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Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Zementklinkern ausfeuerflüssiger
Hochofenschlacke unter Zugabe geeigneter Zuschläge, wie Ätzkalkpulver od. dgl.,
in einem Drehrohröfen Zur Gewinnung eines portlandzementartigen Sintergutes werden
nach der vorliegenden Erfindung heißflüssige Hochofenschlacke und geeignete Zuschläge,
wie feinstgemahlenes Ätzkalkpulver, Kiesabbrände, Gips, Ölschiefer, Schwelrückstände
od. dgl., in einem Drehrohr zusammengeführt, vermischt und gesintert. Es sind Vorkehrungen
getroffen, um die vorhandene Schlackenhitze während der Mischung und Sinterung aufrechtzuerhalten
und die Gutmasse bei ihrer Erstarrung zu kleinen Kügelchen zu formen. Die Einführung
der Schlacke und die der Zuschläge erfolgt im Gegenstrom in einem konisch erweiterten
Misch-und Sinterraum, welcher isoliert ist und von außen durch einen Nebenstrom
der Schlacke erhitzt wird. Die Zuschläge werden in einem Zentralrohr durch den Kühlraum
des Drehrohres geleitet und hochgradig vorerhitzt.
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Die Wirkungsweise des Verfahrens wird in der Hauptsache durch folgende
Voraussetzungen beeinflußt: i. Die Schlacke muß eine zweckdienliche chemische Zusammensetzung
haben, 2. die Zuschläge sollen sich in feinstgemahlenem Zustande befinden, 3. die
vorhandene Schlackenhitze ist während des Misch-und Sintervorgangs aufrechtzuerhalten,
q.. der Misch-und Sintervorgang muß zu einer vollkommenen Verbindung der chemischen
Ausgangsstoffe führen.
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Während die zu i und 2 gestellten Voraussetzungen praktisch ohne weiteres
erfüllt werden können,
gestaltet sich die Erfüllung der Voraussetzungen
für 3 und q. äußerst schwierig, und es konnte nach bisher bekanntgewordenen Verfahren
eine zufriedenstellende Durchführung des Misch- und Sintervorgangs nicht erzielt
werden.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird die Behandlung der :Rohmassen
bei ihrer Mischung und Sinterung nach neuen Gesichtspunkten vorgenommen und damit
ein technischer Fortschritt erreicht. Die Ausführungsform des Verfahrens trägt in
einfacher Weise allen Anforderungen auf Erreichung des gesteckten Zieles Rechnung.
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Ein Ausführungsbeispiel sei an Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben.
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Abb. z zeigt einen Längsschnitt durch die Gesamtanordnung; Abb. 2
und 3 zeigen Querschnitte nach der Linie I-I bzw. II-II der Abb. r.
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Ein horizontal gelagertes, mit feuerfesten Steinen ausgefüttertes
Drehrohr a ruht mit seinem nahe am Schlackeneinlaufende vorgesehenen Laufring b
auf Laufrollen, mit seinem Klinkeraustragsende auf einem festen Lager c, durch welches
der hohle Zapfen einer Verschlußscheibe d hindurchgeht. Der Antrieb des Drehrohres
a geschieht vermittels eines Kettenrades e od. dgl. Zur Klinkereinfallstelle zu
ist das Drehrohr a konisch erweitert und hat einen birnenförmigen Misch- und Sinterraum
f, in den im Gegenstrom Schlacke und: Zuschläge einfallen. Am Klinkeraustragsende
ist das Drehrohr a ebenfalls konisch erweitert. Zur Einführung der Schlacke ist
eine Rinne g vorhanden, von der eine Nebenrinne h abzweigt, in welcher ein Teilstrom
der Schlacke zur Außenbeheizung des Mischraumes f fließt. Damit die Hitze des Teilstromes
zweckmäßig verwendet werden kann, ist ein Mantel i zur Umkleidung des Mischraumes
f vorgesehen, der im unteren Teil aus Mauerwerk, im oberen Teil aus einem isolierten
Blechmantel besteht (Abb. z und 2). Der aus der Nebenrinne h kommende Schlackenstrom
ist einstellbar und wird mittels einer im Mauerwerk eingelegten Rinne k nach einem
mit fließendem Wasser gefüllten Kanal l abgeleitet.
