DE2604667C3

DE2604667C3 - Drehherdofen

Info

Publication number: DE2604667C3
Application number: DE2604667A
Authority: DE
Inventors: John B. Pittsburgh Pa. Harell (V.St.A.)
Original assignee: Salem Corp
Current assignee: Salem Corp
Priority date: 1975-02-06
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1980-05-14
Also published as: GB1477621A; MX143983A; DE2604667B2; DE2604667A1; ZA76688B; US3998703A; CA1042831A; AU497509B2; AU1086976A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehherdofen zur gleichzeitigen Wärmebehandlung von mindestens zwei, festen oder flüssigen Materialien, enthaltend Bestandteile unterschiedlichen Flüchtigkeitsgrades, mit einem im oberen Bereich befindlichen Einlaß für ein Oxidationsmittel.

Aus der US-PS 38 5¹J 172 ist ein Drehherdofen der ebengenannten Art bekannt, bei der., der einstückige Drehherd mit einem Auslaß in der Drehachse ausgebildet ist. Um auf dem Herd in voneinander getrennten Reihen mehrere V/erkstoffe aufbringen zu können, sind im Peripheriebereich desselben mehrere w Zuführöffnungen für dieselben vorgesehen. Um die Werkstoffe während der Behandlung umwälzen zu können und gleichzeitig sie allmählich zum Auslaß liinzufördern. sind Leitschaufeln vorhanden, die die in den Reihen ankommenden Werkstoffe während der Drehung des Herdes seitlich versetzen. Auf diese Weise werden die in sämtlichen Reihen vorhandenen Werkstoffe dem im Zentralbereich angeordneten Auslaß zugeführt. Dadurch werden die anfänglich getrennt voneinander auf dem Herd angeordneten Werkstoffe ίο im Auslaß miteinander vermischt.

Dies isl in dem Fall nachteilig, wo zwar voneinander verschiedene Werkstoffe miteinander wärmebehandelt, aber hinterher wieder getrenni voneinander vorliegen sollen. ->^r>

Das gleichzeitige Aufbringen von verschiedenartigen Werkstoffen auf einer gemeinsamen Herdfläche hat auch /um Nachteil, daß die Werkstoffe zwangsweise gleichzeitig lang den Wärmebehandlungsprozeß durchlaufen und räumlich einander fest zugeordnet sind. fco

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehherdofen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die verschiedenen Werkstoffe jeweils einer individuellen Behandlung unterzögen werden können und nacih der Behandlung getrennt voneinander vorliegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Herd wenigstens zwei voneinander getrennte, konzentrische Herdabschnitte aufweist, die jeweils für sich antreibbar sind und mit separaten Zufuhröffnungen und Auslassen für die Materialien versehen sind.

Die Herdabschnitte ermöglichen eine getrennte Aufnahme, Behandlung und Abgabe der verschiedenen Materialien. Diese werden vornehmlich durch separate Zufuhröffnungen auf die Herdabschnitte aufgebracht, anschließend gewendet und schrittweise den Auslassen wieder zugeführt Dabei werden zum Wärmebehandeln der schwer flüchtige Bestandteile enthaltenden Werkstoffe Materialien verwendet, die leicht flüchtige Bestandteile aufweisen. Sind diese Materialien einmal auf eine gewisse Temperatur gebracht, so halten sie den Wärmebehandlungsprozeß durch die Abgabe und das Verbrennen der in ihnen enthaltenen leicht flüchtigen Be.tandteile aufrecht. Da die Werkstoffe während der Wärmebehandlung in einer im wesentlichen luftdichten Anlage gehalten werden, ist sichergestellt, daß die aufgebrachte Wärme den wärmezubehandelnden Werkstoffen auch wirklich zugeführt wird.

