DE3617205C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehherdofen mit einem Herd aus feuerfestem Material.

Drehherdöfen dieser Art sind beispielsweise aus den US-Patentschriften 27 93 109, 34 43 931, 37 93 005 und 39 22 165 bekannt. Bei diesen Drehherdöfen wird eine Schicht des Behandlungsguts direkt auf den kompakten Drehherd chargiert sowie beim Ofendurchgang dem Einfluß von Strahlungswärme und Verbrennungsgasen unterworfen. Wenn es dabei darum geht, ein metalloxidisches Behandlungsgut mit den üblichen Verunreinigungen zu reduzieren, besteht die Gefahr, daß beispielsweise als Folge von Temperaturspitzen schmelzflüssiges Metall entsteht. Nur unter idealen Bedingungen wird jeweils in fester Phase das Metalloxid zu Metall reduziert und die dabei anfallende Schlacke abgezogen, d. h. das Verfahren vollzieht sich ausschließlich in fester und gasförmiger Phase. Kommt es jedoch im Drehherdofen zu Temperaturspitzen und/oder enthält die Beschickung niedrigschmelzende Bestandteile, kommt es zum Entstehen flüssiger Phase.

Eine Verflüssigung bzw. ein Schmelzen des Behandlungsguts, beispielsweise Pellets oder Briketts, führt bei herkömmlichen Drehherdöfen zu schweren Schäden. Bei diesen Öfen besteht der Herd nämlich aus einem gießfähigen Feuerfestmaterial auf einer Tragplatte aus Metall oder aus Feuerfeststeinen. In jedem Falle unterliegen die Drehherde unvermeidbar beträchtlichen und zu Schäden führenden Temperaturwechseln. Selbst ohne Unterbrechungen der Ofenreise und das damit verbundene Wiederhochfahren sowie normalerweise auftretende Temperaturspitzen unterliegt der Ofenherd einem ständigen Temperaturwechsel, weil innerhalb eines Drehwinkels von 5 bis 10° heißes Behandlungsgut abgezogen und kaltes Behandlungsgut chargiert wird. Somit unterliegt der gesamte Herd bei jeder vollen Umdrehung zonenweise einem Temperaturschock mit einem plötzlichen Temperaturabfall von beispielsweise 500°C. Infolge dieses Temperaturwechsels kommt es zu inneren Spannungen und demzufolge zum Entstehen von Rissen, in die die flüssige Phase eindringt. Unabhängig davon dringt aber auch das Feine, beispielsweise der Abrieb von Pellets oder Briketts, in solche Herdrisse ein. Eine Rißbildung an der heißen Bodenseite ist zudem mit der Tendenz verbunden, daß sich der Boden durchbiegt; diese Tendenz wird durch in den Rissen befindliche feste, flüssige oder quasi-flüssige Stoffe noch verstärkt. Die Herddurchbiegung kann dabei zum Festfressen des Drehherds führen und teure Reparaturen erforderlich machen. Um dies zu vermeiden, ist es unerläßlich, der Herddurchbiegung entgegenzuwirken. In jedem Falle erfordern Ofenreparaturen jedoch eine Temperaturabsenkung und sind daher mit erheblichen Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Stand der Technik zu verbessern und insbesondere einen Drehherdofen zu schaffen, dessen Herd sich leicht und bei niedrigem Aufwand herstellen, warten und reparieren läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Drehherdofen der eingangs erwähnten Art der Herd erfindungsgemäß eine aus einer nicht sinternden feuerfesten Schüttung bestehende Oberfläche aufweist. Diese Schüttung befindet sich vorzugsweise auf einer isolierenden Unterlage und kann durch eine Wandung zusammengehalten sein.

Der Herd läßt sich auch als ein zwischen zwei einen Ring schneidenden parallelen Ebenen definierten Festkörper beschreiben, bei dem die eine Ebene den Ring in einer Richtung senkrecht zur Erzeugung des Rings halbiert und sich die andere Ebene im Abstand von der erstgenannten Ebene erstreckt. Ein solchermaßen definierter Festkörper besitzt eine Innenwandung, eine Außenwandung, eine Bodenfläche und eine Oberfläche. Bei dem erfindungsgemäßen Drehherd können die Innen- und die Außenwandung aus einem kompakten feuerfesten Material und die Bodenfläche aus Metall, beispielsweise Stahl, mit einer darauf befindlichen kompakten Feuerfestschicht bestehen. Die beiden Herdwandungen und der Boden bilden einen ringförmigen Trog für die erfindungsgemäße Feuerfestschüttung. Vorzugsweise befindet sich unter der Feuerfestschüttung, beispielsweise zwischen der kompakten Feuerfestschicht und der Schüttung, eine Schicht aus feuerfestem Fasermaterial.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehherd und

Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.

