DE2137723A1 - INCLINED OVEN - Google Patents
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Description
28 BREMEN · FELDSTRASSE 24 · TEL. (0421) *44403828 BREMEN FELDSTRASSE 24 TEL. (0421) * 444038
DR.-ING. WALTER HOORMANN - PlPL PHYS, PR, DR.-ING. WALTER HOORMANN - Pl PL PHYS, PR, HEINZ HEINZ GOPPAR GOPP AR
Karl BeckenbachKarl Beckenbach
B 109 28 Bremen, den 28· Juli 1971B 109 28 Bremen, July 28, 1971
Dipl.-Ing. Karl Beckenbach, Büderich b/Düsseldorf, Meererbusch, Hildegundisallee 33Dipl.-Ing. Karl Beckenbach, Büderich b / Düsseldorf, Meererbusch, Hildegundisallee 33
SchrägofenInclined furnace
Die Erfindung feetrifft einen Schrägofen zum Brannen und Sintern, insbesondere von Kalkstein oder dergleichen mit einem oder mehreren übereinanderliegenden Brennräumen mit seitlich begrenzter Ablauffläche, in der der Ablauffläche gegenüberliegenden Brennraumwand angeordneten Brennern, und am oberen und am unteren Ende der Ablauffläche angeordneten Material zuführungs- und Ablaufschachten.The invention concerns an inclined furnace for firing and sintering, in particular of limestone or the like, with one or more superimposed Combustion chambers with laterally limited drainage area in the combustion chamber wall opposite the drainage area arranged burners, and arranged at the top and bottom of the drainage surface material supply and drainage shafts.
Bei Schrägöfen muß der Neigungswinkel der Ablauffläche gegenüber der Waagerechten größer als der Böschungswinkel des auf dieser Fläche jeweils abrutschenden Materials sein, damit auch der durch die abrutschende Schicht hindurchrieselnde Staub entlang dieser Fläche abrutschen kann, Dies bedeutet, daß die Schichtdicke des auf der Ablauffläche abrutschenden Materials nach unten hin zunimmt, so daß die Eindringtiefe der Gas© und dar Warmes brah-In the case of inclined ovens, the angle of inclination of the drainage surface relative to the horizontal must be greater than the The slope angle of the material slipping on this surface, thus also the through the slipping layer of dust trickling through can slide off along this surface, this means that the layer thickness of the slipping on the drainage surface Material increases downwards, so that the depth of penetration of the gas © and the warm brah-
· BAD ORIGINAL· ORIGINAL BATHROOM
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lung in die Schicht nach unten hin - relativ gesehen - abnimmt.downwards into the stratum - relatively speaking - decreases.
Die durch die übermäßig hohe Schichtdicke im unteren Brennraum hervorgerufene ungleichmäßige und unzureichende Beheizung des Guts in diesem Bereich wird durch die beim Übergang des Guts am unteren Brennraum erfolgende Umschichtung des Guts nicht in dem erforderlichen Maß ausgeglichen. Eine ausreichende Herabsetzung der Schichtdicke im unteren Brennraumbereich läßt sich auch durch eine Verringerung der Breite des Zuführungsschachts, der im oberen Brennraum als Vorwärmschacht dient, nicht erreichen. Bei der hierfür erforderlichen sehr erheblichen Verringerung des Schachtquerschnitts würde im oberen Bereich der Ablauffläche des oberen Brennraums und insbesondere nahe dem Austritfcsende des Vorwärmschachts die Gefahr einer Verstopfung entstehen, weil bei dem in der Vorwärmzone bewirkten an^ängliehen Aufheizen des Materials insbesondere bei " Kalkstein oder Dolomit, eine thermische Ausdehnung des Materials eintritt. Erst wenn di.j Austreibung der Kohlensäure beginnt, verringert sich das Volumen der einzelnen Stücke, Wean die Verengung also noch zur Vorwärmzone gehört;, ist die Gefahr der Verstopfung gegeben und wird erst dann beseitigt, wenn die Kohlensäure-Ausbreibung beginnt.The uneven layer caused by the excessively thick layer in the lower combustion chamber and insufficient heating of the goods in this area is caused by the transition of the goods The rearrangement of the material taking place at the lower combustion chamber is not compensated to the required extent. A sufficient reduction in the layer thickness in the lower combustion chamber area can also be achieved a reduction in the width of the feed duct, which is used as a preheating duct in the upper combustion chamber serves, does not achieve. With the very considerable reduction required for this of the shaft cross-section would be in the upper area the drainage area of the upper combustion chamber and in particular near the outlet end of the preheating shaft there is a risk of clogging because there is an increase in the temperature caused in the preheating zone Heating of the material, especially in the case of "limestone or dolomite, a thermal expansion of the material occurs. Only when the expulsion of carbonic acid begins, diminished the volume of each piece, Wean the Narrowing is still part of the preheating zone; there is a risk of clogging and it is only then eliminated when the carbonic acid expulsion begins.
