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Verfahren und Vorrichtung zur Klassierung von Bestandteilen eines
körnigen Gutes Eine große Anzahl der Vorgänge der industriellen Produktion erfordert
eine vorherige Klassierung des körnigen Gutes, und es gibt seit langem bekannte
Verfahren, mit denen sich eine Klassierung der folgenden Art verwirklichen läßt:
Klassische SieEverfahren gestatten das Absondern oder Abtrennen mehrerer Größenbereiche
bzw. das Abtrennen mehrerer Bereiche von Klassen; pneumatische Separatoren, in denen
das Material in einer Luftströmung in eine Suspension umgewandelt wird und wo man
entweder von der Fallgeschwindigkeit oder von den Zentrifugalkräften Gebrauch macht,
die verschiedenen sind für die unterschiedlichen Bestandteile des Materials oder
des Stoffes, für die Durchführung der Trennung der verschiedenen Bereiche.
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Wirbelbettseparatoren, in denen der fluidisierte Stoff einer
höheren
Durchgangsgeschwindigkeit der Gase im Vergleich zur Fallgeschwindigkeit der Elemente
unterworfen wird, die man aus dem behandelten Stoff herauslösen will.
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Alle diese Verfahren weisen den Vorteil einer langen Erfahrung auf
und verfügen jeweils über charakteristische Eigenschaften.
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In den meisten dieser Fälle schließt sich an die Elassierungseinrichtungen
ein Speicherbehälter für den behandelten Stoff vor dessen Weiterverwendung an, und
dieser weist oft sehr störende Nachteile auf, insbesondere, wenn es sich um hygroskopische
oder um brüchige bzw. bröckelige Naterialien handelt; denn eine weitere Handhabung
bzw. eine weitere Förderung des Stoffes oder der Druck desselben, der in dem Speicher
ausgeübt wird, bewirken die Bildung von Staub, von dem man das Material durch vorhergehende
Klassierung sorgfältig trennen will. Man ist folglich oft daran interessiert, die
Klassierung direkt vor der Anwendung des Materials und ohne dessen Zwischenlagerung
vorzunehmen.
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Als Beispiel kann man Konverter von Stahiwerken nennen, in denen man
die Umwandlung durch Einblasen von Sauerstoff mittels einer Lanze bzw. mittels eines
Rohrs durchführt.
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Der zur Bildung der Schlacke erforderliche Kalk wird teilweise über
eine im gewissen Abstand oberhalb des Metallbades mündende Rinne oder Rutsche zugeführt,
wobei diese Zuführung während der Sauerstoffblasphase erfolgt. Das im freien Fall
befindliche Material wird folglich einer heftigen Strömung aufsteigender Gase unterworfen,
die einen erheblichen Teil der Körner mitreißt, namlich alle Elemente, deren Fallgeschwindigkeit
geringer als die Steiggeschwindigkeit der Gase ist. Die Spaltung oder Trennung liegt
oft im Bereich von Partikeln von zwei bis drei Millimeter Durchmesser, und das durch
die Gase mitgerissene Gut kann 10 bis 20 96 der durch die Rutsche zugeführten Kalkmasse
ausmachen.
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Diese nicht überprüfbaren aufsteigenden Mengen machen die Steuerung
und Kontrolle des metallurgischen Prozesses schwierig und bedingen Probleme bei
der Behandlung der mit Kalkstaub überladenen Gase, insbesondere, wenn es sich um
eine
Behandlung auf nassem Wege handelt. Die Gegenwart der feinen Elemente in dem Kalk
ist infolgedessen in diesem Fall sehr unangenehm, und sie erscheinen in dem Gut
nach dem klassischen Siebvorgang im Laufe der weiteren Handhabung, beispielsweise
Förderung, und insbesondere während der Lagerung in Freiluftsilos. Es handelt sich
In der Tat um ungelöschten Kalk, 4çr sich an der Oberfläche durch Absorption der
Luftfeuchtigkeit schnell zersetzt.
