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Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen und Zerkleinern von schmelzflüssigem
Calciumcarbid Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Abkühlen und Zerkleinern von schmelzflüssigem Calcium:carbid. Während man bisher
zur Behandlung des schmelzflüssigen Carbidstrahles fast ausschließlich nur wassergekühlte
Bauelemente verwendet hat, die bei einer evtl. Zerstörung durch die Reaktion des
Wassers mit Carbid eine latente Gefahrenquelle bilden, wurde gefunden, daß man die
Auiskühlung des Schmelzflusses auch ohne wassergekühlte Bauelemente voimehmen kann,
wenn man dien Schmelzesitrahl auf ein Metallplattenband ausfließen läßt, das einerseits
finit der erforderlichen. Geschwindigkeit unter dem Schmelzestrahl vorbeibewegt
wird, anderseits hinsacht= lach der Platten so bemessen ist, daß ein Zerschmelzen
dieser trotz der -örtlich weit über dem Schmelzpunkt des .Plattenwerkstoffes liegenden
Temperatur der Schmelze und trotz der Reaktionsmöglichkeit mit dem Plattenwerkstoff
nicht eintritt. Diese Kühlung auf dem bewegten Plattenband erwies sich trotz der
hohen Temperatur und insbesondere Temperaturwechselbeanspruchung auch im Dauerbetrieb
als durchaus zuverlässig. Die Geschwindigkeit und Abmessungen des Plattenbandes
sind hierbei derart, daßeinerseits die je Platte auftreffende Carbidmen ge nicht
mehr als etwa 1/5 des Plattengewichtes und die mittlere Schichtstärke des Carbids
nicht mehr als etwa 5 cm, vorzugsweise weniger ,als 3 cm, beträgt.
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Das neue Verfahren wird z. B. so ausgeführt, daß man schmelzflüssiges
Carbid über eine insbesondere bis dicht über das Plattenband heruntergezogene Ofenschnauze
auf sein q.o bis 8o m (oder darüber) lanes Platten-Z>
band ausfließen
läßt, das aus einzelnen Platteil von z. B. 5o cm Länge und ioo bis i 2o cm Breite
besteht. Diese Plattest können aus Eisen hergestellt sein und wiegen z. B. bei einem
Carbidgrofrofen von 15 00o bis 2o ooo kW-Leistung je Platte 225 kg. Erfindungsgemäß
muß dann das Plattenband mit einer solchen - Geschwindigkeit unter dem Carbidstrahl
vorbeibewegt werden, daß je Platte weniger als q.5 kg Carbid auftreffen.: Man arbeitet
vorzugsweise mit solchen Bandgeschwindigkeiten bzw. Carbidgewichten je Platte, da.ß
nur 1;°@o des: Plattengewichtes oder noch darunter an Carbid abgeführt wird, das
sind je Platte beispielsweise 3 bis 2o1,- Carbid. Es genügt indessen für eineinwandfreies
Arbeiten nicht allein, nur die Carbidmengen zii begrenzen, sondern es wurde gefunden,
daß auch die Schichtstärke des Carbids eine wesentliche Rolle spielt: sie darf nicht
mehr als etwa 5 cm betragen und soll insbesondere geringer ,als 3 cm sein, z. B.
nur o,5 bis 2 cm mittlere Dicke aufweisen. Es wurde die Beobachtung gemacht, d.aß
bei größeren Schichtstärken selbst eine Verlängerung des Plattenbandes und/oder
stärkere äußere Kühleinwirkung nicht auisreicht, uirri eine Abkühlung in brauchbaren
Zeiten zu erzielen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn unmittelbar nach Auftreffen des
Carbidstra,hlesüber dem Plattenband in geringem Abstand, insbesondere nicht mehr
als etwa 5o cm, vor7ugsweise 2o bis 3o cm, wassergekühlte Rohre angebracht sind.