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Behufs Einführung der Zuschläge am Klinkeraustragende des Drehrohres
a geht durch den Hohlzapfen der Verschlußscheibe d ein zentrisch gelagertes sich
konisch erweiterndes Zentralrohr m, welches bis zum Mischraum f reicht und hier
aus Stahl oder anderen schwer schmelzbaren keramischen Stoffen besteht. Rohr in
wird durch Stehbolzen n gehalten .(Abb. z und 3), hinter dem Lager c sitzt an seinem
Ende ein Stellring od. dgl. Damit Rohr m vom Schlackeneinlaufende des Drehrohres
a aus eingesetzt oder herausgezogen werden kann, ist Drehrohr -z quer zu einer aus
dem Hochofen unmittelbar kommenden Schlackenrinne o gelegt, deren Zufluß durch Ablenkung
nach einem Wasserkanal unterbrochen werden kann.
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Um bei längeren Betriebsstillständen die in dem Mischraum f vorhandene
Rohmasse vor ihrer Erstarrung auslaufen lassen zu können, ist eine Auslauföffnung
p angebracht, die mit einem Stöpsel od. dgl. verschlossen werden kann, nachdem ein
an der Blechhaube des Isoliermantels i sitzender Deckel q entfernt
ist. Die Rinnen g und h ruhen auf einem gemeinsamen, wegziehbaren Gerüst. Für die
Rinne h ist im Mauerwerk des Isoliermantels i ein Durchbruch vorgesehen, der während
des Betriebes mit einem vorgehängten Blech x abgeschlossen wird. Der einstellbare
Zufluß aus der Rinne h ist so gering gehalten, wie es die genügende Erhitzung des
Misch- und Sinterraumes f gestattet. Das Ausmündungsende des Zentralrohres m "ist
von der Einlaufstelle der Schlacke hinreichend weit entfernt und daher durch die
vorhandene Höchsthitze nicht gefährdet. Betriebsstörende Ansätze an der Schamottewandung
werden infolge der zweckmäßig hohen Drehzahl des Drehrohres a nicht entstehen, die
Ausführungsform läßt jedoch ein Durchstoßen des Drehrohres -ä von beiden Enden her
zu. Bei Inbetriebsetzung des Drehrohres a wird dieses erhitzt, zu gleicher Zeit
das Zentralrohr m mit Zuschlägen beschickt und erst später die flüssige Schlacke
in den Mischraum feingeleitet.
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Die Zuschläge werden im Gegenstrom zur Gutmasse durch das Drehrohr
a bis vor den Misch- und Sinterraum f geführt und hierbei durch die vorhandene Abbitze
hochgradig erwärmt; sie fallen zentrisch in den Misch- und Sinterraurn f, dessen
birnenförmige Gestalt ihre Weiterbeförderung. bis zur Einfallstelle der Schlacke
veranlaßt. Wenngleich die bis auf Weiß-' glut erhitzten Zuschläge die vorhandene
Temperatur nur in geringfügigem Maße herabdrücken, so tritt doch, - ohne Gegenmaßnahme,
ein beträchtlicher Wärmeverlust durch eine Ausstrählung des Misch-und Sinterraumes
f ein, das um so mehr, als aus naheliegenden Gründen dem Misch- und Sintervorgang
die notwendige Zeitspanne zur Verfügung gestellt werden muß. " Nach der Erfindung
wird die zu erwartende Ausstrahlung durch wirksame Isolierung beseitigt, außerdem
ist durch einen Nebenstrom der Schlacke eine ständige Hitzeeinwirkung auf die Arbeitsvorgänge
im Misch- und Sinterraum f und damit ein wesentlicher Beitrag zur Aufrechterhaltung
der ursprünglichen Schlackenhitze gegeben.
