DE3119451C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B13/00—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type, of type in which segmental kiln moves over stationary charge
- F27B13/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of this type
- F27B13/12—Arrangements of heating devices
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- Cookers (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben
des Rauchgas-Abzugssystems in sogenannten Ringkammeröfen
zum Brennen von Kohleblöcken für die elektrothermische
und metallurgische Industrie, sowie die Installierung
eines besonderen Ventilators zur Durchführung des
Verfahrens.
Zur Hitzebehandlung - zum Brennen - von Kohleblöcken, die zur Ver
wendung in der elektrothermischen und elektrometallurgischen
Industrie hergestellt werden, sind Spezialöfen im Einsatz. Die
Kohleblöcke werden aus einer Mischung aus zerstoßenem Koks
und/oder Anthrazit hergestellt, zu dem in wechselnden Mengen
Pech oder Teer als Bindemittel zugegeben wurde. Bei Raumtem
peratur ist diese Mischung steif. Beim Erhitzen bis auf 120°C
wird sie jedoch weich, wobei Teerdämpfe abgegeben werden, und
nach längerem Erhitzen bei einer Maximaltemperatur bis zu
1300°C wird die Paste hart. Die Verhältnisse der verschiedenen
eingesetzten Rohmaterialien variieren in Abhängigkeit von der
Verwendung, für die das Kohleerzeugnis bestimmt ist, und die
Temperaturführung während des Brennens oder Backens wird so
gewählt, daß die Verhältnisse auf die herzustellenden Kohle
blöcke abgestimmt sind. Die eben genannten Parameter sind für
die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung.
Die Kohleblöcke oder Kohlekörper, die für das Brennen in einen
Ofen gegeben werden, werden oft als "grüne Kohle" bezeichnet,
wobei das Wort "grün" darauf hinweist, daß sie "noch nicht
reif" sind. Sie werden durch Pressen oder Vibrationsverdichtung
erzeugt. Diese grünen Kohlen sind oft von beträchtlicher Größe.
So können zum Beispiel Kohlenstoffkathoden zur Verwendung in
elektrolytischen Reduktionszellen für die Herstellung von Alu
minium Abmessungen von 700 mm×900 mm×4000 mm aufweisen
und bis zu etwa 4 Tonnen wiegen. Es ist klar, daß derartige
Körper verformt werden, wenn sie erhitzt werden und dabei eine
Erhitzungszone passieren, in der sie erweichen, es sei denn,
daß zur Verhinderung dieser Deformierung besondere Vorkehrungen
getroffen werden. Aus diesem Grund werden die grünen Kohlen
in großen (tiefen) Ofenschächten angeordnet, die aus feuer
festem Material hergestellt sind, wobei der Zwischenraum zwischen
den grünen Kohlen und den Schachtwänden mit Koksklein (Pac
kungskoks) gefüllt wird. Dieser feine Koks schützt die grünen
Kohlen auch gegen Verbrennung.
Üblicherweise wird eine gewisse Anzahl von kleinen Schächten
eng nebeneinander angeordnet, und von einer gemeinsamen iso
lierenden Wand aus feuerfestem Ziegel umgeben. Diese Anhäufung
von Schächten wird eine Kammer genannt. Die Wände zwischen
den Schächten und um sie herum sind aus Hohlziegeln hergestellt,
durch die die heißen Rauch- oder Verbrennungsgase geleitet werden.
Diese Gase werden von unten dem Boden der Schächte zugeführt
und dann weiter durch die Kanäle in den Wänden aufwärts ge
leitet, und treffen sich dann in einem gemeinsamen Raum über
den Schächten. Der Raum über den Schächten ist mit einem Dec
kel oder Dach abgedeckt, das entfernt wird, wenn Kohleblöcke
eingesetzt oder aus den Schächten entnommen werden.
Der Deckel über den Schächten bedeckt auch die Öffnung, durch
die die Rauchgase in die nächste Kammer weiterströmen. Während
die Schächte in jeder Kammer bezüglich des Flusses des Brenn
gases parallel angeordnet sind, sind die Kammern hintereinander
geschaltet, das heißt in einer Ring-Verbindung. Ein Ofen
dieses Typs zum Brennen von Kohleblöcken oder für die ähnliche
Behandlung anderer Körper so wie zum Beispiel feuerfester
Ziegel ist ein sogenannter Ringkammerofen. Die äußere Form
eines solchen Ofens ist häufig rechteckig und kann bis zu
120×15 m messen.
