DE2117755B2

DE2117755B2 - Schragofen zum Brennen und Sintern von Material, insbesondere von Kalkstein splitt

Info

Publication number: DE2117755B2
Application number: DE19712117755
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 4005 Buederich Beckenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Waermestelle Steine und Erden 4000 Duesseldo GmbH
Priority date: 1970-08-17
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1974-11-14
Also published as: SE338830B; DE2117755C3; DE2117755A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schrägofen zum Brennen und Sintern von Material, insbesondere von Kalksteinsplitt, mit einem oder mehreren übereinander angeordneten Brennräumen mit seitlich begrenzter geneigter Ablauffläche und in der der Ablauffläche gegenüberliegenden Brennraumwand vorzugsweise nebeneinander angeordneten, einzeln regelbaren, jeweils in einer Brennkammer liegenden Brennern zur Beaufschlagung der auf der Ablauffläche abrutschenden Gutschicht mit Brenngasen sowie mit an den Enden der Ablauffläche bzw. der Ablaufflächen versetzt zueinander angeordneten Zuführungs- und Abführungsschächten für das zu behandelnde Gut.

Schrägöfen dieser Bauart (CH-PS 409 755) haben sich vor allem zum Brennen von Kalksteinsplitt bewährt. Im Vergleich zu senkrechten Schachtofen haben sie eine wesentlich kürzere Materialdurchlaufzeit. Ihre Regelbarkeit ist gut, da sich Änderungen in der Brennerleistung sehr schnell auf die in den bei dieser Ofenbauart in ihrer Länge festgelegten schrägen Brennzone oder -zonen abrutschende Materialschicht auswirken, was beim Brennen von Splitt von ausschlaggebender Wichtigkeit ist.

Andererseits treten bei Schrägöfen im Vergleich zu üblichen Schachtofen Schwierigkeiten auf, die auf den Ablaufflächen abrutschende Gutschicht über ihre ganze Breite und Dicke gleichmäßig zu beheizen. Dies beruht teilweise darauf, daß in den seitlichen, senkrechten Brennraumwänden benachbarten Bereichen der Ablauffläche die Abrutschgeschwindigkeit der Gutschicht auf Grund der Wandreibung geringer ist, was durch eine entsprechende Regelung der diesen Bereichen zugeordneten Brenner ausgeglichen werden kann. Vc λ Wichtigkeit ist jedoch ferner, daß die Schichtdicke der abrutschenden Gutschicht im mittleren Bereich wesentlich dicker als in den Randbereichen ist Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß bei fast allen Schrägöfen, mit Ausnahme von sehr kleinen, schmal gebauten Öfen, die die Brennräume oben anschließenden Decken aus konstruktiven Gründen gewölbeartig sein müssen, so daß aus den mittleren Abschnitten der das Gut den Brennräumen zuführenden Schächte mehr Gut als an den Seiten der Schächte austritt.

Da in der Mitte die Materialschicht in allen Bereichen der Ablauffläche dicker ist als am Rand, muß hier mehr Wärme zugeführt werden. Es ist aber bekannt, daß die Eindringtiefe der Gase in das Haufwerk, die im wesentlichen abhängig ist von der Stückgröße und der Kornform des Brenngutes, begrenzt ist und auch durch Erhöhung der Gasgeschwindigkeit nicht bzw. kaum vergrößert werden kann. Die Eindringtiel'e beträgt bei den für diesen Ofen in Betracht kommenden Stückgrößen etwa 60 bis maximal 100 cm, während die Schichtdicke in der Mitte des Ofens, besonders im unteren Teil der Ablauffläche, erheblich größer ist als 1 m.

De·· Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrägofen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Gutschicht in allen Bereichen der Ablauffläche gleichmäßig von den ihre der Ablauffläche abgewandte Oberseite beaufschlagenden Brenngasen durchdrungen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schrägofen der genannten Art dadurch gelöst, daß am oberen Ende der Ablauffläche bzw. der Ablaufflächen die Zuführschachtwand an der den Brennkammern gegenüberliegenden Seite durchsetzende und den oder die Brennräume mit einem Frischluftrekuperator verbindende Absaugöffnungen vorgesehen sind.

