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Drehtrommel zum Ausschmelzen von Zink aus Zinkstaub, Traß oder ähnlichem
metallisches Zink enthaltendem Gut Zum Ausschmelzen von tropfbarem Zink aus me@
tallisches Zink enthaltendem Material, z. B. Zinkstaub, Traß, Zinkabfällen sowie
Abfällen von Zinklegierungen, z. B. Dreh-, Bohr- oder Feilspänen, werden drehbare,
von außen beheizte Trommeln benutzt, in denen die Zinkoxydhäutchen, die die Zinkpartikelchen
umgeben, durch Reibung, an der Trommelwand zerrissen werden, so daß das auf diese
Weise frei gemachte metallische Zink zu Tropfen zusammenlaufen und sich in einem
Bett geschmolzenen Metalls vereinigen kann. Um diese zu erreichen, wird nach einem
bekannten Verfahren die Innenwand einer Drehtrommel auf einer Temperatur etwas oberhalb
des Schmelzpunktes des Zinks gehalten, wobei die Beheizung der Trommel von außen
erfolgt. Die durch die Art dieser Reheizung an die äußere Trommelwand herangebrachte
Wärme muß die zumeist aus Gußeisen bestehende Trommelwand sowie die verhältnismäßig
starke Ausmauerung der Trommel durchdringen, wodurch eine nur ungünstige Wärmeausnutzung
möglich ist. Das Verfahren hat weiterhin den Nachteil, daß die Bußeiserne Außenwand
der Trommel einer ungleichmäßigen Beanspruchung durch die eintretenden Verbrennungsgase
ausgesetzt ist, so daß sich in diesem Falle lokale Temperaturunterschiede nicht
vermeiden lassen und in der Gußtrommel vorhandene Spannungen zu einem vorzeitigen
Reißen und damit Unbrauchbarwerden der Trommel Anlaß geben.
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Darüber hinaus ist die Außenwand der Bußeisernen Trommel dem Angriff
von Schwefeldioxyd ausgesetzt, das durch die Verbrennung von immer im Rohgas enthaltenen
Schwefelverbindungen herrührt.
Ebenfalls ist es schwierig, einen
Werkstoff zu finden, der dem im Röhgas enthaltenen Kohlenoxyd wirksam zu widerstehen
geeignet ist.
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Man hat bereits bei derartigen Trommeln zum Ausschmelzen von Zink
aus Zinkstaub o. dgl. die Außenbeheizung der Trommel durch eine mittelbare Innenbeheizung
in der Art ersetzt, daß das Heizgas durch mehrere feststehende Rohre durch das l
rommelinnere hindurchgeführt wurde (s. »Metall und Erz«, B. 38, 1941, S. 9). Diese
Beheizungsart hat jedoch den Nachteil, daß die Ausschmelzeinrichtung aus rotierenden
und feststehenden Teilen besteht, deren Abdichtung erhebliche Schwierigkeiten macht.
Es gelingt dabei nicht restlos, den Luftsauerstoff vom Trommelinnern fernzuhalten
und eine Oxydation des meist pyrophoren Zinkstaubs zu vermeiden. Darüber hinaus
sind die feststehenden Heizrohre einer hohen mechanischen Beanspruchung durch den
sich umdrehenden, in der 'l rommel befindlichen Zinkstaub o. dgl. ausgesetzt, so
daß diese durch den auf sie wirkenden, durch die Drehung erhöhten Druck leicht zu
Bruch gehen.
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Durch die Erfindung gelingt es, die geschilderten Schwierigkeiten
zu überwinden, d. h. neben der Erzielung einer besseren Wärmewirtschaftlichkeit
des Prozesses die bei einer Außenbeheizung der Trommel vorhandene ungleichmäßige
Wärmebelastung sowie den Angriff auf die Trommelaußenwand durch korrodierende Bestandteile
des Heizgases zu vermeiden. Gegenüber der bekannten mittelbaren Innenbeheizung ergibt
sich erfindungsgemäß der Vorteil, daß zwischen Heizrohr und Trommel keine abzudichtenden
Zwischenräume vorhanden sind und das Heizrohr auch nicht der geschilderten mechanischen
Druckbeanspruchung, insbesondere durch Schubwirkung, ausgesetzt ist.
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Erfindungsgemäß wird die mittelbare Innenbeheizung in der Weise durchgeführt,
daß ,ein aus geeignetem Material- bestehendes Heizrohr die gedachte lnnenachse der
Trommel bildet und mit der Trommel zusammen die Drehbewegung vollführt. Der Druckbeanspruchung
dieses Rohres durch den auf ihr lagernden Zinkstaub o. dgl. kann durch zweckmäßige
Bemessung der Wandstärke des Rohres entgegengetreten werden. Dies ist um so eher
möglich, als keine zusätzliche Druckbeanspruchung des Heizrohres durch den durch
die Drehung mitgenommenen Zinkstaub o. dgl., wie dies bei den bekannten Verfahren
der Fall ist, auftritt.
