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Verfahren und Vorrichtung zum Brennen und Kühlen von Portland-Zementklinker,
insbesondere von solchem, der Magnesia enthält Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Einrichtung zum Kühlen von Zementklinker, insbesondere zum schnellen Kühlen
von Portland-Zementklinker im Luftstrom. Das Verfahren und die Einrichtung sind
insbesondere für das Kühlen von solchem Zementklinker bestimmt, welcher eine gewisse
Menge von DTagnesiumoxyd enthält, und sie ermöglichen ein genügend schnelles Kühlen,
um wenigstens einen erheblichen Teil der flüssigen Phase ohne Kristallisation zum
Erhärten zu brin-, gen, derart, daß eine unterkühlte Flüssigkeit oder ein glasartiger
Bestandteil entsteht, in dem die Magnesia sich in erstarrter Lösung befindet und
dadurch unschädlich ist.
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Das im Laufe der Zeit eintretende Treiben des Portland-Zements und
dessen mangelhafte Beschaffenheit, die sich aus einem zu hohen Magnesiagehalt ergibt
und zur Zerstörung des Betons führt, hängt unmittelbar mit der Menge der in kristalliner
Form enthaltenen freien Magnesia, des Periklas, zusammen. Die Hydration des Periklas
geht äußerst langsam vonstatten, und zwar kann sie und eine wesentliche Zerstörung
des Betons sich über etwa 5 Jahre erstrecken. Eine schnellere Prüfung der
Güte
des Portlan.d-Zenients ist heutzutage im Autoklav möglich, und die im nachstehenden
enthaltenen Angaben über das Treiben des Zements beziehen sich auf Proben, die im
Autoklav erhalten sind. In der Zementindustrie gelten Zementsorten, die mehr als
1% treiben, als schlecht. Der im folgenden benutzte Ausdruck hoher agnesiagehalt
umfaßt Zemente, in denen ,der Gehalt an 1lagne:siumoxyd zwischen 3 und ;5 0/0 liegt,
wenn auch Zementsorten von etwas höherem Magnesiumgehalt nicht unbedingt als schlecht
bezeichnet werden müssen, wenn die Magnesia nicht kristallisieren kann, wie im nachstehenden
im einzelnen dargelegt werden wird.
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Die flüssige Phase des Klinkers bei Brenntemperatur, d. h. im allgemeinen
bei 1430 bis z485° C, umfaßt wahrscheinlich die gesamte Tonerde und das Eisenoxyd,
das Magnesiumoxyd, einen kleinen Teil des Calciumoxyds und eine geringe Menge von
Kieselsäure. In dem normalen Zementklinker reagiert höchstens ein kleiner Teil des
Magnesiumoxyds mit den anderen Bestandteilen, wenn auch vielleicht ein unbeachtlicher
Teil an die Eisenverbindung gebunden ist. Daher steht die Menge der Flüssigkeit
zu der Menge der Flußmittel Eisen und Tonerde in Beziehung. Die theoretische Menge
des flüssigen Bestandteils in Klinkern der üblichen Zusammen-;etzung erreicht demgemäß
ein Maximum von ,o0"). o. Die Kristallisation des flüssigen Bestandteils ist beendigt,
wenn die Temperaturdes Klinkers auf etwa 12o5° C sinkt. Unterhalb dieser Temperatur
findet eine ersichtliche Steigerung der Kristallisation nicht statt. Der Grad der
Kristallisation steht in unmittelbarer Beziehung zur Schnelligkeit des Temperaturabfalles.
Wird die Flüssigkeit langsam oder mit mäßiger Geschwindigkeit abgekühlt, kristallisieren
im wesentlichen aus der Lösung aus: Tricalciumaluminat und Tetracalciumaluminoferrit
und als letztes der Periklas (freies Mg0). Von diesen kristallinischen Bestandteilen
ist der Periklas ausgesprochen schädlich, da er die Hauptursache für die spätere
Verminderung der Güte ist. Wird die das gelöste Magnesiumoxyd enthaltende Flüssigkeit
plötzlich abgekühlt, so wird das Magfiesiumoxyd in dem als Glas erstarrenden Teil
der Flüssigkeit mindestens in verhältnismäßig hoher Konzentration erhalten, und
es hat geringe oder gar keine hydraulischen Eigenschaften und neigt demgemäß nicht
dazu. den Zement zu verschlechtern. Wahrscheinlich ist die Bildung des glasartigen
Bestandteils in verhältnismäßig großen Mengen auch aus anderen Gründen vorteilhaft.