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Das Bedürfnis ist daher sehr groß, den Kalk im Augenblick seiner Aufgabe
in den Konverter einer Entstaubung zu unterwerfen. Jedoch würden die bekannten klassischen
Verfahren hier eine Anwendung sehr kostspielig bzw. sehr mühselig gestalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klassierung
von Bestandteilen eines Gutes zuzulassen, das behandelt werden kann in dem Materialkreislauf
direkt vor seiner Anwendung, und zwar ohne Zwischenlagerung und ohne weitere Handhabung
bzw. Förderung, bei denen Staub entsteht.
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Dieses Verfahren ist anwendbar auf jegliches Gut mit homogenem spezifischem
Gewicht und gestattet, eine oder mehrere Kornklassierungen bzw. granulometrische
Klassierungen zu erreichen.
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Es ist gleichermaßen anwendbar auf jegliches heterogene Gut, in dem
es zuläßt, eine oder mehrere physikalische oder physikochemische Klassierungen zu
erreichen.
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Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß man
das Gut im wesentlichen in Form eines Gutstroms mit parabolischer Flugbahn nach
einer vorhergehenden Geschwindigkeitserteilung strömen läßt und daß man an der Innenseite
der Parabel auf das in Bewegung befindliche Gut eine Saugwirkung ausubt, derzufolge
die Elemente mit geringerer Masse oder diejenigen mit geringerer Fallgeschwindigkeit
im Vergleich zu der anderer Elemente abgesondert werden.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung verändert man die Klassierung,
in dem man auf die dem Gut erteilte Anfangsgeschwindigkeit einwirkt, und zwar allein
oder in Verbindung mit einer Änderung der Sauggeschwindigkeit in dem Bereich,
wo
die Absaugung wirkt.
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Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die eine schräge Fläche, auf der das
Gut strömt und von der es herabfällt, wobei es eine Schicht oder einen Mantel von
im wesentlichen parbolischer Form bildet, und übereinander gesetzte Schrägflächen
aufweist, die zwischen sich insbesondere ansteigende Leitungen bilden, deren Einlaß
der Gutschicht zugewandt ist und deren Auslaß Jeweils mit einer Absaugung in Je
bindung steht.
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Nach einer besonders vorteilhaften Anordnung bilden die vorderen Ränder
oder Kanten der Flächen eine im Vertikalschnitt parabelförmige bzw. parabolische
sowie zu den Fallbahnen der zu trennenden Körner parallele Fläche.
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Das Absondern des Gutes durch eine Trennung, die so rein bzw.
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so genau wie möglich ist, schließt ein homogenes Geschwindigkeitsfeld
gegenüber dem bzw. quer zu dem im freien Fall befindlichen Gut ein.
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Diese Überlegung geht auf zwei erfindungsgemäße Merkmale zurück: Der
Saugkanal ist in eine gewisse Anzahl flacher und übereinander gesetzter Kanäle unterteilt
durch Wände, die parallel zueinander sein können, und diese Anordnung verbessert
die Geschwindigkeitsverteilung in dem gesamten Querschnitt des Saugkanals.
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Die unteren Ränder der oben erwähnten Trennwände bilden eine Fläche,
deren Vertikalschnitt eine Parabel ist, die parallel zu der durch das im Fallen
begriffene Gut beschriebenen und geringfügig zurückgezogen verläuft, um zu vermeiden,
daß das Gut auf diese Trennfläche fillt. Man vermeidet so das Abprallen oder Aufprallen
von Körnern oder Stücken, was andernfalls in diesem Bereich auftreten würden Diese
Ausbildung im Saugbereich läßt die Entstehung eines
optimalen Feldes
von Geschwindigkeiten zu, die im übrigen gesteuert werden durch die in Fig. 1 der
anliegenden Zeichnungen gezeigten Maßnahmen, wo Kurven a, b, c und d Kurven gleicher
Geschwindigkeit darstellen.
