DE2055846A1

DE2055846A1 - Verfahren und Vorrichtung zur thermi sehen Behandlung von Materialien mittels heißer Gase auf einem Wanderrost

Info

Publication number: DE2055846A1
Application number: DE19702055846
Authority: DE
Inventors: Frank Bethel Park Pa Forbes (V St A )
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1971-06-03
Also published as: US3620519A; JPS516601B1; NL7017180A

Description

■METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M., den TO. November 1970 Aktiengesellschaft Schr/HGa
6 Frankfurt (Main)
Reuterweg 14

ρrov. Nr. 6609 LC

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Materialien mittels heißer Gase auf einem Wanderrost

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Materialien mittels heißer Gase auf einem Wanderrost, der von einer in mehrere Zonen unterteilten Gashaube überdeckt ist, mit Trocknung der Beschickung in einer Trockenzone, Aufheizung in einer Aufheizzone unter Hindurchleitung von aus nachfolgenden Zonen zurückgeführten heißen Gasen durch die Beschickung, Brennen der Beschickung in einer Brennzone durch Hindurchleitung heißer Verbrennungsgase und Kühlung des gebrannten Materials in einer Kühlzone durch Hindurchleitung von Luft.

Materialien wie zum Beispiel Grünpellets, Stückerze, Gips oder Kalkstein müssen in vielen Fällen zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit, zur Vorwärmung oder Entfernung von chemisch gebundenen Bestandteilen einer thermischen Behandlung mittels heißer Gase auf einem Wanderrost unterworfen werden.

Es ist bekannt, über die Brennzone verteilt innerhalb der Gashaube Brenner anzuordnen, die durch Verbrennung von Brennstoffen Heizgase erzeugen. Diese Heizgase werden mit den aus der Kühlzone innerhalb der Gashaube in die Brennzone zurückgeführten, aufgeheizten Kühlluft vermischt, und

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die resultierenden heißen Verbrennungsgase werden durch die Beschickung auf dem"Wanderrost hindurchgeleitet (USP 3 172 754) Zur Erzielung von optimalen Temperaturen ist es erforderlich, die Brenner in genauen Abständen anzuordnen, die einzelnen Brennertemperaturen und die in die einzelnen Abschnitte zurückgeführte, erwärmte Kühlluft genau zu regeln. Diese Regelung erfordert einen großen Aufwand. Trotzdem besteht - insbesondere bei BetriebsSchwankungen - die Gefahr, daß die von den Brennern ausgehende Strahlungswärme eine Überhitzung der den Flammen direkt ausgesetzten Oberfläche der Beschickung erfolgte Dadurch erfolgt ein Zusammenschmelzen der obersten Schicht, wodurch die Gasdurchlässigkeit der Beschickung stark herabgesetzt wird. Außerdem muß das abgeworfene Material zerkleinert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Überhitzung der Beschickung und die dadurch bedingten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die heißen Verbrennungsgase in dem ersten Teil der Kühlzone und/oder in einer Übergangszone zwischen der Brennzone und Kühlzone durch Aufheizen mindestens eines Teilstromes der bei der Hindurchleitung durch die Beschickung erwärmten Kühlluft auf die für das Brennen der Beschickung in der Brennzone notwendige Gastemperatur mittels in dem ersten Teil der Kühlzone und/oder Übergangszone zwischen der Brennzone und Kühlzone angeordneten Brennern erzeugt werden, wobei die Beschickung auf dem Wanderrost mindestens über einen Teil der Übergangszone gegen die heißen Verbrennungsgase durch eine Abschirmung abgeschirmt wird.