Versuche haben gezeigt, daß die glasartigen Bestandteile selbst höchstens geringe
hydraulische Eigenschaften besitzen und daß durch die Begrenzung der Bildung des
kristallinischen Tricalciumaluminats die Einwirkung auf die Güte herabgesetzt und
außerdem die potentielle Wärme dir I ;vdration des "Zements vermindert wird. Wenn
der Klinker eine erhebliche Menge an Tonerde enthält, so hat eine Begrenzung der
Bildung oder Kristallisation von Tricalciumaluminat die Wirkung, daß das Abbinden
des Zements leichter überwacht «-erden kann. Auch wird vielfach angenommen, daß
verhältnismäßig große Mengen von kristallinischem Tetracalciumaluminoferrit die
Widerstandsfähigkeit des POrtland-Zement-Betons gegenüber Sulfaten und Chloriden
sowie gegenüber dem Frieren und Tauen herabsetzen.
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Infolge der Schwierigkeiten, die mit dem Luft trocknen und dem sonstigen
Abkühlen der Klinker # erbunden sind, ist es schwierig oder sogar unmöglich, den
höchsten theoretischen Glasgehalt zu erzielen, im Hinblick auf die Bedingungen,
unter denen der Klinker gebrannt wird, auf die erforderliche hohe Temperatur, auf
die Beschaffenheit der Größe der Stücke und auf den kleinen Temperaturabfall, innerhalb
dessen die Kristallisation stattfindet. Die Erzielung von etwa 2o bis 25% glasartigem
Bestandteil in einem Klinker von hohem Magnesiagehalt ist hinsichtlich der Güteveränderung
infolge der Magnesia äußerst zufriedenstellend, denn die Magnesia kristallisiert
zuletzt aus und neigt notgedrungen dazu, in einem erheblichen Verhältnis zu der
als Glas erhärtenden Flüssigkeit zu konzentrieren, und wenn der Zement im übrigen
in der richtigen Weise hergestellt wird, so übersteigt die Dehnung im Autoklav nicht
einen kleinen Bruchteil von 1%.
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In den zur Zeit in den Handel gelangenden Zementklinkern beträgt der
Gehalt an glasigem Bestandteil 2 bis --211/o. Dieser weitgehende Unterschied ergibt
sich aus der Verschiedenheit im Brennen und Kühlen und aus der Verschiedenheit der
verwendeten Apparatur. Die zur Zeit üblichen Kühlvorrichtungen für Klinker werden
insbeson dere nach zwei Hauptbedingungen ausgeführt: Erstens soll ein erheblicher
Teil der fühlbaren Wärme der Klinker wiedergewonnen werden, indem die erhitzte Luft
als sekundäre Verbrennungsluft im Ofen benutzt wird, und zweitens soll der Klinker
schnell auf eine etwas oberhalb der Lufttemperatur liegende Temperatur abgekühlt
werden, um den -Mahlvorgang zu erleichtern. Diese Kühlvorrichtungen und -verfahren
sind besonders ungeeignet für Klinker von hohem Magnesiagehalt; denn wenn auch die
durchschnittliche Kühlgeschwindigkeit hoch und die Wärmewirtschaft günstig ist,
so erfolgt das Abkühlen in den hohen Temperaturbereichen, in denen die Kristallisation
stattfindet, langsam, und daraus ergibt sich eine Steigerung der Kristallisation
der flüssigen Phase. Die Anlagen mit höchster Wiedergewinnung der Wärme erzeugen
im allgemeinen Klinker von besonders kleinem Glasgehalt.
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Der Hauptzweck des neuen Verfahrens liegt darin. die Klinker schnell
mit Luft zu kühlen, um die Temperatur möglichst schnell unter 12o5° C herabzusetzen,
so daß eine große Menge von glasartigem Bestandteil erzeugt wird, oder um, anders
ausgedrückt, die Kristallisation aus der Flüssigkeit auf ein Minimum herabzusetzen.
Ferner wird in der neuen Anlage die sekundäre Verbrennungsluft unter vollkommener
Regelung der verschiedenen Brennbedingungen nutzbar gemacht, um die erste Luftkühlung
und die zusätzliche primäre
Kühlung herbeizuführen, nicht nur, um
die Wärmewirtschaft durch Wiedergewinnung von Wärme zu erhöhen, sondern vor allen
Dingen, um die Brennzone an oder nahe an das Ende des Ofens heranzurücken, so daß
der Klinker aus dem Ofen in teilweise geschmolzenem Zustande austritt und eine verzögerte
Abkühlung in dem Bereich der Kristallisationstemperatur im Ofen selbst nicht stattfindet.
Ferner strebt die Erfindung ein schnelles primäres und sekundäres Abkühlen und eine
schnelle Gesamtabkühlung der Klinker an, um diesen eine gute Mahlfähigkeit zu geben.
