DE739019C

DE739019C - Method for firing clay, slate and the like Like. Clay-containing substances

Info

Publication number: DE739019C
Application number: DEM135964D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Carl Paul Debuch
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1936-10-14
Filing date: 1936-10-14
Publication date: 1943-09-09

Description

Verfahren zum Brennen von Ton, Tonschiefern u. dgl. tonhaltigen Stoffen Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren-zum Brennen von Ton, Tonschiefern u. dgl. tonhaltigen Stoffen, die in erheblichem Maße, mindestens aber 5 %, kohlehaltige Stoffe, wie beispielsweiPse Bitumen, pflänzliche oder torfähnliche Stoffe, enthalten, zur Herstellung feuerfester keramischer Baustoffe.Process for firing clay, slate and similar substances containing clay The invention relates to a method for firing clay, clay slate and the like Contain substances such as bitumen, vegetable or peat-like substances, for the production of refractory ceramic building materials.

Es ist bekannt, bituminöse Tone im Drehrohrofen @ zu brennen. Zu diesem Zweck hat man bereits vorgeschlagen, den Drehofen in der Zone von etwa 80o bis looo° C zu erweitern, damit die Sicherheit gegeben ist, daß, wenn der Ton in die Umsetzungszone kommt, d. h. in die Zone; bei der die chemische Veränderung" der Masse eintritt, das Hydrierwasser ausgetrieben und der Kohlenstoff verbrannt ist. Nach diesem bekannten Verfahren soll alsdann der Ton bei Temperaturen von 110o bis 130o° C gebrannt werden.It is known to burn bituminous clays in a rotary kiln @. To this Purpose has already been proposed, the rotary kiln in the zone from about 80o to looo ° C to expand so that there is certainty that when the sound enters the implementation zone comes, d. H. in the zone; in which the chemical change "of the mass occurs, the water of hydrogenation is driven off and the carbon is burned. According to this well-known In this process, the clay should then be fired at temperatures of 110o to 130o ° C.

Es wurde nun gefunden, daB Tone mit mehr als 5 01, Gehalt an kohlehaltigen Stoffen sich nicht befriedigend im Drehrohrofen brennen lassen; da der hohe Kohlenstoffgehalt des Tons ein vorzeitiges Sintern bewirkt, was der restlosen Verbrennung des Kohlenstoffs hinderlich ist und dadurch zu einem wertlosen Scherben führt.It has now been found, let DAB tone with more than 5 01, content of carbonaceous substances not burn satisfactorily in the rotary kiln; because the high carbon content of the clay causes premature sintering, which hinders the complete combustion of the carbon and thus leads to a worthless body.