Dadurch, daß erfindungsgemäß durch die am oberen Ende der Ablauffläche angeordnete Absaugöffnung ein Teil der die Gutschicht beaufschlagenden Brenngase durch die auf der Ablauffläche abrutschende Gutschicht hindurch bis zur Ablauffläche gesaugt und dann am oberen Ende dieser Fläche aus dem Ofen abgezogen wird, läßt sich eine gleichmäßige Durchdringung der abrutschenden Gutschicht durch die Brenngase erreichen. Durc^ das Hindurchsaugen eines Teils der Gase bis zur . .jSau ^äche entsteht quer durch die Gutschicht ein Dme* fä '·:·. durch welches auch die gesamte, die Gutsci· >-^; ■ schlagende Gasmenge wesentlich tiefer in di. V' ν u hineingesaugt wird als bei ohne diese erfindungsg-.iiäße Absaugung arbeitenden Schrägöfen. Zusätzlich zur Vergleichmäßigung der Gutbeheizung werden noch weitere wesentliche Vorteile erzielt. So wird durch das tiefere Eindringen der Brenngase in die Gutschicht der an sich bei Schrägöfen auf die Oberfläche der Brenngutschicht einwirkende große Strahlungsteil der Ofenbeheizung verringert. Ferner wird bei dieser Gasführung eine bessere Durchgasung und Auflockerung des Guts erreicht und durch die entlang der Ablauffläche streichenden Gase einer Staubablagerung auf dieser Fläche entgegengewirkt, welche die Rutschfähigkeit des Guts erheblich beeinträchtigen kann.

Weiterhin wird dadurch, daß die am oberen Ende der Ablauffläche abgesaugten Brenngase zur Vorwärmung von den Brennern zugeführter Frischluft verwendet werden, nicht nur eine wesentliche Verbesserung der Witschaftlichkeit erzielt, sondern gegenüber den bekannten Schrägöfen, bei denen die den Brennern züge-

führte Luft aus dem Kühlschacht abgezogen wird und daher sehr staubhaltig ist, ergibt sich der Vorteil, daß den Brennern saubere Frischluft aus der Atmosphäre, durch den Frischluftrekuperator vorgewärmt, zugeführt werden kann, woduich eine Verstopfung der Brenner sowie andere Schwierigkeiten, die bei der bisherigen Anordnung auftreten konnten, zuverlässig vermieden werden.

Der Erfindungsgedanke, quer durch die einzelnen Brennräume zur schrägen Ablanffläche hin Gase durch die abrutschende Gutschicht hindurchzusaugen und statt aus dem Ofen entnommener staubhaltiger Luft reine Verbrennungsluft, aus der Atmosphäre entnommen und über den Rekuperator geführt, für die Brenner zu verwenden, ließ sich auch aus der DT-PS 351 196 nicht entnehmen. Diese Druckschrift betrifft einen Gasschachtofen mit zylindrischer Querschnittsform, bei dem das erfindungsgemäß zu lösende Problem, nämlich die gleichmäßige Durchdringung einer schräg ablaufenden Gutschicht mittels der heißen Brenngase zu erzielen, nicht auftreten konnte. Der dort vorgesehene Rekuperator dient lediglich dazu, das den Brennern zugeführte Gas vorzuwärmen, während die Kühlluft in der bekannten und vorstehend als nachteilig geschilderten Weise aus dem Kühlschacht abgesaugt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Bodenfläche der Absaugöffnungen durch einen die jeweilige Zuführschachtwand ganz oder teilweise durchsetzenden Teil des oberen Endabschnittes der jeweiligen Ablauffläche gebildet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der oder den Absaugöffnungen Regelvorrichtungen zugeordnet sind.

Um das Abrutschen des Brenngutes auf der Ablauffläche zu verbessern und das Ansammeln von Staub auf dieser Fläche so gering wie möglich zu halten, sind die Ablaufflächen zweckmäßig etwas steiler, als es dem Böschungswinkel entspricht, ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß der untere Teil des Materialbettes etwas dicker ist als der obere Teil. Außerdem verbreitert sich die Ablauffläche nach unten. Es ist daher zweckmäßig, die aus den in der Regel zylindrischen Brennkammern austretenden Gase so zu richten, daß auch die unteren Materialanteile auf der Ablauffläche genügend stark beaufschlagt werden.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schrägofens an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Schrägofen mit zwei übereinanderliegenden Brennräumen und einem Rekuperator,

Fig.2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2 2 der Fig. 1,

F i g. 3 eine in Richtung der Pfeile 3-3 gesehene Ansicht des oberen Endes der Ablauffläche und der sich an dieses Ende anschließenden Wand des Zuführungsschachts.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Schrägofen sind zwei übereinanderliegende Brennräume 10 und 12 vorgesehen. Der obere Brennraum 10 hat eine Ablauffläche 14, die vom Zuführungsschacht 16 schräg nach unien zu dem zum unteren Brennraum 12 führenden Übergangsschacht 17 verläuft.

