DE4325303A1 - Drehrohrofen zur Wärmebehandlung fließfähiger Materialien - Google Patents
Drehrohrofen zur Wärmebehandlung fließfähiger MaterialienInfo
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/22—Rotary drums; Supports therefor
- F27B7/224—Discharge ends
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Description
Die Erfindung ist auf einen Drehrohrofen zur Wärmebehandlung fließfähiger
Materialien, insbesondere von Schüttgütern, mit einem Drehrohrofenmantel, der
an seinem auslaufseitigen Ende als Doppelmantel ausgebildet ist, und mit Auslaufschutzsegmenten,
die den Abschluß dieses Doppelmantels und die Auslaufkante
des Drehrohrofens bilden, gerichtet.
Das Auslaufende eines Drehrohrofens zur Wärmebehandlung fließfähiger Materialien,
insbesondere von Schüttgütern, z. B. ein Drehrohrofen zur Produktion
von Zementklinker, unterliegt im wesentlichen Beanspruchungen, die gleichzeitig
und in unterschiedlichen Anteilen auftreten:
thermische Beanspruchungen
- durch Kontakt mit dem heißen Produkt
- durch Kontakt mit der aus dem Kühler in den Ofen einströmenden Sekundärluft
- durch die Strahlung der Brennerflamme
- durch Kontakt mit dem heißen Produkt
- durch Kontakt mit der aus dem Kühler in den Ofen einströmenden Sekundärluft
- durch die Strahlung der Brennerflamme
chemische Beanspruchungen
- durch Kontakt mit Produktbestandteilen
- durch Kontakt mit den im Gasstrom enthaltenden festen und gasförmigen Bestandteilen
- durch Kontakt mit Produktbestandteilen
- durch Kontakt mit den im Gasstrom enthaltenden festen und gasförmigen Bestandteilen
mechanische Beanspruchungen
- durch Oberflächenverschleiß infolge des über die Auslaufkante überlaufenden Produkts und durch vorbeiströmende feste Bestandteile des Gasstromes
- durch Verformungen des Drehrohrofenmantels.
- durch Oberflächenverschleiß infolge des über die Auslaufkante überlaufenden Produkts und durch vorbeiströmende feste Bestandteile des Gasstromes
- durch Verformungen des Drehrohrofenmantels.
Von der Gestaltung und Ausrüstung dieses extrem hoch beanspruchten Teils des
Drehrohrofens hängt deshalb ganz entscheidend dessen Haltbarkeit und somit die
Verfügbarkeit der gesamten Produktionsanlage ab.
Aus der Praxis sind daher verschiedene Ausführungsformen des Auslaufendes von
Drehrohröfen bekannt, wobei sich insbesondere bewährt hat, das Auslaufende in
Form eines Doppelmantels auszubilden, dessen Stirnende durch Auslaufschutzsegmente
abgeschlossen ist, während das entgegengesetzte Ende dieses Doppelmantels
offen ist, so daß Kühlluft in den Hohlraum des Doppelmantels eingeblasen
werden kann.
So wird in der DE-A-31 46 320 ein Drehrohrofen beschrieben, dessen Auslaufende
als Doppelmantel ausgebildet ist, dessen stirnseitige Abschlußsegmente durch
in Trommelachsrichtung verlaufende Befestigungsschrauben gegen die Stirnseiten
des Doppelmantels gezogen werden.
Um den Außenring des Doppelmantels im wesentlichen konzentrisch um den
Außenumfang des Ofenmantels zu halten, wird in der DE-A-30 11 012 vorgeschlagen,
in den Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Ofenmantels und
der Innenfläche des Außenrings eine Vielzahl flexibler Abstandsleisten anzuordnen.
Die Abstandsleisten sind aus Stahl gefertigt und haben federähnliche Eigenschaften,
so daß sie sich zur Aufnahme von unterschiedlichen Ausdehnungen
infolge von unterschiedlichen Temperaturen des Drehrohrofenmantels und des
Außenrings beim Betrieb des Drehrohrofens bewegen können.
In den letzten Jahren sind erhebliche Anstrengungen unternommen worden, die
Wärmerückgewinnung in den den Drehrohröfen nachgeschalteten Kühlern zu steigern.
