DE4406382A1

DE4406382A1 - Drehkühler zum Kühlen von Schüttgut

Info

Publication number: DE4406382A1
Application number: DE4406382A
Authority: DE
Inventors: Gerd Elsenheimer; Karl-Heinz Gehrhardt
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1994-02-26
Filing date: 1994-02-26
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2014-02-27
Also published as: AU684331B2; AU1348995A; TR27892A; ZA951572B; DE4406382C2; CN1106917A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehkühler zum Kühlen von Schüttgut, der über eine stationäre Zwischenkammer mit einem Ofen in Verbindung steht, die einen Durchgang für das behandelte Schüttgut vom Ofen zum Drehkühler bildet, wobei der Drehkühler eine Anzahl sekundärer Kühlerrohre aufweist, die planetenartig rund um das Hauptkühlerrohr angeordnet sind.

Die Kühlleistung der Drehkühler, bei denen der Wärmeaustausch ausschließlich über die Kühleroberfläche durch Luft und Wasser erfolgt, ist begrenzt. Das hängt mit den Eigenschaften des Drehrohr-Austrages und mit der begrenzten Wärmeaustauschfläche des Kühlers zusammen. Die Wärmeübertragung erfolgt größtenteils über den zylindrischen Kühlermantel und zu einem verhältnismäßig geringen Teil durch sogenannte Lifterplatten. Da zum Teil große und schwere Ansatzbrocken aus dem Ofen ausgetragen und in den Drehkühler überführt werden, die jegliche Einbauten im Drehkühler bei den gegebenen Drehzahlverhältnissen beschädigen oder zerstören würden, kann die Wärmeübertragung im Drehkühler durch Einziehen von Kühlschlangen oder ähnlichen Vorrichtungen nicht verbessert werden.

Aus der DE-OS 25 01 457 ist eine Drehofenanlage zum Kalzinieren und Sintern mineraler Materialien und insbesondere von Zementrohmaterialien mit separaten Einheiten zum Vorwärmen und Kalzinieren der Rohmaterialien mit einem Drehofen und mit einem Drehkühler bekannt. Der Drehofen und der Drehkühler stehen über eine stationäre Zwischenkammer miteinander in Verbindung. Die stationierte Zwischenkammer bildet einen Durchgang für das gebrannte Produkt vom Ofen zum Drehkühler im Gegenstrom zu der erwärmten, als Verbrennungsluft zum Drehofen strömenden Kühlluft. Der Drehkühler weist eine Anzahl sekundärer Kühlerrohre auf, die planetenartig rund um das Auslaßende des drehbaren Hauptkühlerrohres angeordnet sind. Um die Kühlleistung dieser Kühler und den Wärmehaushalt des Verfahrens zu verbessern, wird gleichzeitig Kühlluft durch die sekundären Kühlerrohre geleitet, die dadurch für das weitere Verfahren vorgewärmt wird. Das gesamte Schüttgut wird bei diesem Kühler aus dem Hauptkühlerrohr in die planetenartigen sekundären Rohre überführt und von dort direkt ausgetragen. Die gesamte Kühlleistung besteht aus einer indirekten Kühlung über die Oberfläche der sekundären Kühlerrohre und aus einer direkten Kühlung über die durchgeleitete Luft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Drehkühler zum Kühlen von Schüttgut mit einer hohen Kühlleistung ohne Durchleiten von Luft und Einspritzen von Wasser bereitzustellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Hauptkühlerrohr mindestens in einem Abschnitt ein Feld von planetenartig rund um das Hauptkühlerrohr angeordneten sekundären Kühlerrohren aufweist, wobei Ein- und Auslaufrohre der sekundären Kühlerrohre jeweils in das Hauptkühlerrohr münden und das Hauptkühlerrohr sowie die sekundären Kühlerrohre mit Wasser auf der Außenseite beaufschlagt werden und die sekundären Kühlerrohre parallel zur Achse des Hauptkühlerrohres verlaufen.

Das Schüttgut besteht insbesondere aus dem Produkt der Reduktion von eisenoxidhaltigen Materialien und überschüssigem Reduktionsmittel.

