DE2500402A1

DE2500402A1 - Drehgefaess, insbesondere drehofen

Info

Publication number: DE2500402A1
Application number: DE19752500402
Authority: DE
Inventors: Rudolf Koppatz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-07
Filing date: 1975-01-07
Publication date: 1976-07-08

Description

Drehgefäß, insbesondere Drehofen " Die Erfindung betrifft ein Drehgefäß zlim Trennen flüssiger Stoffe von festen Stoffen, und insbesondere einen Dreh@fen zum Ausschmelzen von leichter schmelzbaren Stoffen aus s@@@ere@ oder nicht schmelzbaren Stoffen, mit einstellbarer Rotationsachse.
In der Hüttentechnik werden drehbare und teilweise zugleich auch kipp- und schwenkbare zylindrische Ofenkörper in versch-edensten Ausführungen für vielerlei Zwecke verwendet. Der Drehschmelzofen wird beispielsweise in kurzer Trommelbauart zur Erzeugung eines flüssigen Endproduktes wie Roheisen, Kupfer und dergleichen benutzt. Das eingebrachte Material wird in kurzer Zeit mit verhältnismäßig wenig Brennstoff bei rotierender Trommel eingeschmolzen, wobei infolge der Drehung der Trommel die Ofenwand unter dem Bad hinweggezogen wird und ständig neu aufgeheizt werden kann. Zum Ausschmelzen eignen sich derartige Öfen jedoch nicht, da eine Trennung der flüssigen Stoffe von den Feststoffen nicht möglich ist.
Zum Aus schmelzen werden daher Schachtöfen mit schrägstehendem Boden verwendet, die von unten beheizt werden. Die Schmelze läuft dann über den schrägen Boden zu einer Seite des Ofens, von wo aus sie abgezogen werden kann. Das Ausschmelzen in Schachtöfen weist jedoch den Nachteil auf, daß die Rückstände nur schwer aus dem Ofen zu entfernen sind. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß der Energiebedarf hoch ist und das Ausschmelzen unter Umständen unwirtschaftlich wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgefäß zu schaffen, in welchem sich feste von flüssigen Stoffen problemlos trennen lassen. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, eine Möglichkeit zu schaffen, auf einfache Weise flüssige Schmelze von festen Rückständen zu trennen, ohne dabei auf die wärmetechnischen Vorteile bekannter Schmelzverfahren zu verzichten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Innenraum des Gefäßkörpers von dem Chargierende aus zum anderen Ende hin im Durchmesser zunimmt. Zur Trennung der festen von den flüssigen Stoffen, bzw. während des Ausschmelzvorganges wird die Rotationsachse des Gefäßes vom Chargierende aus um einen Winkelsteigend eingestellt, wobei der WinkelsCkleiner ist als der halbe Öffnungswinkel der Erweiterung des Gefäßinnenraums, d.h., daß trotz der Steigung der Gefäßachse eine Neigung der jeweils den Boden bildenden Gefäßunterseite in Richtung vom Chargierende weg verbleibt. Dabei tritt die Wirkung auf, daß die flüssigen Stoffe aufgrund der Bodenneigung abfließen können, während die festen Stoffe in entgegengesetzter Richtung transportiert werden. Der Transport der Feststoffe wird dadurch hervorgerufen, daß diese infolge der Gefäßdrehung auf einem Kreisbogen um die schrägstehende Rotationsachse bewegt werden und dann bei Erreichung einer bestimmten Höhe an der Gefäßwand wieder zum Bonden hinabrollen, wobei zwangsläufig nach einem Bewegungszyklus der Endpunkt des jeweiligen Materialteilchens gegenüber dem Ausgangspunkt ein Stück in Richtung zum Chargierende versetzt ist.
Die Form des Gefäßinnenraums ist vorzugsweise konisch.
Auf der dem Cnargierende gegenüberlwegenden Seite des Innenraums kann eine Mulde vorgesehen sein, in denen sich die Flüssigkeit bzw. Schmelze sammeln kann. Die Mulde ist dabei zweckmäßig durch zwei mit ihren größeren Durchmessern aneinander angrenzenden konisches WandabschnitteK gebildet.
Um zu verhindern, daß die Feststoffe auf dem Chargierende sofort wieder ausgetragen werden, kann an dem Chargierende eine Auflaufschräge vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Drehgefäß eignet sich für alle Anwendungsfälle, bei denen feste von flüssigen Stoffen zu trennen sind.