Nach der Erfindung gelingt das restlose Ausbrennen des Kohlenstoffs aus Tonen, die in erheblichem Maße, d. h. in den Grenzen von 5 bis 16 °/o, Kohlenstoff enthalten, dadurch, daß unter Verwendung des bekannten, im Gegenstrom von Heizgas und Gut betriebenen, mit mehreren auf Länge und Umfang angeordneten Brennern versehenen Drehrohrofens die nach Trocknung und Entgasung des Gutes im obersten Teil des Ofens im mittleren Teil desselben einsetzende Verbrennung des Kohlenstoffs und das damit verbundene Brennen des Gutes bei Temperaturen bis höchstens 100o° C, vorteilhaft bei 80o° C, durchgeführt wird. Es werden also nach der Erfindung die durch die Verbrennung des Kohlenstoffs im Gut an sich bedingten hohen Brenntemperaturen dadurch heruntergesetzt, daß der bekannte Drehrohrofen mit mehreren auf seine Länge und seinen Umfang verteilten Brennern zur Verwendung gelangt und dieser Drehrohrofen so betrieben wird, daß höhere Temperaturen als höchstens iooo° C nicht auftreten können. Zweckmäßig wird dies dadurch erreicht, daß ein erheblicher Teil der zur Verbrennung der Gase sowohl durch die Brenner zugeführten als auch der aus dem Bitumengehalt des Tons entwickelten erforderlichen Luftmenge am Austragende des Ofens eingeführt und nötigenfalls am obersten Teil des Ofens bei Gegenstromführung von Gut und Ofengasen diese zweckmäßig durch mittelbar wirkende Kühlvorrichtungen gekühlt werden. Bei Einhaltung der gekennzeichneten niedrigen Brenntemperatur wird auf ein Sintern des gekennzeichneten Gutes bewußt verzichtet und die Trocknung und Entgasung des Gutes im obersten Teil des Ofens unter so; niedrigen Temperaturen durchgeführt - die Ofengase sollen den Ofen mit etwa 200 bis 300° C verlassen -, daß ein Zerfall des eingebrachten stark bituminösen Tones zu Grieß, der bei der bisher üblichen Betriebsweise im Drehrohrofen eintreten würde, verhindert wird. Insbesondere wird durch die Betriebsweise nach der Erfindung auch das Auftreten von Haarrissen im Ton verhindert, die bekanntlich für die erwünschte Verdichtung des Scherbens durch das Brennen nicht erwünscht sind.According to the invention, the carbon is completely burned out from clays which to a considerable extent, d. H. within the limits of 5 to 16% carbon included, in that using the known, in countercurrent flow of heating gas and well-operated ones with multiple burners arranged along the length and circumference Rotary kiln after drying and degassing of the goods in the uppermost part of the furnace in the middle part of the same beginning combustion of the carbon and that with it Combined burning of the goods at temperatures up to a maximum of 100 ° C, advantageous at 80o ° C. Thus, according to the invention, there are those caused by the combustion of the carbon in the material due to the high firing temperatures that the well-known rotary kiln with several distributed over its length and circumference Burners comes to use and this rotary kiln operated in this way is that higher temperatures than a maximum of 100 ° C cannot occur. Appropriate this is achieved by the fact that a considerable part of the combustion of the gases both supplied by the burners and that from the bitumen content of the clay developed required amount of air introduced at the discharge end of the furnace and if necessary at the top of the furnace with countercurrent flow of material and furnace gases, this is useful be cooled by indirectly acting cooling devices. If the marked low firing temperature is conscious of a sintering of the marked goods dispensed with and the drying and degassing of the goods in the uppermost part of the oven under so; carried out at low temperatures - the furnace gases are supposed to use the furnace Leave about 200 to 300 ° C - that a disintegration of the introduced strongly bituminous Tones of semolina, which occur in the rotary kiln in the previously usual mode of operation would be prevented. In particular, by the mode of operation according to the invention also prevents the appearance of hairline cracks in the clay, which is known to be desirable Compaction of the body by firing is not desired.

Dadurch, daß nach der Erfindung der im Gut enthaltene Brennstoff für das Tonbrennen ausgenutzt wird, verringert sich der zusätzliche Brennstoffaufwand in entsprechendem Maße. In manchen Fällen, z. B. wenn das Gut arm an kohlehaltigen und Bitumenbestandteilen ist, können der Beschickung des Ofens noch feste Brennstoffe beigemischt werden. Diese werden dann im Drehrobrofen zunächst entgast, - und es erfolgt darauf ihre Verbrennung innerhalb der Gutschicht. Dabei wird die Verbrennungsluft durch Anwendung des bekannten Drehrohrofens in mehreren Stufen durch die auf die Länge des Ofens verteilten Eintrittsöffnungen zugeführt, wodurch eine genau geregelte allmähliche Verbrennung des zugeführten Brennstoffs und eine genaue Einhaltung der nach der Erfindung einzuhaltenden Temperaturen in sämtlichen Abschnitten des Ofens ermöglicht wird. Die Wärmeausnutzung wird in diesem Falle noch günstiger als durch die Beheizung mittels der auf dem Ofenmantel angeordneten Brenner. Neben einem geringen Brennstoffverbrauch für das Tonbrennen ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Durchsatzleistung des Ofens bedeutend erhöht werden kann. Es läßt sich also vorteilhaft für das Brennen auch kohlefreies Ausgangsgut mit Zusätzen fester Brennstoffe verwenden. Werden dem Gut feste oder flüssige Brennstoffe noch besonders zugesetzt, so kann dies vor, während oder nach seiner Einführung in den Ofen geschehen. Z. B. wird Kohle in Staubform oder körniger Form durch mehrere in verschiedenen Abständen von der Beschickungsvorrichtung im Ofenmantel angeordnete Einführungen aufgegeben, so daß sie sich im Ofen mit dem Gut mischt.The fact that, according to the invention, the fuel contained in the good for the clay burning is exploited, the additional fuel consumption is reduced to a corresponding extent. In some cases, e.g. B. if the goods are poor in carbonaceous and bitumen, the furnace can still be loaded with solid fuel be added. These are then first degassed in the rotary furnace - and it it is then burned within the material layer. The combustion air is thereby by using the known rotary kiln in several stages through the Length of the furnace distributed inlets fed, creating a precisely regulated gradual combustion of the supplied fuel and precise compliance with the temperatures to be maintained according to the invention in all sections of the furnace is made possible. In this case, the heat utilization is even more favorable than through the heating by means of the burners arranged on the furnace shell. In addition to a minor one Fuel consumption for clay burning results in the further advantage that the Throughput of the furnace can be increased significantly. So it can be beneficial Also use carbon-free starting material with the addition of solid fuels for firing. If solid or liquid fuels are particularly added to the good, so can this can be done before, during or after its introduction into the furnace. E.g. will Coal in dust or granular form by several at different distances from abandoned the feed device arranged in the furnace shell, so that it mixes with the goods in the oven.

