DE823575C - Vorrichtung zum Sintern von Zement und zur Durchfuehrung anderer endothermischer Reaktionen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Sintern von Zement und zur Durchführung anderer endothermischer Reaktionen

  Für die Durchführung von endothermen Reak-

  tionen, z. 13. das Sintern von Zement, das Sintern

  von Metallerzen, das Brennen von Kalk usw.,

  werden außer Drehöfen und Schachtöfen auch

  Wanderroste verwendet. Das Brennen auf Wander-

  rosten bietet gegenüber Drehöfen den Vorteil der

  besseren oder zumindest gleich guten Wärmewirt-

  schaft bei insgesamt geringeren Kapitalaufwen-

  dungen für die Gesamtapparatur und der Erzielung

  einer gleichwertigen Qualität unter Verwendung

  von .M>fallbrennstoffen, wie beispielsweise Koks-

  grus. Andererseits wird der Schachtofen ebenfalls

  vorzugsweise mit Abfallbrennstoff, wie Koksgrus,

  betrieben, jedoch ist im-Durchschnitt die Qualität

  des im Schachtofen erzeugten Zementklinkers von

  geringerer Güte als bei Drehöfen und Wanderrosten und ist die Leistung je Ofeneinheit kleiner.
• Die Durchführung der angeführten Reaktionen auf Wanderrosten in der bisher bekannten Art benötigt durch verfahrensbedingte Umstände immer noch einen Wärmeaufwand, der für das Zementsintern rund 120o bis 1300 WE je i kg Klinker beträgt. Die Reaktionen erfolgen hierbei vornehmlich im Saugzugverfahren mit unter dem Wanderrost angeordneten Saugkästen. Der Wanderrost wird an einer Stelle mit dem zur Sinterung vorbereiteten Gut beschickt, das den Brennstoff für den Brennprozeß in möglichst feinkörnigem Zustand beigemischt enthält. Unmittelbar nach der Auftragsstelle des Gutes auf den Rost, wird er unter einer Zündmuffel durchgeführt, welche mit Kohlenstaub, 01 oder Gas beheizt wird. Durch die in der Zündmuffel aufgewandte Wärme wird die Oberfläche der Beschickung bzw. der in dieser enthaltene Brennstoff auf die für den jeweiligen Brennstoff notwendige Zündtemperatur gebracht. Es hat sich gezeigt, daß die in der Zündmuffel aufgewandte Wärmemenge eine Zusätzliche ist, denn nach erfolgter Zündung schreitet der Brennvorgang unter dem Einfluß des Saugzuges und der durch den Brennstoffgehalt der Charge zur Verfügung gehaltenen Wärmemenge selbsttätig fort. Entzieht man der Charge, entsprechend der in der Zündmuffel aufgewandten Wärme, Brennstoff, so erfolgt wohl die Zündung, jedoch entsteht in der Charge Schwachbrand. Der in der Charge dann enthaltene Brennstoff reicht zur Sinterung nicht mehr aus.
• Der Brennstoffgehalt der Charge muß, wie diese Versuche gezeigt haben, so groß sein, daß nach dem Durchgang der Charge unter der Zündmuffel in derem oberen Teil sofort eine vollkommene Sinterung entsteht. Brenntechnisch liegen aber die Verhältnisse so, daß unter Berücksichtigung der an dieser Stelle angesaugten Kaltluft durch den Brennstoff so viel Wärme zur Verfügung stehen muß, daß die zur vollkommenen Sinterung des Rohgutes notwendige Temperaturhöhe unbedingt erreicht wird. Auf dem weiteren Weg des Wanderrostes, wobei die Sinterzone bzw. Brennzone in der Charge nach unten wandert, ändern sich dann die brenntechnischen Bedingungen dadurch, daß die angesaugte Verbrennungsluft durch hocherhitztes, fertig gesintertes Gut durchströmt, dieses dabei abkühlt bzw. sich selbst sehr stark vorerhitzt. Das heißt also, daß dann, da der Brennstoffgehalt der gesamten Charge in sich gleich hoch gehalten wird, die zur Verfügung stehenden Wärmemengen größer sind, als für die Durchführung der Sinterung in dem größten Teil der Charge infolge der Vorerhitzung der Verbrennungsluft notwendig wäre. Es entsteht dadurch ein unerwünschter Überbrand oder ein uner-"vünschtes Schmelzen des Gutes. Aus dieser Erkenntnis sind bisher keine Folgerungen gezogen worden, um eine Komplizierung der Aufbereitungsanlage für die Charge zu vermeiden. Im Effekt jedoch ergibt die bisherige Aufbereitung der Charge mit einheitlichem Brennstoffgehalt einen größeren Wärmeaufwand, als an sich auf die Gesamtcharge bezogen notwendig wäre.
• Die Brennzone, oder auch Sinterzone genannt, wandert beim Brennen auf dem Wanderrost senkrecht nach unten. Sie erreicht schließlich auf dem weiteren Weg den unteren Teil der Charge. Es verbleibt auf einer gewissen Länge ein glühend heißer Klinker, dessen Wärmeinhalt nun nicht mehr nutzbringend für den Brennvorgang auf dem Wanderrost verwertet werden kann. Damit dieser Teil des Sintergutes nicht in Vollglut vom Wanderrost abgeworfen wird, wodurch die nachgeschalteten Zerkleinerungsapparate und Fördergeräte ungünstigen Wärmebeanspruchungen unterworfen würden, wird der Wanderrost im allgemeinen so gefahren, daß der Brennprozeß kurz vor Erreichung des letzten Saug-