In den größten Ringkammeröfen können verschiedene "Feuerzonen"
oder "Brennzonen" gleichzeitig betrieben werden. Jede Brennzone
besteht aus einer Reihe von Kammern, in denen die Temperatur
nach einem vorgegebenen Programm reguliert wird. Die ersten
Kammern weisen eine niedrige Temperatur auf, und sind von
Kammern gefolgt, die eine höhere Temperatur aufweisen, und
zum Abschluß sind die Kammern angeordnet, die abkühlen oder die
geöffnet wurden, um die Kohleblöcke zu entnehmen. Wenn die
Brennzone weiter verlegt wird, durchläuft jede Kammer somit
dasselbe Zeit- und Temperaturprogramm.
Da alle diese Kammern dasselbe Temperaturprogramm durchlaufen,
muß für jede Kammer eine Wärmequelle vorgesehen sein, die üb
licherweise als Ölbrenner ausgebildet ist. Die Weiterverlegung
der Brenn- oder Feuerzone erfolgt dadurch, daß der oder die
Ölbrenner von einer Kammer zur nächsten weiterbewegt werden.
Das Zeitintervall zwischen derartigen Bewegungen wird als Feuer
verlegungszyklus bezeichnet, und gibt an, welche Kapazität
der Ofen hat. Jede Kammer muß weiterhin die Möglichkeit aufwei
sen, mit einem Abgassystem verbunden zu werden, mit dem eine
Kammer dann verbunden wird, wenn sie die letzte in der Brenn-
oder Feuerzone ist. Das wird üblicherweise dadurch bewirkt,
daß ein Rohrabschnitt der letzten Kammer in der Feuerzone
mit einem entsprechenden kurzen Abschnitt einer Rohrabzweigung
verbunden wird, die an einem Abgaskanal vorgesehen ist, der
um den Ringkammerofen herumläuft. Dieser Abgaskanal wird
auch als Abzugs-Ringleitung bezeichnet, und ist mit einem Ven
tilator verbunden, der die Abgase aus dem Ofen abzieht. Der
Rohrabschnitt, der dazu verwendet wird, die letzte Kammer der
Feuerzone mit der Abgas-Leitung zu verbinden, wird auch
Elefant genannt, weil er in einer früheren Ausführungsform
ähnlich wie ein Elefant aussah. Bevor die Rauchgase
den Ventilator erreichen, passieren sie ein Filter, das Teer
dämpfe und Kohlenstaub entfernt, bevor die Abgase durch den
Schornstein in die Atmosphäre abgelassen werden.
Luft für die Ölbrenner wird durch den Abgasventilator ange
saugt. Die Luft strömt in das System ein, in dem das Dach
der Kammer, die gerade geleert wird, an einer Seite ein wenig
angehoben ist. Die Luft wird durch diese Kammer in die anderen
Kammern bis zu dem Ölbrenner gesaugt. Auf diese Weise werden
die Kammern und die Kohleblöcke gekühlt, während die Luft
erhitzt wird.
Indem die Abgase aus den Kammern mit den Ölbrennern abgezogen
und des weiteren durch die Brennzone geleitet werden, werden
die Kohlekörper oder -blöcke erhitzt und die Teerdämpfe aus
den Bindemitteln werden abgetrieben.
In seiner üblichen Ausführungsform weist ein Ringofen der be
schriebenen Art bestimmte Nachteile auf.
Der Zug in der Feuerzone kann grob mit Hilfe eines Schiebers
oder eines Klappenventils in dem Elefant reguliert werden,
aber da die Zonen, wie bereits erwähnt, mit derselben Abgas-
Ringleitung verbunden sind, beeinflussen sie sich gegenseitig,
wodurch einer individuellen Einstellung deutliche Grenzen ge
zogen sind.
Infolge der großen Dimensionen eines Ringkammerofens sowie
der Länge des Abgaskanals kommt es zu einem großen Druckabfall.
Je älter der Ofen ist, desto geringer wird ferner der Quer
schnitt des Abgaskanals, da sich in ihm eine Schicht Kohle
staub und Teer aus den grünen Kohlen absetzt, die immer dicker
wird. Der Abgasventilator muß daher einen starken Unterdruck
erzeugen, um für den gewünschten Abgaszug für den Rauch zu
sorgen. Ein derartiger hoher Unterdruck führt wiederum dazu,
daß Undichtigkeiten entstehen, durch die Falschluft in die
Ringleitung gelangt, zum Beispiel aus den zahlreichen Verbin
dungsabzweigungen für die "Elephanten"-Rohrabschnitte, die
nur sehr schwierig so dicht zu verschließen sind, wie wünschens
wert wäre.