Ein weiterer Nachteil einer großen SchichtdickeAnother disadvantage of a large layer thickness
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auf der Anlauffläche besteht darin, daß das freie Volumen des Brennraums verkleinert wird. Eine ausreichende Größe des oberhalb der Gutschicht im Brennraum vorhandenen freien Raumes bzw. des zwischen Materialoberfläche und Ablauffläche'vorhandenen Abstands ist aber für das vollständige Ausbrennen der aufgegebenen Brennstoffe und für eine schonende Behandlung des Brennguts sehr wichtig.on the contact surface is that the free volume of the combustion chamber is reduced. A sufficient size of the free space above the material layer in the combustion chamber or what is present between the material surface and the run-off surface Distance is for the complete burnout of the abandoned Fuels and very important for careful handling of the items to be fired.
Um durch Herabsetzung der Schichtdicke im unteren Bereich des Brennraums unter gleichzeitiger Verbesserung der Verbrennungsverhältnisse eine gleichmäßigere Beheizung des Guts im Brennraum zu erzielen, wird gemäß der Erfindung im Brennraum im Bereich des unteren Endes der innen liegenden Wand des ZuführungsSchachts eine mit Abstand von der Ablauffläche angeordnete, sich zwischen den Brennraums ei tenwanden erstreckende Zwischenwand vorgesehen,,To by reducing the layer thickness in the lower area of the combustion chamber with simultaneous Improvement of the combustion conditions a more even heating of the material in the To achieve combustion chamber, according to the invention in the combustion chamber in the region of the lower end the inner wall of the feed chute a spaced from the drainage area, tenwanden extending between the combustion chamber Partition wall provided ,,
Durch das Vorhandensein der Zwischenwände wird ferner eine Vergleichmäßigung der Ablaufgeschwindigkeit des Guts quer zur Ablauffläche erreicht. Während nämlich bei öfen ohne Zwischenwände in den beiden seitlichen Bereichen der Ablauffläche die Ablaufgeschwindigkeit durch die zwischen dem Gut und den beiden Bfcennraumseitenwanden auftretende Reibung gegenüber dem mittleren Bereich dieser Fläche erheblich verzögert wird, wird dadurch, daß alle BereicheThe presence of the partition walls also makes the running speed more uniform of the goods reached transversely to the drainage surface. While namely with ovens without partition walls the run-off speed in the two lateral areas of the run-off surface by the between the property and the two side walls of the chamber Occurring friction compared to the central area of this surface is significantly delayed, is that all areas
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der Ablauffläehe an beiden Seiten durch Wände flankiert sind, die gleiche Ablaufgeschwindigkeit in allen Bereichen sichergestellt. Zum Ausgleich der bisher vorhandenen Geschwindigkeitsunterschiede erforderliche Maßnahmen, wie eine besondere Regelung der den einzelnen Bereichen zugeordneten Brenner können in Fortfall kommen.the drainage area on both sides through walls are flanked, the same process speed is ensured in all areas. To compensate the previously existing speed differences required measures, such as a special one Control of the burners assigned to the individual areas can be omitted.
