DE3940360C2

DE3940360C2 -

Info

Publication number: DE3940360C2
Application number: DE3940360A
Authority: DE
Inventors: Youngbae Suwon Kyonggi Kr Park
Original assignee: Samsung Electron Devices Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1993-04-08
Also published as: JP2673592B2; DE3940360A1; JPH03221136A; US5096675A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Calci nierung und insbesondere ein Verfahren zur kontinuierlichen Calcinierung in Schadgasumgebung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Fluoreszenzmaterial aus Calciumsulfid (CaS) ist ein ausge zeichnetes Material zur Ausbildung der Fluoreszenzschicht in einer Kathodenstrahlröhre, da es billig ist und weiterhin weist es im Vergleich zu anderen Fluoreszenzmaterialien gute Eigenschaften, insbesondere sehr gute Luminiszenz auf. Eine weitere Eigenschaft von Calciumsulfid ist jedoch, daß es sehr leicht zersetzt wird, wenn es mit Wasser in Berührung kommt, so daß es für den praktischen Gebrauch ungeeignet er scheint.

Dennoch wurden Anstrengungen unternommen, Verfahren zu schaffen, mit denen verhindert werden soll, daß das Fluores zenzmaterial aus Calciumsulfid zerstört wird, wenn es mit Wasser in Berührung kommt, um die ausgezeichneten Luminis zenzeigenschaften des Calciumsulfides als Fluoreszenzmate rial verwenden zu können. Beachtliche Fortschritte sind hier insbesondere bei Fluoreszenzmaterialien aus Calciumsulfid für rote Farbe gemacht worden und die so gewonnenen Materia lien werden auch praktisch eingesetzt.

Fluoreszenzmaterial aus Calciumsulfid kann dadurch erhalten werden, daß Calciumcarbonat in einer Wasserstoffsulfid- Gasatmosphäre (Schwefelwasserstoffgas) calciniert wird. Es ist jedoch sehr schwer, das Fluoreszenzmaterial aus Calcium sulfid kontinuierlich zu calcinieren, da das Wasserstoffsulfid ein Gas mit hoher Zündfähigkeit ist und es ist weiterhin schädlich bis giftig, wobei die tödliche Dosis bei 1,0 bis 1,5 ppm liegt.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Fluoreszenzmaterials aus Calciumsulfid, das bislang zum Einsatz kam, arbeitet char genweise, indem eine bestimmte Menge von Calciumcarbonat in einer isolierten Wasserstoffsulfid-Gasumgebung calciniert wird und der Calcinierungsvorgang wird wiederholt, wenn das vorher calcinierte Material vollständig aus dem Reaktions ofen entfernt wurde. Diese chargenweise Herstellung ist je doch in der Massenproduktion nicht anwendbar.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah ren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur kontinuierli chen Calcinierung in Schadgasumgebung, sowie eine Vorrich tung hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruches 2 derart zu schaffen, daß die Massenproduktion von Fluoreszenzmaterial aus Calciumsulfid möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Verfahrensanspruch 1 bzw. durch die im Vorrichtungsan spruch 2 angegebenen Merkmale.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur kontinuierlichen Calcinierung in Schadgasumgebung wird zu calcinierendes Ma terial in eine vordere Kammer eines Ofens durch einen äuße ren Eingang eingebracht, während ein innerer Eingang ver schlossen ist; der äußere Eingang danach verschlossen und das Material durch den inneren Eingang, der nun offen ist, in den Calcinierungsofen eingebracht und dort in Schadgasum gebung calciniert; das calcinierte Material durch einen in neren Ausgang in eine rückwärtige Kammer gebracht, während ein äußerer Ausgang verschlossen ist; der innere Ausgang verschlossen und das calcinierte Material durch den äußeren Ausgang, der nun offen ist, aus der rückwärtigen Kammer aus gebracht; und das Schadgas innerhalb der vorderen Kammer und der rückwärtigen Kammer durch eine Ablaßleitung während des gesamten Prozesses entfernt, so daß das Schadgas am Austre ten in die Umgebung gehindert ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Cal cinierung in Schadgasumgebung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist auf: einen rohrförmi gen Calcinierungsofen, an dessen beiden Enden eine Zufuhr leitung bzw. eine Ablaßleitung für Reaktionsgas angeschlos sen sind; eine vordere Kammer und eine rückwärtige Kammer, jeweils mit einem inneren Eingang und inneren Ausgang bzw. äußerem Eingang und äußeren Ausgang, wobei die vordere Kam mer und die rückwärtige Kammer ebenfalls mit der Ablaßlei tung in Verbindung stehen; und Trägerschalen, mit denen zu calcinierendes Material durch die vordere Kammer, den rohr förmigen Calcinierungsofen und die rückwärtige Kammer auf einanderfolgend gefördert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, den Calcinierungsprozeß kontinuierlich ablaufen zu lassen, so daß gegenüber der bisherigen chargenweisen Produktion eine höhere Ausbeute erzielbar ist.

