DE4121797A1 - Verfahren und vorrichtung zum zerkleinern von heissen, koernigen schuettguetern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von heißen, körnigen Schüttgütern im noch glühendem Zustand, insbesondere von in einem Drehrohrofen gebrannten Zementklinker, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Brenngut, wie Zementklinker, Kalk und dgl., wird nach Verlassen des Brennaggregates, z. B. ein Drehrohrofen, gekühlt und an geeigneter Stelle zerkleinert. Das glühende Brenngut ist ein Haufwerk unterschiedlicher Körnung. Es fallen Korngrößen bis 200 mm und größer an, wodurch dieses Haufwerk eine geringe spezifische Oberfläche hat und somit eine große Kühlluftmenge zur Kühlung notwendig ist, die nur zum Teil vom Ofen verwertet werden kann. Die in der übrigen Kühlluft enthaltene Wärme geht dem Ofen verloren.

Zur effektiven Gestaltung des Kühlprozesses ist es bereits bekannt, am Auslauf des Drehrohrofens eine Zerkleinerungsstufe anzufügen, weil der den Drehrohrofen verlassende Klinker nur 1/100 der Druckfestigkeit des kalten Klinkers besitzt.

Eine Lösung nach DD-PS 1 37 578 sieht unmittelbar am Auslauf des Drehrohrofens einen schnellaufenden Brecher vor, wie insbesondere einen Prall- oder Hammerbrecher, der mit Kühlluft beaufschlagt den heißen Klinker bei gleichzeitiger Kühlung vorzerkleinert. Die Kühlung auf Endtemperatur übernehmen Kühler bekannter Bauart, wie Rost-, Drehrohr- oder Wirbelrinnenkühler.

Andere Lösungen beinhalten Vorrichtungen, die darauf basieren, daß im Auslaufbereich des Drehrohrofens durch die Drehbewegung des Ofens bewegte Keramikkörper (DD-PS 1 45 628) oder ein an der Ofenauslaufkante befestigter Brechring mit feststehendem Gegenstück (DD-PS 2 00 738) die Vorzerkleinerung des Klinkers bewirken.

Weitere Lösungen sehen eine mehrstufige Zerkleinerung vor, z. B. in der Schaltung Prallbrecher-Walzenmühle (DD-PS 2 00 283) oder Prallbrecher-Strahlmühle (DD-PS 1 50 597), die darauf zielt, auf die Nachschaltung bekannter Kühler zu verzichten und bereits einen hohen Anteil an Fertiggut zu erzeugen.

Ein besonderes Problem stellt die hohe thermische Belastung der Zerkleinerer dar. Die notwendige Kühlung der rotierenden Teile der Brecher und der weiteren Elemente im Zerkleinerungsraum erfordern eine große Kühlluftmenge, die primär anfällt und die Gesamtkühlluftmenge erhöht. Der spezielle Kühlluftbedarf reduziert sich nicht auf das Maß, das den Verbrennungsluftbedarf des Ofens deckt. Es fällt vermehrt Abluft an.

Ein weiterer Nachteil entsteht aus der Beanspruchungsart. Die Prall- und Schlagbeanspruchung führt zu einem hohen Anteil an feinen Partikeln, die durch die Kühlluft in den Ofen getragen werden, die Ofenatmosphäre verdunkeln und einen verlustreichen Material- und Wärmekreislauf ergeben.