Wenn die festen Stoffe spezifisch schwerer als die flüssigen Stoffe sind können die festen Stoffe sogar aus der Flüssigkeit herausgefördert werden.
Das erfindungsgemäße Drehgefäß eignet sich auch hervorragend als Aus schmelzofen, wobei in diesem Falle im Ofeninnenraum auf der dem Chargierende abgewandten Seite ein Brenner vorgesehen ist. Das Chargierende kann dabei vorzugsweise durch ein mit einem Abzug verbundenes Verschluß stück abdeckbar sein, wobei die Auflaufschräge wahlweise auch unmittelbar an dem Verschlußstück ausgebildet sein kann.
Um die Flüssigkeit bzw. Schmelze auf der dem Chargierende abgewandten Seite entnehmen zu können, ist dieses Ausgangsende des Innenraums offen ausgebildet. Bei der Anwendung des Gefäßes als Ausschmelzofen ist vorzugsweise der überwiegende obere Bereich des Ausgangs endes durch eine den Brenner tragende Verschlußplatte abgedeckt.
Zur Erleichterung der Entnahme kann sich an das Ausgangsende eine Rinne anschließen, über die die Flüssigkeit bzw. Schmelze chargenweise oder kontinuierlich abgezogen wird.
Das Drehgefäß kann mit Hilfe eines umlaufenden Drehkranzes gelagert sein, wobei der Drehkranz seinerseits um eine horizontale Achse kippbar gestaltet sein kann. Alternativ ist es auch möglich, daß das Gefäß zwei im Abstand voneinander angeordnete Laufringe Weist, die auf Rollen gelagert sind, wobei die Rollen auf einem gemeinsamen Gestell sitzen, welches um zwei nahe den Gefäßenden liegende horizontale Achsen kippbar ist.
Im Betrieb des Drehofens wird der Steigungswinkelcgder Gefäßachse entsprechend dem zu behandelnden Material eingestellt.
Uber einen bestimmten Zeitraum hin kann dann ständig chargiert und die Flüssigkeit bzw. Schmelze kontinuierlich abgezogen werden.
Das Einbringen des Ausgangsmaterials sowie das Entnehmen der Flüssigkeit bzw. Schmelze kann Jedoch auch in bestimmten Intervallen chargenweise erfolgen.
Die Entnahme der festen Rückstände braucnt erst nach mehreren Zyklen zu erfolgen. Zur schnelleren Entnahme der Rückstände wird der Ofen dabei vorzugsweise in Richtung auf größere Werte des Winkels cXt gekippt. Vorzugsweise wird vor der Entnahme der festen Rückstände zunächst die Schmelze durch Kippen des Ofens entnommen, worauf dann der Ofen in entgegengesetzte Richtung gekippt wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausschmelzofens beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen zum Ausschmelzen dienenden Drehofen und Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Drehofens in seitlicher Ansicht.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ofen handelt es sich um einen Trommelofen 2 zum Ausschmelzen von Metallen aus anderen bei höheren Temperaturen schmelzenden Metallen oder aus nichtmetallischen, schwerer oder nicht schmelzbaren Stoffen. Der Ofen 2 ist etwiauf halber Länge in einem Kugeldrehkranz 4 gelagert, während der Drehkranz 4 seinerseits um eine horizontale, quer durch den Ofenquerschnitt verlaufende Achse 6 schwenkbar ist, so daß der Ofen 2 quer zu seiner Längsachse bzw. Rotationsachse 8 gekippt werden kann.
Der Innenraum 10 des Ofens 2 nimmt von dem Chargierende 12 aus zum anderen Ende hin im Querschnitt zu, wobei seine geometrische Gestalt im wesentlichen konisch ist. Auf der dem Chargierende 12 abgewanden Seite des Ofeninnenraums 10 ist eine Mulde 14 vorgesehen, die durch zwei mit ihren größeren Durchmessern aneinander angrenzende. konische Wandabschnitte 16 und 18 gebildet ist. Das dem offenen Chargierende 12 abgewandte Ofenende 20 ist ebenfalls offen und dient als Austrag für die Schmelze, wobei dem Austragende 20 eine Entnahmerinne 22 zum Abtransport der Schmelze nachgeschaltet ist.
Das Austragende 20 des Ofens ist mit Ausnahme im unteren Bereich durch eine Verschlußplatte 24 abgedeckt, die gleichzeitig einen zur Ofenbeheizung dienenden Brenner 26 trägt. Das Eingangs- bzw.