Das kontinuierliche Wärmebehandeln von Stoffen in Öfen ist an sich bekannt. So zeigt die DE-OS 31 50 343 ein Verfah ren zum Betreiben eines kontinuierlichen Wärmebehandlungs ofens für Metallband-Bunde. Hierbei wird von einem Stand der Technik ausgegangen, bei dem ein rohr- oder tunnelförmiger Ofen mit Schleusen an seinen beiden Enden verwendet wird. Nach der Lehre der DE-OS 31 50 343 sind derartige Tunnel öfen insbesondere bei einer in dem Ofen vorliegenden Schad gasatmosphäre äußerst problembehaftet und es wird demzufolge vorgeschlagen, von dem Tunnelofen abzugehen, da mit den Ein- und Ausschleusekammern, wie sie in der vorliegenden Erfin dung zum tragen kommen, ganz erhebliche technische Schwierig keiten und/oder Nachteile zu erwarten seien.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So kann die vordere Kammer und die rückwärtige Kammer je weils in ihrem Inneren mit einem Träger zur Aufnahme der Trägerschalen darauf und zur Änderung der Bewegungsrichtung der Trägerschalen und mit einem Schieber versehen sein, wo bei Träger und Schieber in der vorderen Kammer betätigt wer den, um die Trägerschale in den Calcinierungsofen zu fördern, und Träger und Schieber in der rückwärtigen Kammer betrieben werden, um die Trägerschalen aus dem Calcinierungsofen abzu gegeben.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Calcinierungs ofens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Ofen gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Einzel heit aus Fig. 1 und

Fig. 4 eine teilweise Schnittdarstellung einer Seitenan sicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 sind an beiden Enden eines rohrförmigen Calcinierungs ofens 2 eine vordere Kammer 4 und eine rückwärtige Kammer 6 angeordnet.

Antriebe 8, 10, 12 und 14, welche Träger und Schieber (wer den später noch erläutert) bewegen, sind um die vordere Kammer 4 und die rückwärtige Kammer 6 herum angeordnet. Weitere An triebe 16, 18, 20 und 22, welche innere und äußere Ein gänge/Ausgänge (werden später noch erläutert) öffnen oder schließen, sind oberhalb der vorderen Kammer 4 und oberhalb der rückwärtigen Kammer 6 installiert.

Eine Zufuhrleitung 24 steht mit einer Seite des Ofens 2 in Verbindung, um ein Reaktionsgas in den Ofen 2 zu fördern und eine Ablaßleitung 26 steht mit der anderen Seite des Ofens 2 in Verbindung, um das Reaktionsgas aus dem Ofen 2 abzu führen.

Weiterhin steht die Ablaßleitung 26 mit der vorderen Kammer 4 und der rückwärtigen Kammer über Zwischenleitungen 26a und 26b in Verbindung.

Ein Förderband 28, mittels dem später noch zu erläuternde Träger zur Vorderseite der vorderen Kammer 4 förderbar sind, ist parallel zu dem Calcinierungsofen 2 verlaufend angeord net.