Eine große Anfälligkeit besteht, wenn große Klinkerstücke anfallen. Die Zerkleinerungseinrichtungen sind nicht in der Lage, diese Stücke aufzunehmen und zu zerkleinern, so daß Sondermaßnahmen erforderlich sind (DD-PS 1 50 599). Hinzu kommt, daß mit Ausnahme der Blechringvariante (DD-PS 2 00 738) keine Oberkornbegrenzung für das Fertiggut gewährleistet werden kann. Der Blechringvariante, die eine Art Backenbrecher darstellt, lastet der Nachteil an, daß sie große Durchsätze nur mit großem Austrittsspalt erreicht und nicht die angestrebte Feinheit sichert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem das aus dem Drehrohrofen austretende und noch im glühenden Zustand befindliche Brenngut, insbesondere Zementklinker, so auf eine definierte Endkorngröße vorzerkleinert werden kann, daß die anfallende Kühlluft staubarm ist und maximal für den Brennprozeß im Ofen genutzt werden kann, sowie die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Zerkleinerung des heißen und noch glühenden Klinkers auf eine Korngröße von z. B. kleiner 10 mm nacheinander durch Druck- und Scherbeanspruchung erfolgt. Die Druckbeanspruchung kann dabei zur Vermeidung von Anbackungen des Gutes bei Anwesenheit eines Kühlmediums erfolgen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einem Zerkleinerer, der nach dem Prinzip des Backenbrechers arbeitet, d. h. weit geöffnete Brechbacken hat, von denen mindestens eine beweglich ist. Am Austrittsspalt ist eine Walze angeordnet, die dem verlängerten Ende einer der beiden Brechbacken gegenüberliegt und somit vom Wirkprinzip her eine Art Einwalzbrecher entsteht. Die Walze übernimmt neben der Zerkleinerung auch die Funktion eines Abzugsorgans. Sie erlaubt einerseits die Verbreiterung des Austrittsspaltes des Backenbrechers und andererseits bei Einhaltung der gewünschten Endkorngröße die gezielte, über die Drehzahl einstellbare Abförderung des Gutes. Mit dieser veränderten Ausführung des Backenbrechers sind hohe Durchsätze bei kleinen Endkorngrößen möglich.

Die erhöhte Scherbeanspruchung im Bereich der Walze kommt insbesondere der Zerkleinerung des heißen Brenngutes zugute, das gerade den plastischen Zustand verlassen hat, äußerlich sich verfestigt, wobei besondere große Körner im Innern durchaus noch plastische Konsistenz besitzen. Weiterhin können problemlos große Aufgabegutstücke aufgegeben, eingezogen und zerkleinert werden.

Die Beanspruchung auf Druck und Scherung erlaubt, die Zerkleinerungselemente mit hochverschleiß- und hochdruckfester Keramik zu verkleiden, die sowohl der mechanischen Beanspruchung als auch der thermischen Belastung genügt. Sie ist auch geeignet, kurzzeitig bei erhöhtem Verschleiß nicht mehr heißen und abrasiven Klinker zu zerkleinern, der bei An- und Abfahrvorgängen des Drehrohrofens anfällt und verarbeitet werden muß.

Die Beanspruchungsart Druck/Scherung sichert ein Minimum an Feinkorn und Staubanfall.

Die Anordnung der Walze bringt für alle Funktionsprinzipien der Backenbrecher, wie Pendel-, Kurbel- und Pendelkurbelschwingenbrecher, gleichgünstige Veränderungen.

Die notwendige Kühlluft zur Begrenzung der Temperatur der Maschinenteile belastet nicht den nachfolgenden Kühlprozeß, der in bekannten Bauarten, wie Drehrohr-, Rost- oder Wirbelrinnenkühler, erfolgt.

Die Erfindung wird am Beispiel einiger Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. Die zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 Schnitt durch einen Zerkleinerer mit Pendelschwinge oberhalb der Walze,