Der dargestellte Drehherdofen besteht aus einem flachen, sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehenden Herd 11 und einer Ofenkammer 13. Der Behandlungszyklus beginnt mit dem Chargieren des Behandlungsguts, beispielsweise Pellets, an einer Aufgabestelle 15 und endet an einer Austragsstelle 17, wo das Behandlungsgut mit Hilfe einer wassergekühlten Förderschnecke 19 abgezogen wird. Die Aufgabenstelle 15 und die Austragstelle 17 sind durch eine Barriere 21, beispielsweise eine hängende feuerfeste Wand, voneinander getrennt. Die Verbrennungsgase und die das Behandlungsgut verlassenden Gase strömen entgegen der Drehrichtung des Herds 11 und verlassen den Ofen über einen Gewölbeabzug in der Nähe der Aufgabestelle 15. Der Herd 11 besteht aus einer metallischen Tragplatte 23 mit einer in eine durchgehende Wassertasse 26 eintauchenden Schürze 25. Die Tragplatte 23 ist unterseitig mit auf Schienen oder einer anderen Unterlage laufenden Rädern 27 sowie einem ringförmigen Trog 29 aus einem Boden 31 und Seitenwänden 33 versehen. Der Trog besteht aus einem monolitischen Material oder aus einzelnen Steinen und enthält eine Bodenschicht 35 aus einem handelsüblichen faserförmigen feuerfesten Material sowie eine Schüttung 37 aus körnigem Feuerfestmaterial, das innerhalb der Seitenwände 33 eine Beschickungsfläche 39 bildet.

Dem Fasermaterial 35, beispielsweise einer Fasermatte, zwischen dem Trogboden 31 und der Schüttung 37 beispielsweise aus Dolomit kommt eine besondere Bedeutung zu. Normalerweise bilden sich bei einem großen Herd, beispielsweise aus Stampfmasse, beim Erwärmen und/oder Abkühlen infolge der Wärmedehnung und -kontraktion Risse, in die feinkörniges Feuerfestmaterial und das Feine des Behandlungsguts bzw. der körnige Dolomit, aber auch flüssige Phase, eindringt. Das führt zu einem Wachsen des Herds, weil dieser infolge seiner mit Fremdmaterial gefüllten Risse beim Abkühlen nicht mehr auf seine Ursprungsgröße schrumpfen kann. Demzufolge ergibt sich beim Wiedererwärmen ein leicht vergrößerter Herddurchmesser. Nach mehrmaligem Erwärmen und Abkühlen kann der Herd so einen Durchmesser erreichen, der ein freies Drehen ohne Berührung der Ofenwandung nicht mehr erlaubt. Dem wirkt das feuerfeste Fasermaterial entgegen, das ein Eindringen feinkörniger Teilchen, beispielsweise Dolomitteilchen in Bodenrisse verhindert.

Der Trogboden 31 besteht vorzugsweise aus zwei Schichten, beispielsweise einer unteren Schicht mit einer Dicke von 7 bis 15 cm aus Schamotte-Steinen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Schamottsteinen aus 40 bis 60% Kieselsäure, und 30 bis 40% Tonerde. Über dieser Isolationsschicht befindet sich eine etwa 10 bis 20 cm dicke Schicht aus einem leichten, isolierenden fließfähigen Material hoher Festigkeit mit 55% Tonerde und 37% Kieselsäure. Innere und äußere Ringe bzw. die Seitenwandungen 33 bestehen vorteilhafterweise aus dichten gebrannten Steinen mit 85 bis 90% Tonerde sowie hoher Warmfestigkeit, Abrieb und Verschleißfestigkeit. Das Fasermaterial 35 kann beispielsweise aus einer etwa 2,5 cm dicken Isolierschicht aus Faserfließ mit geringem Gewicht bestehen. Die Schüttung 37 besteht vorteilhafterweise aus totgebranntem Dolomit und besitzt eine Dicke von 7,5 bis 15 cm. Die Teilchengröße liegt dabei vorzugsweise unter 1 cm, während das Schüttgewicht 3,25 g/cm³ betragen und der Dolomit aus 54% Kalziumoxid, 38% Magnesiumoxid und höchstens 4% Eisen-(III)-Oxid bestehen kann.

