DE2540792C3 - Drehrohrmehrofenanlage zur Herstellung von Blähton - Google Patents
Drehrohrmehrofenanlage zur Herstellung von BlähtonInfo
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Description
Hubschaufeln endenden, im Betrieb der Drehofenanlage
vorlaufenden Stirnflächen hinterschneidungsfrei schräg zur Radialen verlaufen, rutschen die Materialkörner
frühzeitig und leicht aus den zwischen den Hubschaufeln gebildeten Taschen heraus nach unten,
so daß sie nicht so hochgehoben werden, daß sie im freien Fall herausfallen. Gleichzeitig fehlen durch die
erfindungsgemäße Gestaltung der Hubschaufeln wesentliche Hicterschneidungen, so daß die Materialkörner
sich nicht in den Taschen zwischen den Hubschaufeln verkeilen können.
In einer Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die den Schrägen des trapezförmigen Umrisses zugeordneten
Seitenflächen der keramischen Hubschaufeln eben und um 2 bis 12°, vorzugsweise 5 bis 10°, hinterschnitten.
Hierdurch wird die Oberfläche der Hubschaufeln vergrößert, während aufgrund der übrigen
erfindungsgemäßen Gestaltungsmerkmale gleichwohl ein Verklemmen des zu behandelnden Gutes zwischen
den Hubschaufeln verhindert ist.
ramischen Hubschaufeln bilden vorzugsweise mit der Trapezmittellinie einen Winkel von 5 bis 35°, wodurch
die frühzeitige Freigabe des angehobenen G utes begünstigt wird. Die an der kurzen Trapezseite endenden
Vorderflächen der keramischen Hubschaufeln bilden vorzugsweise mit deren zur Ofeninnenseite hin
liegenden Flächen einen Winkel von 110 bis 130°.
Der Basisteil der keramischen Hubsch?ufeln hat eine in Ofenlängsrichtung gemessene Breite, welche
wenigstens der Breite der Hubschaufeln selbst entspricht. Diese Breite des Basisteils der Hubschaufeln
kann jedoch auch größer als die entsprechende Breite der Hubschaufeln selbst sein. Bei zwischen die Hubschaufeln
in den in Ofenlängsrichtung verlaufenden Hubschaufelreihen angeordneten Zwischensteinen
kann beispielsweise die Breite der Basisteile der keramischen Hubschaufeln etwa doppelt so groß sein wie
die entsprechende Breite der Zwischensteine Die Gesamtbrt.te aus der eines Zwischensteins und der
eines Basisteils einer Hubschaufel ist dabei über den Übergangsbereich hin konstant.
Es können jedoch auch Zwischensteine zwischen den Hubschaufeln weggelassen werden. In diesem Fall
erstrecken sich die Basisteile der keramischen Hubschaufeln über diese in Ofenlängsrichtung um etwa
den halben Abstand zweier benachbarter Hubschaufeln voneinander hinaus. Hierdurch ergibt sich eine
sehr einfache Konstruktion, weil nur eine einzige Art von Auskleidungssteirwn erforderlich ist, während
andererseits gewährleistet ist, daß die in Ofenlängsrichtung benachbarten Hubschaufeln nicht zu nahe
beieinanderliegen.
Zur Verbesserung nicht nur der mechanischen Festigkeit der Hubschaufeln, sondern auch ihrer Wärmekapazität,
können die keramischen Hubschaufeln mit wenigstens zwei im wesentlichen senkrecht zu ihnen
verlaufenden glatten Stäben aus warmfestem Stahl bewehrt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von beispielhaften Aüsführungsformen erläutert, die aus der
Zeichnung ersichtlich sind, In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine keramische Hübschaufel,
Fig. 2 eine Stirjiansicht der Hubschaufel aus Fig. 1,
gemäß dem Pfeil A,
Fig. 3 einen SchnkE entlang der Linie III-III in
Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Zwischenstein, Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten
Zwischensteins,
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 2 für eine ί abgewandelte Ausführungsform der Hubschaufel,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Auskleidung des Übergangsbereichs der Drehrohrmehrofenanlage,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7 und
i<> Fig. 9 eine schematische Seitenansicht der Drehofenanlage.