Fig. 2 Schnitt durch einen Zerkleinerer mit Kurbelschwinge oberhalb der Walze,

Fig. 3 Schnitt durch einen Zerkleinerer mit verlängerter Kurbelschwinge.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen den Backenbrecher 1, der aus der festen Brechbacke 2, der losen Brechbacke 3 und einer am Austrittsspalt 4 angeordneten Walze 5 besteht. Über den großen Einlaufbereich 6, der die Aufgabe von Gutstücken mit großer Kantenlänge erlaubt, wird der heiße und zum Teil noch glühende Klinker aufgegeben und zwischen den Brechbacken 2, 3 durch Druck zerkleinert. Mit fortschreitender Zerkleinerung wandert das Gut zum Austrittsspalt 4. Hier übernimmt die Walze 5 das Gut und fördert es bei gleichzeitig weiterer Zerkleinerung durch den Austragsspalt 7, dessen Größe die Endkörnung bestimmt. Der Austrittsspalt 4 wird durch die feste und lose Brechbacke 2, 3 und der Austragsspalt 7 durch das verlängerte Ende der Brechbacke 2 oder 3 und die Walze 5 gebildet. Der Austragsspalt 7 verändert während des Zerkleinerungsvorganges nur unbedeutend seine Größe.

Die Walze 5 kann drehzahlverstellbar sein und besitzt immer ein größeres Fördervolumen als benötigt wird, so daß kein Rückstau entsteht.

Der Walze 5 kann anstelle des verlängerten Endes einer der Brechbacken 2, 3 eine zweite Walze zugeordnet sein, die aber mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit zur ersten Walze 5 arbeitet.

Bei Gefahr der Anbackung sehr weichen Gutes besteht die Möglichkeit, Kühlluft durch den Spalt 8 zwischen Walze 4 und Brechbacke 2 oder 3 sowie über den Einlaufbereich 6 in den Brechraum zu leiten.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß bei einem sehr breiten Kornband des Aufgabegutes ein feines Endprodukt mit definierter Oberkornbegrenzung und minimalem Staub- und Feingutanteil entsteht. Dieses Endprodukt bildet die Voraussetzung für eine sehr effektive Kühlung in der nachfolgenden Prozeßstufe und führt einerseits zu einer Verringerung des Energiebedarfs im Brennprozeß und andererseits zur Energieeinsparung im Mahlprozeß bei der Herstellung des Fertigproduktes.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Backenbrecher
2 feste Brechbacke
3 lose Brechbacke
4 Austrittsspalt
5 Walze
6 Einlaufbereich
7 Austragsspalt
8 Spalt zwischen Walze 5 und einer Brechbacke

Claims (6)

1. Verfahren zum Zerkleinern von heißen, körnigen Schüttgütern, insbesondere von in einem Drehrohrofen gebrannten Zementklinker, der nach dem Verlassen des Drehrohrofens im noch glühendem Zustand durch Schlag-, Prall- oder Druckbeanspruchung zerkleinert wird, gekennzeichnet dadurch, daß das noch glühende Haufwerk mit seiner breiten Kornverteilung in lockerer Füllung vorrangig auf Druck und im Anschluß, zur Erreichung einer definierten Endkorngröße, vorwiegend auf Scherung beansprucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckbeanspruchung bei Anwesenheit eines Kühlmediums erfolgt.

3. Vorrichtung zum Zerkleinern von heißen, körnigen Schüttgütern, insbesondere von noch glühendem Zementklinker, bestehend aus einem dem Brennaggregat, insbesondere Drehrohrofen, unmittelbar nachgeschalteten Zerkleinerer, gekennzeichnet dadurch, daß der Zerkleinerer ein nach dem Prinzip des Backenbrechers arbeitender Zerkleinerer mit mindestens einer beweglichen Brechbacke (2 oder 3) und erweitertem Austrittsspalt (4) ist und an diesen Austrittsspalt (4) eine Walze angeordnet ist, die mit dem verlängerten Ende einer der beiden Brechbacken (2, 3) einen einstellbaren Austrittsspalt (7) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Austrittsspalt (7) durch zwei mit unterschiedlicher Drehzahl arbeitende Walzen gebildet wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß Brechbacken- und Walzenoberfläche durch verschleißfestes und hitzebeständiges Material, wie z. B. Keramik, geschützt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der Walzen (5) und im Einlaufbereich (6) Anschlußstutzen für ein Kühlmedium vorhanden sind.