Im Vergleich zu herkömmlichen Öfen besitzt der erfindungsgemäße Drehherdofen erhebliche Vorteile. Außer den bereits erwähnten Vorteilen erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß sich die heiße Herdoberfläche leicht und mit geringem Aufwand herstellen und reparieren läßt. Des weiteren läßt sich die Schüttung, beispielsweise aus Dolomit, Magnesit, Tonerde, Kieselsäure oder Schamotte durch Hilfskräfte in der Weise aufbringen, daß der Drehherd wie beim Chargieren des Behandlungsguts mit dem betreffenden, infolge seiner Teilchengröße fließfähigen Feuerfeststoff an der Aufgabestelle 15 beschickt wird. Im Falle einer Herdreparatur läßt sich das körnige Feuerfestmaterial ohne Abkühlen des Ofens durch Absenken der wassergekühlten Förderschnecke 19 und Abziehen der Herdbeschichtung bzw. der Schüttung wie beim Abfördern des Behandlungsguts entfernen. Sobald die Herdoberfläche weit genug abgetragen ist, wird die Förderschnecke in ihre Normalstellung zurückgefahren und der Ofenherd an der Aufgabestelle mit einer entsprechenden Menge körnigen Feuerfestmaterials beschickt.

Die Verwendung körnigen totgebrannten Dolomits ist wegen dessen im Vergleich zu Magnesit geringeren Preises von besonderem Vorteil. Die in Frage kommenden sauren Feuerfestmaterialien wie Tonerde, Schamotte und Kieselsäure können, sofern sie vom Behandlungsgut beim Abziehen mitgeschleppt werden, zu erhöhten Schlackenkosten bei der nachfolgenden metallurgischen Behandlung beispielsweise in einem basischen Elektroofen führen. Hinzu kommt, daß es sich bei der preiswert erhältlichen Kieselsäure um ein Material mit verhältnismäßig geringer Isolationswirkung handelt.

Die erfindungsgemäße Herdschicht läßt sich ohne Unterbrechung des Ofenbetriebs und ohne Benutzung zusätzlicher Vorrichtungen leicht aufbringen. Im Gegensatz dazu erfordern Montage und Reparatur herkömmlicher Stein- oder Stampfherde teuere Spezialkräfte und eine erhebliche Unterbrechung des Ofenbetriebs. Entscheidend ist dabei, daß die Ofentemperatur soweit heruntergefahren werden muß, daß sich Arbeiten im Ofeninneren durchführen lassen. Zudem muß der Ofen nach Beendigung der Arbeiten langsam wieder hochgefahren werden, um Schäden am Feuerfestmaterial zu vermeiden. So dauert eine übliche Ofenreparatur normalerweise sechs bis zehn Tage, während sich eine erfindungsgemäße Heißreparatur innerhalb von höchstens 8 Stunden und zudem von weitaus weniger kostenverursachenden Hilfskräften unter Verwendung eines ohne weiteres und zu günstigen Preisen zur Verfügung stehenden Feuerfestmaterials bewerkstelligen läßt.

Claims (8)

1. Drehherdofen mit einem Herd aus feuerfestem Material, gekennzeichnet durch eine aus einer nicht sinternden Schüttung (37) bestehenden Oberfläche (39) des Herdes.

2. Drehherdofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schüttung (37) von einer Herdwandung (33) umgeben ist.

3. Drehherdofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Schüttung (37) und einer kompakten Feuerfest-Schicht (31) eine Feuerfest-Faserschicht (35) befindet.

4. Drehherdofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttung (37) aus totgebranntem Dolomit, Magnesit, Tonerde, Kieselsäure oder Schamotte besteht.

5. Drehherdofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehherdwandung (33) aus dichten Tonerdesteinen besteht.

6. Drehherdofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Dolomits unter 1 cm liegt.

7. Drehherdofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Herdplatte (23) ein im Querschnitt U-förmiger Ringtrog (29, 33) aus feuerfestem Material angeordnet ist.

8. Drehherdofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trogboden (31) aus einer unteren Schamottesteinen-Schicht und einer oberen Stampfmasse-Schicht aus Tonerde und Kieselsäure sowie die Trogwandung (3) aus gebrannten Tonerdesteinen mit 85 bis 90% Tonerde bestehen.