Bei Brennräumen größerer Breite empfiehlt es sich, die Zwischenwand zwischen ihren mit den Brennraumseitenwänden verbundenen Enden durch eine oder mehrere sich senkrecht von der der Ablauffläche nach oben erstreckende Stützwände abzustützen.In the case of combustion chambers of greater width, it is advisable to place the partition between them with the Combustion chamber side walls connected ends by one or more perpendicular from that of the drainage surface support upwardly extending support walls.
Bei Schrägöfen mit einer auf Stützwänden ruhenden Zwischenwand ist vorzugsweise jedem zwischen zwei Stützwänden oder zwischen einer Stützwand und einer Brennraums ei tenwand liegenden Ofenabschnitt ein einaeln regelbarer Brenner zugeordnet. In the case of inclined furnaces with an intermediate wall resting on supporting walls, each is preferably between two support walls or between a support wall and a combustion chamber ei tenwand lying furnace section an individually controllable burner assigned.
r Eine Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgestalteten Schrägofens wird im folgenden Teil der Beschreibung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:r An embodiment of the inventively designed Inclined furnace is described in the following part of the description with reference to the drawing. In the drawing is:
Fig. 1 ein Mittellängsschnitt durch den oberen Brennraum eines Schrägofens;1 shows a central longitudinal section through the upper combustion chamber of an inclined furnace;
Fig. 2 ein Schnitt 2-2 der Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen;FIG. 2 is a section 2-2 of FIG. 1 seen in the direction of the arrow; FIG.
Fig. 3 ein Schnitt 3-3 der Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen;3 shows a section 3-3 of FIG. 1 in the direction of the arrow seen;
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Pig. 4 eine der Pig. 1 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausfüha? rungsform eines Schrägofens; undPig. 4 one of the pig. 1 corresponding view a modified version? shape of an inclined furnace; and
Pig. 5 ein Schnitt 5-5 der Pig.Λ in Pfeilrichtung gesehen.Pig. 5 a section 5-5 of the Pig.Λ in the direction of the arrow seen.
In den Figuren ist nur der obere Brennraum 10 eines Doppelschrägofens gezeigt, der aus zwei übereinander angeordneten Brennräumen mit entgegengesetzt geneigten Ablaufflächen besteht. Der neben dem als Vorwärmschacht 12 dienenden Zuführungsschacht liegende Teil des oberen Brennraumes 10 ist durch die Brennraumdecke 14 abgedeckt, die bei Schrägöfen üblicherweise nach oben gewölbt ist. An die außenliegende Wand des Vorwärmsehachts schließt sich die geneigte Ablauffläche 16 an, die der mit den Brennern 18 versehenen senkrechten Brennraumwand 20 gegenüberliegt. An seinen beiden Seiten ist der Brennraum durch senkrechte Seitenwände 22 geschlossen. Der das auf der Ablauffläche abrutschende Gut in den unteren nicht gezeigten Brennraum ©inführende Übergangsschacht ist mit 24 bezeichnet.In the figures, only the upper combustion chamber 10 of a double inclined furnace is shown, which consists of two one above the other arranged combustion chambers with oppositely inclined drainage surfaces. The next the part of the upper combustion chamber 10 that is located in the feed duct serving as the preheating duct 12 is covered by the combustion chamber ceiling 14, which is usually curved upwards in inclined furnaces is. The inclined drainage surface 16 adjoins the outer wall of the preheating shaft, which is opposite the vertical combustion chamber wall 20 provided with the burners 18. On his The combustion chamber is closed on both sides by vertical side walls 22. The one on the drainage surface Slipping material into the lower combustion chamber (not shown) leading into the transition shaft is denoted by 24.