Während es bisher als notwendig erachtet wurde, bei erforderlicher MTh-sserkühlumg
diese direkt auf den bewegten, vom Carbidstrahl beaufschlagten Metallteil einwirken
zu lassen, hat sich herausgestellt, daß auch ein fest über dem bewegten, heißen
Carbid angeordnetes Kühlrohrsystem ganz beträchtliche Mengen abzuführen und damit
eine schnelle Auskühlung dgs Ca!rbids zu bewirken imstande ist. Die wassergekühlten
Rohrsysteme werden z. B. in einer Entfernung von io bis 3o cm über dem Plattenband
angebracht, wobei sie auf das Plattenband in seiner ganzen Länge oder auch nur auf
Teile des Plattenbandes, insbesondere die anfänglich das sehr heiße Carbid führenden
Teile, kühlend einwirken. Ein solches meinem Abstand von 2o cm über einem 67,5 m
langen Plattenband angebrachtes Rohrsystem, das von Kühlwasser durchlaufen wird,
ist in der Lage, von dem Wärmeinhalt des Carbids über 5.1% durch indirekte Strahlungskühlung
zu entziehen. Da -das Plattenband im vorliegenden Fall mit einer Geschwindigkeit
von. 40 ml/Min. bewegt wurde, bedeutet dies, daß der gesaimte Wärmeentzug in nur
1,7 Minuten erzielt wurde. Gleichzeitig trat aber eine weitere Auskühlung durch
die Aufhetzung der Metallplatten ein, die ihrerseits von dein Wärmeinhalt des schmelzflüssigen
Carbfids fast 3o% aufnahmen. Insgesamt wurden also dem Carb,id durch das: Plattenband
und Kühlrohrsystem 8q.% seines Wärmeinhalts entzogen. wodurch zusammen mit den sonstigen
Wärmeverlusten in nur etwa 2 Minuten einte Abkühlung bis auf 85o° erzielt wurde.
Durch Verlängerung des Bandes läßt sich natürlich diese Temperatur leicht Hach weiter
senken. Durch das. beschriebene Verfahren und die neue Anordnung kann die Carbidkühlung,
die früher viele Stunden bis fast zu i Tag erforderte, auf nur wenige Minuten, d.
h. auf 1/300 bis 1!60o der früher benötigten Zeit, zurückgeführt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß auch seitlich
von dem Plattenband und/oder unter dem Plattenhand wassergekühlte Rohrsysteme angebracht
sind, insbesondere haben sich seitliche Kühlrohrsysteme als zusätzlich wirksam erwiesen;
durch diese kann in dem vorgenannten Beispiel die Abwurftemperatur am Bandende aatf
etwa 50o° erniedrigt werden. Durch die Rohrsysteme wird eine Art Kühlkanal um das
Plattenband gelegt, der nur einseitig oder mehrseitig auf das Band wirkt. Auch kann
das Plattenband in einem besonderen gemauerten Kanal geführt werden, dessen Wände
mit Kühlrohrsystemen ausgestattet sind. Hierdurch wird weiter die Möglichkeit erzielt,
daß dass Plattenband von unten oder oben durch einen Kühlgasstrom angeblasen werden
kann, insbesondere durch einen Stickstoffstrom, der gleichzeitig eine teilweise
Azotienvng des Carbides bewirkt. Letztere Maßnahme empfiehlt sich insbesondere bei
Carbid für Azotierzwecke.
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Die Mindestgeschwindigkeit des Plattenhandes ist durch die obigen
Bedingungen festgelegt; bevorzugt werden Geschwindigkeiten von 2o bis i oo m je
:Minute.
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Die Haltbarkeit des Plattenbandes wird erhöht, wenn die Platten mit
Aussteifungen und/oder Kühlrippen ausgestattet werden. Hierbei sind verschiedene
Plattenfarmen möglich und insbesondere solche bevorzugt, die bei genügender Wärmekapazität
große Kühlflächen aufweisen.
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Dass Plattenband ist um so länger, je., niedriger die gewünschte Endtemperatur
des Carbides ist. In vielen Fällen hat es sich als varteilhafterwiesen, das Band
nur so lang zu bemessen, daß das Gut bis etwa iooo° abgekühlt wird, und das erstarrte
Carbid sodann in eine sich drehende Kühltrommel einzuschleusen, die mit eingebauten
Leitschaufeln, Stauringen, äußerer oder innerer Kühlurig u. dgl. ausgestattet sein
kann. In dieser Kühltrommel wird das Carbid gleichzeitig gegen
seine
metallene Auflage bewegt, w odurcheine weitere Kühlwirkung erzielt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, das Plattenbamd nur
so kurz zu bemessen, daiß es im wesentlichen lediglich die E,rstarrun;gswärme des
Carbids aufnimmt, währernd die weitere Abkühlung auf seinem nachgeschalteten Plattenband
passender Abmessung und/ioder insbesondere durch eine Kühltrommel vorgenommen wird.
Das erste kurze Plattenband wird in diesem Falle zweckmäßig mit starken Platten
und besonders intensiver Kühlung durch Kühlrohrsysteme ausgerüstet, so, daß eine
verhällnismäßig schnelle Abkühlung unter den ErstaTru@ngspumkt unter Aufnahme der
Schmelzwärme und nach Bedarf auch darüber hinaus uni einige ioo' unter den Erstarrungspunkt
erfolgt. Die anschließende Kühltrommel übernimmt dann die weitere Abkühlung; da
das Carbid hier schon :erstarrt und vorgekühlt ist, kann bei der Kühltrommel ein
hochwertiger Werkstoff, z. B. Kupfer, für den Einlaufkopf entbehrt werden, während
gleichzeitig Bohne Gefahr eine Au.Paenkühlung der Trommel durch Berieselung mit
Wasser möglich ist.