Infolge all dieser Falschluft muß die Gaswaschanlage dafür
ausgelegt werden, ein größeres Gasvolumen zu verarbeiten als
eigentlich nötig wäre.
In der DE-OS 25 19 738 sind Verfahren zur Verbesserung
des Ofenbetriebs sowie die dafür erforderlichen
Veränderungen am Ofen beschrieben, wobei die gereinigten
Verbrennungsgase zusammen mit Luft als Spülgas über Zweig
leitungen im Kühlbereich wie der in den Ringofen geleitet
werden.
Der Anmelder weist auf die Tatsache hin, daß während des
Vorerhitzens der grünen Kohlen große Mengen an Teerdämpfen
abgetrieben werden, und daß diese brennbar sind. Sie können
sich an Stellen entzünden, wo es nicht gewünscht ist, was
dazu führt, daß beim Brennen der Kohlekörper unkontrollierte
Temperaturen auftreten. Der Anmelder schlägt vor, das dadurch
zu verhindern, daß ein Teil der Rauchgase aus dem
Abzugsventilator zurück in die Kammern geführt werden, und
zwar in der Form eines Spülgases, aus dem die Teerdämpfe
vorher entfernt wurden.
Um dieses Verfahren durchzuführen, muß der Ofen mit einer
besonderen Ringleitung versehen werden, damit das Spülgas den
Kammern zugeführt werden kann, wo es erforderlich ist, das
heißt gemäß der oben genannten Patentanmeldung, zu der
Kammer, in die frische Kühlluft eingeführt wird.
Das Verfahren gemäß der DE-OS 25 19 738 erfordert die
Installierung einer besonderen Ringleitung. Außerdem weist
das zurückgeführte Gas einen hohen Sauerstoffgehalt auf, der
aus der angesaugten Falschluft stammt.
Aus der DE-OS 27 19 368 ist ein Verfahren zum Betreiben eines
Ringofens zum Brennen von Kohlekörpern bekannt, das darin
besteht, daß ein Teil der Rauchgase zusammen mit Falschluft
über bewegliche Verbindungsorgane mit eingebautem Ventilator
in die letzte geschlossene Abkühlungskammer wieder eingeführt
wird.
Die bekannten Anlagen gestatten es nicht, den Zug in den
einzelnen Brennzonen individuell zu regeln.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde
ein Verfahren zur Steuerung des Zuges in einem Ringkammerofen
zum Brennen von Kohleblöcken anzugeben, das es erlaubt, jede
Brennzone individuell zu regeln und gleichzeitig die Menge an
Falschluft zu vermindern, was wiederum mit weiteren Vorteilen
verbunden ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß erfindungsgemäß in jeder
einzelnen Brennzone der Unterdruck individuell erzeugt und
steuerbar ist, kann ein optimaler Zug in jeder Brennzone
eingestellt werden. Weitere vorzugsweise Ausführungen des
Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 und 3 dargelegt.
Die Ansprüche 4 und 5 geben vorteilhaft gestaltete
Ringkammeröfen zur Durchführung des Verfahrens an.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die
Erfindung genauer dargestellt, insbesondere wie ein
Ringkammerofen betrieben wird. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kammer in einem
Ringkammerofen in perspektivischer Ansicht.
Fig. 2 den Weg des Rauchgases in einem Ringkammerofen.
Fig. 3 den Weg des Rauchgases in einer Feuerzone im Schnitt.
In Fig. 1 ist eine leere Brennkammer (nach Abnahme des Deckels)
gezeigt, die fünf Schächte (1) enthält. In den Schachtwänden
sind Rauchgaskanäle (2) angeordnet, durch die die Rauchgase
zum Boden der Kammern (3) geleitet werden, von wo sie
durch Feuerkanäle (4) über die nächste Kammer geleitet werden.
Außerhalb der Kammer ist neben jeder Trennwand (5) zwischen den
Kammern ein Abzug (6) angeordnet, der mit einer Verbindungs
abzweigung (7) an der Rauchgas-Ringleitung verbunden werden
kann.
Fig. 2 zeigt einen Ringkammerofen mit zwei Brennzonen.
In jeder Brennzone gibt es Brennkammern, die sich in verschie
denen Stadien befinden.
Mit Bezugszeichen
(8) ist eine Kammer bezeichnet, deren Deckel angehoben und
auf Klötze gestellt wurde, wodurch Luft eingesaugt werden
kann, wodurch die Kammern gekühlt werden und die Luft
vorerhitzt wird, bevor sie die Brenner erreicht.
Mit Bezugszeichen
(9) ist eine Kammer bezeichnet, deren Deckel sich in einer
solchen Lage befindet, daß sie oben geschlossen ist,
so daß die Luft aus (8) durch die Schachtwände und über
die nächste Kammer gezogen wird.
Bezugszeichen
(10) bezeichnet eine Kammer, in der die Ölbrenner in den
Feuer- oder Flammkanälen in Betrieb sind.
Bezugszeichen
(11) bezeichnet Kammern, durch die die Rauchgase abgesaugt
werden.
Bezugszeichen
(12) bezeichnet eine offene Kammer mit abgedeckten Feuer
kanälen, aus denen die Rauchgase aus der Brennzone
in die Rauchgas-Ringleitung (15) abgezogen werden.
Bezugszeichen
(13) bezeichnet offene Kammern. In diesen Kammern werden die
gebrannten Kohlen entfernt und grüne Kohlen nachgeladen.
Bezugszeichen
(14) bezeichnet den Elefanten, das heißt das Verbindungs
stück zwischen der Kammer und der Rauchgas-Ringleitung
(15).
Bezugszeichen
(15) bezeichnet die Rauchgas-Ringleitung und
(16) den Abzugs-Ventilator.
Die Waschanlage und der Schornstein sind nicht gezeigt.
Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms einen Schnitt durch den
Weg, der von den Rauchgasen in einer Brennzone durchlaufen
wird.
Die Luft (17) tritt in die Kammer ganz links auf der Zeichnung
ein, wird durch die Schachtwände gesaugt, dann unter dem
Boden des Schachtes und anschließend aufwärts in den Feuer
kanal, dann durch eine Kammer, die durch einen Deckel (18)
abgeschlossen ist, zu der nächsten Kammer, wo den Brennern (19)
Öl zugeführt wird. Die Rauchgase strömen durch die anschlie
ßenden abgedeckten Kammern weiter, bis sie durch den Elefanten
(14) und aus diesem in die Rauchgas-Ringleitung gesaugt werden,
die wie in der Zeichnung gezeigt, mit einem Abzugsventilator (16
verbunden ist.
Auf der Zeichnung ist ferner zu sehen, daß außerhalb der
Kammer Rohrabzweigungen (21) vorgesehen sind, um die Rauchgas-
Ringleitung mit den Kammern zu verbinden, wenn die Brennzone
weiterverlegt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Elefant (14)
mit einem Ventilator (20) versehen.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß dieser Ventilator
(20) sich nicht mit Teer und Staub zusetzt. Es ist jedoch nötig,
dafür zu sorgen, daß die Temperatur nicht zu weit absinkt, und
zwar nicht unter 50°C. Da trotzdem gelegentlich eine Reinigung
des Ventilators erforderlich ist, sollte ein Ersatzventilator
bereitstehen.
Ein weiterer Grund für die Bereitstellung eines Ersatzventi
lators ist, daß man einen Ventilator in Betrieb halten sollte,
bevor man den ersten abschaltet, wenn der Rauchgas-Zug von
einer Kammer zur nächsten weiterverlegt wird. Infolge des ge
ringen Unterdrucks könnte es sonst leicht dazu kommen,
daß Rauchgase an unerwünschte Orte vordringen könnten.
Indem die Geschwindigkeit des Ventilators (20) eingestellt wird,
sowie gegebenenfalls auch noch durch einen Schieber oder ein
Klappenventil im Elefanten, kann jede Brenn- oder
Feuerzone unabhängig von jeder anderen geregelt werden.
Es ist außerdem nicht länger erforderlich, einen derart hohen
Unterdruck aufrechtzuerhalten wie bisher, um die Rauchgase
dazu zu bringen, durch die Brennzone zu strömen. Außerdem wird
infolge des geringeren Unterdrucks - weniger Falschluft
in die Rauchgas-Ringleitung gesaugt, was wiederum die Belastung
des Ventilators und des Gaswäschers vermindert. Da das Gas
volumen vermindert wird, können auch die Dimensionen dieser
Baugruppen vermindert werden, wodurch Energie für ihren Betrieb
eingespart wird.
Indem die Emission von Rauchgasen aus dem Ofen und dem Schorn
stein vermindert wird, wird die Atmosphäre der Anlage in ihrer
unmittelbaren Umgebung in den Betriebsräumen verbessert und
auch die Außenluft weniger verschmutzt.
Die verbesserte Möglichkeit, den Zug in der Heizzone bzw. Brenn
zone zu steuern, erleichtert auch die Automatisation einer
solchen Anlage.
Alle genannten Vorteile werden durch eine vergleichsweise
geringfügige Investition erzielt, wie sie zur Installation
von Ventilatoren im Elefanten erforderlich sind.
Claims (5)
1. Verfahren zur Steuerung des Zuges in einem Ringkammerofen
zum Brennen von Kohleblöcken mit einem von Brennzone zu
Brennzone wandernden und diese mit einer mit einem
Abzugsventilator (16) versehenen Rauchgas-Ringleitung (15)
verbindenden Elefanten (14), dadurch gekennzeichnet, daß der
Unterdruck in jeder Brennzone individuell und steuerbar
erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck in der Rauchgas-Ringleitung (15) in einer
Entfernung von etwa einem Meter nach der Einmündung des
Elefanten (14) zwischen der letzten Kammer der Brennzone und
der Ringleitung (15) bei etwa 5-10 mm Wassersäule unter
Atmosphärendruck gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck in der gemeinsamen Rauchgas-Ringleitung (15)
durch den üblichen Abzugsventilator (16) bei 1-2 mm
Wassersäule unter Atmosphärendruck gehalten wird.
4. Ringkammerofen zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 mit einem von Brennzone zu Brennzone wandernden
und diese mit einer mit einem Abzugsventilator (16)
versehenen Rauchgas-Ringleitung (15) verbindenden Elefanten
(14), dadurch gekennzeichnet, daß im Elefanten (14) ein in
der Brenn- oder Heizzone einen Zug erzeugender und die Abgase
in die gemeinsame Rauchgas-Ringleitung (15) blasender
zusätzlicher Ventilator (20) angeordnet ist.
5. Ringkammerofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zum Ventilator (20) im Elefanten (14) ein
einstellbarer Schieber oder ein Klappenventil vorgesehen ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO800363A NO145027C (no) | 1980-02-12 | 1980-02-12 | Fremgangsmaate og anordning for styring av trekken i et brennkammer under steking (kalsinering) av karbonlegemer i en ringkammerovn |
AU70009/81A AU7000981A (en) | 1980-02-12 | 1980-04-30 | Method of baking carbon bodies in a ring chamber furnace |
AU70008/81A AU7000881A (en) | 1980-02-12 | 1981-04-30 | Method of controlling the draught in a baking chamber |
DE19813119451 DE3119451A1 (de) | 1980-02-12 | 1981-05-15 | "verfahren zur steuerung des zuges in einer brennkammer waehrend des brennens von kohlebloecken in einem ringkammerofen" |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3119451A1 DE3119451A1 (de) | 1982-12-09 |
DE3119451C2 true DE3119451C2 (de) | 1993-04-29 |
Family
ID=47560378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813119451 Granted DE3119451A1 (de) | 1980-02-12 | 1981-05-15 | "verfahren zur steuerung des zuges in einer brennkammer waehrend des brennens von kohlebloecken in einem ringkammerofen" |
Country Status (3)
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AU (2) | AU7000981A (de) |
DE (1) | DE3119451A1 (de) |
NO (1) | NO145027C (de) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
WO1991019147A1 (en) * | 1990-05-29 | 1991-12-12 | Alcoa Of Australia Limited | Method and apparatus for control of carbon baking furnaces |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2519738C2 (de) * | 1975-05-02 | 1986-09-18 | Ludwig Riedhammer GmbH, 8500 Nürnberg | Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden oder Kohlenstoffsteinen, sowie Ringofen zur Druchführung des Verfahrens |
IT1073727B (it) * | 1976-05-05 | 1985-04-17 | Elettrocarbonium Spa | Perfezionamento nei forni continui ad anello per la cottura o ricottura di materiali carboniosi |
-
1980
- 1980-02-12 NO NO800363A patent/NO145027C/no unknown
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-
1981
- 1981-04-30 AU AU70008/81A patent/AU7000881A/en not_active Abandoned
- 1981-05-15 DE DE19813119451 patent/DE3119451A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3119451A1 (de) | 1982-12-09 |
AU7000981A (en) | 1982-11-04 |
AU7000881A (en) | 1982-11-04 |
NO145027B (no) | 1981-09-14 |
NO800363L (no) | 1981-08-13 |
NO145027C (no) | 1981-12-28 |
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DE3530991C2 (de) | ||
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