DE4136318A1 - Schmelzbehaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschmelzen fester Stoffe als Bindemittel für Formkörper in ihrer eigenen Schmelze mit einem Schmelzbehälter, der in verti­ kaler Richtung eine längliche Form aufweist und in zwei voneinander getrennte Bereiche - einen Schmelzbereich und einen Läuter- und Transportbereich für die Schmelze - aufgeteilt ist, welche an ihrem oberen Ende durch minde­ stens eine Rohrleitung miteinander verbunden sind, in die eine Pumpe zwischengeschaltet ist und mit einem unterhalb des Schmelzbereiches angeordneten Sedimentationsbereich für anfallende Schmelzrückstände.

Bei der Herstellung von Formkörpern aus festen Stoffen, denen vor ihrer Formgebung ein geschmolzenes bei Raumtem­ peratur festes Bindemittel zugemischt wird, ist es von Vorteil, das Bindemittel dadurch zu verflüssigen, daß es in fester Form kontinuierlich in seine eigene Schmelze eingebracht wird.

In der deutschen Offenlegungsschrift 35 24 083 wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen von Bindemit­ teln für Kohlenstoffelektroden in ihrer eigenen Schmelze beschrieben. Hierbei wird in einem Schmelzbehälter, der in zwei voneinander getrennte, konzentrisch angeordnete Bereiche aufgeteilt ist, im inneren Bereich das feste Bindemittel von oben kontinuierlich in die schon vorhan­ dene Schmelze eingebracht und dort geschmolzen.

Unterstützt durch eine Pumpe strömt die entstandene Schmelze im inneren Bereich zunächst nach unten und dann im äußeren Bereich des Schmelzbehälters nach oben. Wäh­ rend des Transportes nach oben findet ein Temperaturaus­ gleich innerhalb der Schmelze sowie eine weitere Aufhei­ zung statt.

Eine Teilmenge der so geläuterten Schmelze wird dann zur weiteren Verarbeitung abgezogen, der andere Teil wird mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Schmelzberei­ ches zurückgeführt. Die Beheizung des Schmelzbehälters geschieht durch eine mit einem Wärmeträgeröl durchström­ te, in der Schmelze angeordneten Rohrschlange.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist die im Ver­ hältnis zum Schmelzvolumen kleine Heizfläche der Rohr­ schlange, wodurch die Schmelzleistung des Schmelzbehäl­ ters wesentlich eingeschränkt ist. Durch die Vielzahl der Rohrschlangenwindungen ist der Strömungswiderstand sehr hoch, so daß das Umpumpen des Wärmeträgeröls innerhalb der Rohrschlange mit hohem Energieaufwand verbunden ist.

Ein weiterer Nachteil ist, daß die im Sedimentationsteil am unteren Ende des Schmelzbehälters sich ansammelnden Schmelzrückstände nur mit Schwierigkeiten aus der Schmelzvorrichtung zu entfernen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zu schaffen, welche die genannten Nachteile der bekannten Vorrichtung nicht aufweist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schmelzbe­ hälters findet der Schmelzvorgang in einem von einem Wär­ meträgermedium umspülten Rohrbündel statt. Durch die große Oberfläche des Rohrbündels ist die Wärmeübertragung vom Wärmeträgermedium auf den aufzuschmelzenden Feststoff gegenüber dem bekannten Verfahren deutlich verbessert, wodurch eine deutlich gesteigerte Schmelzleistung er­ reicht wird. Daneben wird durch den Wegfall der Rohr­ schlangenwindungen der Durchflußwiderstand des Wärmeträ­ germediums erniedrigt. Hierdurch wird neben einer Ener­ gieersparnis ermöglicht, das Wärmeträgermedium schneller umlaufen zu lasssen, was eine weitere Steigerung der Schmelzleistung bewirkt.

Die erfindungsgemäße Austragung der Schmelzrückstände über eine Austragsvorrichtung, wobei während des Aus­ tragsvorganges eine Absperrvorrichtung verhindert, daß flüssiges Bindemittel gemeinsam mit den Schmelzrückstän­ den ausgetragen wird, ermöglicht einen störungsfreien kontinuierlichen Betrieb des Schmelzbehälters. Zusätzlich wird durch diese Maßnahme erreicht, daß möglichst wenig ungeschmolzener Feststoff nach seiner Sedimentation wie­ der in den Schmelzkreislauf zurückgelangen kann.

Bei der bekannten Vorrichtung, bei der der aufzuschmel­ zende Feststoff gemeinsam mit umgepumpter Schmelze oben auf das Schmelzbad aufgegeben wird, kann nicht verhindert werden, daß oftmals größere Feststoffmengen klumpenartig in die Schmelze eintauchen, wo sie nur schwer aufschmel­ zen und teilweise als Schmelzrückstand in den Sedimenta­ tionsbereich gelangen.

Durch die vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schmelzbehälters, den aufzuschmelzenden Feststoff mit einem Verteilorgan - beispielsweise einem Drehflügel - über die gesamte Rohrbündelfläche zu verteilen, wird die­ ser Nachteil vermieden und der aufzuschmelzende Feststoff gelangt mit Hilfe des Verteilorgans, in kleine Portionen aufgeteilt, in die einzelnen Rohre des Rohrbündels.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird an einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die Vorrichtung besteht aus einem Schmelzbehälter (10), der in vertikaler Richtung eine längliche Form aufweist und der in zwei voneinander getrennte nebeneinander ange­ ordnete Bereiche (11) und (12) aufgeteilt ist.