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Was die Anfangsgeschwindigkeit V0 des Gutes anbetrifft, so handelt
es sich dabei um die Geschwindigkeit, mit der das Gut die schräge Ebene verläßt,
auf der es entlangströmt.
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Nach der Erfindung ist diese Ebene - die die Anfangsgeschwindigkeit
bestimmt - regulierbar in Abhängigkeit und in Funktion von dem Ausmaß der Trennung
von dem Gut, die man herbeizuführen wünscht.
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Die Erfahrung zeigt, daß sich im Lauge der Gleitbewegung des Materials
auf der geneigten Fläche, die der Trennzone vorgeschaltet ist, die feinen Gutteilchen
wie f nahe der Oberfläche dieser schrägen Ebene konzentrieren und eine erhebliche
stärkere Verzögerung durch Reibung erfahren als die großen Gutteilchen wie ge Die
Anfangsgeschwindigkeiten der feinen Gutteilchen sind folglich geringer, und da diese
Gutteilchen andererseits sn der Innenseite des parabolischen Mantels bzw. der parabolischen
Schicht des Gutes konzentriert sind, erleichtert diese Erscheinung ihre Abtrennung
und Ab sonderung erheblich.
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Die Sauggeschwindigkeit gegenüber bzw. quer zu der im Fallen befindlichen
Gutschicht bildet den zweiten Faktor der Steuerung und Beeinflussung. Die Erfahrung
zeigt9 daß ae nach der anfänglichen Fallgeschwindigkeit die erforderliche Sauggeschwindigkeit
zwischen dem zwei- und fünffachen Wert der freien Fallgeschwindigkeit der größten
Körner bzw.
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Stücke variieren kann9 die man von dem Gut absondern will.
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Die Erfindung gestattet insbesondere9 die folgenden grund sätzlichen
Vorteile zu erzielen: Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete
Vorrichtung ist einfach und leicht sowie von geringem Umfang; sie umfaßt keine mechanischen
Einrichtungen und
läßt sich an leichten Befestigungen oder Halterungen
anbringen. Sie erzeugt keine Vibrationen und kann folglich in höher gelegenen Bereichen
von Räumen oder von Traggerüsten montiert sein.
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Sie erfordert nur eine geringe installierte Leistung.
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Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch breiteste Anwendungsmöglichkeiten
infolge der Tatsache, daß sie keine Staubfanghaube o. dgl. einer ihre Steuerung
behindernden Art umfaßt und daß die Strömung, falls die Absaugung aufhört, nicht
unterbrochen wird.
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Die Betriebskosten sind in großem Maße begrenzt, weil sie sich auf
den Ersatz von irgendwelchen Verschleißteilen einfacher Form beschränken. Der Leistungsverbrauch
ist gering: das Absondern feiner Teilchen oder Körner eines staubförmigen Gutes
erfordert einen Luftdurchsatz bzw, eine Luftmenge, die im wesentlichen derjenigen
entspricht, die für eine klassische Siebentstaubung nötig ist, mit der die gleiche
granulometrische Trennung erreicht wird. Es ergibt sich kein bemerkenswerter granulometrischer
Zer@all bei bröckeligen Gutarten und folglich keine Wertminderung wegen der Behandlung
und des besseren Wirkungsgrades der Produktionseinheiten.
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Die beigefügten schematischen Zeichnungen zeigen, ohne daß die Erfindung
hierauf beschränkt ist,Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
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Man erkennt in Fig. 2 eine Ebene, schräg nach unten geneigte Fläche
1; auf der das Gut entlang strömt. Dieses Feld, nachdem es den Rand 1a überschritten
hat, nach unten, um einen Mantel oder eine Schicht A von km wesentlichen parabelförmiger
bzw.
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parobolischer Form zu bilden. Unter der Platte 1 sind in paralleler
Weise Pla-ten 2, 3, 4, 5 und G angeordnet, die zwischen sich urd den vertikal angeordiieten
Seitenwänden Kanäle oder Leitungen 7 bis 11 bilden. Die Ränder ia bis 6a der Platten
definieren eine 'm Vertikal schnitt parabelförmige Fläche, längs der dre innere
Oberfläche des Mantels oder der
Schicht A des Gutes verläuft.
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Die Leitungen 7 bis II stehen in Verbindung mit einer Saugvorrichtung,
die an eine Kammer' 12 angeschlossen ist, die begrenzt ist durch die Wände 1 und
6, die Wände 13 und 14 sowie.
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die Seitenwände.
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Diese Vorrichtung läßt die Einrichtung einer Auffangzone fUr Feinteile
des Gutes zu.
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Die Vorrichtung nach Fig. 3 gestattet die Einrichtung von zwei Abscheidezonen.
Der Mantel A fällt, nach dem er die erste Zone durchlaufen hat, auf eine Platte
15, um einen neuen Mantel A' von im wesentlichen parabelförmiger Form zu bilden,
der sich vor den durch die Platten 16 bis 19. gebildeten Leitungen entlang bewegt,
wodurch die feinen Elemente einer zweiten Fangwirkung unterworfen werden.
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Nach einem anderen in Fig. 4 Farg.estellten Ausführungsbeispiel umfaßt
die Vorrichtung eine Auffangzone mit zweiflutiger Ableitung, wobei die feinsten
Elemente durch die Kammer 20 aufgenommen und die größeren Elemente dann durch die
Kammer 21 aufgefangen werden In der in Fig. 5 dargestellten abgewandelten Ausführungsform
umfaßt die Vorrichtung ebenfalls eine Auffangzone mit zweiflutiger Ableitung und
mit zwei getrennten Bewirkungszonen: Der von den feinsten Teilchen befreite Mantel
A fällt auf die schräge Ebene 22, die ihn verlangsamt und ihm eine neue Anfangsgeschwindigkeit
erteilt, die dann die Bildung des Mantels A' verursacht. Dieser 1antel ist einer
zweiten Saugwirkung mit erhöhter Sauggeschwindigkeit unterworfen.
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Nachstehend werden, jedoch keineswegs in abschließender Weise, einige
Anwendungsbeispiele der Erfindung genannt.
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Die Behandlung von Kalk, der zur Charchierung von Stahlwerkskonvertern
bestimmt ist, wobei es möglich ist, die granulometrische
Fraktion
abzusondern, die gewöhnlich in den Rauchgaskreislauf mitgenommen wird, und zwar
mit Vorteilen wie: einer besseren Kenntnis der tatsächlich in das Schmelzebad eingeführten
Kalkmenge, den Vorteil einer einfachen Handhabung des Rauchgaswaschwassers sowie
der Reduzierung der granulometrischen Zerstörung des Kalkes.
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Die Entfernung von Staub und Feinteilen, die im Koks, in den Rohmineralien,
in den Presslingen und Pellets vor ihrer Aufgabe in die Schmelzöfen enthalten sind.
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Die Entfernung von Staub und feinkörnigen Teilchen von Kohle, (beispielsweise
bei der Herstellung von Kokereieinsatzkohle), von Koks (beispielsweise bei der Herstellung
von Presslingen durch Agglomeration, bei der Herstellung von Pellets o. dgl.), von
Grundprodukten für die Bildung von feuerfesten oder anderen Steinen o. dgl..
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Bei Problemen im Zusammenhang mit Siebbehandlungen von Gut zum Zwecke
der Absonderung feiner Elemente.
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Es ist verständlich, daß die Erfindung nicht begrenzt ist auf die
vorhergehend genannten Anwendungs- und Durchführungsarten, sondern daß sie in manigfacher
Abwandlung verwendet werden kann. Es ist insbesondere möglich, daß die Leitungen,
durch die die Saugwirkung verursacht wird, horizontal oder nach unten geneigt verlaufen.
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-Patentansprüche : -