Durch die in der Übergangszone angeordnete Abschirmung wird die Beschickung gegen die Strahlungswärme der oberhalb der Abschirmung angeordneten Brenner abgeschirmt. Außerdem

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erfolgt oberhalb der Abschirmung eine gute Durchmischung der von den Brennern erzeugten Heizgase mit der erwärmten Kühlluft, wobei diese als Sekundärluft zur Nachverbrennung dienen kann. Die Beschickung in dem ersten Teil der Kühlzone ist zwar der Strahlungswärme der dort angeordneten Brenner ausgesetzt., jedoch erfolgt dort kein Zusammenschmelzen der obersten Schichten der Beschickung, wenn sie einem von unten nach oben durchströmenden Kühlluftstrom ausgesetzt ist. Die gute Durchmischung oberhalb der Abschirmung erfolgt auch dann, wenn Brenner nur in dem ersten Teil der Kühlzone angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der in Laufrichtung des Wanderrostes hintere Teil unter der Abschirmung als Vorkühlzone betrieben wird, wobei ein Teil der Kühlluft von unten nach oben durch die Beschickung gedrückt wird, und der vordere Teil unter der Abschirmung als Nachbrennzone betrieben wird, wobei die unter der Abschirmung entlang geführte erwärmte Kühlluft durch die Beschickung von oben nach unten gesaugt wird.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Abschirmung an der Unterseite zusätzlich gekühlt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Wanderrost mit darunter angeordneten Windkästen, einer oberhalb des Wanderrostes angeordneten Gashaube, Unterteilung der Gashaube in Trocknungszone, Aufheizzone, Brennzone und Kühlzone, Gaszuleitungsund Gasableitungsvorrichtungen sowie innerhalb der Gashaube angeordneten Brennern und ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Gashaube in dem ersten Teil der Kühlzone und/oder in der Übergangszone zwischen Brennzone und Kühlzone Brenner angeordnet sind, und in der Übergangszone oberhalb der auf dem Wanderrost befindlichen Beschickung eine Abschirmung innerhalb der Gashaube angeordnet ist„

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mm i-J. —

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden an Hand der Figuren näher und beispielsweise erläutert.

Es zeigen:

Figg. 1 A und 1 B einen schematischen Längsschnitt durch

einen Wanderrost

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt längs der

Linie II - II der Fig. 1 B in vergrößertem Maßstab

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 B für den

Fall, daß die Kühlluft in der Kühlzone

von oben nach unten durch die Beschickung geleitet wird.

Die zur thermischen Behandlung bestimmten Materialien werden dem Rostwagen 2 des Wanderrostes 3 aufgegeben, der von einer Haube 4 in Form eines Tunnels überdacht ist. Innerhalb der Haube 4 befinden sich zwei Querwände 10 und 12, die den Raum oberhalb des Wanderrostes 3 in die Vortrocknungszone 11 unterteilen, in der heiße Gase von unten nach oben durch die Beschickung geführt werden,und die Haupttrocknungszone 13, in der umgekehrt von oben nach unten durch die Beschickung heiße Gase geführt werden. Daran anschließend befindet sich in Laufrichtung gesehen die Querwand 14, die sich im Gegensatz zu den Querwänden 10 und 12 nicht ganz bis unter die Haube 4 erstreckt. Die Zone zwischen den Querwänden 12 und dient als Aufheizzone 15. Angefangen von der Querwand 12 verläuft das Dach 6 der Haube 4 aufwärts bis zu einer weiteren 'Querwand 16. Der Raum zwischen den Querwänden 14 und 16 ist die Brennzone 17. Auf der Querwand 16 und der darauf folgenden Querwand 18 ist eine Abschirmung 19 angeordnet, die die darüber installierten Brenner 40 gegen die Beschickung auf dem Wanderrost 3 abschirmt. Unterhalb der Abschirmung befinden sich die Nachbrennzone und die Vorkühlzone.

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Zwischen der Querwand 18 und der Querwand 20 befindet sich, die Kühlzone 21 an die sich die Nachkühlzone 22 mit der Gasaustrittsöffnung 35 anschließt. Die hier ausströmende erwärmte Kühlluft wird über Leitung 44 und Gebläse 43 teilweise den Brennern 40 und 40 a über Leitung 45 als Primärluft zugeführt. In beiden Kühlzonen 21 und 22 strömt Luft mit Hilfe der Gebläse 41 und 41 a von unten nach oben durch die Beschickung.

Beginnend an der Querwand 18 bis zum Abwurfende verläuft das Dach 6 der Haube 4 wieder abwärts. Dieses Ansteigen und Abfallen des Haubendaches 6 vermindert am Anfang und Abwurf ende des Wanderrostes den Querschnitt unterhalb der Haube und dient damit als Druckausgleich.