Der in Fig. 1 dargestellte Hubschaufelstein 1 wird mit einer Mehrzahl entsprechender Steine zur Herstellung
der feuerfesten Auskleidung der Übergangszone T der in Fig. 9 dargestellten Drehrohrmehrofenanlage
verwendet. Diese Ofenanlage weist einen Trockenofen 2 und einen Brennofen 3 auf. Der
Brennofen 3 rotiert dabei schneller als der Trockenofen 2. Die zu behandelnden Lehmkörner 6 werden
durch eine Zufuhröffnung 4 züge jhrt, während der
fertige Blähton aus cilici Abgabcolin '.ng 5 ausgegeben
wird.
Der Wirkungsgrad der Drehofenanlage ist am besten, wenn das zu erzeugende Gut innerhalb des Trokkenofens
2 von Umgebungstemperatur auf eine Temperatur zwischen 300 und 600= C innerhalb eines
langen Zeitraumes, vorzugsweise einiger Stunden, erwärmt wird. Innerhalb der Übergangszone T erfolgt
dann in einem verhältnismäßig kuizen Zeitraum ■-
so vorzugsweise 15 bis 30 Minuten - eine Aufwärmung
des Gutes auf 1150 bis 1175° C. Hierdurch werden die Eigenschaften des Lehmgutes am besten ausgenutzt.
Für einen maximalen Durchsatz der Drehofenanlage muß der Wärmeübergang innerhalb der Übergangszone
T möglichst hoch sein. Dies wird durch die Gestaltung der keramischen Hubschaufelsteine 1 erreicht.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weisen die HubscHaufelsteine 1 jeweils Hubschaufeln 10 auf, welche in Richtung
auf die Achse 7 des Drehofens zu vorstehen. Die ve springenden Hubschaufeln 1 werden zur Ofeninnenseite
hin von Flächen 11 begrenzt, welche einen trapezförmigen Umriß haben und gemäS Fig. 8 im
wesentlichen senkrecht zum Radiusvektor R des Drehofens verlaufen. Die Hubschau/eln 10 weisen
zwei Seitenflächen 12,13 auf, welche zum Ofenmantel hin in zylindrisch gekrümmte Abrundungen 12α, 13α
übergehen. Die Schrägen 12', 13' des trapezförmigen
Umrisses der Fläche 11 bilden mit deren Trapezmittellinie, welche in Umfangsrichtung der Übergangszone verläuft, einen Winkel α im Bereich zwischen
5 und 35°.
Oh Hubschaufeln 10 verlaufen außerdem mit ihrer
an der kürzeren Trapezseite endenden Stirnfläche 18 schräg zur Radialen. Dabei werden gemäß Fig. 3 zwischen
der Stirnfläche 18 und der Fläche 11 Winkel ft
im Bereich zwischen 110 und 130° gebildet. Die andere
Stirnfläche 21 der Hubschaufeln 10 verlaufen im allgemeinen in e'.ier Radialebene des Drehofens. Die
Seitenflächen 12, 13 der Hubschaufeln sind gemäß Fig. 2 hinterschnitten, wobei der Hinterschnr.idungswinkel
zwischen 2 und 12°, vorzugsweise zwischen 5 Und 10° liegt. Die Abrundungen 12α, 13α erstrecken
sich über die gesamte Länge der Hubschaufelsteine 1 hin.
Zwischen den einzelnen Hubschaufelsteinen 1 sind gemäß Fig. 7 Zwisehensteine 15 vorgesehen. Die
Höhe h dieser Zwischensteine 15 entspricht im we-
sentlichen der Höhe der Hubschaufelsteine 1 abzüglich
der Höhe der Hubschaufel 10 Die Höhe der Zwischensfeine 15 entspricht somit im wesentlichen der
Höhe der Basisteile 40 der Hubschaufelsteine. Die
der Ofeninnenseite zugewendete Fläche 16 der Zwischensteine 15 verläuft dabei im wesentlichen senkrecht
zum Radiusvektor des Drehofens.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform können jedoch die Zwischensteine weggelassen werden.