Fig. 2 veranschaulicht in Schnittdarstellung eine Draufsicht auf den Ofen 2 gemäß Fig. 1.

Eine Calcinierungsröhre 32 aus Aluminium mit kreisförmigem Querschnitt, welche von einer adiabatischen Schicht 30, bei spielsweise aus Schamotte umgeben ist, ist innerhalb des Calcinierungsofens 2 installiert. Die Calcinierungsröhre 32 weist an ihrem Umfang eine elektrische Heizvorrichtung 34 auf.

Die vordere Kammer 4 und die rückwärtige Kammer 6 weisen je weils innere und äußere Eingänge bzw. Ausgänge 36 und 40, bzw. 42 und 44 auf, wobei der innere Eingang 36 und der innere Aus gang 42 mit dem Ofen 2 in Verbindung stehen und der äußere Eingang 40 und der äußere Ausgang 44 mit der Außenseite in Verbindung stehen. Diese Eingänge und Ausgänge werden durch Tore geöffnet bzw. verschlossen, welche ihrerseits von den Antrieben 16, 18, 20 und 22 betätigt werden.

Ein Schieber 46, der koaxial zu der Längsachse des Ofens 2 mittels des Antriebs 8 hin- und herbewegbar ist, und ein Trä ger 48, der senkrecht zur Längsachse des Ofens 2 mittels des Antriebes 10 hin- und herbewegbar ist, sind innerhalb der vorderen Kammer 4 vorhanden.

Auf ähnliche Weise sind ein Schieber 50 bzw. ein Träger 52, die parallel zu bzw. im rechten Winkel zu der Längsachse des Ofens 2 mittels der Antriebe 12 und 14 bewegbar sind, inner halb der rückwärtigen Kammer 6 angeordnet.

Der Schieber 46 wird innerhalb der vorderen Kammer 4 betä tigt und der Träger 48 wird durch den äußeren Eingang 40 be tätigt, während der Schieber 50 durch den äußeren Ausgang 44 betätigt wird und der Träger 52 durch den inneren Aus gang 42 betätigt wird.

Zur Vorderseite des äußeren Eingangs 40 werden Trägerschalen 54 mittels des Förderbandes 28 bewegt.

Fig. 3 zeigt eine Trägerschale 54, welche von dem Förderband 28 getragen und bewegt wird und gerade im Begriff ist, auf den Träger 48 gebracht zu werden.

Um zu ermöglichen, daß die Calcinierungsröhre 32 kreisförmi gen Querschnitt hat, bzw. eine Anpassung an diesen kreisför migen Querschnitt zu erhalten, ist die Bodenfläche eines Re aktionsgefäßes 56, welches durch die Calcinierungsröhre 32 mit den zu calcinierenden Materialien darin bewegt wird, halbkreisförmig ausgebildet und auf ähnliche Weise ist die Trägerschale 54 zur Aufnahme des Reaktionsgefäßes 56 und die Ausnehmung auf dem Träger 48 zur Aufnahme der Trägerschale 54 ebenfalls halbkreisförmig.

Die Trägerschale 54 von dem Förderband 28 wird auf den Trä ger 48 übergeben, der in eine Position ausgefahren ist, wel che in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist, was durch den äußeren Eingang 40 über den Antrieb 10 in der vorderen Kam mer 4 erfolgt.

Da der innere Eingang 36 hierbei geschlossen ist, kann zu diesem Zeitpunkt kein Schadgas austreten.

Beim Zurückziehen des Trägers 48 mit der Trägerschale 54 darauf wird der äußere Eingang 40 geschlossen und daraufhin der innere Eingang 36 geöffnet, wonach die Trägerschale 54, welche von dem Träger 48 in die vordere Kammer 4 eingebracht wurde, mittels des Schiebers 46 in den Ofen 2 eingebracht wird. Hierzu wird der Schieber 46 durch Betätigung des An triebes 8 ausgefahren.