  kastens zu Ende ist. Mit Hilfe des letzten Saug-

  kastens wird reine Luft durchgesaugt, um den

  unteren Teil des Sintergutes zu kühlen. Es gelingt

  dies nur halb, da der Wiirineinhalt größer ist als

  notwendig wäre, und zwar aus den «-eiter oben auf-

  gezeigten Gründen. Durch die Überhitzung und

  Schmelzung ist das Sintergut außerdem in den

  unteren Teilen der Charge dichter gelagert. Für die

  Kühlung dieses Sintergutes sind erhebliche Luft-

  mengen notwendig, die mit den Abgasen ins Freie

  abgeführt werden, wobei erhebliche Wärme ver-

  loren geht.

  Die Erfindung betrifft eine neue Vorrichtung zum

  Brennen, die die oben aufgezeigten brenntechnischen

  bzw. wärmetechnischen Mängel zwangsläufig ver-

  meidet. Diese neue Vorrichtung besteht in einem

  walzenförmigen Drehrost, der aus zwei Rostbahnen

  besteht, die so ineinander angeordnet sind, daß ein

  Rostring entsteht, zwischen dessen Ringflächen das

  Brenngut geschüttet wird. Das aufgegebene brenn-

  stoffhaltige Gut (Rohgut) Nvandert von der !#ufgabe-

  stelle ringförmig mit dem Drehrost und kommt

  zwangsläufig an die Aufgabestelle als fertig ge-

  branntes Gut zurück, um hier neues Material auf-

  gelagert zu erhalten, das mit der Abwärme des fertig

  gebrannten Gutes zur Zündung gebracht wird. Der

  Brennvorgang kann so reguliert werden, daß die

  S;nterung fortlaufend so in der Materialschicht ab-

  läuft, daß die Brennzone die inneren und äußeren

  Rostringflächen nicht erreicht. Die Brennzone bildet

  innerhalb des Materials einen Ring, dessen Lage

  gegenüber dem gesamten Materialring des Dreh-

  rostes exzentrisch ist. 1)er 17reiin- bzw. Sinter-

  vorgang läuft, wie nachstehend an Hand der Zeich-

  nung beschrieben ist, ab.

  Das mit Brennstoff versehene, genäßte und in be-

  kannter Form gekrümelte Rohgut wird durch

  Schurre t und mit der Schnecke z in eine im Inneren

  des Ringes angeordnete Verteilungsschurre 3 ein-

  geführt. Die Verteilungsschurre 3 erstreckt sich

  über einen gewissen Abschnitt des Kreisringes.

  Der Drehrost, der aus einer entsprechenden An-

  zahl einzelner Segmente bestellt, dreht sich in der

  mit Pfeil angedeuteten Richtung in regulierbarer,

  geringer Geschwindigkeit. Die innere Rostringfläche

  besteht aus rechteckigen Rostplatten .4. Die äußere

  Rostringfläche besteht aus nebeneinanderliegenden,

  jede für sich drehbaren Walzen 5, die mit Brech-

  zähnen versehen sind.

  Unterhalb des Abschnittes, über dem sich die

  Materialverteilungsschurre 3 befindet, werden durch

  eine Zwangsführung y die Rostplatten d aus-

  geschwenkt und bilden dadurch breite Öffnungen,

  durch die das aufgegebene Material in das Innere

  des Rostringes eintreten kann. Anschließend werden

  die Rostplattend wieder zwangsweise eingeschwenkt,

  so daß auf dein weiteren Weg \ oii dem aufgegebenen

  Material durch die innere Rostbahn praktisch nichts

  herausfallen kann.