Chargierende 12 ist mit einer konischen Anlaufschräge 28 versehen, deren Steigung steiler ist als der Konuswinkel des Innenraums 10. Das Chargierende kann ferner mit einem leicht entfernbaren Ubergangsstück 30 abgedeckt sein, welches mit einem Abzug 32 in Verbindung steht.
Zum Chargieren des Ofens dient ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Chargiergerät, welches in das Ghargierende 12 einfahrbar ist. Zur Aufnahme der festen Rückstände dient ein unterhalb des Chargierendes 12 aufstellbarer transportabler Kübel 34.
Im Innenraum 10 des Ofens kann in einem Abstand vom Chargierende, und zwar vorzugsweise unmittelbar vor der Mulde 14, ein umlaufender Wulst 60 vorgesehen sein, der mit einer Anlaufschräge 58 für die festen Stoffe 98 versehen ist. Durch diese Anlaufschräge kann von vornherein weitgehend verhindert werden, daß feste Stoffe in die Mulde 14 gelangen.Zum Durchtritt der Schmelze ist der Wulst mit Durchgängen 62 versehen, die etwa in Fortsetzung der inneren Gefäßwand liegen und in einem Schrägungswinkel relativ zur Ofenlängsrichtung angeordnet sind.
Durch die Durchgänge 62 kann die Schmelze bequem in die Mulde 14 ablaufen.
Die der Anlaufschräge 58 gegenüberliegende Schrägung 64 des Wulstes 60 weist den gleichen Winkel auf wie die konische Wand 16 die die Mulde bildet, so daß der Wulst 60 kein zusätzliches Hindernis für eventuell aus der Schmelze in Richtung Chargierende auswandernde feste Stoffe darstellt.
Die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausschmelzofens verläuft wie folgt: Der Ofen 2 wird mit Hilfe des Brenners 26 beheizt und mit einer Drehzahl von ca. 0,5 bis 1 U/min angetrieben. Die Rotationsachse 8 des Ofens wird durch Kippen des Ofens um die Achse 6 so eingestellt, daß sie gegenüber der Horizontalen vom Chargierende 12 zum Austragende 20 hin um einen Winkelofgegenüber der Horizontalen 36 ansteigt. Der Steigungswinkel ckL richtet sich teilweise nach der Beschaffenheit des zu behandelnden Gutes, jedoch muß er kleiner sein als der halbe Öffnungswinkel & des konischen Innenraums 10, damit am Grunde des Innenraums noch ein in Richtung zur Mulde verlaufendes Gefälleßverbleibt, über welches das ausgeschmolzene Material in die Mulde 14 ablaufen kann.
Der WinkeloC wird somit nach Erfahrungswerten eingestellt oder es kann noch nach dem Chargieren nachgeregelt werden. Nach dem Einbringen des Chargiergutes 38 wird die Chargieröffnung 12 mit Hilfe des Ubergangsstücks 30 verschlossen und der Ausschmelzvorgang beginnt, d.h. daß der Anteil mit dem niedrigeren Schmelzpunkt ausgeschmolzen wird und über den geneigten Boden in den Sumpf 14 läuft. Das übrige Gut sowie die festen Rückstände wird in dem Bereich vor der Mulde 14 gehalten bzw. leicht in Richtung auf das Chargierende gefördert, wo es von der Auflaufschräge 28 zurückgehalten wird. Wenn versehentlich feste Bestandteile in den Sumpf 14 gelangen, was durch ein in dem Ubergangsstück 30 vorgesehenes Schauloch 40 beobachtet werden kann, so kamen dieses stückige Gut leicht wieder aus der Mulde dadurch zurückgeholt werden, daß der WinkeS sCetwas vergrößert wird.
Die Schmelze wird an der Austragseite 20 entweder durch Kippen des Ofens chargenweise abgezogen, oder man läßt sie bei kontinuierlichem Betrieb, bei welchem ständig nachchargiert werden kann, in die Entnahmerinne 22 ablaufen.
Die in dem Ofen nach dem Ausschmelzen verbleibenden festen Rückstände können nach jeder Charge oder bei kontinuierlichem Betrieb beispielweise einmal täglich durch entsprechendes Kippen des Ofens in den Aufnahmekübel 34 entleert werden.
Der in Fig. 2 dargestellte Ofen 42 entspricht in seinem inneren Aufbau und seiner Betriebsweise dem in Fig. 1 dargestellten Ofen 2. In Abweichung von dem Ofen 2 weist der Ofen 42 zwei im Abstand voneinander angeordnete Laufringe 44 auf, die auf Rollen 46 gelagert sind. Die Rollen 46 sitzen auf einem gemeinsamen Gestell 48, welches mit Hilfe von hydraulischen Einrichtungen 50 und 52 um zwei nahe den beiden Ofenenden liegende horizontale Achsen 54 bzw. 56 kippbar ist.