Nachdem die Trägerschale 54 durch den inneren Eingang 36 in die Calcinierungsröhre 32 des Ofens 2 eingebracht wurde, wird der Schieber 46 zurückgezogen und der innere Eingang 36 wird geschlossen.

Zu diesem Zeitpunkt tritt giftiges Reaktions- oder Prozeßgas aus dem Ofen 2 in die vordere Kammer 4 aus, da der innere Eingang 36 geöffnet ist; da jedoch der äußere Eingang 40 zu diesem Zeitpunkt bereits geschlossen ist, kann das Schadgas nicht zur Außenseite austreten.

Nach einer bestimmten Zeit ist das Schadgas innerhalb der vorderen Kammer 4 durch die Zwischenleitung 26a und die Ab laßleitung 26 vollständig entfernt, während die inneren und äußeren Eingänge 36 und 40 der vorderen Kammer 4 geschlossen bleiben.

Die Trägerschale 54, die in die Calcinierungsröhre 32 des Ofens 2 eingebracht wurde, wird dann durch die Calcinie rungsröhre 32 durch die nächste Trägerschale 54 und die dar auffolgenden Trägerschalen geschoben, welche nachfolgend sukzessive in die Calcinierungsröhre 32 des Ofens 2 einge schoben werden.

Fig. 4 zeigt, wie die einzelnen Trägerschalen 54 die Calcinierungsröhre 32 durchlaufen.

Die Zufuhrleitung 24 und die Ablaßleitung 26 stehen mit den Enden des Einganges und Ausganges der Calcinierungsröhre 32 in Verbindung. Das Reaktionsgas, welches giftig ist, und welches durch die Zufuhrleitung 24 zugeführt wird, wandert durch die Calcinierungsröhre 32 entlang einer Richtung, die in Fig. 4 durch den Pfeil veranschaulicht ist, und wird dann durch die Ablaßleitung 26 abgegeben. Die Calcinierungsröhre 32 wird durch die elektrische Heizung 34 auf die jeweils benötigte Reaktions- oder Prozeßtemperatur von beispiels weise 1200°C gebracht.

Das Material in den Reaktionsgefäßen 56 reagiert mit dem Re aktionsgas innerhalb der Calcinierungsröhre 32 in gewünsch ter Weise, d. h. es wird calciniert, während die Träger schale 54 mit dem Reaktionsgefäß 56 darauf die Calcinie rungsröhre 32 durchläuft.

Die Trägerschale 54, die in den Ausgangsbereich am Ende der Calcinierungsröhre 32 geschoben wurde, wird auf einen Träger 52 übergeben, der in seine ausgezogene Stellung gefahren wurde, die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist. Das Ausfahren des Trägers 52 erfolgt durch den inneren Ausgang 42 über den Antrieb 14 und danach wird der Träger 52 mit der Trägerschale 54 darauf in die rückwärtige Kammer 6 zurückge zogen. Der äußere Ausgang 44 wird bei diesem Vorgang noch verschlossen gehalten.

Sobald die Trägerschale 54 in der rückwärtigen Kammer 6 an gekommen ist, wird der innere Ausgang 42 geschlossen und nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer zum Ablassen des Schadgases innerhalb der rückwärtigen Kammer 6 durch die Zwischenleitung 26b wird der äußere Ausgang 44 geöffnet.

Die Trägerschale 54 auf dem Träger 52 wird mittels des Schiebers 50 aus der rückwär tigen Kammer 6 geschoben, der von dem Antrieb 12 angetrieben wird.