Unterhalb des Wanderrostes 3 sind schematisch die Windkästen 26 und 33 angedeutet und ebenso Gasleitungsrohre 27, 30, 31, 32, 34 und 53 mit Abzweigungen sowie Gebläse 52, 54, 57, 64 mit Drosselorganen 42 und 58. Die mittels der Brenner 40 und 40 a erzeugten heißen Gase werden mit einem Teil der in der Kühlzone 21 anfallenden aufgeheizten Kühlluft in den Raum 25 über der Abschirmung 19 nachverbrannt und vermischt und die resultierenden heißen Verbrennungsgase in die Brennzone 17 geleitet. Dabei hat die oberhalb des Wanderrostes 3 angeordnete Abschirmung 19 die Aufgabe, die von den Brennern 40 ausgehende Strahlungswärme von der Beschickung auf dem Wanderrost 3 abzuhalten und ein Zusammensintern derselben zu verhindern.

Sind Brenner 40 a im ersten Teil der Kühlzone 21 angeordnet, so ist in diesem Fall zwar die Beschickung der direkten Einwirkung der von den Brennern 40 a ausgehenden Strahlungswärme ausgesetzt, doch verhindert die in dieser Zone nach aufwärts strömende Kühlluft ein Zusammensintern der Beschickung an der Oberfläche, Ein Teil der Kühlluft wird durch die Beschickung unter den hinteren Teil der Abschirmung 19 gedrückt, unter der Abschirmung 19 entlang geführt und durch die Beschickung unter dem vorderen Teil der Abschirmung 19 durchgesaugt. Auf diese Weise erfolgt ein Vorkühlen und

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Nachbrennen des Materials auf dem Wanderrost 3 und die Abschirmung 19 wird zusätzlich von unten gekühlt. Heiße Gase aus der Brennzone 17 werden in der Vortrocknungszone 11 mittels Gebläse 54 durch die Beschickung von unten nach oben gedrückt, zum Vortrocknen des Mataials verwendet und durch die Gasaustrittsöffnung 28 über Leitung 46 abgeführt. Gebläse 57 mit Drosselorgan 58 ermöglicht die Zufuhr von Luft zur Temperatureinstellung der heißen Gase vor dem Eintritt in die Vortrocknungszone 11„

Ein Teil der über Leitung 44 abgeführten erwärmten Kühlluft aus der Nachkühlzone 22 wird über Leitung 48, Drosselorgan der Haupttrocknungszone 13 zugeführt und dort von oben nach unten durch die Beschickung geleitet. Die restliche Kühlluft wird über Drosselorgan 47, Leitung 46, Drosselorgan und Gebläse 55 in die Abgasleitung 46 a geführt. Mit Drosselorgan 60 und Leitung 59 ist eine Umgehungsleitung des Gebläses 55 gezeigt.

Mit Gebläse 65 kann Luft zur Regelung der Verbrennung und Temperatur eingeführt werden. Leitung 61, Gebläse 62 und Drosselorgan 63 dienen ebenfalls zur Zuführung von Luft zur Temperaturregelung in der Aufheizzone 15.

Der hier beschriebene gerade Wanderrost kann durch eine runde Bauweise ersetzt werden.

Während in der zuwor beschriebenen Vorrichtung die Luft in den Kühlzonen 21 und 22 von unten nach oben durch die Beschickung geführt wird, kann dies umgekehrt auch von oben nach unten erfolgen, wie aus der schematischen Darstellung in Fig. 3 hervorgeht. Hier sind der Wanderrost mit 3^f, die Abschirmung mit 19' und die Brenner mit 40* bezeichnet. ■ Eine Querwand 50 ist am Ende der Abschirmung 19* und Anfang der Kühlzone 21* so angeordnet, daß sie sich bis zum Haubendach erstreckt.

