DE2540792C3

DE2540792C3 - Drehrohrmehrofenanlage zur Herstellung von Blähton

Info

Publication number: DE2540792C3
Application number: DE2540792A
Authority: DE
Inventors: Harry Vanloese Kampstrup-Larsen (Daenemark)
Original assignee: Leca Trading & Concession Kopenhagen AS
Current assignee: Leca Trading & Concession Kopenhagen AS
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1979-06-21
Also published as: GB1517959A; ATA705175A; FR2284846B1; IE41679B1; FI752553A; DE2540792B2; CA1061548A; FI59165B; SE415798B; AT343527B; JPS5176309A; YU230275A; IT1047403B; DE2540792A1; LU73392A1; NO142763B; NL166537B; BR7505891A; AU8478175A; NO753118L

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.

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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.

Tabelle

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

Patentansprüche:

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

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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