DE3413525C2 - Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl und Verfahren für seinen Antrieb - Google Patents
Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl und Verfahren für seinen AntriebInfo
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Abstract
Ein Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl, der an der Rohmehl-Einlaßseite des Drehrohrofens einen Suspensions-Vorerhitzer mit einem Calcinierofen aufweist, enthält einen mit feuerfesten Materialien ausgekleideten Ofenkörper, eine Tragvorrichtung für den Ofenkörper, die gegen die Horizontale in geringem Maße geneigt ist, und eine Drehvorrichtung, die dazu dient, den Ofenkörper auf der Tragvorrichtung mit einer veränderlichen Drehzahl um seine Achse herumzudrehen, wobei die Neigung der Achse des Ofenkörpers in einem Bereich von 1,5% bis 3,5% liegt und die maximale Drehzahl des Ofenkörpers in einem Bereich liegt, der durch die folgende Gleichung: N = (0,2 bis 0,4) · 42,3/D1/2 wiedergegeben wird, wobei N (in U/min) die maximale Drehzahl des Ofenkörpers und D (in m) der Innendurchmesser der feuerfesten Materialien in der Granulierzone des Drehrohrofens ist, wodurch die Granulierung des Zementrohmehls in dem Drehrohrofen verbessert wird.
Description
spielsweise mittels einer Fördervorrichtung 16 ausgetragen. Die überschüssige Luft in der Kühlvorrichtung 4
wird mit einem Saugzuggebläse 9 durch einen Staubabscheider 17 hindurchgesaugt, um von der überschüssigen
Luft den feinen Klinkerstaub abzutrennen, der mit dem als Produkt erhaltenen Klinker vereinigt wird.
Der Drehrohrofen 3. der mit feuerfesten Materialien
Der Drehrohrofen 3. der mit feuerfesten Materialien
ausgekleidet ist, wird durch eine (nicht gezeigte) Tragvorrichtung
mit einer geringen Neigung gegen die Horirontale getragen und mit einer (nicht gezeigten) Drehvorrichtung
um seine Achse herumgedreht.
·-.-■ Die Korngröße des in dem Drehrohrofen 3 gebildeten
Klinkers variiert in einem weiten Bereich von großen Klinkerbrocken zu feinem, pulverartigem Klinker.
Diese Abmessungen des Klinkers sind ungleichmäßig
■ ■ ■- verteilt, und während der kaskadenförrnigen Bewegung
in dem Drehrohrofen wirkt sich die thermische Hysterose
ungleichmäßig aus. Es besteht die Neigung, daß die großen Klinkerbrocken an ihrer Außenfläche übermäßig
gebrannt werden, während die großen Kiinkerbrokken dazu neigen, in ihrer Mitte ungenügend gebrannt zu
werden. Der feine, pulverartige Klinker neigt ebenso
:; dazu, ungenügend gebrannt zu werden. Diese Klinker
werden folglich als Ganzes ungleichmäßig gebrannt.
Ferner neigen die Klinker, wenn sie aus dem Drehrohrofen 3 der Kühlvorrichtung 4 zugeführt werden,
wie es in F i g. 2 gezeigt wird, wegen der kaskadenförrnigen Bewegung innerhalb des Drehrohrofens 3, der sich
in Pfeilrichtung χ dreht, dazu, entsprechend ihrer Korngröße entmischt zu werden, wenn sie zu der Kühlvorrichtung
4 hin abgelassen werden, und die Klinker sammeln sich dadurch in Schichten auf dem Rost 14 an,
wobei der feine Klinker 19a an der Seitenwand 4a der
Kühlvorrichtung 4 verteilt wird. Der feine Klinker, der sich abgesondert hat, wird in Längsrichtung unter Bildung
einer streifenförmigen Schicht 19a aus feinem Klinker auf dem Rost 14 entlang der Seitenwand 4a
befördert. In dem Bereich von der Mitte zu der anderen
' Seitenwand 4b wird eine Schicht 196 gebildet, die aus granuliertem Klinker, d. h. aus größeren und gröberen
Klinkerkörnern, besteht und leicht abgekühlt wird, weil durch eine Schicht, die aus solchen groben Körnern besteht,
eine große Menge von Kühlluft hindurchströmen kann. Die aus feinem Klinker bestehende Schicht 19a
' wird jedoch in ungenügendem Maße abgekühlt, weil die
Größe der einzelnen Teilchen so fein ist, daß durch eine solche Schicht nicht genügend Kühlluft hindurchströmen
kann. Ferner besteht die Neigung, daß der feine Klinker durch die Kühlluft, die durch die Kühlvorrich-'
tung 4 hindurchströmt, fluidisiert wird und in Richtung auf den Auslaß der Kühlvorrichtung 4 strömt was zur
Bildung eines Stromes aus feinem und heißem Klinker führt, der als »Red River« (roter bzw. rotglühender
Strom, bekannt ist. Dieser Strom vermindert den Kühlwirkungsgrad der Kühlvorrichtung 4, erhöht die Temperatur
des aus der Kühlvorrichtung 4 abgelassenen Klinkers, erhöht den Brennstoffverbrauch bei dem
Brennverfahren und beschädigt den Rost 14 und die Seitenwand der Kühlvorrichtung 4 durch Überhitzung
dieser Bauteile. (F i g. 2 zeigt ferner eine Fördereinrichtung 20 für die Beförderung des feinsten Anteils dieses
pulverartigen Klinkers, der durch die öffnungen des Rostes bzw. Gitters 14 hindurchfällt.) Im Gegensatz
hierzu ist das Innere der großen Klinkerbrocken selbst
' dann, wenn sie am Auslaß der Kühlvorrichtung ankommen, noch rotglühend, so daß, wenn diese großen Brokken
durch den Zerkleinerer 15 zerkleinert werden, der . heiße Klinker mit dem abgekühlten Klinker vermischt
wird, was zu einer Erhöhung der mittleren Temperatur des als Produkt erhaltenen Klinkers führt.