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Die Kühlvorrichtung ist insbesondere so ausgeführt, daß eine Störung
des Brennvorganges oder eine Ungleichförmigkeit der Brennbedingungen vermieden wird,
die eine Erhöhung der Betriebskosten und einen nachteiligen Einfluß auf die Güte
des Zements zur Folge haben würden. Die Vorrichtung ist demgemäß derart ausgeführt,
daß die hauptsächlichsten Kühlelemente mit Umleitungskanälen ausgestattet sind und
demgemäß nahezu sofort ausgebessert oder ersetzt werden können, ohne daß das Herstellungsverfahren
wesentlich beeinträchtigt würde. Die Apparatur zeichnet sich durch geringe Herstellungskosten
und leichte Zugänglichkeit aus. Sie erfordert keine besonderen wärmebeständigen
Metalle, und sie kann wirtschaftlich betrieben werden, und zwar sowohl hinsichtlich
der Erhaltungskosten als auch hinsichtlich des Energieverbrauchs.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Brennzone an oder in die Nähe
des Auslaßendes des Ofens gelegt wird, in dem eine die Wärme strahlende Fläche in
Gestalt einer mit feuerbeständigem Futter versehenen und eine Mittelöffnung besitzenden
Kappe angebracht wird, durch die der Brennstoff und die Primärluft eintritt, wobei
sie vollkommen von stark vorerhitzter Luft umgeben ist. Dadurch, daß die Sekundärluft
zentral einströmt, wird ein vorzeitiges Erkalten und ein langsames Abkühlen der
Klinker vermieden, welche in teilweise geschmolzenem Zustand austreten und durch
einen Kanal fließen, in dem ein Gegenstrom von Luft verhindert wird. Die Klinker
gelangen nun unmittelbar in eine primäre Kühlkammer, in der sie eine geneigte Schicht
bilden, die auf den Kühlkörpern lagert. Zum Kühlen dienen einander überdeckende
waagerechte wassergekühlte Roste, die abwechselnd fest gelagert sind und hin und
her bewegt werden. Die beweglichen Roste dienen dazu, die Klinkerschicht beständig
in Bewegung zu halten und dafür zu sorgen, daß die einzelnen Teile der Schicht sich
drehen und wenden, indem sie sich zum Auslaß am unteren Ende der Schicht hin bewegen.
Die Vorderkanten der Roste sind zweckmäßig nach einer schwach geneigten Ebene angeordnet,
damit die eintretenden Klinker nicht auf der Oberfläche der Schicht nach unten rollen.
Eine Neigung von etwa 12° hat sich für Klinker üblicher Abmessung als zweckmäßig
erwiesen. Die Roste besitzen mehrere senkrechte Luftkanäle, die abwechselnd abgedeckt
und freigelegt werden, wenn die beweglichen Roste, durch die die Luft unter Druck
nach oben der Klinkerschicht zugeführt wird, vor- und zurückgezogen werden. Die
festen und beweglichen Roste befinden sich außerdem in einem senkrechten Abstand
voneinander, und zwar im allgemeinen etwa in einem Abstand von 6 mm. Dadurch werden
waagerechte Luftkanäle gebildet, durch die die Luft beständig im wesentlichen rechtwinklig
zu den Luftströmen durch die Kanäle hindurch e@ingebl.asen wird, also im wesentlichen
in der Richtung der sich nach unten bewegenden Klinker.
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Sobald die Klinker durch die Rinne fallen und in die Kühlkammer gelangen,
gelangen sie in den kalten Luftstrom. Da sie beständig bewegt und gewendet werden,
wenn sie von einem Rost auf den nächsten gelangen, und da ferner die kalten Luftströme
in zwei Richtungen auf die Klinker treffen und da ferner durch die wassergekühlten
Roste hindurch Wärme abgeleitet wird, werden die Klinker plötzlich und gleichförmig
gekühlt.
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Unterhalb der Roste wird in dem Kühlraum eine Windkammer gebildet,
der Luft durch ein Gebläse zugeleitet wird. Durch dieses wird mindestens so viel
Luft zugeführt, wie der Glühofen an sekundärer Verbrennungsluft benötigt. Der Druck
der Luft ist ausreichend, damit der Widerstand der Kühlkörper und der aufgeschichteten
Klinker überwunden wird. Der Druck ist im allgemeinen nicht höher als 121/f cm Wassersäule.