Der größere Bereich (11) dient zum Aufschmelzen des in fester Form im Schmelzbehälter aufgegebenen Feststoffs; der kleinere Bereich (12) dient zur Läuterung der erzeug­ ten Schmelze und zur weiteren Aufheizung auf die für die Weiterverarbeitung notwendige Temperatur. Innerhalb der beiden Bereiche (11, 12) des Schmelzbehälters (10) sind stehende Rohrbündel (13, 14) angeordnet, innerhalb der der Schmelzvorgang/Läutervorgang stattfindet und die von einem Wärmeträgermedium umspült werden. In der Zeichnung wurde nur die rechte Hälfte des Rohrbündels (13) darge­ stellt.

Das Wärmeträgermedium, das beispielsweise ein Wärmeträ­ geröl oder beispielsweise auch Heißdampf sein kann, wird in bekannter Weise in einem außerhalb des Schmelzbehäl­ ters befindlichen Wärmetauscher - der hier nicht darge­ stellt und nicht näher erläutert ist - aufgeheizt. Es tritt in den Schmelzbehälter (10) am Stutzen (18) ein, durchströmt zunächst das Rohrbündel (14) des Läuterbe­ reiches (12) und gelangt über die die beiden Bereiche (11, 12) verbindende Rohrleitung (25) in den Schmelzbe­ reich (11), den es oben über den Stutzen (19) verläßt.

Die Durchströmung des Rohrbündels mit dem Wärmeträgerme­ dium erfolgt in beiden Schmelzbehälterbereichen außerhalb der Rohrbündel im Gegenstrom zur Transportrichtung des aufzuschmelzenden bzw. bereits geschmolzenen Bindemittels innerhalb der Rohrbündel, wodurch ein besonders heißes aufgeschmolzenes Endprodukt erreicht wird.

Der aufzuschmelzende Feststoff wird über eine Rohrleitung (23) in den Schmelzbehälter (10) oberhalb des Rohrbündels (13) eingeführt, von einem Verteilorgan (17) gleichmäßig über die gesamte Fläche des Rohrbündels verteilt und dort mittels der Pumpe (20) über die Rohrleitung (24) umge­ pumpter heißer Schmelze in die Rohrbündel (13) einge­ spült.

Durch die heiße Schmelze sowie durch das Wärmeträgermedi­ um, das die Rohrbündel (13) umspült und dabei Wärme ab­ gibt, wird das feste Bindemittel aufgeschmolzen.

Am unteren Ende des Schmelzbereiches (11) tritt die Schmelze aus den Rohrbündeln (13) aus und gelangt über eine Rohrleitung (28) von unten in das Rohrbündel (14) des Läuterbereiches (12), wo sie innerhalb der Rohrbündel nach oben strömt. Während des Transportes nach oben er­ folgt ein Temperaturausgleich und eine weitere Aufheizung durch das die Rohrbündel umspülende Wärmeträgermedium. Am oberen Ende des Rohrbündels (14) strömt die Schmelze in ein Pumpengehäuse (29), aus der eine Pumpe (20) eine Teilmenge an heißer Schmelze über die Rohrleitung (24) in den oberen Teil des Schmelzbereiches (11) pumpt. Die restliche Teilmenge wird über die Öffnung (22) zur weite­ ren Verwendung abgezogen.

Die Schmelze wird durch die Pumpe (20) ständig umgewälzt, damit ein optimales Aufschmelzen des aufgegebenen Fest­ stoffs erreicht wird und eine stets gleichbleibende Tem­ peratur der Schmelze gewährleistet ist, die für ihre Ver­ wendung als Bindemittel benötigt wird. Außerdem wird durch das Umpumpen der Schmelze in den Aufgabebereich des Feststoffs erreicht, daß der Feststoff bei seinem Eintrag in das Rohrbündel (13) des Schmelzbehälters (10) sofort von heißer Schmelze umhüllt wird, wodurch der Schmelzvor­ gang erleichtert wird.

Die Schmelzrückstände (16) reichern sich im unteren Sedi­ mentationsbereich (27) an und werden über eine Austrags­ vorrichtung (15) ausgetragen. Eine zwischen der Austrags­ vorrichtung (15) und dem Sedimentationsbereich (27) be­ findliche, während des Austragsvorgangs geschlossene Ab­ sperrvorrichtung verhindert, daß während des Austragsvor­ gangs nicht auch flüssige Phase unerwünscht mit ausgetra­ gen wird. Um durch Wärmeverluste bedingte Anbackungen zu verhindern, ist die Austragsvorrichtung vollständig mit einer Isolierung umgeben.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Aufschmelzen fester Stoffe als Bin­ demittel für Formkörper in ihrer eigenen Schmelze mit einem Schmelzbehälter, der in vertikaler Rich­ tung eine längliche Form aufweist und in zwei von­ einander getrennte Bereiche - einen Schmelzbereich und einem Läuter- und Transportbereich für die Schmelze - aufgeteilt ist, welche an ihrem oberen Ende durch mindestens eine Rohrleitung miteinander verbunden sind, in die eine Pumpe zwischengeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander getrennten Bereiche (11, 12) des Schmelzbehälters (10) nebeneinander angeordnet sind und jeweils als stehende Rohrbündel (13, 14) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des stehenden Rohrbündels (13) des Schmelzbereiches (11) des Schmelzbehälters (10) ein Verteilorgan (17) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des stehenden Rohrbündels (13) des Schmelzbereiches ein Sedimentationsbereich (27) an­ geordnet ist, der über eine Rohrleitung (30), die mit einer Absperrvorrichtung (21) versehen ist, mit einer Austragsvorrichtung (15) in Verbindung steht.