Der Neigungswinkel der Ablauffläche 16 ist größer als der Böschungswinkel des durch den Zuführungsschacht in den Brennraum eintretenden Guts, so daß das Gut sich in einem in üblicherweise auegebildeten Brennraum auf der Ablauffläche so abböschen wird, daß der Abstand, der zwischen der sich vom Vorwärmschacht bis zur senkrechten Brenn-=The angle of inclination of the drainage surface 16 is greater than the angle of slope through the feed shaft entering the combustion chamber, so that the material is in a usually auegebilden Combustion chamber on the drainage surface is sloped so that the distance between the from the preheating shaft to the vertical burning =
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raumwand erstreckenden Bösehungslinie a und der Ablauffläche vorhanden ist, ständig zunimmt. room wall extending line a and the drainage area is present, is constantly increasing.
Im unteren Bereich des Brennraums ist daher in Schrägöfen von bisher üblicher Bauart dieser Abstand bzw. die Schichtdicke des Guts so groß, daß die aus den Brennern austretenden Brenngase dieSchicht nur teilweise durchdringen können und dies trifft auch für die aus dem freien Bereich des Brennraums abstrahlende Wärme zu. Überdies wirkt die durch die große Schichtdicke verursachte Verringerung des im Brennraum für den Gasdurchsatz zur Verfügung stehenden freien Raums sich ungünstig auf die vollkommene Verbrennung des flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs aus.This distance is therefore in the lower area of the combustion chamber in inclined furnaces of the previously common design or the layer thickness of the material so great that the combustion gases emerging from the burners the layer can only partially penetrate and this also applies to those from the free area heat radiating from the combustion chamber. In addition, the effect caused by the great layer thickness is effective Reduction of the free space available in the combustion chamber for the gas throughput Space adversely affects the perfect combustion of liquid or gaseous fuel the end.
Zur Herabsetzung der Schichtdicke innerhalb des Brennraums ist mit geringem Abstand von der Brennraumdecke und vom oberen Abschnitt der Ablauffläche 16 eine verhältnismäßig schmale Zwischenwand 26 vorgesehen, die sich im Bereich der innenliegenden bzw. der in die Brennraumdecke übergehenden Innenwand des Vorwärmschachts 12 quer durch den Brennraum zwischen den Seitenwänden 22 erstreckt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenwand zwischen ihren in den Seitenwänden verankerten Enden durch verhältnismäßig schmale Stützwände 28 abgestützt.To reduce the layer thickness within the combustion chamber, a small distance from the Combustion chamber ceiling and from the upper section of the drainage surface 16 a relatively narrow partition 26 are provided, which are located in the area of the interior or in the combustion chamber ceiling passing inner wall of the preheating shaft 12 across the combustion chamber between the side walls 22 extends. In the embodiment shown, the partition between their in the ends anchored to the side walls are supported by relatively narrow support walls 28.
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Wie aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, ist die Zwischenwand gewölbt und folgt in etwa der Kontur der Brennraumdecke 14-. Auch die zwischen den beiden Stützwänden "bzw. zwischen diesen und den Brennraumseitenwänden 22 liegenden Abschnitte der Zwischenwand sind in sich gewölbt. Die Zwischenwand ist vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zur Senkrechten in Richtung auf die Ablauffläche 16 geneigt.As can be seen from FIGS. 1 to 3, the partition is arched and roughly follows the contour the combustion chamber ceiling 14-. Also between the two support walls ″ or between these and the combustion chamber side walls 22 lying sections of the partition wall are curved in themselves. The partition is preferably at an acute angle to the vertical in the direction of the drainage surface 16 inclined.