Das Verfahren kann auch in der Weise durchgeführt werden, daß Gut und Gase im Gleichstrom durch den Ofen geführt werden. Der oberste Teil des Ofens wird dann in an sich bekannter Weise stufenweise beheizt, wobei bereits ein Teil der aus dem bituminösen Gut oder dem zusätzlichen Brennstoff" entwickelten brennbaren Gase verbrannt wird. Die restliche Verbrennung des Kohlenstoffs erfolgt in der Hauptverbrennungszone, die in der Beheizung entsprechend vermindert wird. In diese wird außerdem die für die Verbrennung des in der Beschickung enthaltenen Kohlenstoffs erforderliche Luft eingeführt, während am Austragende die Temperatur z. B. durch Kühlelemente zur an sich bekannten rekuperativen Vorwärmung der Verbrennungsluft oder durch unmittelbare Einführung von Luft vermindert wird. Die für den Betrieb der Kühlelemente erforderliche Luft oder brennbares Gas, die entsprechend rekuperativ vorgewärmt werden, können in dem oberen oder unteren Ofenteil für die Beheizung und Verbrennung nutzbar gemacht werden.The method can also be carried out in such a way that Gut and gases are passed through the furnace in cocurrent. The top part of the oven is then gradually heated in a manner known per se, with a part already the "combustible" developed from bituminous material or additional fuel Gases is burned. The remaining combustion of the carbon takes place in the main combustion zone, which is reduced accordingly in the heating. This also contains the for the combustion of the carbon contained in the feed required air introduced, while at the discharge end the temperature z. B. by cooling elements to known recuperative preheating of the combustion air or by direct Introduction of air is reduced. The one required for the operation of the cooling elements Air or flammable gas, which are preheated appropriately recuperatively, can made usable in the upper or lower part of the furnace for heating and combustion will.

An Hand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels sei das Verfahren der Erfindung näher erläutert.The method is based on the drawing and an exemplary embodiment the invention explained in more detail.