  Die Walzen 5 werden durch einen oder mehrere

  unabhängige Antriebe 7 und 8 in etwa dem gleichen

  Abschnitt in drehende Bewegung versetzt, in dem

  sich die Rostplatten 4 öffnen. Der auf den Walzen

  aufliegende gebrannte Sinterkuchen wird von den Breclizälineti angegriffen, gespalten, zerkleinert und zwischen den Walzen 5 nach unten ausgetragen. Die Brechzähne wirken dabei wie Fräser auf das fertige, erkaltete Sintergut. Bei Einhaltung gleichmäßiger chemischer Zusamensetzung des Rohgutes -und richtiger 11>stiniintitig des Brennstoffzusatzes auf diese Zusaininensetzung wird eine gleichmäßige Sinterteinperatur erzielt, wobei durch den hierdurch erzielten Ausschluß von Überhitzung, und Schmelzung ein lockeres, leicht brechbares, fertiges Sintergut entsteht. Begünstigt wird die Auflockerung des fertigen Sintergutes für den Angriff mit den Brechz iihtieii der Walzen 5 durch die Schwindung beim Brennprozeß. Hierdurch entstehen eine größere "Zahl von Sch,#vindrissen in dem fertigen Sinterkucheti, die einen festen, ringförmigen Zusammenhalt des Sinterkuchens ausschließen. Der aus dem Drehrost ausgetragene Klinker bzw. das Sintergut, sammelt sich in (lern unter dem Drehrost angeordneten Trichter tind wird bei 6 durch eine Schleuse in bekannter Weise ohne Luft- oder Gasverluste ausgetragen.
• Etwa unterhalb der Stelle des inneren Rostringes, an der sich die Rostplatten d schließen und kein :Material mehr eingetragen wird, wird die drehende Bewegung der Walzen 5 beendet und die Walzen durch eitle 1)esoildere Vorrichtung, z. B. Klinken, festgesetzt, so (laß eine selbsttätige Drehung durch Schub des auf die Walzen drückenden Materials ausgeschlossen ist. Durch die vorstehenden, ruhenden Brechzälitie wird der Außenfläche des fertig gebrannten Sintergutes Halt gegeben. Beim Schließen der Rostplatten .l üben diese einen gewissen Druck auf (las angefeuchtete plastische Rohgut aus, so daß an der aufsteigenden Seite des Drehrostes die \1aterialschicht gehalten wird. Dies kann auch dadurch begünstigt werden, daß die Rostplatten 4 mit etwas in das Gut hineinragenden Leisten versehen werden, an denen das schwach gepreßte Material einen Halt findet.
• Die Lage der Brennzone im Material ist derart, daß sie sich der Stelle, an der die Walzen 5 fertig gebranntes Gut austragen, den Walzen nähern. Durch Regulierung der Drehgeschwindigkeit des Drehrostes und der Drehbewegung der- Walzen 5 kann die Lage der Brennzone beeinflußt werden.
• Durch die Materialschicht wird zur Unterhaltung der Verbrennung Luft hindurchgeblasen oder -gesaugt. Zu diesem Zweck wird der Drehrost außen oder innen in bekannter Weise mit Labyrinthdichtungen abgedichtet.
• Auf dem weiteren Weg des Materials mit dem Drehrost verlagert sich die Brennzone unter dem Einfluß der Zufuhr der Verhrennungsluft fortschreitend von außen nach innen. Durch die Höhe der Luftpressung oder, des Unterdruckes und durch die Beigabe von Rückgut in bekannter Weise kann die Brenngeschwindigkeit und damit der Weg der Brennzone in Richtung von außen nach innen im Zusammenhang mit der Drehgeschwindigkeit des Drehrostes so einreguliert werden, daß die Brennzone kurz vor der N-laterialaufgabe ihren innersten Punkt erreicht hat. Das neu aufgegebene Rohgut entzündet sich fortlaufend an dem heißen Material auf das es aufgelagert wird.
• Der Drehrost wird zweckmäßig an den Seiten mit inneren Schutzplatten aus feuerfestem Guß abgekleidet. Durch besondere Schurren kann man beidseitig abgesiebten Feinklinker oder Feinsintergut in dünner senkrechter Schicht gleichzeitig mit dem vorbereiteten Rohgut aufgeben, so daß sich zwischen Gußeisen und Sintergut eine Schutzschicht von kaltem Fertiggut einlagert.