Wie vorstehend erwähnt wurde, haben sowohl die großen Klinkerbrocken als auch der feine, pulverartige
Klinker eine unerwünschte Wirkung auf den Kühlwirkungsgrad der Kühlvorrichtung und auf die Wärmerückgewinnung
durch die Kühlvorrichtung. Das ungleichmäßige Brennen und die ungenügende Abkühlung
bei dem Brennverfahren führen beispielsweise zu einer Verminderung der Mahileistung und e;ner Erhöhung
des Mahlenergieverbrauchs bei dem nachfolgenden Zementmahlverfahren. Es ist folglich wichtig, daß in dem
Drehrohrofen ein Klinker mit einer möglichst engen Korngrößenverteilung gebildet wird, um die Menge der
großen Brocken und des feinen, pulverartigen Klinkers so weitgehend wie möglich zu vermindern.
Der bekannte Drehrohrofen, der an der Rohmehl-Einlaßseite des Drehrohrofens einen Schwebegas-Vorerhitzer
mit einem Calcinierofen aufweist, ist jedoch nur im Hinblick auf die Wärmeübertragung konstruiert
worden ohne die Funktion der Granulierung des Rohmehls
in dem Drehrohrofen zu berücksichtigen. Die Neigung und die Drehzahl des Drehrohrofens werden
so gewählt, daß in dem Drehrohrofen eine Verweilzeit des Klinkers aufrechterhalten wird, die für die Aufnahme
einer erforderlichen Wärmemenge aus heißem Gas geeignet ist. Die Neigung eines solchen bekannten
Drehrohrofens liegt im allgemeinen in dem Bereich von etwa 3,5% bis 4%, während die schnellste Drehzahl im
allgemeinen in dem Bereich von 2,5 U/min bis 3,5 U/min liegt. Es ist angenommen worden, daß es zu einem übermäßigen
Energieverbrauch und einer Verkürzung der Betriebsdauer der umlaufenden Teile des Drehrohrofens
führt, wenn die Neigung sanfter und gleichzeitig die Drehzahl größer gewählt wird, als es den vorstehend
erwähnten Bereichen entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren für den Antrieb eines solchen Drehrohrofens
derart zu verbessern, daß die Schwankung der Korngröße des granulierten Klinkers vermindert und eine
gleichmäßigere und möglichst enge Korngrößenverteilung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Drehrohrofen mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen bzw. durch ein Verfahren für den Antrieb dieses Drehrohrofens mit den im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 4 angegebenen Maßnahmen gelöst
Die Neigung der Achse des Ofenkörpers liegt vorzugsweise in dein Bereich von 2% bis 3%. Die maximale Drehzahl N (in U/min) des Ofenkörpers bzw. Drehzahl N (in U/min) mit der der Ofenkörper angetrieben wird, liegt vorzugsweise in einem Bereich, der durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
Die Neigung der Achse des Ofenkörpers liegt vorzugsweise in dein Bereich von 2% bis 3%. Die maximale Drehzahl N (in U/min) des Ofenkörpers bzw. Drehzahl N (in U/min) mit der der Ofenkörper angetrieben wird, liegt vorzugsweise in einem Bereich, der durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
N = (0,2 bis 0,3) χ 42,3/,/D
worin D (in m) der Innendurchmesser der feuerfesten
Materialien in der Granulierzone des Drehrohrofens ist. Als Granulierzone kann der Bereich vom mittleren Teil
zum Auslaß des Drehrohrofens 3 angesehen werden.