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Der birnenförmige Mischraum f dient zur Mischung der Gutmasse und
zur Einleitung der Sinterung. Bei genügender Drehgeschwindigkeit entstehen in der
Drehrichtung unterschiedliche Anhebungen der Rohmasse an der konischen Raumwandung.
Es wird am oberen Rande der sich überstürzenden Rohmassen ein Abdrängen von der
Einfallstelle der Schlacke stattfinden, während am unteren Rande eine teilweise
Rückwanderung vor sich geht. Solche durch die Form der Raumwandung hervorgerufenen
Bewegungen der Rohmasse begünstigen die Mischung von Schlacke und Zuschlägen. Die
aus dem Zentralrohr m frei einfallenden Zuschläge werden sich vorerst. dem Zuge
der zuunterst liegenden Rohmassen nach vorn anschließen und hierbei von den herabstürzenden
Massen zugedeckt. Die so erhaltene zur Sinterung vorbereitete Mischmasse wird sich
am oberen Rande aus dem -Mischraum f entfernen. Diese Vorgänge dauern eine geraume
Zeit an, während welcher nunmehr der endotherme Prozeß zur Abwicklung gelangt.
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Die hierzu benötigte Wärmemenge ist vorhanden, wenn folgendes beachtet
wird: In dem weiten, einer starken Ausstrahlung und einem scharfen Gaszuge
unterworfenen
Sinterraume eines Portlanddrehrohrofens muß ein bestimmter Hitzeüberschuß vorhanden
sein, wenn der an der Ofenwandung ständig erfolgende, durch den großen Temperaturunterschied
heftig auftretende Wärmeverlust ausgeglichen werden soll. Die gemessene Sintertemperatur
ist daher nur relativ zu nehmen, sie liegt nach Beseitigung aller ungünstigen Einflüsse
wesentlich niedriger. Nach der Erfindung findet der in Frage stehende Vorgang in
einem engen und zugfreien, gegen Ausstrahlung nicht nur geschützten, sondern auch
durch neue Wärmezufuhr wirksam beeinflußten Raume statt. Es ist daher die Sicherheit
gegeben, daß bei der vorhandenen Hitze eine vollkommene chemische Verbindung von
Schlacke und Zuschlägen erfolgt.
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Die nunmehr eintretende exotherme Reaktion führt zur Bildung der Klinker,
die sich infolge der zweckmäßig hohen Drehzahl des Rohres während ihrer Erstarrung
zu kleinen Kügelchen formen.
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Wenngleich dem Misch- und Sintervorgang eine genügend lange Zeitspanne
zur Verfügung gestellt wird, so ist diese, verglichen mit der Sinterungsdauer z.
B. im Portlanddrehofen, doch nur als kurz zu bezeichnen. Hieraus ergibt sich für
die Güte des nach dem neuen Verfahren erzeugten Klinkers ein beachtlicher Vorteil,
denn eine lange Hitzeeinwirkung auf die Mischmasse hat bekanntlich nachteilige Folgen.
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Die äußere Beheizung des Misch- und Sinterraumes f durch Abzweigung
der frisch zufließenden Schlacke in den Mantelraum zwischen der Ummantelung
i bzw. k
und der Birne f kann zusätzlich auch durch ein anderes wärmeübertragendes
Medium erfolgen, insbesondere ist es unter Umständen vorteilhaft, eine zusätzliche
äußere Beheizung durch Abgase; Dampf oder Verbrennungsgase vorzunehmen, damit die
benötigten Wärmemengen in dem Mischraum aufgebracht werden.
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Für den Erfolg einer guten Durchmischung der Rohmassen ist es wesentlich,
daß der Rauminhalt des Mischraumes f möglichst groß gewählt wird, wogegen das an
den Raum f anschließende Drehrohr a in seinem Durchmesser erheblich
kleiner ausgeführt werden kann.