Dies hat zu höheren Temperaturen der von den Kühlern in die Drehrohröfen
strömende Sekundärluft geführt und damit zu einer höheren thermischen Beanspruchung
des Auslaufbereichs, wodurch die Standzeiten der den Auslauf bildenden
Materialien reduziert werden:
- - Hitzebeständige Stahlgußwerkstoffe geraten an die Grenze ihrer Beanspruchbarkeit. Das Ausweichen auf höher zu beanspruchende metallische Werkstoffe erhöht drastisch die Anschaffungskosten.
- - Die Luftkühlung läßt sich nicht in beliebiger Weise und den Erfordernissen entsprechend steigern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten Ausführungsformen des Auslaufendes
von Drehrohröfen weiterzubilden, und eine konstruktive und werkstofftechnische
Lösung für die Gestaltung des Drehrohrofenauslaufs zu schaffen, die den
gesteigerten Anforderungen gerecht wird und zu einer Standzeitverlängerung des
Drehrohrofenauslaufs führt.
Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Gemäß der Erfindung wird der Drehrohrofenmantel durch Auslaufschutzsegmente
an seinem auslaufseitigen Ende bis zu seiner Ablaufkante verlängert. Die Auslaufschutzsegmente
sind hierzu auf Tragarme angeordnet, die gleichmäßig über den
Umfang außen am Drehrohrofenmantel verteilt befestigt sind und über das Ende
des Drehrohrofenmantels hinauskragen. Der Effekt dieser Konstruktion ist, daß
bei Überhitzung im Bereich des Auslaufendes kein geschlossener Drehrohrofenmantel
in diesem Bereich vorhanden ist, der trompetenförmig austrichtern kann,
sondern ein aus Auslaufschutzsegmente gebildetes Drehrohrofenende, das weitgehend
seine zylindrische Form beibehält.
Durch das Merkmal der Erfindung, die Auslaufschutzsegmente mehrteilig auszuführen
und die einzelnen Teile spannungsfrei miteinander und mit den Tragarmen
lösbar in Form von Steckverbindungen zu verbinden, ergeben sich folgende weitere
Vorteile:
Zunächst ist es in einfacher Weise möglich, einzelne Segmentteile, die verschlissen
oder sonstwie zerstört sind und deshalb durch neue Segmentteile ersetzt werden
müssen, aus den Auslaufschutzsegmenten herauszulösen, ohne das gesamte
Segment ausbauen zu müssen. Weiterhin gestattet die spannungsfreie Verbindung
der Segmentteile untereinander und mit den Tragarmen die Maßnahme, die Segmentteile
aus besonders hitzebeständigen und abriebfesten Materialien zu fertigen,
beispielsweise aus Materialien wie Korund oder keramische Materialien aus der
Gruppe der Hartstoffe, also Werkstoffe, die normalerweise sprödes Verhalten zeigen
und insbesondere gegenüber Zugspannungen empfindlich sind, wodurch die
Standzeit gegenüber normale metallische Werkstoffe erheblich gesteigert werden
kann.
Der spannungsfreie Zusammenbau der Segmentteile zu Auslaufschutzsegmenten
gestattet es auch, die Segmentteile je nach der zu erwartenden Beanspruchung aus
unterschiedlichen Werkstoffen zu fertigen, da Unterschiede im Werkstoffverhalten,
z. B. des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, sich nicht nachteilig, z. B.
in Form von Verspannungen, auswirken kann. Die Segmentteile sind gemäß der
Erfindung so gestaltet, daß trotz des spannungsfreien Zusammenbaus ein hoher
mechanischer Zusammenhalt gegeben ist mit weitgehend gas- und staubdichten
Trennfugen.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden für zwei
Ausführungsbeispiele von möglichen Auslaufschutzsegmentteilen anhand von
schematischen Zeichnungsfiguren näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 Seitenansicht des Drehrohrofenauslaufbereichs mit Doppelmantel
eines Drehrohrofens;
Fig. 2 ein Längsschnitt durch den aus Auslaufschutzsegmenten gebildeten
Abschluß des Doppelmantels;
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend III-III der Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht (geschnitten) entsprechend IV-IV der Fig. 2;
Fig. 5 eine perspektivische Explosionszeichnung der Auslaufschutzsegmente
entsprechend der Fig. 2;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionszeichnung der ineinandergeschobenen
Auslaufschutzsegmente entsprechend Fig. 2;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch den aus Auslaufschutzsegmenten gebildeten
Abschluß des Doppelmantels in einem weiteren möglichen
Ausführungsbeispiel.