Der Begriff "Abschnitt" steht für eine mit Kühlwasser berieselte Kühlerrohrfläche, die vor und/oder zwischen den Laufringen angeordnet sein kann. Die erfindungsgemäße planetenartige Anordnung von sekundären Kühlerrohren ergibt eine erheblich größere Oberfläche. Inneneinbauten im Drehkühler zur Erhöhung der Kühlleistung sind nicht erforderlich. Der erfindungsgemäße Kühler kann im Vergleich mit einem herkömmlichen Drehkühler bei gleichem Durchmesser kürzer sein und ermöglicht durch die größere Oberfläche eine höhere Temperaturdifferenz. Beim erfindungsgemäßen Drehkühler wird vorteilhafterweise eine kleinere Wassermenge im Kreislauf geführt, was niedrigere Betriebskosten zur Folge hat. Der erfindungsgemäße Drehkühler kann mit einer kleineren Antriebsleistung gefahren werden im Vergleich zum herkömmlichen Drehkühler.

Die Kühlleistung des erfindungsgemäßen Kühlers ist besonders hoch, da Schüttgut in die planetenartigen sekundären Kühlerrohre überführt wird und aus den sekundären Kühlerrohren in das Hauptkühlerrohr zurückgeführt wird. Dadurch erfolgt ein optimaler Austausch des Materials zwischen dem Hauptkühlerrohr und den sekundären Kühlerrohren. Die Kühlfläche des erfindungsgemäßen Drehkühlers ist dadurch wesentlich größer als die Kühlfläche eines herkömmlichen Drehkühlers. Die Kühlung der zusätzlichen Flächen erfolgt auf die gleiche Weise wie bisher, nämlich über indirekte Beaufschlagung mit Wasser. Die Anzahl der Felder richtet sich nach der Länge des Kühlers und der notwendigen Häufigkeit des Materialaustausches zwischen dem Hauptkühlerrohr und den sekundären Kühlerrohren. Die Abstände zwischen den sekundären Kühlerrohren werden so gewählt, daß noch Wartungsarbeiten am Drehkühler durchgeführt werden können. Der Durchmesser der Kühlerrohre ist abhängig vom Material und von der Korngröße. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Drehkühlers bei der Ilmenit-Reduktion ist auch ein kleinerer Durchmesser bei kürzeren Kühlern möglich, da bei der Ilmenit-Reduktion keine größeren Agglomerationen wie bei der Eisenreduktion entstehen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Durchmesser des Einlaufrohres der sekundären Kühlerrohre im Verhältnis zum Durchmesser der sekundären Kühlerrohre so gewählt wird, daß der Füllungsgrad des Materials in den sekundären Kühlerrohren 15 bis 45% beträgt. Bei diesem Füllungsgrad des Materials in den sekundären Kühlerrohren wird eine besonders hohe Kühlleistung des erfindungsgemäßen Drehkühlers erzielt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß das Verhältnis der Durchmesser der Einlaufrohre zu den sekundären Kühlerrohren 0,1 bis 0,4 beträgt. Bei diesem Verhältnis der Durchmesser der Einlaufrohre zu den sekundären Kühlerrohren wird die Menge an Material in die sekundären Kühlerrohre chargiert, bei der die größte Kühlleistung in den sekundären Kühlerrohren erfolgt. Ein Ansteigen des Füllungsgrades über 45% erniedrigt die Durchmischung des Materials in den sekundären Kühlerrohren. Die Kühlung erfolgt im Extremfall dann nur noch durch die Oberflächen der sekundären Kühlerrohre an den nächstliegenden Schichten des Materials.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß die Länge der Felder 2,5 m bis 5 m beträgt. Bei diesen Längen der Felder wird eine sehr hohe Kühlleistung erreicht.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß das behandelte Schüttgut aus der Zwischenkammer unter Luftabschluß in das Hauptkühlerrohr chargiert wird. Zum Kühlen eines Schüttguts, das insbesondere aus dem Produkt der Reduktion von eisenoxidhaltigen Materialien und überschüssigem Reduktionsmittel besteht, kann wegen der Reoxidation des Reduktionsproduktes keine Kühlluft verwendet werden. Die Kühlung erfolgt erfindungsgemäß ausschließlich über die Kühleroberfläche.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Drehkühler zur Kühlung von reduziertem, eisenoxidhaltigem Material und von reduziertem Ilmenit zu verwenden.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und eines Beispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Grundriß,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A und

Fig. 3 einen Ausschnitt gemäß B eines erfindungsgemäßen Drehkühlers.