Claims

Ansprüche

1. Drehgefäß zum Trennen flüssiger Stoffe von festen Stoffen, insbesondere Drehofen zum Ausschmelzen von leichter schmelzbaren Stoffen aus schwerer oder nicht schmelzbaren Stoffen, mit einstellbarer Neigung der Rotationsachse, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innenraum (10) des Gefäßkörpers (2; 42) von dem Chargierende (12) aus zum anderen Ende (20) hin im Durchmesser zunimmt.

2. Drehgefäß nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Form des Innenraums (10)konisch ist.

3. Drehgefäß nach Anspruch loder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf der dem Chargierende (12) gegenüberliegenden Seite des Innenraums eine zur Aufnahme der Flüssigkeit bzw. Schmelze dienende Mulde (14) vorgesehen ist.

4. Drehgefäß nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Mulde (14) durch zwei mit ihren größeren Durchmessern aneinander angrenzende konische Wandabschnitte (16, 18) gebildet ist.

5. Drehgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem Chargierende (12) eine Anlauf schräge (28) vorgesehen ist.

6. Drehgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Ausschmelzofen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Ofeninneren (10) auf der Austragseite (20) ein Brenner (26) vorgesehen ist.

7. Drehgefäß nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Chargierende (12) durch ein mit einem Abzug (32) verbundenes Verschlußstück (30) abdeckbar ist.

8. Drehgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das dem Chargierende (12) abgewandte Ende des Innenraums (10) offen ist.

9. Drehgefäß nach Anspruch 6 und g, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der überwiegende obere Bereich des Ausgangsendes (20) durch eine den Brenner (26) tragende Verschlußplatte (24) abgedeckt ist.

10. Drehgefäß nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sich an das Ausgangsende (20) eine Entnahmerinne (22) anschließt.

11. Drehgefäß nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß es in einem umlaufenden Drehkranz (4) gelagert ist und der Drehkranz (4) um eine horizontale Achse (6) kippbar ist.

12. Drehgefäß nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß es mit zwei in einem Abstand angeordneten Laufringen (44) versehen ist, die auf Rollen (46) gelagert sind, und daß die Rollen (46) auf einem gemeinsamen Gestell (48) sitzen, welches um zwei nahe den beiden Ofenenden vorgesehene horizontalen Achsen (54, 56) kippbar ist.

13. Drehgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innenraum (10) in einem Abstand vom Chargierende einen nit einer Anlaufschräge (58) für die festen Stoffe versehenen umlaufenden Wulst (60) aufweist und daß die Anlaufschräge (58) über den Umfang verteilt angeordnete schräge Durchgänge (62) für die flüssigen Stoffe aufweist, wobei die Durchgänge (62) etwa in Fortsetzung der inneren GefuL.¢Iand liegen.

14. Drehgefäß nach Anspruch 13 und 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Wulst (60) unmittelbar vor der mulde (14) angeordnet ist und daß die der Anlaufschräge (58) gegenüberliegende Schrägung (64) des wulstes (60) in Verlängerung des konischen Wandabschnitts (16) der Mulde (14) liegt und den gleichen Neigungswinkel wie dieser aufweist.

15. Arbeitsverfahren zum Betrieb des Drehgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß während des Betriebs die Rotationsachse (8) des Gefäßes von dem Chargierende (12) aus um einen Winkel α steigend eingestellt wird, wobei der Winkel cCkleiner gewählt wird als der halbe Öffnungswinkel @ der Erweiterung des Innenraums.

16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ständig chargiert und die Schmelze kontinuierlich abgezogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB zur Entnahme der festen Rückstände das Gefäß in Richtung auf größere Werte des Winkels α gekippt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß vor der Entnahme der Rückstände zunächst die Schmelze durch Kippen des Ofens entnommen wird und daß der Ofen dann in die entgegengesetzte Richtung gekippt wird.

L e e r s e i t e