In der Fig. 1 ist schematisch der Ofenauslaufbereich (9) eines Drehrohrofens (8)
dargestellt, der mit seiner Abschlußkante (20) in den Ofenkopf (7) eines dem
Drehrohrofen (8) nachgeschalteten Kühlers (6) hineinragt. Mit II ist in Fig. 1 der
Bereich des Ofenauslaufs eingezeichnet, der in den nachfolgenden Figuren dargestellt
ist.
Wie die Fig. 2 bis 6 zeigen, ist der Ofenauslaufbereich (9) als Doppelmantel ausgebildet,
dessen innere Wandung vom Drehrohrofenmantel (16) und dessen äußere
Wandung von einem Rohr (18) gebildet wird. Zum Auslaufende des Drehrohrofens
hin wird dieser Doppelmantel von Auslaufschutzsegmenten abgeschlossen,
die aus den Auslaufschutzsegmentteilen (11, 11′, 12, 12′) gebildet werden
und die den Drehrohrofen (8) um den Betrag ihrer Länge nach verlängern.
Wie insbesondere die Fig. 3 bis 6 zeigen, sind die Auslaufschutzsegmentteile (11,
11′, 12, 12′) so gestaltet und so ineinandergesteckt, daß nur durch Sicherung
mittels eines bolzenförmigen Körpers, in den Zeichnungsfiguren ist dieser bolzenförmige
Körper als Schraube (21) dargestellt, eine kraftschlüssige und in ihren
Trennfugen weitgehende staub- und gasdichte Verbindung untereinander hergestellt
ist.
Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, sind auch in Umfangsrichtung die Auslaufschutzsegmentteile
(11, 11′, 12, 12′) miteinander verzahnt angeordnet, um gas-
und staubdichte Trennfugen zwischen den Auslaufschutzsegmentteilen (11, 11′
bzw. 12, 12′) zu gewährleisten.
Die Verbindung der Auslaufschutzsegmente mit dem Drehrohrofenmantel (16) ist
über Tragarme (15) hergestellt.
Unterhalb des Drehrohrofenmantels (16), der mit Abstand von der Abschlußkante
(20) des Drehrohrofens (8) endet, sind die Tragarme (15), die in diesem Ausführungsbeispiel
hohlkastenförmig ausgebildet sind, so befestigt (beispielsweise
angeschweißt), daß sie über das Ende des Drehrohrofenmantels (16) hinauskragen.
Auf diesem überstehenden Teil der Tragarme (15) sind die Auslaufschutzsegmente
mit Hilfe eines Formkörpers (19) aufgeschoben, wobei ein Ende des Formkörpers
(19) in die entsprechend gestaltete Ausnehmung (23) des Auslaufschutzsegmentteils
(12 bzw. 12′) und das andere Ende des Formkörpers (19) in den Hohlraum
des hohlkastenförmig ausgebildeten Tragarms (15) hineingesteckt ist.
Die Arretierung der Auslaufschutzsegmente auf den Tragarmen (15) geschieht im
dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Schraube (21), die von oben
durch die Ausnehmung (28) im Auslaufschutzsegmentteil (11 bzw. 11′) und weiter
durch die Ausnehmung (27) der Tragarme (15) geführt ist. Die Schraube (21)
wird von einer Schraubenmutter (25) gehalten, die in einer entsprechend gestalteten
Nut der Auslaufschutzsegmentteile (12 bzw. 12′) angeordnet ist und auf diese
Weise bei Drehung der Schraube an einer Drehung gehindert ist.