In Fig. 1 ist der konische Eingang (6) des Drehkühlers, der mit der nicht dargestellten Zwischenkammer in Verbindung steht, dargestellt. Die Felder (5) mit den planetenartig angeordneten sekundären Kühlerrohren (2) sind zwischen den Laufringen (7) angeordnet. Das Hauptkühlerrohr (1) ist in den Laufringen (7) verankert. Die sekundären Kühlerrohre (2) verlaufen parallel zum Hauptkühlerrohr (1). Die sekundären Kühlerrohre (2) und das Hauptkühlerrohr (1) werden mit Wasser berieselt. Für die Berieselung mit Wasser ist über dem Hauptkühlerrohr (1) und den sekundären Kühlerrohren (2) parallel zum Hauptkühlerrohr (1) eine Wasserwanne (8) angebracht, die so ausgebildet ist, daß das Drehkühlerrohr über seine gesamte Länge und Außenfläche mit Wasser berieselt wird.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Wasserberieselung auch über zwei Wasserwannen (8) und (8′) zur Verbesserung der Wasserverteilung erfolgen kann. In Fig. 2 ist weiter dargestellt, daß das Schüttgut (9) im Hauptkühlerrohr (1) in so einer Menge in den Drehkühler eingeführt wird, daß sich ein relativ geringer Füllungsgrad einstellt, bei dem die höchste Kühlleistung zu erwarten ist.

In Fig. 3 wird das Verhältnis der Durchmesser der Einlaufrohre (3) zu den sekundären Kühlerrohren (2), das 0,1 bis 0,4 betragen kann, dargestellt.

Beispiel

Die nachstehende Tabelle enthält einen Vergleich der Kühlleistung zwischen einem herkömmlichen Drehkühler und einem Drehkühler mit planetenartig angeordneten sekundären Kühlerrohren gemäß der Erfindung. In beiden Drehkühlern wurden folgende Materialien abgekühlt:

Eisenschwamm, etwa 20,8 t/h, und
unmagnetisches Material (Dolochar), etwa 3,5 t/h

Die Aufgabetemperatur betrug etwa 1050°C.

Claims

1. Drehkühler zum Kühlen von Schüttgut, der über eine stationäre Zwischenkammer mit einem Ofen in Verbindung steht, die einen Durchgang für das behandelte Schüttgut vom Ofen zum Drehkühler bildet, wobei der Drehkühler eine Anzahl sekundärer Kühlerrohre aufweist, die planetenartig rund um das Hauptkühlerrohr angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptkühlerrohr (1) mindestens in einem Abschnitt ein Feld (5) von planetenartig rund um das Hauptkühlerrohr (1) angeordneten sekundären Kühlerrohren (2) aufweist, wobei Ein- und Auslaufrohre (3, 4) der sekundären Kühlerrohre (2) jeweils in das Hauptkühlerrohr (1) münden und das Hauptkühlerrohr (1) sowie die sekundären Kühlerrohre (2) mit Wasser auf der Außenseite beaufschlagt werden und die sekundären Kühlerrohre (2) parallel zur Achse des Hauptkühlerrohres (1) verlaufen.

2. Drehkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Einlaufrohres (3) der sekundären Kühlerrohre (2) im Verhältnis zum Durchmesser der sekundären Kühlerrohre (2) so gewählt wird, daß der Füllungsgrad in den sekundären Kühlerrohren (2) 15 bis 45% beträgt.

3. Drehkühler nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser der Einlaufrohre (3) zu den sekundären Kühlerrohren (2) 0,1 bis 0,4 beträgt.

4. Drehkühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Felder (5) 2,5 m bis 5 m beträgt.

5. Drehkühler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Schüttgut aus der Zwischenkammer unter Luftabschluß in das Hauptkühlerrohr (1) chargiert wird.

6. Verwendung eines Drehkühlers nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Kühlung von reduziertem, eisenoxidhaltigem Material und von reduziertem Ilmenit.