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Die Kühlwirkung des Plattenbandes läßt sich dadurch 'unterstützen,
da.ß der rücklaufende Teil des Plattenbandes durch Kühlrohrsysteme,oder/und insbesondere
durch. Bedüsen Moder Bespülen mit Wasser und/oder weitere Kühlmittel gekühlt wird,
jedoch nicht unter i io', so daß das, zur Auftreffstelle des Carb:ids gelangende
Band vollständig trocken ist. Der #mit Wasser bespülte Teil muß natürlich gegen
den -oberen heißen Carbid führenden Teil haulich abgedeckt sein, und man muß ,durch
Gasspülung goder Absaugung dafür Sorge tragen, daß keinerlei Feuchtigkeit an das
heiße Carbid gelangt.
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Uni eine vollständige Entfernung des Carb.ids von den Platten zu bewirken,
hat es sich weiterhin als zweckmäßig herausgestellt, das erstarrte Carb.id gegen
Ende des Plattenbandes durch auf dem Band. schleifende Rollen, Klopfer, Metallbürsten
oder sonstige Abstreicher, wie Ketten, Schlegel, insbe;sgomdere dann zu entfernen,
wenn. eine Neigung zum Anbacken besteht. Auf diese Weise wird ein einwandfreies
Arteiben des Bandes gewährleistet, da keine angebackenen Carbidteile zu der Auftreffsbelle
des frischen Carbids zugrückgelangen.
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Es wurde weiter als vorteilhaft gefunden, die für die Führung des
Plattenbandes verwendeten Führungsschienen @ebenfalls mit Wasserkühlung auszurüsten.
Wassergekühlte Führungsschienen erhöhen nicht nur die Lebensdauer des Plattenbandes,
sondern verhindern auch. Betriebsstörungen und Stillstände d:wrch Verziehen u. dgl.
Für die Schmierung der beweglichen Teile des Plattenbandes hat sich einerseits Heißda,rnpfzyl.inderöl
bewährt, insbesondere aber wurde eine Schmierung mit Graphit bzw. Graphitfllogcken
als zweckmäßig gefunden. In diesem Falle wird auch bei längerem Betrieb ein störungsfreies
Arbeiten erreicht.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch
veranschaulicht.
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Fig. i zeiget im Aufriß und Schnitt eine Catrbidofenanlage mixt langem
Plattenband gemäß der Erfindung, Fig. 2 im Aufriß und Schnitt ein kurzes Plattenband
mit anschließender Kühltrommel, Fig. 3 im Aufriß und Querschnitt b.z.w.
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Längsschnitt eine Platte des Plattenbandes. In Fig. i bezeichnet u
den Carbidofen, b dessen Abstichschnauze, c einen -unterhalb der Ofensohle senkrecht
zur Ofenvorderwand sieh erstreckenden Kanal, d ein in diesem Kanal umlaufendes endloses
Metallplattenband, e Kühlrohre, f Düsen zum Einleiten von Stickstoff, g eine an
der Umkehrstelle des Metallplattenbandes angeordnete Abklopfvorrichtung, 1a ein
unterhalb derselben angeordneabes Förderband.
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In -Feg. 2 bezeichnet d das endlose Metallplattenband, g die Abklo,pfvorrichtung
und /t eine Kühltrommel.
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Wie aus Fig.3 ersichtlich, weist jede einzelne Metallplatte des Plattenbandes
Beinen seitlichen und hinteren Rand gleicher Höhe sowie einen hochgeführten Vorderrand
auf, der über den Hinterrand der vorhergehenden. hinüberragt, sio daß bei bewegtem
Metallplattenband kein schmelzflüssiges Carbid in den Zwischenraum zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Metallplatten ;gelangen kann. Auf der Plattenunterseite sind
längs. und quer verlaufende Kühl- und Versteifungsrippen angeio:rdmegt. Bei jeder
Platte sind die Längsrippen von einer Achse durchsetzt, vermittels welcher die Platten
auf den Fahrgestellen des endlosen Förderbandes schwenkbar gelagert sind. Die Laufrichtung
des Plattenbandes sowie die Aus:sitröm- bzw. Förderrichtung des geschmolzenen bzw.
erstarrten Carbids sind durch Pfeile angedeutet. Obgleich die. zurr Ofenvorderwand
senkrechte Anordnung des Plattenbandes bevorzugt wird, kann dieses auch in irgendeiner
anderen. Richtung, insbesondere parallel zur Ofenvorderwand, verlaufen.