Die in Figur 1 eingezeichnete Linie b zeigt, daß sich das Material bei Vorhandensein der Zwischenwand unterhalb dieser Wand entlang einer wesentlich tiefer als die Linie a liegenden Böschungslini© abboscht, wodurch sowohl eine erhebliche Verringerung der Schichtdicke als auch eine entsprechende Erhöhung des freien Brennraumvolumens erreicht wird«The line b drawn in FIG. 1 shows that the material is in the presence of the partition below this wall along an embankment line © that is much lower than the line a drops off, resulting in both a considerable reduction in the layer thickness and a corresponding increase of the free combustion chamber volume is achieved «
Die Stützwände 28 erstrecken sich vorzugsweise von nahe dem unteren Ende der Ablauffläche 16 liegenden Stellen senkrecht nach oben bis zur Zwischenwand, darauf waagerecht bis zur Innenkante des unteren Endes des Vorwärmechaehts und dann schräg nach unten zur Ablauffläche·The support walls 28 preferably extend from near the lower end of the drainage surface 16 Stand vertically up to the partition wall, then horizontally to the inner edge of the lower end of the preheating and then at an angle down to the drainage area
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3» bei der zwischen der Oberkante der Zwischenwand 26 und der Brennraumdecke 14 ein verhältnismäßig schmaler, sich über die ganze Ofenbreite erstrekkender Gasdurchgangsspalt vorhanden ist, können die Stützwände 28 auch bis an die Brennraumdecke hoch-In the embodiment according to Figures 1 to 3 » at the between the upper edge of the partition wall 26 and the combustion chamber ceiling 14 a relatively there is a narrow gas passage gap extending over the entire width of the furnace, the Support walls 28 also up to the combustion chamber ceiling.
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gezogen werden und tragen dann zur Abstützung der Decke bei.be pulled and then help to support the ceiling.
Eine zusätzliche Abstützung der Decke wird auch bei der in den Figuren M- und 5 gezeigten Ausführungsform erzielt, bei der die Stützwände bzw. die von ihnen getragene Zwischenwand bis direkt unter den Vorwärmschacht durchgeführt sind, so daß das Gewölbe, das die den Brennern zugewandte Seite des Vorwärmschachts trägt, durch drei entsprechend kleinere und dadurch sicherere und haltbarere Einzelgewölbe ersetzt werden kann. Hierbei braucht überhaupt kein Gasdurchgangsspalt zwischen der Zwischenwand und dem Abschlußgewolbe des Vorwärmsehachts vorhanden sein. Die gesamte Strömung der Brenngase geht vielmehr unten um die Zwischenwand herum. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, daß der Brennraum eine wesentlich größere Breite durch Anwendung von drei Gewölben statt bisher einem haben kann, wobei der gtoße, für die Verbrennung wichtige freie Bereich des Brennraums beibehalten wird.An additional support of the ceiling is also achieved in the embodiment shown in Figures M and 5, in which the support walls or the partition wall supported by them are carried out to directly under the preheating shaft, so that the vault that the side facing the burners of the preheating shaft can be replaced by three correspondingly smaller and therefore safer and more durable individual vaults. In this case, no gas passage gap at all needs to be present between the partition wall and the end vault of the preheating shaft. Rather, the entire flow of the fuel gases goes down around the partition wall. An advantage of this arrangement is that the combustion chamber can have a significantly greater width by using three vaults instead of one, while maintaining the large free area of the combustion chamber, which is important for combustion.
Die Brenner 18 sind so angeordnet, daß die den BreimraiMabschnitten gegenüberliegen, die seitlich von den "beiden Stützwänden beziehungsweise von einer Stützwand und einer Seitenwand 2M- begrentt werden« Es sind also bei der gezeigten Ausführungsfona drei Brenner vorgesehen, die vorzugsweise einzeln regelbar sind, damit die einzelnen Abschnitte entsprechend der in ihnen vorhandenen unterschied-The burners 18 are arranged so that they are opposite the BreimraiMabschnitte which are laterally limited by the "two supporting walls or by a supporting wall and a side wall 2M " So in the embodiment shown, three burners are provided, which are preferably individually adjustable so the individual sections according to the different
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lichen Rutschgeschwindigkeiten beheizt werden
können.heated sliding speeds
can.
Sie gezeigte Ausführungsfona kann im Rahmen des Erfindungsgedankens in vielfacher Hinsicht abgewandelt werden, so kann anstelle der gezeigten durch Stützwände abgestützten Zwischenwand auch eine durchgehende Zwischenwand verwendet werden, die beispielsweise ein gekühlter Träger mit Kastenprofil sein kann.It can be shown as part of the The inventive idea can be modified in many ways, so instead of the one shown a partition supported by retaining walls, a continuous partition can also be used, which can be, for example, a cooled carrier with a box profile.
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