Oben auf die Auslaufschutzsegmentteile (11 bzw. 11′) sind die Auslaufschutzsegmentteile
(10) bündig aufgesetzt, so daß mit den Auslaufschutzsegmentteilen (11
bzw. 11′) eine gemeinsame Abschlußkante (20) gebildet wird. Gehalten wird dieses
Auslaufschutzsegmentteil (10) durch die feuerfeste Stampfmasse (17), die sich
den Konturen des vertikalen Teils dieses Auslaufschutzsegmentteils (10) anpaßt
sowie durch Anker (22), die auf den Schrauben (21) angeschweißt sind und die
durch die von den schwalbenschwanzförmigen horizontalen Teilen der Auslaufschutzsegmentteilen
(10) gebildeten Ausnehmungen, die mit feuerfester Stampfmasse
(17) gefüllt sind, hineinragen.
Eine weitere, besonders für die Verwendung von feuerfesten Steinen (anstelle von
feuerfester Stampfmasse) geeignete Ausführungsform von Auslaufschutzsegmenten
ist in der Fig. 7 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die in den
Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 6 beschriebenen Auslaufschutzsegmentteile
(10 und 11 bzw. 11′) zu einem Auslaufschutzsegmentteil (13) zusammengefaßt
bei sonst gleicher Ausbildung der übrigen Konstruktionsteile. Die Zusammenfassung
der Auslaufschutzsegmentteile (10 und 11 bzw. 11′) zu einer Einheit ist
bei Verwendung feuerfester Steine erforderlich, da die bei feuerfesten Stampfmassen
möglichen Verankerungen, beispielsweise die Verankerung der feuerfesten
Ausmauerung mittels eines Ankers (22), bei Steinen in dieser Form nicht möglich
oder nur mit erheblichem Aufwand durchführbar sind.
Die dargestellten Anwendungsbeispiele stellen hinsichtlich der Gestaltung der
Auslaufschutzsegmente bezüglich der Anzahl und der Form der Verzahnungen nur
mögliche Beispiele dar, die entsprechend der Erfindung durch andere Verzahnungsformen
ersetzt oder ergänzt werden können. Auch die Anzahl der Auslaufschutzsegmentteile,
aus die die Auslaufschutzsegmente gebildet sind, können von
der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Anzahl entsprechend der Erfindung
abweichen.
Claims (4)
1. Drehrohrofen zur Wärmebehandlung fließfähiger Materialien, insbesondere
von Schüttgütern, mit einem Drehrohrofenmantel, der an seinem auslaufseitigen
Ende als Doppelmantel ausgebildet ist, und mit Auslaufschutzsegmenten,
die den Abschluß dieses Doppelmantels und die Auslaufkante des
Drehrohrofens bilden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender
Merkmale:
- a) der Drehrohrofenmantel (16) endet mit Abstand vor der Auslaufkante (20) des Drehrohrofens;
- b) über den Umfang des Drehrohrofenmantels (16) sind gleichmäßig außen am auslaufseitigen Ende des Drehrohrofenmantels (16) auskragende Tragarme (15) befestigt, auf die Auslaufschutzsegmente, die aus Auslaufschutzsegmentteilen (10, 11, 11′, 12, 12′, 13) gebildet sind, so angeordnet sind, daß sie den Drehrohrofenmantel (16) bis zur Auslaufkante (20) verlängern;
- c) die Auslaufschutzsegmentteile (10, 11, 11′, 12, 12′, 13) sind verspannungsfrei in Form von Steckverbindungen in axialer und in Umfangsrichtung des Drehrohrofenmantels (16) miteinander und mit den Tragarmen (15) lösbar verbunden und bilden einen weitgehend gas- und staubdichten Abschluß des Doppelmantels.
2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufschutzsegmentteile
(10, 11, 11′, 12, 12′, 13) aus hitzebeständigen, gegenüber
chemische Einflüsse und Verschleiß beständigen Werkstoffen, vorzugsweise
aus keramischen Werkstoffen, gefertigt sind.
3. Drehrohrofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Auslaufschutzsegmentteile
(10, 11, 11′, 12, 12′, 13) aus unterschiedlichen Materialien
zu Auslaufschutzsegmenten miteinander kombiniert sind.
4. Drehrohrofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Auslaufschutzsegmentteil (13), an dem die feuerfeste Ausmauerung (14) des
Drehrohrofens endet und das somit die Auslaufkante (20) des Drehrohrofens
bildet, auch einen Teil des Abschlusses des Doppelmantels bildet.
Priority Applications (4)
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