Die am oberen Ende des Zuführungsschachts angeordneten Beschickungseinrichtungen sind nicht gezeigt. Die Ablauffläche 18 des unteren Brennraums 12, der in seinen Abmessungen im wesentlichen dem oberen Brennraum 10 gleicht, aber auch etwas breiter als der obere Brennraum sein kann, ist entgegengesetzt zur Ablauffläche 14 des oberen Brennraums geneigt Der am unteren Brennraum 12 anschließende Kühlschacht ist mit 20 bezeichnet Die senkrechten Seitenwände 22 beider Brennräume 10 und 12 divergieren etwas in Richtung auf die den sich entsprechend erweiternden Ablaufflächen J4 und 18 gegenüberliegenden, im wesentlichen senkrechten Stirnwände 24 der beiden Brennräume. Die Decken 27 der Brennräume 10 und 12 sind gewölbt

An den oberen Enden der beiden Stirnwände 24 sind je drei nebeneinanderliegende Brennkammern 26 angeordnet. Die den beiden seitlichen Brennkammern zugeordneten Brenner sind mit 28 und der Brenner der mittleren Brennkammer ist mit 30 bezeichnet. Das auf den Ablaufflächen 14, 17 abrutschende Gut wird teils durch die strahlende Wärme der aus den Brennern austretenden Brenngase und teils durch die Konvektionswärme der in die Gutschicht eingetretenen Gase erhitzt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, beaufschlagen die beiden seitlichen Brenner 28 das auf den an den senkrechten Seitenwänden 22 der Brennräume angrenzenden seitlichen Abschnitten (a) der Ablaufflächen abrutschende Material, während die mittleren Brenner 30 den mittleren Bereich (b) der auf den Ablaufflächen abrutschenden Gtitschicht beaufschlagen, deren Dicke größer ist als in den seitlichen Bereichen (a). Die gegebenenfalls getrennt von den mittleren Brennern 30 regelbaren seitlichen Brenner 28 sind so eingestellt, daß die nach unten breiter werdenden Bereiche (a), in denen die Abrutschgeschwindigkeit durch Reibung entlang der Wände 22 vergrößert wird, weniger stark mit Brenngasen beaufschlagt werden als der mittlere Bereich (b), in dem das Gut schneller abrutscht Es können natürlich auch mehr als drei Brenner vorgesehen sein, von denen die mittleren Brenner zur Beaufschlagung der mittleren Bereiche der Ablaufflächen dienen.

Abweichend von bisher bekannten Schrägöfen ist der nach dem neuen Verfahren arbeitende Ofen mit einem zur Vorwärmung von den Brennern direkt aus der Umgebungsatmosphäre zugeführter Primärluft dienenden Rekuperator 31 versehen. Die Anordnung eines Rekuperators ist bei Schrägöfen deshalb besonders wünschenswert, weil sich gezeigt hat, daß die bisher bei allen Schrägöfen angewendete Praxis, aus der Kühlzone abgezogene Kühlluft den Brennern als Primärluft zuzuführen, häufig zu einer Verstopfung und anderen Schwierigkeiten der Brenner führte. Der Grund hierfür ist, daß die aus dem Kühlschacht von Schrägöfen abgezogene Luft sehr staubhaltig ist.

Der Rekuperator kann von beliebiger Konstruktion sein und in seinem Aufbau den für Schachtofen mit senkrechten Schächten verwendeten Rekuperatoren entsprechen und ist daher nur schematisch dargestellt, wobei der Weg der Frischluft durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Das durch den Pfeil der gestrichelten Linie angedeutete Austrittsende der erwärmten Frischluft ist mit der Primärluftzuführungsleitung 41 der Brenner verbunden, deren Brennstoffzuleitungen mit 41a bezeichnet sind.