Die Erfindung ermöglicht infolgedessen die Bereitstellung
(a) eines Drehrohrofens zum Brennen von Zementrohmehl, der in dem Ofen das Wachstum von granuliertem
Klinker unter Bildung von Kiinkerkornern mit einer relativ gleichmäßigen Größe hervorruft,
(b) eines Drehrohrofens, der einen Klinker mit homogener Qualität bildet,
(c) eines Drehrohrofens, mit dem eine verbesserte Kühlwirkung erhalten wird, weil Kühlluft gleichmäßig
durch die Klinkerschicht hindurchströmt,
(d) eines Drehrohrofens, der den als Produkt erhaltenen Klinker wirksam kühlt, wodurch bei dem nachfolgenden
Zementmahlverfahren die Mahlleistung erhöht und der Mahlenergieverbrauch vermindert
wird,
(e) eines Drehrohrofens, der die Qualität des als Endprodukt erhaltenen Zements durch Verminderung
seiner Temperatur verbessert,
(f) eines Drehrohrofens, der wenig »Red River« hervorruft, wodurch verhindert wird, daß dieser heiße
Strom den Rost und die Seitenwand der Kühlvorrichtung durch Überhitzung beschädigt, und
(g) eines Drehrohrofens, der die Betriebsdauer der als Auskleidung an der Innenseite des Drehrohrofens
verwendeten feuerfesten Materialien verlängert, weil die maximale Temperatur der feuerfesten Materialien
wegen der schnelleren Drehzahl des Drehrohrofens herabgesetzt wird, sowie
(h) eines Verfahrens für den Antrieb des Drehrohrofens.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert.
Eine annehmbare, geeignete Drehzahl der Granulierzone wird durch eine Beziehung zu der kritischen Drehzahl
(in U/min) 42$/][D wiedergegeben, wobei D (in m)
der effektive Durchmesser des Ofenkörpers in der Granulierzone ist.
Die Drehzahl eines bekannten Drehrohrofens, der einen Suspensions-Vorerhitzer mit einem Calcinierofen
aufweist, beträgt
(0,10 bis 0,15) χ 42.3//D.
35
Diese Drehzahl ist zu niedrig, um eine ausreichende Granulierwirkung zu erhalten, und führt dazu, daß der
hergestellte Klinker eine ungleichmäßige Größe hat.
Die maximale Drehzahl des Drehrohrofens hängt von dem Ausmaß der Verbesserung der Granulierung des
Zementrohmehls in dem Drehrohrofen ab. Eine zu hohe Drehzahl führt nur zu einem übermäßigen Energieverbrauch.
Die maximale Drehzahl des Drehrohrofens liegt folglich erfindungsgemäß in einem Bereich von 20% bis
40% und vorzugsweise von 20% bis 30% der kritischen
Drehzahl.
Die annehmbare, geeignete Neigung des Drehrohrofens bei einer bestimmten Drehzahl sollte unter Berücksichtigung
der Verweilzeit des Rohmehls in dem Drehrohrofen festgelegt werden. Bei einer Drehzahl,
die 20% bis 40% der kritischen Drehzahl des Drehrohrofens beträgt, liegt die Neigung im Rahmen der Erfindung
in dem Bereich von 1,5% bis 3,5% und vorzugsweise von 2% bis 3%.