Durch die getrennten Herdabschnitte ist die Möglichkeit gegeben, die Materialien für verschieden lange Zeit in der Vorrichtung zu belassen. Auf diese Weise wird eine individuelle Wärmebehandlung der Materialien erreicht. Die Verweildauer der Materialien kann einerseits durch die Einstellung der Leiteinrichtungen und andererseits durch die Steuerung der Drehbewegung der Herdabschnh:e verändert werden. Natürlich ist es auch möglich, zur Erzielung einer besseren Mischwirkung während der Wärmebehandlung die verschiedenen Herdabschnitte gegeneinander rotieren zu lassen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Auslaß für den innen liegenden Herdabschnitt im Zentralbereich und der Auslaß für den außen liegenden Herdabschnitt im Peripheriebereich des Herdes vorgesehen ist. Bei einem /weiteiligen Herd dieser Art wird durch diese Anordnung der Auslässe erreicht, daß die Herdabschnitte und damit die darauf angeordneten Werkstoffe nah aneir, rider vorbeibewegt werden können. Dies ermöglicht eine sehr innige gegenseitige Beeinflussung der Werkstoffe untereinander während der Wärmebehandlung.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß in einem Zwischenraum zwis^ cn dem außen liegenden und dem innen liegenden Herdabschnitt ein zusätzlicher Auslaß vorhanden ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, daß auf einem der beiden Herdabschninc zusätzlich zu dem bereits vorhandenen Werkstolt noch ein weiterer Werkstoff getrennt vom ersten aufgebracht, wärmebe handelt und auch getrennt abgeführt werden kann.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der t.rfin dung anhand einer Zeichnung beschrieben Es zeigt

I 1 g. I einen Querschnitt durch einen Drehherdofen.

Fig. 2 eine Schnittansicht durch den in f 1 g. 1 gezeigten Drehherdofen gemäß der Linie 3-3 in F 1 g I.

Fig. 3 einen tcilweisen Querschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform eines Drehherdofens.

F1 g. 4 eine Schnittansicht durch den in F1 g. 3 gezeigten Drehherdofen gemäß der Linie V 5.

P i g. 5 eine Schnittansicht durch einen Drehherdofen, bei dem zwei Herdabschniüe entweder in der gleichen öder in der entgegengesetzten Richtung rotieren können,

Fig.6 eine schematische Darstellung der Hitzebestrahlung innerhalb eines Drehherdofens,

Fig.7 eine schematische Darstellung der Hitzeab-

strahlung innerhalb eines Drehherdofen, der im Herdboden eine Vertiefung aufweist, und

F i g. 8 eine schematische Draufsicht auf die versetzte Anordnung einer Vielzahl von konzentrisch zueinander angeordneten Reihen von Werkstücken auf einem Herd, der mit einem Schieber für die Werkstücke versehen ist.

In der Zeichnung ist ein Drehherdofen 10 gezeigt, der eine feststehende Decke II und Seitenwände 12 aufweist, die aus feuerfestem Material hergestellt sind. um der innerhalb des Ofens entstehenden Hitze widerstehen zu können.

!n Fig. 1 ist ein zweiteiliger Drehherdofen gezeigt, dessen beide Herdabschnitte mit den Bezugszeichen 17 und 18 versehen sind. Diese sind drehbeweglich auf Rollen 14 gelagert. Zusätzlich zu den Sand- oder Wassertassen 16 zwischen dem rotierenden Herd und den feststehenden Seitenwänden 12 ist eine ähnliche Dichtung IS vorhanden, die sich zwischen den beiden Herdabschnitten 17 und 18 erstreckt, um auch dort den Austritt von Wärme und Gasen aus dem Inneren der Vorrichtung zu verhindern.

In den Seitenwänden und in der Decke sind Filässe 20 zum Einführen eines Oxidationsmittels, wie z. B. Luft oder Sauerstoff in die Anlage vorhanden. Der F i g. 1 kann entnommen werden, daß sich im Mittelbereich des Herdes eine zentrale Auslaßöffnung 21 befindet, die zu einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung 22 führt. Diese kann als sich drehender Tisch mit einem darüber (eststehend angeordneten Flügel ausgebildet sein, der jo das im zugeführte Material nach außen einer Aufnahme zuführt. In den Seitenwänden 12 ist ein Seitenauslaß 23 vorhanden, der von einer Öffnung in den Seitenwänden zu einer nicht gezeigten Aufnahme führt.

