtet ist*
DEK46033U 1962-10-23 1963-10-22 Drehrohr-schmelzofen. Expired DE1894406U (de)

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