Die sanfte Neigung der Achse und die hohe Drehzahl des einen Suspensions- bzw. Schwebe-Vorerhitzer mit
einem Calcinierofen aufweisenden Drehrohrofens 3 führen aus den folgenden Gründen zu einem besonders
vorteilhaften Brennen des Rohmehls:
Das in den Drehrohrofen eingeführte Rohmehl wird mit einem so hohen Wirkungsgrad gebrannt, daß das
Behandlungsvermögen pro Volumeneinheit in dem Drehrohrofen verbessert wird und die Beförderungsgeschwindigkeit
des Rohmehls in Richtung der Ofenachse erhöht werden kann. In dem Drehrohrofen bilden in
dem Rohmehl enthaltene Verbindungen wie z. B. eisenhaltige Bestandteile, die einen relativ niedrigen
Schmelzpunkt haben, eine Flüssigkeit, und auf der Grundlage dieser Flüssigkeit werden Keime bzw. Kristallkeime
gebildet, die mit der Bildung einer Granulieizone zu Körnern wachsen, während das Rohmehl zu der
Brennzone befördert wird. In dem Drehrohrofen mil einer so hohen Beförderungsgeschwindigkeit des Rohmehls
besteht die Neigung, daß die resultierende Granulierzone lang ist. Das Granuliermittel wie z. B. ein
eisenhaltiger Bestandteil wird in dem stromaufwärts befindlichen Teil der Granulierzone verbraucht, so daß die
silicium- bzw. kieselhaltigen Bestandteile in dem Rohmehl dazu neigen, in dem stromabwärts befindlichen
Teil der Granulierzone zu verbleiben, wodurch eine wirksame Granulierung schwierig gemacht wird. Folglich
kann der Klinker in einer gleichmäßigen Korngröße gebildet werden, wenn die Granulierung innerhalb eines
möglichst kurzen Bereichs in Richtung der Ofenachse durchgeführt wird. Um die Granulierzone in Richtung
der Ofenachse zu verkürzen, wird vorteilhafterweise die Neigung der Achse gegen die Horizontale auf einen ein
wenig kleineren Winkel eingestellt als bei dem bekannten Drehrohrofen und die Drehzahl auf einen Wert erhöht,
der größer ist als die normalerweise bei einem bekannten Drehrohrofen angewandte Drehzahl. Bei
diesem Drehrohrofen, der eine ein wenig geringere Neigung gegen die Horizontale und eine höhere Drehzahl
hat, wie es durch die Erfindung vorgeschrieben ist, nimmt folglich das Ausmaß der kaskadenförmigen Bewegung
in einem gegebenen Bereich zu, wodurch eine verbesserte und wirksame Granulierung erzielt wird.
Der Innendurchmesser D des Drehrohrofens 3 wird durch den Innendurchmesser der feuerfesten Auskleidungsmaterialien
des in Fig. 3(a) gezeigten, geraden Ofenkörpers 21, durch den Innendurchmesser des in
Fig.3(6) gezeigten, die Granulierzone enthaltenden Ofenkörpers 24, der an der Einlaßseite des Drehrohrofens
22 einen ausgeweiteten Körper 23 aufweist, bzw. durch den Innendurchmesser des in F i g. 3(c) gezeigten,
die Granulierzone enthaltenden Ofenkörpers 26, der an der Auslaßseite einen ausgeweiteten Körper 27, der zur
Verminderung der thermischen Belastung in der Brennzone des Drehrohrofens 25 dient, aufweist, festgelegt.
Wenn ein Drehrohrofen angewandt wird, der aus einer Vielzahl von axial angeordneten, drehbaren Abschnitten
besteht, kann ein oder mehr als ein Abschnitt, der eine Granulierzone enthält, erfindungsgcrnäß mit
einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl gedreht werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl, der an der Rohmehl-Einlaßseite des Drehrohrofens
einen Suspensions-Vorerhitzer mit einem CaI-cinierofen aufweist, und der einen mit einem feuerfesten
Materialien ausgekleideten Ofenkörper, eine Tragvorrichtung für den Ofenkörper, die in geringem
Maße gegen die Horizontale geneigt ist, und eine Drehvorrichtung aufweist, die dazu dient, den
Ofenkörper auf der Tragvorrichtung mit einer veränderlichen Drehzahl um seine Achse herumzudrehen,
dadurch gekennzeichnet,
— daß die Neigung der Achse des Ofenkörpers in einem Bereich von 1,5% bis 3,5% fixiert ist, und
— daß die maximale Drehzahl des Ofenkörpers in einem Bereich liegt, der durch die folgende
Gleichung wiedergegeben wird:
N = (0,2 bis 0,4) χ 42,3/j/D
worin N (in U/min) die maximale Drehzahl des Ofenkörpers und D (in m) der Innendurchmesser
der feuerfesten Materialien in der Granulierzone des Drehrohrofens ist
2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung in dem Bereich von
2% bis 3% liegt.
3. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Drehzahl des Ofenkörpers
in einem Bereich liegt, der durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
N = (0,2 bis 0,3) χ 42,3/j/D
4. Verfahren für den Antrieb eines Drehrohrofens zum Brennen von Zementrohmehl, der an der Rohmehl-Einlaßseite
des Drehrohrofens einen Suspensions-Vorerhitzer mit einem Calcinierofen aufweist,
und der einen mit feuerfesten Materialien ausgekleideten Ofenkörper, eine Tragvorrichtung für den
Ofenkörper, die in geringem Maße gegen die Horizontale geneigt ist, und eine Drehvorrichtung aufweist,
die dazu dient, den Ofenkörper auf der Tragvorrichtung mit einer veränderlichen Drehzahl um
seine Achse herumzudrehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Achse des Ofenkörpers in
dem Bereich von 1,5% bis 3,5% liegt und der Ofenkörper mit einer Drehzahl angetrieben wird, die
durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
N =(0,2 bis 0,4) χ 42,3/i/D
worin N (in U/min) die Drehzahl des Ofenkörpers und D (in m) der Innendurchmesser der feuerfesten
Materialien in der Granulierzone des Drehrohrofens ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung in dem Bereich von 2%
bis 3% liegt.
zeichnet, daß die Drehzahl des Ofenkörpers in einem Bereich liegt, der durch die folgende Gleichung wiedergegeben
wird:
N = (0,2 bis 0,3) χ 42,3/i/D.