• Die neue Brennvorrichtung bietet die nachstehenden Vorteile: a) Eine besondere, dauernd zu unterhaltende Zündvorrichtung, wie bei den bisherigen Drehrosten, ist nicht erforderlich. Der einmal in bekannter Weise durch Zündung mit Holz, Kohlen, Koks und darüber gelagertem brennstoffhaltigem Rohgut in Gang gesetzte Brennvorgang läuft stetig weiter. Bei der Inbetriebnahme werden zweckmäßig die Walzen 5 mit grobstückigem Sintergut abgedeckt. Der Fortfall der Zündmuffel senkt den Gesamtwärmeverbrauch um rund 200 WE je i kg fertigem Sintergut. b) Die Charge braucht nur den zur Erreichung und Erhaltung der Sintertemperatur notwendigen Brennstoff zu erhalten, wobei die Verbrennungsluft laufend den fertigen Klinker bzw. das Sintergut abkühlt und sich selbst hierbei weitgehend vorwärmt. Es wird der gesamte Wärmeinhalt des Fertiggutes brenntechnisch voll ausgenutzt. Die hierbei gegenüber dem bisherigen Verfahren zu ersparende Wärmemenge beträgt rund i5o WE je i kg Sintergut. c) Durch die auch bei diesem Verfahren zu erreichende Brenngeschwindigkeit und die damit gegebene Abkühlungsgeschwindigkeit ergibt sich ein Zementklinker von mindest gleich guter Qualität wie beim Brennen auf Wanderrosten. Der Klinker wird sogar in seiner Güte noch besser, wenn die Brennstoffmenge genau und gleichmäßig mit dem Rohmehl dosiert wird, da die Brennstoffmenge bei diesem Verfahren so bemessen werden kann, daß Überhitzung und Schmelzung vermieden werden. Überhitzter und geschmolzener Zementklinker ist aber bekanntlich von schlechterer Qualität. d) Die Gesamtapparatur des Drehrostes gemäß der Erfindung läßt sich maschinentechnisch ebenso einfach durchbilden wie die bisherigen Wanderroste in gerader oder Rundtischausführung, und die Apparatur benötigt bei gleicher Leistung je Quadratmeter wirksamer Brennfläche erheblich weniger Bauvolumen.
• Zusammenfassend ist zu sagen, daß der Drehrost, entsprechend dieser Erfindung, eine Wärmeersparnis von mindestens 350 WE gegenüber den bekannten Verblaserosten bringt, d. h. der Zementbrennprozeß kann mit höchstens 850 WE je i kg Klinker durchgeführt werden, was eine Brennstoffersparnis von rund 30% ausmacht und i 5 % gegenüber den besten aus Verblaserost und Drehofen kombinierten Brennanlagen, die rund iooo WE je i kg Klinker benötigen. Gegenüber Schachtöfen, die ebenfalls rund iooo WE je i kg Klinker benötigen, beträgt die Wärmeersparnis ebenfalls i 5 % bei besserer Qualität des erbrannten Produkts. Zudem ist der Kapitalbedarf für die Errichtung einer solchen Anlage durch Ersparnis an Bauvolumen wesentlich geringer als bei Wanderrosten nach bisherigem Brennverfahren und auch Drehöfenanlagen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Sintern von Zement und zur Durchführung anderer endothermer Reaktionen auf einem zylindrischen drehbaren Drehrost, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrost aus zwei Rostbahnen besteht, die so ineinander angeordnet sind, daß ein Rostring entsteht, zwischen dessen Ringflächen (4, 5) das Rohgut eingebracht wird und im Verlauf einer vollen Umdrehung des Drehrostes in denselben fertig gebrannt bzw. gesintert wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Rostringfläche aus nebeneinanderliegenden, in den Seitenwangen gelagerten drehbaren Walzen (5) bestehen, daß diese Walzen mit Brechzähnen versehen sind und daß die Walzen auf einem Teil des Gesamtweges des Drehrostes durch einen oder mehrere unabhängige Antriebe (7 und 8) drehbar sind, wodurch durch den Angriff der Brechzähne das auf den Walzen liegende, fertig gesinterte Material gebrochen und durch die durch die Rost- walzen gebildeten Längsspalten von dem Dreh- rost entfernt wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, da- durch gekennzeichnet, daß die innere Rostring- fläche durch rechteckige Rostplatten (.4) gebildet ist, die durch zwei gegenüberliegende Zapfen schwenkbar in den Seitenwangen gelagert sind, und daB sie durch feststehende Kurvenbahnen (9) oder andere gleichwirkende Mittel bei der Drehung des Drehrostes so betätigt werden, daß die Rostplatten (4) auf einem Teil des Weges des Drehrostes breite Öffnungen bilden, durch die das für die Sinterung oder Reaktion vor- bereitete Gut zwischen die Rostringflächen ein- gebracht wird und daß diese Rostplatten (4) sich auf dem weiteren Weg wieder schließen. . Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, ge- kennzeichnet durch eine solche Steuerung der mit Brechzähnen versehenen \\'alzen (5), daß das fertig gesinterte und erkaltete Gut an der Stelle von dem Drehrost entfernt wird, wo die Rost- platten (4) sich öffnen und das zur Sinterung vorbereitete Gut durch die gebildeten Öffnungen auf die in Sinterung begriffene Materialschicht des Drehrostes aufgebracht wird und sich damit fortlaufend an dieser entzündet und in Reaktion tritt.