Die so abgegebenen Trägerschalen 54 werden aufgesammelt und in den nächsten Prozeß wieder eingereiht. Wie aus der vor liegenden Beschreibung hervorgeht, kann bei der vorliegenden Erfindung der Calcinierungsvorgang kontinuierlich zyklisch durchgeführt werden, wobei die Trägerschalen 54 mit den Re aktionsgefäßen 56 hierauf in einer Richtung zirkulieren, die in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung hierfür besonders geeignet ist, ist sie nicht alleine auf das Calcinieren von Calcium carbonat in einer Wasserstoffsulfid-Gasatmosphäre zum Erhalt von Fluoreszenzmaterial aus Calciumsulfid beschränkt. Andere Arten von Calcinierungsvorgängen - soweit giftige Reaktions gase betroffen sind - sind mit dem Verfahren und der Vor richtung der vorliegenden Erfindung unter Erzielung der gleichen Vorteile möglich. Diese Vorteile sind unter anderem verkürzte Arbeits- bzw. Durchlaufzeiten und erhöhte Produk tivität und darüberhinaus sichere Arbeitsbedingungen ohne Austreten von Schadgas im Vergleich zu den bisher bekannten chargen weise arbeitenden Anlagen, und dies trotz eines kontinuierlich ablaufenden Prozesses.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Calcinierung in Schad gasumgebung, bei dem:
zu calcinierendes Material in eine vordere Kammer (4) eines Ofens (2) durch einen äußeren Eingang (40) einge bracht wird, während ein innerer Eingang (36) ver schlossen ist;
der äußere Eingang (40) danach verschlossen wird und das Material durch den inneren Eingang (36), der nun offen ist, in den Calcinierungsofen (2) eingebracht und dort in Schadgasumgebung calciniert wird;
das calcinierte Material durch einen inneren Ausgang (42) in eine rückwärtige Kammer (6) gebracht wird, wäh rend ein äußerer Ausgang (44) verschlossen ist;
der innere Ausgang (42) verschlossen wird und das cal cinierte Material durch den äußeren Ausgang (44), der nun offen ist, aus der rückwärtigen Kammer (6) ausge bracht wird; und
das Schadgas innerhalb der vorderen Kammer (4) und der rückwärtigen Kammer (6) durch eine Ablaßleitung (26, 26a, 26b) während des gesamten Prozesses entfernt wird, so daß das Schadgas am Austreten in die Umgebung gehin dert ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, mit:
einem rohrförmigen Calcinierungsofen (2), an dessen beiden Enden eine Zufuhrleitung (24) bzw. eine Ablaß leitung (26) für Reaktionsgas angeschlossen sind; einer vorderen Kammer (4) und einer rückwärtigen Kammer (6) jeweils mit einem inneren Eingang (36) und inneren Ausgang (42) bzw. äußerem Eingang (40) und äußeren Ausgang (44), wobei die vordere Kammer (4) und die rückwärtige Kammer (6) ebenfalls mit der Ablaßleitung (26) in Ver bindung stehen; und
Trägerschalen (54) mit denen zu calcinierendes Material durch die vordere Kammer (4), den rohrförmigen Calci nierungsofen (2) und die rückwärtige Kammer (6) aufein anderfolgend gefördert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die vordere Kammer (4) und die rückwärtige Kammer (6) jeweils in ihrem In neren mit einem Träger (48, 52) zur Aufnahme der Trä gerschalen (54) darauf und zur Änderung der Bewegungs richtung der Trägerschalen (54) und mit einem Schieber (46, 50) versehen sind, wobei Träger (48) und Schieber (46) in der vorderen Kammer (4) betätigt werden, um die Trägerschale (54) in den Calcinierungsofen (2) zu för dern und Träger (52) und Schieber (50) in der rückwär tigen Kammer (6) derart betätigt werden, daß die Trägerschalen (54) aus dem Calcinierungsofen (2) abgegeben werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Trägerschalen (54) und Ausnehmungen auf den Trägern (52, 48) zur Auf nahme der Trägerschalen (54) halbkreisförmigen Quer schnitt haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Calcinierungs ofen (2) eine Calcinierungsröhre (32) von kreisförmigem Querschnitt, eine elektrische Heizvorrichtung (34) am Umfang der Röhre (32) und eine adiabatische Schicht (30) aufweist, welche die Calcinierungsröhre (32) ein schließlich der Heizvorrichtung (34) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die adiabatische Schicht (30) aus Schamotte gefertigt ist.