Die Erfindung betrifft einen Drehrohrofen zum Brennen von Zementrohmehl gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 und ein Verfahren für den Antrieb dieses Drehrohrofens.
!n der »Siemens-Zeitschrift«, Bd. 40,1966, Sonderausgabe
»Motoren für industr. Antriebe«, die sich mit Motoren für den Antrieb von Zement-Drehrohröfen befaßt
wird erwähnt daß das Zementrohmehl in bekannten Drehrohröfen durch Verbrennen von Öl oder pulverisierter
Kohle auf etwa 1500°C erhitzt und zu Zementklinker gesintert wird und daß die Drehrohröfen, die
feuerfest ausgekleidet sind, eine beträchtliche Größe (Durchmesser:4 bis 5 m; Länge: über 150 m) haben können,
durch eine Tragvorrichtung mit mehreren Walzenpaaren, die in einem Winkel von etwa 4° gegen die
Horizontale geneigt ist, getragen werden und beim Betrieb langsam (mit etwa 1,5 U/min) gedreht werden.
F i g. 1 zeigt eine Brennvorrichtung zum Brennen von Zementrohmehl mit einem Drehrohrofen, an dessen
Rohmehl-Einlaßseite ein Suspensions-Vorerhitzer mit einem Calcinierofen angebracht ist;
Fig.2 ist eine Schnittansicht entlang der Ebene H-II
von Fig. 1:
F i g. 3 (a), (b) und (c) sind jeweils Seitenansichten eines Drehrohrofens.
F i g. 3 (a), (b) und (c) sind jeweils Seitenansichten eines Drehrohrofens.
Die in F i g. 1 gezeigte, bekannte Brennvorrichtung zum Brennen von Zementrohmehl weist einen Suspensions-Vorev
hitzer 1 mit einem stehenden Calcinierofen 2, der mit Stufenzyklonen C\ bis Cn verbunden ist, einen
Drehrohrofen 3 zum Brennen von Zementrohmehl unter Bildung von Klinker und eine Kühlvorrichtung 4
zum Abkühlen des Klinkers auf. In der Brennvorrichtung wird das Rohmehl A durch ein heißes Gas, das
durch eine Gasleitung 7 hindurch nach oben strömt, was durch einen Abgasventilator 8 bewirkt wird, stufenweise
vorerhitzt, während sich das Rohmehl durch eine Reihe von Zyklonen C\ bis C3 hindurch nach unten bewegt.
(Der Rohmehlstrom ist durch eine gestrichelte Pfeillinie bezeichnet, während der Strom des heißen
Gases durch eine ausgezogene Pfeillinie bezeichnet ist.) Das Rohmehl wird dann in den Calcinierofen 2 eingeführt,
in dem durch eine Leitung 13 heißes Gas aus der Kühlvorrichtung 4 eingeleitet wird, und dem Calcinierofen
2 wird aus einem Brenner 6a Brennstoff zugeführt, wodurch das Rohmehl calciniert wird. Das calcinierte
Rohmehl tritt in den Zyklon Ct, der letzten Stufe ein, worauf es durch ein mit dem Calcinierofen 2 verbundenes
Übergangsgehäuse 12 hindurch in den Drehrohrofen 3 eingeführt wird.
Dem Drehrohrofen 3 werden heißes Gas aus der Kühlvorrichtung 4 und Brennstoff aus einem Brenner 6b
zugeführt. Während das Rohmehl von der Rohmehl-Einlaßseite des Drehrohrofens 3 zu dem Auslaß befördert
wird, wird es in dem Drehrohrofen 3 bei einer erhöhten Temperatur zu Klinker gebrannt. Der enthaltene
Klinker wird aus dem Drehrohrofen 3 zu der Kühlvorrichtung 4 hin abgelassen, in der der Klinker, während
er auf einem Rost 14 getragen wird, durch kalte Luft, die der Kühlvorrichtung durch ein Gebläse 10 zugeführt
wird, abgekühlt wird, und der Klinker wird
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |