DE2315844B2

DE2315844B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von blaehton aus kohlenstoffhaltigen stoffen, insbes. aus schiefertonen

Info

Publication number: DE2315844B2
Application number: DE19732315844
Authority: DE
Inventors: Charles Fernand Lievin Pas-De-Calais Boutry (Frankreich)
Original assignee: Houjlleres du Bassin du Nord et du Pas-de-Calais, Douai (Frankreich)
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1976-04-22
Also published as: FR2179583A1; GB1410287A; FR2179583B1; ES413290A1; DE2315844A1

Description

Die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Blähton aus kohlenstoffhaltigen Stoffen, insbesondere aus Schiefertonen, wobei die gebildeten Granalien getrocknet, einer Vorwärmbehandlung in reduzierender Atmosphäre unterzogen und danach in oxidierender Atnrx;phäre expandiert werden. — Die Herstellung von Blähton erfolgt regelmäßig in der Weise, daß zunächst die kohlenstoffhaltigen Stoffe zerkleinert, durch Wasserzugabe in eine breiige Masse verwandelt und zu Granalien zusammengeballt werden. Daran schließt tich nach Vorwärmung in reduzierender Atmosphäre ein thermischer Expans'onsprozeß in oxidierender Atmosphäre an, in dessen Verlauf der in den Granalien enthaltene Kohlenstoff verbrannt wird, wobei die thermoplastischen Granalien durch die gebildeten gasförmigen Verbrennungsprodukte gebläht werden.

Nach bekannten Verfahren der beschriebenen Galtung (vgl. DT-AS 10 54 004) folgt die Expansion unniiitelbar auf die Vorwärmung. Dabei wird bei der Expansion der gesamte im Rohmaterial enthaltene Kohlenstoff umgesetzt, und /war im wesentlichen im Wege der Oxidation durch aimosphärischcn Sauerstoff. Diese Arbeitsweise läßt ein Endprodukt gleichmäßiger Qualität gar nicht oder nur nach häufigen und zeitraubenden Laborversuchen erreichen, weil die Beschaffenheit der verwendeten kohlenstoffhaltigen Stoffe beträchtliche EiptSÄSch« schnelle Erh.tzung der Gr, „alien auf Expansionstemperatur eingeleitet werden. Au die Probleme, die sich aus der wechselnden Zusan,-mensetzung des Rohmaterials ergeben, hat das jedoch "ι" Sung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung so weiter-³Ub defdai unabhängig von der Beschaffenheit der ate Rohmaterial eingesetzten kohlenstoffhaltigen Stoffe ?n einem im wesentlichen automatischen Verfahrensablauf ein Blähton gleichmäßiger Qualität erhalten ^WISese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bereits vor der Expansion die Granalien /um Stellen eines Kohlenstoffgehaltes von etwa 0,5 Gewichtsprozent einer oxidierenden Atmosphäre ausge ,o setzt werden - Die Erfindung geht von der Erkenntnis au*, daß für das Blähverhalten vor allem Schwan kungen des Kohlenstoffgehaltes im Rohmaterial erheblich sind da die bei Oxidation des Kohlenstoffes entstehenden Gase die Blähung bewirken. Dabei erfolgt die „ Oxidation des Kohlenstoffs nicht allem durch atmosohärischen Sauerstoff sondern vorzugsweise durch Reduktion von im Rohmaterial enthaltenen E.sen(ll)-Oxiden zu Eisen(Il)-Oxiden. Erfindungsgemäß wird der eigentlichen Expansion als Vorbehandlung eine Ln,-kohlungsbehandlung vorgeschaltet, be. der die Grana^ lien - vorzugsweise weitgehend automalisch auf Grund geeigneter Regelungsmaßnahmen - auf einen vorbestimmten Gehalt von Kohlenstoff und Eiscnoxiden gebracht werden. Der bei der Entkohlung einge- « stellte Restkohlenstoffgehalt beträgt im allgemeinen wie angegeben etwa 0,5 Gewichtsprozent, er kann zwischen 1 und 0,3 Gewichtsprozent schwanken. Der er haltene Blähton zeichnet sich durch geringes Schüttgewicht bei gleichmäßiger Porengrößenverteilung und geringer offener Porosität aus.

Die Oxidation des überschüssigen Kohlenstoffs bei der Entkohlung soll möglichst so erfolgen daß der Sauerstoff nur langsam in die Granalien eindringt, damit die Reduktion des Eisen(lll)-Oxids zu E.sen(ll)-4< Oxid durch Kohlenstoff vorrangig bleibt. Diese Umsetzung erhöht die Schmelzbarkeit der Granalien und ermöglicht damit eine vorteilhafte Absenkung der Expansionstemperatur. In dieser Hinsicht empfiehlt die Erfindung eine Arbeitsweise, bei der die Behandlung in oxiso dierender Atmosphäre in drei getrennten Phasen erfolgt wobei die in der ersten Phase erreichte Temperatur den pyroplastischen Zustand der Granalien schnell üDerschreitet, während die Temperaturen in den beiden nachfolgenden Phasen geringer sind. - Im übrigen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vorwärmung der Granalien bei Temperaturen zwischen 200 und 800⁰C, je nach dem Kohlenstoffgehalt der behandelten Rohstoffe, durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde eine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben. Ausgehend von einer mit Vorwärmofen und Expansionsofen ausgerüsteten Vorrichtung zur Herstellung von Blähton ichri die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe, daß /wische, Vorwärmofen und Expansionsofen ein Entkohlungs ofen angeordnet ist, daß an den Ausgängen von Vor wärmofen und Entkohlungsofen je eine Temperatur einstelleinrichtung für die hindurchströmenden Rauch

vorgesehen ist, und daß der Entkohlungsofen drei ^Ourchlaufrichtung hintereinander angeordnete LuIt-"Vhrungseinrichtungen zur Einführung von Luft in Jj zu entkohlende Material aufweist. - Vorwärm-, fr dcohlungs- und Expansionsofen sind dabei üblicher-

^e als Drehrohrofen ausgefüha. Die Temperatur-"•nstelleinrichtungen weisen je eine Temperaturstelle, *! Regeleinrichtung und einen Zusatübrenner sowie *"* ebenenfalls eine Einrichtung zur Zuführung frischer ftadünniregs'.uft auf. Die Luftzuführungseinriehtungen ■ H vorzugsweise so eingerichtet, daß die Luftzufuhr in JJÜrchlaufrichtung des zu entkohlenden Materials ab-

" Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen • wesentlichen darin, daß ein Verfahren und eine Vor-"vhtung zu seiner Durchführung angegeben werden, wonach unabhängig von der Beschaffenheit des Rohaterials ein Blähton von gleichmäßiger und hoher Oualität erbalten wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene Entkohlungsbehandlung führt auch bei Rohmate· alien üus einem breiten Bereich verschiedener Behaffenheit dazu, daß Granalien vorbestimmter und •leichbleibender Zusammensetzung der Expansion unferworfen werden. Aufwendige Laborversuche sind dabei nur in geringem Maße notwendig, da die Entkohhingsbehandlung eine weitgehend automatische und genaue Führung durch die beschriebenen Regelungsmaßnahmen erlaubt.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eimr lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt

Fig. 1 in ^e'^ner schematischen Schnittdarstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Vorwärmofen in schematischer Darstellung,

F i g. 3 eine grafische Darstellung des Verformungsverlaufes unter Wärmeeinwirkung für einen Brennkegel aus Schieferton,

F i g- 4 eine grafische Darstellung des Kohlenstoffgehalts in Abhängigkeit von der Behandlungszeit bei verschiedenen Temperaturen für den in F i g. 3 erläuterten Schieferton.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung ist dazu vorgesehen, durrh Aufschlämmung zerkleinerter Schiefertone in Anwesenheit von Wasser und durch anschließende Zusammenballung hergestellten Granalien für die Expansion vorzubereiten. Die Vorrichtung weist zunächst im Anschluß an eine Einlaßhaube 1 für Granalien einen Vorwärmofen 2 auf. Der Ausgang des Vorwärmofens 2 liegt in einer Haube 3 und überragt eine Schurre 4 für die Übergabe an den Eingang eines anschließenden Entkohlungsofens 5, dessen Eingang gleichfalls in der Haube 3 liegt. Der Ausgang des Entkohlungsofens 5 befindet sich in einer Haube 6 oberhalb einer Schurre 7 für die Übergabe an den Eingang eines Expansionsofens 8. - Vorwärm-, Entkohlungsund Expansionsofen sind sämtlich als Drehrohrofen ausgeführt.

In der Haube 1 ist eine Temperaturmcßstelle 9 lür die Messung der Austrittstemperaturen der Rauchgase vorgesehen. Weitere Temperaturmeßstellen 10 und 11 sind im Vorwärmofen 2 angeordnet. Außerdem befindet sich eine Temperaturmeßstelle 12 in der Haube gegenüber dem Ausgang des Vorwärmofens 2. In die Haube 3 ragen eine Düse 13, die den Austritt eines Zusatzbrenners bildet sowie ein Rohrstutzen 14 für die Zuführung frischer Verdünnungsluft, die beide gegenüber dem Ausgang des Vorwärmofens 2 angeordnet sind.

In der Nähe des Eingangs des Vorwärmofens 5 i .1 eine Temperaturmeßstelle 15 vorgesehen, die auf im einzelnen nicht dargestellte Weise Servosteuerorganen für die Betätigung der Lufteinlaßschieber zum Rohrstutzen 14 und der Brennstoffeinlaßschieber zur Düse 13 zugeordnet ist.

In Durchlaufrichtung hinter der Temperaturmeßstelle 15 sind im Entkohlungsofen 5 hintereinander 3 Luftzuführungseinrichtungen zur Einführung von Luft in das zu entkohlende Material angeordnet. Diese sind ähnlich wie Langbrenner aufgebaut und mit je einem gesonderten Gebläse verbunden. Die Steuerung des Förderdurchsatzes jedes Gebläses erfolgt durch Servosteuerung nach Maßgabe der Temperaturmeßsiellen 19, 20, 21, die jeder Luftzuführungseinrichtung zugeordnet und jeweils in dere.i hinteren Bereich angeordnet sind. Ferner sind zwei Temperaturmeßstellen 22, 23 im mittleren Bereich der Lufizuführungseinrichtung 16 sowie eine weitere Temperaiurmeßstellc 24 für die Luftzuführungseinrichtung 17 vorgesehen.

Zur Messung der Temperatur der Rauchgase in der Haube 6, oberhalb der Schurre 7, ist eine Temperaturmeßstelle 25 vorgesehen, die in Verbindung mit der bereits erwähnten, im Ausgangsbereich des Entkohlungsofens 5 angeordneten Temperaturmeßstelle 21 die Beaufschlagung der Brennerdüse 26 und des Rohrstutzens 27 für die Zuführung frischer Verdünnungsluft regelt.

Für das folgende sind die Durchlaufrichtungen des zu behandelnden Materials und der Rauchgase von Bedeutung. Die zu behandelnden Granalien werden durch die Haube 1 aufgegeben und treten durch die Haube 6 aus. Die Rauchgase strömen im Gegenstrom vom I£xpansierungsofen 8, in dem beispielsweise eine Rauchtemperatur von etwa 1160⁰C besteht, durch den Entkohlungsofen in Richtung zum Vorwärmofen. — Mit Brennerdüse 26 und Frischluftrohr 27, die von den beschriebenen Temperaturmeßstellen gesteuert werden, ist es möglich, die Temperatur der Rauchgase an ihrem Eintritt in den Entkohlungsofen 5 in Abhängigkeil von der mit der Temperaturmeßstelle 21 gemessenen Temperatur der zu behandelnden Stoffe bei ihrem Austritt zu regeln.

Unter praktischen Arbeitsbedingungen und unter Berücksichtigung eines Schiefertones, der den in F i g. dargestellten Kenndaten entspricht, betragen die von den Temperaturmeßstellen 19, 20 und 21 gemessenen Temperaturen etwa 1030, 980 und 980⁰C; durch gleichzeitige Regelung der Luftzufuhr zu den Luftzuführungseinrichtungen 16, 17 und 18 werden Temperaturen von 1020⁰C bei der Temperaturmeßstelle 1030⁰C bei der Temperaturmeßstelle 23 und 1000°C bei der Temperaturmeßstelle 24 gemessen. Die Temperaturmeßstelle 15 zeigt eine Temperatur von 700⁰C an. Die von der Temperaturmeßstelle 12 in der Haube gemessene Temperatur der Rauchgase beträgt etwa 1000⁰C. Die Temperaturmeßstellen 10 und 11 messen Temperaturen von jeweils 200 und 400"C. Die Temperaturmeßstelle 9 zeigt eine Rauchgastemperatur von etwa 450°C an. Selbstverständlich gilt die vorstehend ungegebene Austriltstemperatur von 400⁰C nur für den als Beispiel genannten Schieferton. Sie kann für an Kohlenstoff weniger reiche Schiefertone nach oben schwanken und für die ärmsten zulässigen Arten bis auf etwa 800°C gelrieben werden bzw. für die reichsten Schiefertonarten nach unten schwanken.

Die Aufrechterhaltung dieser Temperaturen ergibt

sich aus der Reaktion der Temperaturmeßstelle 15 auf die Brennerdüse 13 und das Luftzuführungsrohr 14, der Reaktion der Temperatunneßstelle 19 auf die Luftzufuhr durch die Luftzuführungseinrichtung 16, der Temperaturmeßstelle 20, die bei der Luftzuführungseinrichtung 17 angeordnet ist, und der Temperatunneßstelle 21 auf die Luftzufuhr zur Luftzuführungseinrichlung 18 sowie der Temperaturmeßstellen 21 und 25 auf die Brennerdüse 26 und das Luftzuführungsrohr 27.

Diese Regelungen berücksichtigen systematisch unlerstromige Messungen, um auf oberstromige Stellfaktoren einzuwirken. Für den als Beispiel gewählten Schieferton bilden die genannten Temperaturen die optimalen Verfahrensparameter bei der erfindungsgemäß erwogenen Aufbereitungsbehandlung. In der Tat handelt es sich im Vorwärmofen 2 zunächst darum, ein Eindringen des umgebenden Sauerstoffes in die Granalien zu verhindern. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, bewirkt der glattwandige Ofen bei seiner Drehung in der Tat die Ausbildung einer versetzten und in der Drehrichtung ansteigenden Böschung 28 mit Schaffung eines Rauchgasstromes 29 ohne Kontakt mit der Böschung. Auf dieses Weise wird eine Erwärmung der Böschung durch Abstrahlung der genannten Rauchgase und durch Berührung mit der darunterliegenden Ofenwand durch Wärmeleitung erzielt. Die Erwärmung der behandelten, die Böschung bildenden Stoffe erfolgt also in nicht oxidierender Atmosphäre.

Im Verlauf dieser Vorwärmung ist das an allen Stellen des Granulats vorhandene Eisen(lII)-Oxid im Kontakt mit dem in dem Stoff verteilten Kohlenstoff, und es beginnt mit diesem zu Eisen(!I)-Oxid zu reagieren, da diese Reaktion bereits bei etwa 350"C einsetzt. Am Ausgang des Vorwärmofens enthält die Substanz zugleich Kohlenstoff und Eisen(ll)-Oxid.

Beim Eintritt in den Entkohlungsofen 5 und mit beginnender Wirkung der Luftzuführungseinrichtung 16 erreichen die Granalien für das gewählte Beispiel eine Temperatur von etwa 1030⁰C unter der Einwirkung der lebhaften Verbrennung des in der behandelten Substanz enthaltenen Kohlenstoffes, und zwar beinahe augenblicklich.

Die grafische Darstellung in F i g. 3 zeigt als Abszisse die Temperaturen und als Ordinate die Schrumpfung in Länge bzw. Prozentsatz für einen pyramidenförmigen Brennkegel 30, der aus der zweckmäßigerweise getrockneten Masse gebildet ist. Man stellt an Hand der dargestellten Kurve fest, daß ein derartiger Brennkegel zunächst von etwa 850⁰C ab eine leichte dilatometrische Anschwellung und anschließend eine geringe aber plötzliche Zusammensetzung durch bei Erreichen des pyroplastischen Zustandes einsetzende Schrumpfung erfährt, die durch den Abfall Rc dieser Kurve bei etwa 1000⁰C gekennzeichnet ist. Diese Schrumpfung setzt sich bis zu eineim Punkt maximaler Schrumpfung Rm bei etwa 1150⁰C fort. Wird die Erwärmung weilergeführt, so steigt die Kurve bis zu einem Maximalwert Em bei etwa 1350°C an, der die maximale Expansion unter den Meß- und Prüfbedingungen kennzeichnet. Auf diesen Punkt folgt ein Abfall der Kurve, der auf eine Senkung des Kegels, in der halbflüssigen Phase bis zu etwa 1500°C hinweist.

Da es sich darum handelt, die Einwirkung des äußeren Sauerstoffes in den den Entkohlungsofen 5 durchströmenden Rauchgasen nur in mäßiger Weise zu behindern, wird der von der in diesem Ofen behandelten Substanz erreichte Wert auf eine Temperatur von I030°C begrenzt, d.h. auf einen Punkt Tc oder eine Entkohlungstemperalur, die dem Punkt Rc der einsetzenden Schrumpfung verhältnismäßig sehr nahe liegt.

Unter diesen Bedingungen ist die Schließung der Poren der Substanz der Granalien anfänglich begrenzt und die ursprüngliche Porosität der betrachteten Substanz, die durch eine Wasseraufnahme von 30 bis 37 Volumprozent gemessen wird, kann auf 20, IO oder selbst 5 Volumprozent oder weniger herabgesetzt werden. Auf diese Weise wird trotz der lebhaften Verbrcnnurig des in der Substanz vorhandenen Kohlenstoffes diese Verbrennung optimal so eingeleitet, daß die Reduktion von Eisen(III)-Oxid in Eisen(ll)-Oxid zunächst vorrangig bleibt, um schnell abgeschlossen zu werden, bevor ein zu großer Kohlenstoffverbrauch durch unmittelbare Einwirkung des umgebenden Sauerstoffes einsetzt. Würde die betrachtete Temperatur nur auf einen niedrigen Wert von etwa 880 bis 900⁰C gebracht, so würde die Ausschaltung des Kohlenstoffes, wie aus Kurve A in Fig.4 ersichtlich, gleichmäßig fortschreiten, um in etwa einer Stunde fünfzig Minuten den Anteil von 0,5 Gewichtsprozent zu erreichen, und nach zwei Stunden total sein. Bei einer Temperatur von etwa 980 bis 1000°C würde die Entkohlung, wie in Kurve B ersichtlich, denselben Verlauf zeigen, aber sehr viel schneller erfolgen und nach einer Stunde vollkommen abgeschlossen sein. Die Reduktion der Liscn(lll)-Oxidc wäre also nicht hinreichend weit getrieben

Wird, wie in Kurve C ersichtlich, bei sehr viel höheren Temperaturen von 1130 bis 1150⁰C gearbeitet, so würde die Entkohlung weil langsamer erfolgen, ohne das vollständige Verschwinden in mehr als vier Stunden erreichen zu können, wobei der Restkohlenstoffgehalt von 0,5 Gewichtsprozent praktisch asymptotisch erreicht wird. Die Reduktion der Eisen(lll)-Oxide wäre also vollständig, aber die Beseitgung des Kohlenstoffüberschusses wäre unzureichend.

Deshalb kann, wie aus der Kurve D hervorgeht, beim Vorgehen in größtmöglicher Nähe des Schrumpfungspunktes Rc bei etwa 1030⁰C, die Entkohlung zunächst sehr schnell und anschließend langsamer erfolgen, um in etwas mehr als einer Stunde den Anteil von 1 Gewichtsprozent und in einer Stunde dreißig Minuten den Anteil von 0,5 Gewichtsprozent zu erreichen. Das Arbeiten bei dieser Temperatur Tc bringt den Vorteil verhältnismäßig großer Schnelligkeit bei der Beseitigung des überflüssigen Kohlenstoffes, einer guten Toleranz der Anwendungszeit für die Annäherung an den für die Expansion nützlichen, optimalen Kohlenstoffgehalt sowie einer möglichen Beendigung der Reduktion des Eisen(lll)-Oxides dank der vorhergehenden vorteilhaften Porenschließung, gerade oberhalb der Schrumpfungstemperatur.

Diese Verfahrensweise ermöglicht es, in den Expansionsofen 8 Granalien einzubringen, in denen das aus der gezielten Reduktion des Eisen(III)-Oxides resultierende Eisen(II)-Oxid in homogener Verbindung mit dem Nutzkohlenstoff in der gesamten Masse vorliegt. Hierdurch wird eine schnelle und gleichmäßige Expansion mit einem großen Anteil geschlossener Poren gcwährleistet.

Mit anderen Worten bewirkt daher die Vorwärmung in dem Ofen 2 auf Kosten des Eisen(III)-Oxids und in Anwesenheit des Kohlenstoffes die Bildung von Eisen(ll)-Oxid an allen Stellen des Materials, wodurch jede Ungleichmäßigkeit in der bei der späteren Expansion gebildeten Porenstruktur vermieden wird. Die Überschreitung der Schrumpfungstemperatur gewährleistet eine Zusammenziehung, die die ursprüngliche

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Porosität herabgesetzl. Unterhalb dieser Temperatur würden die unzureichend geschlossenen Poren eine von dem umgebenden Sauerstoff geführte Verbrennungsfront im Entkohlungsofcn 5. ohne Weiterführung der Reduktion der Eisenoxide, bis zur vollständigen Ausschaltung des Kohlenstoffes bewirken, wodurch jede Expansion verhindert werden würde.

Bei zu hohen Temperaturen würden sich die Poren des Materials zu schnell schließen; es fände zwar eine Reduktion der Eisen(lll)-Oxide statt, aber die zu stark verlangsamte Entkohlung würde zu einem Rcstkohlcnstoffanteil führen, der über 1 Gewichtsprozent liegt, woraus sich eine heftige Expansion der Granalien ergäbe, die zu einer Struktur mit pcriphcrcr Sprödigkeit über einem dicht gebliebenen Kern führen würde.

Es ist sehr wichtig, so schnell wie möglich die maximale Entkohlungstempcratur zu erreichen. Der Vorwärmofen mit im wesentlichen reduzierender Atmosphäre läßt den vorhandenen Kohlenstoff nur an der Reduktion der Eiscn(lll)-Oxidc teilnehmen.

Zweckmäßig vorgewärmt, erreichen die Granalien den Eintritt des Entkohlungsofens 5, wo die Reduktion einsetzt, und bei ihrem Durchgang gegenüber den Luftzufuhr ungseinrichtungen 16, 17. 18 bewirkt die lebhafte Selbstverbrennung den beinahe sofortigen Anstieg auf die gewünschte Temperatur von 1030"C. Im Verlaufe ihres Fortschrci'ens in den drei Zuführungsberciehen. die den drei Luftzuführungseinrichtungen 16, 17 und 18 entsprechen, sinkt die Behandlungstempcratur infolge der Verringerung des Luftüberschusses, bleibt aber ausreichend für die Beseitigung allen Kohlenstoffes oberhalb des Anteiles von 0.5 Gewichtsprozent.

In Abhängigkeit vom Heizwert der verarbeiteten Schiefertone und der Menge der die Öfen durchlaufenden Stoffe werden die Temperaturen und zugeführten Luftmengen geregelt. Die Düsen 13 und 26 in Verbindung mit den Frischluftdüsen 14 und 27 ermöglichen die Einstellung der Temperaturen der durchströmenden Rauchgase in den beiden öfen 2 und 5. Die Betriebsverhältnissc der Düse 13 und der Einspritzdüse 14 werden von der Temperatur bestimmt, die am Eintritt des Ofens 5 an einer Stelle gemessen wird an der noch keine Luftzufuhr erfolgt. Der erste Lufteinlaßbereich 16 wird durch die Messung der Temperaturen an seinem Austritt geregelt, wobei der Luftüberschuß stets sehr groß ist. um die fortschreitende F.xothermic dareinsetzenden Verbrennung auszugleichen. Desgleichen erhält der zweite Lufteinlaßbereich 17 eine geregelte s l.iiltmenge, die wie die Wärmeentwicklung geringer ist. und zwar in Abhängigkeit von der an seinem Austritt gemessenen Temperatur.

Dasselbe gilt für den dritten Abschnitt 18. wo die zugeführtc Luftmenge auf ein Mindestmaß herabge-

ίο setzt ist.

Die Temperaturmeßstelle 21 mißt in Wirklichkeit die Temperatur, die von den Granalien am Ende der Entkohlung erreicht wird, und ermöglicht durch die Brennerdüse 2d und die Lufteinspritzdüse 27 die Rege-

lung der von der Tcmperaturmeßstellc 25 gemessenen Temperatur der Rauchgase, die in den Entkohlungsofen 5 eintreten und aus dem Expansionsofen 8 austreten. Alle Regelungen können durch Einstellung zu Beginn eines Dauerbetriebes in Abhängigkeit von den an den Meßstcllcn 9. 12 und 25 bezüglich der Rauchgase und 10. 11, 15. 22, 23, 19. 24. 20 und 21 bezüglich der die Öfen durchlaufenden Granalienböschungen abgelesenen Temperaturen festgelegt werden. Auf diese Weise wird die Entkohlung in Wirklichkeit wie eine gleichsam

2«, bewegliche Feuerung in oxidierender Atmosphäre, aber auf in reduzierender Atmosphäre vorgewärmten Stoffen betrieben, wobei die Stoffe bereits bei ihrem Eintritt in die oxidierende Atmosphäre eine mäßige Zusammenziehung ihrer Poren erfahren haben, die /ugleich die freie Verbrennung des Kohlenstoffes und seine reduzierende Wirkung auf den Sauerstoff der Eisen(lll)-Oxide steuert.

Die vorstehend angegebenen Temperaturen gelten für die Verarbeitung eines Schieferions, dessen physikalischchemische Kenndaten hinsichtlich Schrumpfungseinsatz, maximaler Schrumpfung. Anschwellung und anschließender Setzung dem in F i g. 3 dargcsicü ten Verlauf folgen. Selbstverständlich gelten für di< Verarbeitung anderer Schiefertonsorten andere Tem pcraturen, die zweckmäßig in entsprechender Weise at Hand von Verformungskurven wie der in F i g. 3 dargc stellten festgelegt werden. Der grundsätzliche Vcrfah rcnsablauf bleibt davon unberührt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

(409 517/

Claims

Schwankungen zeigt. Nach einem weiteren bekannten Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Blähton aus kohlenstoffhaltigen Stoffen, insbesondere aus Schiefertonen, wobei die gebildeten Granalien getrocknet, einer Vorwärmbehandlung in reduzierender Atmosphäre unterzogen und danach in oxidierender Atmosphäre expandiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß bereits vor der Expansion die Granalien zum Einstellen eines Kohlenstoffgehaltes von etwa 0,5 Gewichtsprozent einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der Granalien bei Temperaturen zwischen 200 und 800⁰C, je nach dem Kohlenstoffgehalt der behandelten Rohstoffe, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in oxidierender Atmosphäre in drei getrennten Phasen erfolgt, wobei die in der ersten Phase erreichte Temperatur den pyroplastischen Zustand der Granalien schnell überschreitet, während die Temperaturen in den beiden nachfolgenden Phasen geringer sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Vorwärmofen und Expansionsofen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorwärmofen (2) und Expansionsofen (8) ein Entkohlungsofen (5) angeordnet ist, daß an den Ausgängen von Vorwärmofen (2) und Entkohlungsofen (5) je eine Temperatureinstelleinrichtung (13, 14, 15, 25, 26, 27) für die hindurchströmenden Rauchgase vorgesehen ist und daß der Entkohlungsofen (5) drei in Durchlaafrichtung hintereinander angeordnete Luftzuführungseinrichtungen (16, 17,18) zur Einführung von Luft in das zu entkohlende Material aufweist.