In diesem Fall sind die Hubschaufeisteine 100 wesentlich breiter ausgebildet. Die vorspringende
Hubschaufel 110 entspricht dabei der Hubschaufel 10
aus den Fig. 1 und 2. Die Breite des Basisteils 140 des Hubschaufelsteines 100 entspricht hingegen der
Breite des Basisteils 40 des in Fig. 2 dargestellten Hubschaufelsteins 1 zuzüglich der Breite des in Fig. 4
dargestellten Zwischensteins 15.
Wenn eine Mehrzahl derartiger Hubschaufelsteine 100 nebeneinander in Längsrichtung des Drehofens
angeordnet werden, erstrecken sich die zur Ofeninnenseite hin gewendeten Flächen der Hubschaufelsteine
100 in tangentialer Richtung des Drehofens. Der Abstand zwischen den Hubschaufeln 110 entspricht
dabei dem Abstand zwischen den Hubschaufeln 10 bei einer mit Hilfe der Zwischensteine aus
Fig. 2 und 4 hergestellten Auskleidung. Gewöhnlich hai jeder Hubschaufelstein 1, 100 wenigstens eine
Breite, welche der Breite der Hubschaufel» 10, 110 in Längsrichtung des Ofens entspricht. Falls die Breite
der Hubschaufeisteine 1 und die Breite der Zwischensteine 15 konstant ist, ergibt sich gemäß Fig. 7 ein
gleichförmiges Muster der vorspringenden Hubschaufeln 10.
Zur Versteifung der Hubschaufeisteine 1, 100 können gemäß Fig. 3 zwei radial verlaufende Stäbe
23, 24 aus warmfestem Stahl vorgesehen sein. Diese Stäbe 23,24 sind in den Fig. 2 und 6 gestrichelt angegeben.
Fig. 7 zeigt die Anordnung in einer Auskleidung, bei welcher Hubschaufeisteine 1 und Zwischensteine
15 in Ofenlängsrichtung einander abwechseln. Die Ofenlkngsrichtung ist durch den Pfeil B angegeben.
Die Hubschaufeisteine 1 und die Zwischensteine 15 sind in Umfangsrichtung des Ofens, d. h. in Richtung
des Pfeils D, ebenfalls abwechselnd angeordnet. Fig. 8 zeigt, daß die Hubschaufeln 10 der Hubschaufeisteine
1 über die Zwischensteine 15 hinausragen. Ferner erkennt man anhand dieser Figur die Befestigung
der Steine an der Ofenwand 35.
Wenn die Auskleidung der Drehofenanlage im Bereich der Übergangszone T unter Verwendung der
Hubschaufeisteine hergestellt wird, ergibt sich ein sehr zufriedenstellender Wärmeübergangs weil die Kontaktoberfläche
mit den Lehmkörnern vergrößert ist. Die Wärmeübergangsfläche wird mit Hilfe von
Brenngasen erwärmtj welche im Gegenstrom zu den Lehmkörnern 6 von der Abgabeöffnung in Richtung
der Zuführöffming 4 strömen. Bei der Rotation der Drehöfen werden die Lehmkörner 6 so weit nach
oben angehoben, daß sie nicht frei herunterfallen und zerbrechen, sondern entlang der Wandung des Ofens
ίο relativ frühzeitig herunterrollen. Da die Seitenflächen
12, 13 der Hubschaufeisteine 1, 100 hinterschnitten sind, ergeben sich zwischen den Hubschaufeln 10,110
Halbtunnel, in denen die Lehmkörner mitgenommen werden. Es erfolgt jedoch relativ frühzeitig eine Frei
gäbe, sobald die Halbtunnel eine bestimmte Höhe erreicht haben.