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Als Werkstoff für das Heizrohr kann erfindungsgemäß ein solches Material
verwendet werden, das Zink gegenüber beständig ist und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit
besitzt, z. B. Schamotte o. ä. keramisches Gut, oder auch wegen der höheren Wärmeleitfähigkeit
Siliciumkarbidmaterial, das z. B. aus 6o bis 8o% SiC bestehen kann.
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Die Stärke eines Heizrohres gemäß Erfindung wird zweckmäßig so bemessen,
daß es auftretenden mechanischen Beanspruchungen durch die Trommelfüllung standhalten
kann und nicht durch das auf ihm lagernde zinkhaltige Gut, z. B. Zinkstaub o. dgl.,
eingedrückt bzw. zerbrochen .wird. Andererseits soll ein derartiges Rohr auch nicht
eine zu hohe Wandstärke besitzen, da dadurch die Wärmeübertragung verschlechtert
wird. Im allgemeinen richtet sich die Wandstärke nach der spezifischen Wärmeleitfähigkeit
des für die Herstellung des Rohres benutzten keramischen Materials sowie nach dessen
Festigkeit bei den in Frage .kommenden Temperaturen. So sollen z. B. Schamotterohre
schwächere Wandstärken besitzen als solche aus Siliciumkarbid. Die praktisch anzuwendende
Stärke liegt bei Schamotte zwischen etwa 2o bis 4o mm, vorzugsweise 3omm, und bei
Siliciumkarbidmaterial zwischen etwa 35 bis 5o mm. Sie kann naturgemäß bei Vorliegenbesonderer
betrieblicher Bedingungen geändert werden. Hierbei kann man sich insbesondere den
Vorteil des Siliciumkarbids zunutze machen, da dieses eine höhere Wärmeleitfähigkeit
besitzt als andere keramische Werkstoffe, d. h. man kann bei Obergang derselben
Wärmemenge eine höhere Wandstärke wählen, was in vielen Fällen, im Hinblick auf
die auftretende mechanische Beanspruchung, von Vorteil ist. Bei geringerer Beanspruchung
eines aus Siliciumkarbid bestehenden Heizrohres kann dessen Wandstärke naturgemäß
auch weniger stark gehalten werden, z. B. 2o bis 25 mm. Weiterhin ist es auch möglich,
die Wandstärke eines Heizrohres über seine Gesamtlänge hin verschieden zu halten,
beispielsweise so, daß sie in seinem mittleren Teil stärker wird, um die an dieser
Stelle auftretende höhere Beanspruchung des frei tragenden Rohres durch den Trommelinhalt
auszugleichen.
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Es kann zweckmäßig sein, beim Beschicken der Trommel die Beheizung
mehr oder weniger stark zu vermindern bzw. ganz abzustellen, um die Temperatur des
Heizrohres unterhalb derjenigen zu halten, bei der beim Beschicken auf das Rohr
auffallender Zinkstaub sich entzündet. Außerdem wird dadurch erreicht, daß das Heizrohr
gegenüber eindringender Außenluft und dem eingeworfenen zinkhaltigen Gut keine große
Temperaturdifferenz besitzt, so daß hierdurch die Gefahr ausgeschaltet ist, daß
das Rohr durch plötzliche Abkühlung reißt. Beim Anheizen der Trommel kann man dann
zweckmäßig derart verfahren, daß man durch Steigerung der durch das Rohr hindurchgeführten
Heizgasmenge ein langsames Anheizen herbeiführt, um Temperaturspannungen und damit
der Gefahr des Aufreißens des Rohres aus dem Wege zu gehen. Die Temperatur des Rohres
wird zweckmäßig durch ein Thermoelement o. dgl. kontrolliert, um einerseits eine
zu schnelle Aufheizung zu vermeiden und andererseits eine dauernde Temperaturkontrolle
während des Schmelzvorganges zu haben. Außerdem kann man die Temperatur im Ofeninnern
messen, die zweckmäßig zwischen etwa 450 und 6oo° C gehalten werden kann.
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Der Durchmesser des erfindungsgemäß anzuwendenden Heizrohres richtet
sich wie bei dessen Wandstärke zunächst nach dem für das Rohr verwandten Werkstoff
sowie weiterhin nach den vorhandenen Betriebsbedingungen, z. B. Heizwert des Gases,
Art des durchzusetzenden Materials. Zugverhältnisses usw. Im allgemeinen erweisen
sich Heizrohrdurchmesser
von etwa io bis 30 cm als zweckmäßig,
doch können diese je nach den vorhandenen Verhältnissen bemessen werden. In manchen
Fällen kann es zweckmäßig sein, die wärmeübertragende Fläche des Heizrohres zu vergrößern,
z. B. dadurch, daß gerippte Rohre zur Anwendung gelangen.
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Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird neben einer größeren
Wärmewirtschaftlichkeit beim Betrieb der Trommel eine gesteigerte Haltbarkeit derselben
erreicht, der gegenüber die Verminderung des nutzbaren Laderaumes durch das zentral
angeordnete Heizrohr eine nur unerhebliche Rolle spielt.
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Diese Zielsetzung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann gegebenenfalls
noch dadurch unterstützt werden, daß man die Trommeln außen in geeigneter Weise,
z. B. mit Glaswolle oder Kieselgur, isoliert. Hierdurch werden Wärmeverluste vermieden.