Durch die Decke erstrecken sich in Abständen j-, zueinander Zuführschütten 24, die in der Decke selbst montiert sind und dazu dienen, auf den Boden des Herdes Werkstoffe aufzubringen. Die Aufschütthöhe der Werkstoffe auf dem Herd kann durch Einstellen des unteren Endes der Zuführschütten bezüglich des Bodens des Herdes b-stimmt werden. In der Decke sind weiterhin noch Krählarme 26 angebracht. Jeweils Gruppen dieser Krählarme 26 befinden sich so über dem Boden des Herdes, daß sie in Eingriff geraten mit auf dem Boden cies Herdes vorhandenen Materialien 27. 4 j Die Werkstoffe werden dadurch umgewälzt und gleichzeitig i.v den voiher erwähnten A islaßöffnungen hin gefördert. Ks ist deutlich zu erkennen, daß für jeden der Zuführschütten 24 eine Gruppe von Rührstäben vorgesehen ist. ^o

In F 1 g. 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt. Der Herd \>:l dort so konstruiert, daß drei getrennte und abständlich voneinander angeordnete Reihen von Materialien 28 möglich sind. Um die Materialien in aneinander getrennten Reihen zu halten, kann ein 5> Leitblech 29 am Boden des Herdes vorgesehen werden. Durch das Dach erstrecken sich Zuführschütten 24. Gruppen von Rührstäben 26 sind ebenfalls am Dach angebracht.

Zusätzlich zu der seitlichen Auslaßöffnung 23 und zu t>o der mittleren Auslaßöffnung 21 ist eine dazwischenliegende Auslaßöffnung 30 vorhanden, die im Boden des Herdes gebildet ist und zu einem drehbaren Werkstoffaufnahmetisch 32 führt, Die darauf angebrachten Materialien werden mit Hilfe eines feststehenden, über dem Tisch angeordneten, Flügels 32 entfernt und vom Tisch nach außen befördert. Ein ähnlicher Tisch 33 ist unter der zentralen Auslaßöfinung 21 vorhanden. Die in den Fig. I, 2 und 4 gezeigten Herde können mit Hilfe bekannter Antriebe für den Betrieb der Ofenanlage in Drehung versetzt werden.

In F i g. 8 der Zeichnung ist eine weitere Ausführungsform dargestellt Für die Halterung des Herdes ist ein Rahmenwerk vorgesehen. Die in Fig.9 gezeigte Vorrichtung ist dafür geeignet, um feste Werkstücke, wie zum Beispiel Stahlblöcke oder Brammen zu verarbeiten. Die zu behandelnden Werkstücke sind mit dem Bezugszeichen 35 gekennzeichnet. Sie sind in zueinander konzentrischen, voneinander abständlichen Reihen angeordnet, wobei jeweils die Werkstücke einer Reihe versetzt sind zu den Werkstücken der anderen Reihe. Ein durch einen Antrieb 37 in Bewegung versetzbarer Schiebearm 36 kann benutzt werden, um die Werkstücke auf dem Boden des Herdes anzuordnen oder nach der entsprechenden Wärmebehandlung zu entfernen. Der in Fig. 9 gezeigte Herd wird in der vorbeschriebenen Weise gedreht, aber anstatt ihn kontinuierlich wie die anderen Herde in Drehung zu versetzen, sind Vorkehrungen geschaffen um den Herd in seiner Drehbewegung abzustoppen, bi.rern der Herd mit Werkstücken beladen oder bereits darauf angeordnete Werkstücke nach eine Wärmebehandlung davon entfernt werden soll. Eine der voneinander entfernen Reihen von Werkstücken auf dem Herd enthält genügend ieicht flüchtige Bestandteile, die bei einer Wärmebehandlung den Werkstücken entströmen, wobei die innerhalb der Herdanlage sich vollziehende Wärmebehandlung durch die Verbrennung der entströmenden, leicht flüchtenden Bestandteile mit einem Oxidationsmittel entstehen, das durch öffnungen dem Inneren der Anlage zugeführt v. ird.