Bei Verwendung einer Auskleidung der beschrie benen Art ergibt sich ein erheblich erhöhter Durchsatz
der Drehofenanlage. Dies ist anhand von Meßresultaten erkennbar, welche unter Verwendung von zwei
Drehofenanlagen ähnlicher Konstruktion, jedoch geringfügig unterschiedlicher Kapazität erzielt werden
konnten. Während der Monate April bis Juni wurde die Drchofenanlage I innerhalb der Übergangszone T
mit einer Auskleidung der beschriebenen Art versehen, während die Drehofenanlage II unverändert
blieb. Be! beiden Drehofenanlagen wurde dieselbe Art von Lehm verwendet. Die Versuche wurden derart
durchgeführt, daß unter Beibehaltung einer
jo gleichmäßigen Ausgangsqualität ein maximaler Durchsatz angestrebt wurde. In der folgenden Tabelle
sind die täglichen Durchsatzmengen in m3 während der Monate Januar bis Juni angegeben.
Ofen | Jan. | Febr. | März | April | Mai | Juni |
I II |
568 678 |
613 744 |
612 789 |
824 869 |
859 856 |
845 826 |
Anhand dieser Tabelle ergibt sich, daß der Mittelwert des Durchsatzes der beiden Ofenanlagen in den
ersten drei Monaten 598 und 737 m3 pro Tag betrug. In den folgenden drei Monaten ergaben sich hingegen
Mittelwerte von 843 und 850 m3/Tag. Bei der Ofenanlage
I ergab sich somit eine Durchsatzsteigerung von 41%, während bei der Ofenanlage II ein jahreszeitlich
bedingter Anstieg von 15% erzielt werden konnte. Dies bedeutet, daß ein Großteil der bei der
so Ofenanlage I festgestellten Kapazitätszunahme *uf
die Verwendung der vorgeschlagenen Auskleidung zurückzuführen ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Drehrohrmehrofenanlage zur Herstellung
von Blähton, mit einem langsam rotierenden Trockenofen und einem schnell rotierenden
Brennofen, die durch eine Übergangszone miteinander verbunden sind, wobei innerhalb der feuerfesten
Auskleidung der Übergangszone keramische Hubschaufeln angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Hubschaufeln
(10,110) in Ofenlängsrichtung in parallelen Reihen und in Umfangsrichtung auf Lücke
angeordnet sind, und daß die zur Ofeninnenseite liegenden Flächen (11) der keramischen Hubschaufeln
(10,110) einen trapezförmigen Umriß aufweisen, wobei die Parallelen parallel zur Ofenlängsrichtung
verlaufen und die an der kurzen Trapezseite endenden Stirnflächen (18) der keramischen
Hvibschaufeln (10, 110) schräg zur Radialen und hinierschneidungsfiei sich ersirekken.
2. Drehofenanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schrägen (12', 131)
des trapezförmigen Umrisses endenden Seitenflächen (12,13) der keramischen Hubschaufeln (10,
110) eben und um 2 bis 12", vorzugsweise 5 bis 10°, hinterschnitten verlaufen.
3. Drehofenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägen (12', 13")
des trapezff'Tiiigen Umrisses der keramischen
Hubschaufeln (10,110) mit der Trapezmittellinie einen Winkel (n) von 5 bis 35% bilden.
4. Drehofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, uaß die an der kurzen
Trapezseite endenden Stirnflächen (18) der keramischen Hubschaufeln (10, 110) mit deren
zur Ofeninnenseite hin liegenden Flächen (11) einen Winkel (ß) von 110 bis 130° bilden.
5. Drehofenanlage nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Ofenlängsrichtung
gemessene Breite der Basisteile (40 140) der keramischen Hubschaufeln (10, 110)
größer als deren entsprechende Breite ist.
ft. Drehofenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Basisteile
(140) der keramischen Hubschaufeln (110) etwa doppelt so groß ist wie die entsprechende Breite
von in Ofenlängsrichtung zwischen benachbarten Hubschaufeln angeordneten Zwischensteinen
(15).
7. Drehofenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlenden Zwischensteinen
(15) die Basisteile (140) der keramischen Hubschaufeln (110) über diese in Ofenlängsrichtung
um etwa den halben Abstand zweier benachbarter Hubschaufeln (110) voneinander hinausstehen.
K Drehofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen
Hubschaufeln (10) mit wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zu den keramischen Hubschaufelrt
(10) verlaufenden glätten Stäben (23, 24) aus warmfestem Stahl bewehrt sind.
Die Erfindung betrifft eine Drehrohrmehrofenanzur Herstellung von Blähton gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Es ist bei Drehrohrmehrofenanlagen anderer Gat- >
tung bekannt (DE-AS 869 468, US-PS 2 084 713), die keramischen Hubschaufeln derart zu gestalten, daß
verhältnismäßig stark hinterschnittene Taschen entstehen, in welchen das zu behandelnde körnige Rieselgut
verhältnismäßig weit hochgehoben wird und ίο dann aus verhältnismäßig großer Höhe auf die Restfüllung
im unteren Teil des Rohrofens zurückfällt. Für die Herstellung von Blähton besteht bei solchen Gestaltungen
der Hubschaufeln die Gefahr, daß die Materialkörner in den Taschen sich einerseits verklem-,nen
und andererseits durch den verhältnismäßig starken Aufprall nach dem Herausfallen aus den Taschen
zerspringen.
Bei Drehrohrmehrofenanlagen zur Herstellung von
Blähton wird das körnige Materialgut in dem langsam rotierenden Trockenofen von Umgebungstemperatur
i„_„^„„ „.,t -inn κ:«· Ann» /->
<>-...;; -♦ ..—Λ :·, Λ~- iΗλ«.,-
iuiiguuiii uui **\J\j ι/ίο ^>uu \_ ^i vruiuii uiiu in u^i t^iiy^i ~
gangszone in einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum von 15 bis 30 Minuten auf 1150 bis 1175° C erwärmt,
wonach in dem schnell rotierenden Brennofen das Brennen des Lehms erfolgt. Es ist daher erforderlich,
in dem Übergangsbereich für einen iröglichst guten Wärmeübergang von den keramischen Hubschaufeln
an das Materialgut zu sorgen. Andererseits folgt aus der besonderen Struktur der Blähtonkörner, daß diese
schonend behandelt werden müssen, damit sie nicht zerspringen.
Bei einer bekannten derartigen Drehrohrmehrofenanlage (DE-OS 2039 163) sind die keramischen
Hubschaufeln in Umfangsrichtung der Übergangszone hintereinander und in Ofenlängsrichtung auf
Lücke angeordnet. Jede keramische Hubschaufel weist einen an dem einen Ende ihres Basisteils keilförmig
zur Ofenachse hin vorspringenden Schaufelteil auf, dessen in Umfangsrichtung »eisende, bei der
Drehung des Ofens vorlaufende Stirnfläche etwa radial zur Ofenachse verläuft, so daß die zu behandelnden
Körner auf dieser Stirnfläche hochgehoben werden und in den Ofeninnenraum zurückfallen, wenn
die jeweiligen Stirnflächen nahezu senkrecht stehen.
Auch hier noch besteht daher die Gefahr, daß die an den vorlaufenden Stirnflächen der Hubschaufeln
hochgehobenen Materialkörner aus großer Höhe herunterfallen und durch den Aufprall zerstört werden
können. Außerdem ist bei dieser Gestaltung der Hubschaufeln bei gegebenem Durchsatz der Drehofenanlage
der Grad der Wärmeübertragung von den keramischen Hubschaufeln auf das herausstellende Gut
noch gering.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, hei gleichzeitig schonender Behandlung des zu erzeugenden
Gutes den Wärmeübergang zwischen den keramischen Hubschaufeln und dem zu erzeugenden Gut zu
verbessern und den Durchsatz der Drehofenanlage zu erhöhen.
Dies wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung erreicht.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der kera^ mischen Hubschaufeln gelangt das zu erzeugende Gut
mit einer Verhältnismäßig großen Oberfläche der
Hubschaufeln in Kontakt, so daß sich ein verhältnismäßig
guter Wärmeübergang ergibt, der zur Vergrößerung des Durchsatzes der Drehofenanlage führt. Da
die an der kürzeren Trapezseite der keramischen
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