Mit i ist der eiserne Mantel des Drehrohrofens, mit 2 seine Ausmauerung bezeichnet, die entweder glatt oder mit Stauringen und i Wendern (nicht gezeichnet) ausgeführt sein kann. Die beiden-Ofenköpfe sind tnit 5 und 6, die Laufringe mit den Bezugszeichen 7 und 8, und mit g ist der Antrieb des Ofens bezeichnet. Die Aufgabe des Gutes erfolgt bei 3, der Austrag bei 4.. Jeder Ofenkopf besteht aus einem sich drehenden Teil io bzw. ii und einem feststehenden Teil 12 bzw. 13. Der feststehende Teil 13 des Ofenkopfes besitzt ein ringförmiges Anschluß- und Dichtungsstück, in das die Zuführungsleitungen 14 für das gasförmige Heizmittel münden. Das Gas tritt in bekannter Weise von hier in ein am drehenden Teil dieses Ofenkopfes befindliches Dichtungs- und Verteilungsstück über und wird durch die Leitungen 15 zu den Brennern 16 geführt. In ähnlicher, an sich bekannter Weise erfolgt die Verteilung der Verbrennungsluft vom Ofenkopf 5 über die Zuführungsleitungen 22 und die Leitungen 17 nach den Brennern 16. Hierbei wird die Luft zweckmäßig zunächst durch die radial angeordneten Kühlrohre 18 geführt, so daß sie vorgewärmt in die Ringleitung ig gelangt und von hier durch die Leitung 2o den Brennern 16 zugeführt wird. Durch Anordnung von Absperr- und Regelorganen kann jedem Brenner und jedem Kühlrohr die jeweils gewünschte Luft bzw. Gasmenge unabhängig von der Beaufschlagung der übrigen Brenner und Kühlrohre zugeführt werden. Ferner können in der Stirnwand des Ofenkopfes 6 eine oder mehrere Luftzuführungen und gegebenenfalls Brenner vorgesehen sein. Bei Gegenstromführung von Gut und Gäsen verlassen die letzteren den Ofen am Ofenkopf 5 durch den Abzug 2i. -Ausführungsbeispiel Stückiger bituminöser Ton, der etwa 8 bis io °/o kohleartige Bestandteile enthielt, wurde am oberen Ende eingetragen und durch den Ofenkopf 6 Luft eingeleitet, die etwa % der insgesamt dem Ofen zugeführten Luftmengen betrug. Am untersten Drittel des Ofens erwärmte sich diese Luft bis zur Temperatur von etwa 500 bis 6oo° C. Das zweite Drittel des Ofens wurde mittels der Brenner 16, auf einer Temperatur von etwa 8oo° C gehalten. Im obersten Teil des Ofens kühlten sich die Verbrennungsgase an dem frisch eingeführten Gut und an den Kühlvorrichtungen 18 ab, so daß sie den Ofen mit Temperaturen von Zoo bis 300° C verließen. Nach Trocknung des Gutes setzte mit der Entgasung im oberen Teil des Ofens gleichzeitig die Verbrennungder festen Entgasungserzeugnisse ein. Beim weiteren Durchgang des Gutes durch den Ofen verbrannten dieselben bei der auf gleichmäßiger Höhe gehaltenen Ofentemperatur mit Hilfe der überschüssigen Verbrennungsluft, so daß beim Austrag des Gutes der Kohlenstoff restlos verbrannt war. Das ausgetragene Gut hatte eine gelbliche Färbung, war nicht gesintert und war frei von Haarrissen. Es stellte ein bisher bei so hohem Bitumengehalt niemals für möglich gehaltenes erstklassiges Erzeugnis dar, das mit den bisher bekannten Brennverfahren in gleicher Güte nicht gewonnen werden konnte.With i is the iron jacket of the rotary kiln, with 2 its lining, which can be either smooth or with damming rings and i turners (not shown). The two furnace heads are denoted by 5 and 6, the races with the reference numerals 7 and 8, and the drive of the furnace is denoted by g. The feed of the goods takes place at 3, the discharge at 4 .. Each furnace head consists of a rotating part io or ii and a fixed part 12 or 13. The fixed part 13 of the furnace head has an annular connecting and sealing piece in which open the feed lines 14 for the gaseous heating medium. The gas enters in a known manner from here in an onboard rotating part of the furnace head gasket and distribution piece over and is fed through the lines 5 1 to the burners sixteenth In a similar manner known per se, the combustion air is distributed from the furnace head 5 via the supply lines 22 and the lines 17 to the burners 16. Here, the air is expediently first passed through the radially arranged cooling tubes 18 so that it is preheated into the ring line ig arrives and is fed from here through the line 2o to the burners 16. By arranging shut-off and regulating devices, each burner and each cooling pipe can be supplied with the required amount of air or gas, regardless of the action on the other burners and cooling pipes. Furthermore, one or more air supplies and possibly burners can be provided in the end wall of the furnace head 6. With countercurrent flow of goods and gases, the latter leave the furnace at the furnace head 5 through the exhaust 2i. Embodiment Lumpy bituminous clay, which contained about 8 to 10% coal-like constituents, was introduced at the upper end and air was introduced through the furnace head 6, which accounted for about% of the total amount of air supplied to the furnace. At the bottom third of the furnace, this air was heated to a temperature of about 500 to 600 ° C. The second third of the furnace was kept at a temperature of about 800 ° C. by means of the burners 16. In the uppermost part of the furnace, the combustion gases cooled down on the freshly introduced material and on the cooling devices 18, so that they left the furnace at temperatures from Zoo to 300 ° C. After the material had dried, the solid degassing products began to burn at the same time as the degassing in the upper part of the furnace. As the material continued to pass through the furnace, the same burned with the help of the excess combustion air while the furnace temperature was maintained at a constant level, so that the carbon was completely burned off when the material was discharged. The material discharged had a yellowish color, was not sintered and was free of hairline cracks. With such a high bitumen content, it represented a first-class product that had never been thought possible with such a high bitumen content and that could not be obtained in the same quality with the previously known combustion processes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for firing clay, slate and the like. Clay-containing substances which contain or are added to a considerable extent (5 to 16%) carbon-containing substances, for the production of refractory ceramic building materials, characterized in that using the known, in countercurrent of heating gas and material operated, provided with several burners arranged on length and circumference adjustable rotary kiln and expediently with the supply of air at the discharge end of the furnace after drying and degassing of the material in the uppermost part of the furnace in the middle part of the same starting combustion of the carbon and that connected firing of the goods at temperatures up to a maximum of 100 ° C, advantageously at 50 ° C. z. Method according to claim i, characterized in that the furnace gases in the uppermost part of the furnace are expediently cooled by indirectly acting cooling devices. 3. The method according to claims i and z, characterized in that recuperatively preheated air is introduced into the lower part of the furnace in a manner known per se.