Die schematischen Zeichnungen in Fig. 6 und 7 geben einen Überblick darüber, wie die innerhalb der Anlage entstehende Wärme vom Dach und den Seitenwänden des Ofens zu der benachbarten Reihe innerhalb des Herdes gelangt. In F i g. 6 der Zeichnung ist eine Reihe mit einem Material 38, sowie eine Reihe mit einem Material 28 gezeigt. Der Werkstoff 38 ist so geartet, daß er bei Wärmeeinwirkung leicht fluchtige Bestandteile abgeben kann. Diese Bestandteile steigen zum Dach der Anlage hoch und vermischen sich doi· mit einem Oxidationsmittel, z. B. mit Luft oder Sauerstoff, das durch die Einlaßöffnungen 20 in das Innere der Anlage eingeführt wird. Die Bes'indteile jnd das Oxidationsmittel verbrennen in diesem Bereich der Anlage.

Die in dem oberen Bereich der Anlage sich entwickelnde Wärme wirkt zurück auf die Werkstoffe der benachbarten, konzentrisch angeordneten Reihe oder Reihen, um die dort vorhandenen Werkstoffe wärmezubehandeln. Statt kornförmigen Materials, das. wie in F i g. 6 gezeigt ist, bei Wärmeeinwirkung leicht flüclitigt Bestandteile abgibt, kann in der Vorrichtung auch ein Fluid, z. B. Öl verwendet werden, das in der gleichen Weise wirkt, wie der :n F i g. 6 gezeigtt. leicht flüchtige Bestandteile abgebende Werkstoff. Für die Aufnahme des Öls kann im Boden des kreisförmigen Herdes eine Vertierng 39 vorgesehen werden. Die in den Figo und 7 vorhandenen Pfeillinien deuten die Ausbreitrichtung der Wärme innerhalb der Anlage an.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Diejenigen Werkstoffe, die keine flüchtigen Bestandteile oder im wesentlichen keine flüchtigen Bestandteile aufweisen und die wäffriebeha idelt werden sollen, werden innerhalb des Herdes in wenigstens einer festgelegten, getrennten Reihe angeordnet. Diejenigen Werkstoffe,

die bei Hitzeeinwirkung leicht flüchtige Bestandteile aufweisen, werden ebenfalls auf die Oberfläche des Herdes aufgebracht, und zwar in einer getrennten, und abständlichen Reihe. Zu Beginn der Behandlung wird innerhalb der Anlage eine Ärbeitstemperatur mit Hilfe von Brennern hergestellt, die im Dach oder in den Seitenwänden der Anlage montiert sind. Die am Dach montierten Rührstäbe erstrecken sich mit ihren Enden bis in die Nähe des Bodens des Herdes und sind so angeordnet, daß sie mit der ihnen zugewiesenen Werkstoffreihe in Eingriff kommen, um die Werkstoffe zu wenden und gleichzeitig den Auslaßöffnungen zuzuführen. Hat die Temperatur innerhalb der Anlage einen solchen Grad erreicht, daß die Werkstoffe von sich aus ihre leicht flüchtigen Bestandteile abgeben, dann können die Brenner ausgeschaltet werden. Die leicht flüchtigen Bestandteile mischen sich mit einem Oxidationsmittel, z. B. mit Luft oder Sauerstoff, das in cieii oberen Bereich ucT Anläge eingeführt Vvürdc üfid verbrennen innerhalb dieses Bereiches der Anlage. Die dadurch entstandene Hitze setzt weitere, leicht flüchtige Bestandteile frei, so daß sich dieser Vorgang kontinuierlich wiederholt, bis im wesentlichen alle leicht flüchtigen Bestandteile der Werkstoffe freigesetzt und verbrannt sind. Der Herd wird dazu natürlich in Drehung versetzt, wodurch die RUhrstäbe in Eingriff kommen mit den Werkstoffen, und diese den in ihnen zugedachten Auslaßöffnungen zuführen. Der in Fig. 1 gezeigte mehrere Abschnitte umfassende Herd kann gleichsinnig in Drehung versetzt werden, er kann jedoch wenn dies e~wünschter ist, gegensinnig zueinander angetrieben werden, wie dies in Fi g. 5 der Zeichnung gezeigt ist. In diesem Fall muß jedoch bei der gegensinnigen Rotation der Herdabschnitte die Stellung der Rührsläbe geändert werden, wie dies in F i g. 5 der Zeichnung angedeutet ist. Wenn beide Herdabschnitte 17 und 18 im Uhrzeigersinn rotieren, dann nimmt die Zuführschütte 24 für den inneren Herdabschnitt 18 die in vollen Linien gezeigte Stellung in F ί g. 5 der Zeichnung ein, während wenn der innere Herdabschnitt entgegen dem Uhrzeigersinn sich dreht, dann nimmt die Zuführschütte 24 die gestrichelt gezeigte Position ein.

Bei der in Fig.8 gezeigten Vorrichtung ist vorteilhaft, daß die wäfmezubehandelnden Gegenstände auf den Herd mit Hilfe der gezeigten mechanischen Ladevorrichtung aufgebracht werden. Die Gegenstände werden so in abständlich voneinander liegenden Reihen und versetzt zueinander angeordnet, daß die mechanische Ladevorrichtung volle Bewegungsfreiheit hat. Die Gegenstände zumindest einer der beiden Reihen enthalten leicht flüchtige Bestandteile, die bei Wärmeeinwirkung sich freisetzen und bei einer einmal erreichten Temperatur in der vorher beschriebenen Weise den Wärmebehandlungsvorgang so lange fortsetzen, bis die wärmezubehandelnden Teile ausreichend bearbeitet sind. Nach Vollendung der Bearbeitung iirnrrlnn rim ΠηΓτηπίΊΟ rt/Ίΰ ΙίΟΠ rle±m QaHaiI /Ί AC 1-IaI¹Z¹IaC

entfernt und gegen neue, unbehandelte Gegenstände ausgetauscht. Wenn die Anlage einmal die erwünschte Temperatur erreicht hat, bewirkt das kontinuierliche Ausströmen der leicht flüchtigen Bestandteile aus den Werkstoffen eine kontinuierliche Verbrennung der Bestandteile in dem oberen Bereich der Anlage, während über den zu behandelnden Werkstoffen eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten bleibt. In dem >ⁿill, wo die die leicht flüchtigen Bestandteile enthaltenden Werkstoffe nicht genügend leicht flüchtige Bestandteile enthalten, um eine ausreichende Wärmebehandlung sicherzustellen, kann sitf geeignete Weise z. B. mit Hilfe von Brennern zusätzliche Hitze der Anlage zugeführt werden. Diese Brenner können vorteilhafterweise im Dach des Herdes angeordnet sein. Es ist jedoch klar, daß wenn einmal die Vorrichtung in Gang gesetzt und die erwünschte Temperatur erreicht wurde, daß dann das weitere Verfahren von selbst abläuft.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehherdofen zur gleichzeitigen Wärmebehandlung von mindestens zwei, festen oder flüssigen Materialien, enthaltend Bestandteile unterschiedlichen Flüchtigkeitsgrades, mit einem im oberen Bereich befindlichen Einlaß für ein Oxidationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd (13) wenigstens zwei von einander getrennte, konzentrische Herdabschnitte (17, 18) aufweist, die jeweils für sich antreibbar sind und mit separaten Zufuhröffnungen (24) und Auslassen (21, 23, 30) für die Materialien versehen sind.

2. Drehherdofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (21) für den innen liegenden Herdabschnitt (18) im Zentralbereich und der Auslaß (23) für den außen liegenden Herdabschnitt (17) im Peripheriebereich des Herdes (13) vorgesehen ist.

3. Drehherdofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichric, daß in einem Zwischenraum zwischen dem außen liegenden und dem innen liegenden Herdabschnitt (17, 18) ein zusätzlicher Auslaß (30) vorhanden ist.

25