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In die Kühlzone 21 * wird mittels Zuführung 51 Luft eingeblasen und in die unterhalb der Kühlzone 21» angeordneten Windkästen gesaugt. Mittels Gebläse 53 wird diese Luft über die Leitungen 52 und 54 in den Raum oberhalb der Abschirmung 19* geleitet. Auch hier dient die Abschirmung 19* dazu, die von den Brennern 40* ausgehende Strahlungswärme von der Beschickung auf dem Wanderrost 3¹ abzuschirmen. Die unterhalb der Abschirmung 19' durch die Beschickung von unten nach oben eintretende Luft kühlt die Abschirmung 19* und bewirkt eine Vorkühlung und ein Nachbrennen des Materials auf dem Wanderrost 3*.

In gleicher Weise kann Druckluft den unterhalb der Kühlzone 21 * angeordneten Windkästen zugeführt und von unten nach oben durch die Beschickung geleitet werden, wobei die Leitung 52 in die Leitung 51 mündet und mittels Gebläse 53 in der Kühlzone 21 * ein reduzierter Druck aufrechterhalten wird. Diese Arbeitsweise entspricht der in Fig. 1 B dargestellten und bereits beschriebenen, jedoch muß hierbei die zu den Brennern 40* geführte heiße Luft zuvor über die Zuleitung mit kalter Luft gemischt werden, um das Gebläse 53 zu schützen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Zusammensintern der Beschickung an der Oberfläche durch die Abschirmung des Wanderrostes mit der Beschickung gegen die Brenner vermieden wird.

Durch die direkte Überführung der aus der Vermischung resultierenden heißen Verbrennungsgase in die Brennzone läßt sich in dieser eine gleichmäßigere Brenntemperatur aufrechterhalten, als dies bei Anwesenheit von einzelnen Brennern in der Brennzone der Fall wäre«,

An Stelle einzelner Windkästen können unterhalb des Wanderrostes auch langgestreckte Windtunnel angebracht werden.

- 8 Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Materialien mittels heißer Gase auf einem Wanderrost, der von einer in mehrere Zonen unterteilten Gashaube überdeckt ist, mit Trocknung der Beschickung in einer Trockenzone, Aufheizung in einer Aufheizzone unter Hindurchleitung von aus nachfolgenden Zonen zurückgeführten heißen Gasen durch die Beschickung, Brennen der Beschickung in einer Brennzone durch Hindurchleitung heißer Verbrennungsgase und Kühlung des gebrannten Materials in einer Kühlzone durch Hindurchleitung von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Verbrennungsgase in dem ersten Teil der Kühlzone und/oder in einer Übergangszone zwischen der Brennzone und Kühlzone durch Aufheizen mindestens eines Teilstromes der bei der Hindurchleitung durch die Beschickung erwärmten Kühlluft auf die für das Brennen der Beschickung in der Brennzone notwendige Gastemperatur mittels in dem ersten Teil der Kühlzone und/oder Übergangszone zwischen der Brennzone und Kühlzone angeordneten Brennern erzeugt werden, wobei die Beschickung auf dem Wanderrost mindestens über einen Teil der Übergangszone gegen die heißen Verbrennungsgase durch eine Abschirmung abgeschirmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Laufrichtung des Wanderrostes hintere Teil unter der Abschirmung als Vorkühlzone betrieben wird, wobei ein Teil der Kühlluft von unten nach oben durch die Beschickung gedrückt wird, und der vordere Teil unter der Abschirmung als Nachbrennzone betrieben wird, wobei die unter der Abschirmung entlang geführte erwärmte Kühlluft durch die Beschickung von oben nach unten gesaugt wird.

- 9 1 0 S P '? 1 / 1 18?

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem Wanderrost mit darunter angeordneten Windkästen, einer oberhalb des Wanderrostes angeordneten Gashaube, Unterteilung derr-Gashaube in Trocknungszone, Aufheizzone, Brennzone und Kühlzone, Gaszuleitunges- und Gasableitungsvorrichtungen sowie innerhalb der Gashaube angeordneten Brennern, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Gashaube (4) in dem ersten Teil der Kühlzone (21) und/oder in der Übergangszone (25) zwischen Brennzone (17) und Kühlzone (21) Brenner (40, 40a) angeordnet sind, und in der Übergangszone (25) oberhalb der auf dem Wanderrost (3) befindlichen Beschickung eine Abschirmung (19) innerhalb der Gashaube (4) angeordnet ist.

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