Dadurch, daß aus der Atmosphäre zugeführte, saubere Luft die bisher als Primärluft verwendete, aus dem oberen Ende der Kühlzone abgezogene stark staubhaltige Kühlluft ersetzt, wird die Wartung der Brenner wesentlich erleichtert. Von großer Wichtigkeit ist jedoch, daß die Abführung der dem Rekuperator zugeführten Abgase aus dem Brennraum erfindungsgemäß

durch nahe dem oberen Ende der Ablauffläche angeordnete, sich quer zu dieser Fläche erstreckende, einander benachbarte Abzugsöffnungen 32 erfolgt. Die einzelnen Abzugsöffnungen sind durch Zweigleitungen

33 an eine zum Rekuperator führende Leitung 35 angeschlossen. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind vorzugsweise drei den Abschnitten (a) und (b) der Ablauffläche zugeordnete öffnungen 32 vorgesehen. Eine bereichsweise Regelung der abgezogenen Abgase kann dabei durch entsprechende Dimensionierung der einzelnen öffnungen erfolgen oder dadurch, daß jeder dieser drei feuerfest ausgekleideten öffnungen eine Schieberplatte

34 zugeordnet ist. Das obere Ende der Ablauffläche ist im Bereich der öffnungen 32 gegenüber der sie schneidenden Wand des Zuführungsschachts etwas nach oben verlängert.

Durch diese Art der Abgasabführung wird erreicht, daß ein wesentlicher Teil der von den nebeneinander angeordneten Brennern erzeugten Brenngasen gezwungen wird, die abrutschende Brenngutschicht vollständig zu durchdringen und dann teilweise auf der Ablauffläche entlang zu streichen. Da die verbleibende Gasmenge durch das infolge des Absaugens entstehende Druckgefälle quer zum Materialbelt stärker in die Brenngutschicht eindringt, entsteht eine gleichmäßigere Beheizung der Brenngutschichl, so daß die eingangs erwähnten weiteren Vorteile erzielt werden.

Durch die den Rekuperator durchströmenden Abgase wird die in den Rekuperator eintretende Frischluft indirekt auf eine Temperatur von etwa 300 bis 400⁰C erhitzt. Die Frischluft wird von einem nicht gezeigten

ίο Gebläse durch den Rekuperator gedrückt und über die Leitungen 41 den Brennern der beiden Brennräume als Primärluft zugeführt. Das zur Absaugung des Abgases dienende Gebläse ist nicht gezeigt.

Vorzugsweise wird Abgas an den oberen Enden der Ablaufflächen des oberen und des unteren Brennraums abgesaugt. Die Abzugsöffnungen 32a des unteren Brennraumes 12, von denen eine in F i g. 1 gezeigt ist, sind durch eine durch die gestrichelte Linie 35a schematisch angedeutete Leitung mit dem Rekuperator verbunden. Der der gezeigten Öffnung 32a zugeordnete Schieber ist mit 34a bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrägofen zum Brennen und Sintern von Material, insbesondere von Kalksteinsplitt, mit einem oder mehreren übereinander angeordneten Brennräumen mit seitlich begrenzter Ablauffläche und in der der Ablauffläche gegenüberliegenden Brennraumwand vorzugsweise nebeneinander angeordneten, einzeln regelbaren, jeweils in einer Brennkammer liegenden Brennern zur Beaufschlagung der auf der Abiauffläche abrutschenden Gutschicht mit Brenngasen sowie mit an den Enden der Ablauffläche(n) versetzt zueinander angeordneten Zuführungs- und Abführungsschächten für das zu behandelnde Gut, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Ablauffläche bzw. der Ablaufflächen (14, 18) die Zuführ-Schachtwand an der den Brennkammern (26) gegenüberliegenden Seite durchsetzende und den oder die Brennräume (10 und/oder 12) mit einem Frischluftrekuperator (31) verbindende Absaugöffnungen (32, 32a) vorgesehen sind.

2. Schrägofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Absaugöffnungen (32, 32a) durcn einen die jeweilige Zuführ-Schachtwand ganz oder teilweise durchsetzenden Teil des oberen Endabschnittes der jeweiligen Ablauffläche (14,18) gebildet ist.

3. Schrägofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder den Absaugöffnungen (32, 32a) Regelvorrichtungen (34, 34a) zugeordnet sind.