Die Windkammer ist zweckmäßig mit quer gerichteten Scheidewänden versehen, durch
die Abteilungen gebildet werden. denen die Luft getrennt in den erforderlichen Mengen
zugeführt wird, derart, daß die notwendige Luftmenge durch die Roste hindurch und
zwischen diesen an der Eintrittsstelle der Kühlkammer zugeleitet werden kann, um
die Temperatur der Klinker plötzlich mindestens auf 12o5° C herabzusetzen. Wenn
auch die Ableitung eines verhältnismäßig hohen Teiles der Luft durch die hinteren
Elemente der Roste mit Rücksicht auf den Magnesiagehalt der Klinker gelegentlich
eine verininderte Wiedergewinnung der Wärme zur Folge bat, so ist doch zu berücksichtigen,
daß der Hauptzweck der Anordnung der ist, einen möglichst hohen Glasgehalt im Klinker
zu erzielen, und daß c elbst eine geringe Verzögerung in der Abkühlung in der Nähe
der höchsten Temperatur die Bildung schädlicher Mengen von Periklas zur Folge haben
würde.
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Was sonst noch an sekundärer Luft benötigt wird, wird zweckmäßig in
abgemessener Menge durch den übrigen Teil der Klinkerschicht hindurchgeleitet, derart,
daß unter Berücksichtigung der zulässigen Luftmenge eine höchstmögliche Wärmemenge
wiedergewonnen wird. Die vorgewärmte Sekundärluft strömt nach oben in einen Leitraum
oberhalb der Kühlkammer und tritt aus diesem in den Brennofen.
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Außer der im vorstehenden beschriebenen Regelung der Kühlung in den
hintereinanderliegenden Abschnitten der Klinkerschicht kann auch das Maß der Bewegung
der Klinker dadurch verändert werden, daß der Hub der Roste und &e Geschwindigkeit
der
Fortbewegung der Klinker in der Schicht verändert wird. Dadurch ändert sich die
Zeitdauer, während deren die Klinker der Kühlung unterworfen werden. Die die vorderen
Teile des Rostes verlassenden Klinker haben lediglich eine primäre Kühlung erfahren.
Außerdem ist aber eine sekundäre Kühlung aus bekannten Gründen erwünscht. firne
solche sekundäre Kühlung wird zweckmäßig dadurch herbeigeführt, daß eine zweite
Rostkammer im Anschluß an die erstgenannte Kühlkammer angeordnet wird, die im allgemeinen
der ersteren Kammer gleich ist. Auch kann ein umlaufender oder anderer Kühler üblicher
Bauart verwendet werden. Indessen kann die gesamte Kühlung auch in einer einzigen
Einrichtung durchgeführt werden. Zu diesem Zwecke werden der Rost und die Kühlkammer
verlängert, und die Kühlkammer wird durch eine nach unten gerichtete Mland in eine
primäre und sekundäre Kühlkammer unterteilt. Die der zweiten Kühlkammer zugeführte
Luft wird für sich abgesaugt, und zwischen den beiden Kühlkammern besteht ein Druckausgleich,
damit die Luft von einer in die andere Kammer nicht überströmt, und damit insbesondere
eine übermäßig starke Luftströmung für die sekundäre Verbrennungsluft vermieden
wird. Der Unterdruck in der zweiten Kammer läßt sich beispielsweise mit Hilfe einer
Regelklappe im Kamin oder Fuchs regeln.
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In den Zeichnungen ist Fig. i ein senkrechter Querschnitt durch die
Kühlkammer für primäres Kühlen, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 von Fig. i,
Fig.3 ein Grundriß eines Teiles des hinteren Abschnitts des Rostes, Fig. q. eine
Teilansicht, zum Teil im Schnitt, zur Darstellung des hinteren Teiles des Rostes,
Fig. 5 ein Schnitt durch eins der Räder des beweglichen Rostes nach der Linie 5-5
von Fig. d. und Fig. 6 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines zweiten. Ausführungsbeispiels
der Kühlkammer, in dem ein einziger Rost für primäre und sekundäre Kühlung vorgesehen
ist.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i biss 5 findet ein Drehofen
i bekannter Form Verwendung, der durch eine Kappe 2 mit feuerfestem Futter abgeschlossen
ist. In dieser Kappe befindet sich ein i-erhältnismäß@ig großes kreisförmiges Loch
3, das 2,u dem oberen Teil einer bogenförmigen Zuleitungskammer4 mit feuerfestem
Futter führt. Diese Zuleitungskammer ist länger als sonst üblich, und sie ist unten
an der Stelle 5 offen und geht hier in einen Kanal 6 über, der zu einer Kühlkammer
7 führt. Der Ofen wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel m-it Kohlenstaub
gefeuert. Der in dem primären Luftstrom schwebende Kohlenstaub gelangt in den Ofen
durch ein Brennstoffrohr B. Der durch die Kammer q. und die Öffnung 3 führende Teil
des Rohres besitzt einen Kühlmantel o, dem Kühlwasser durch ein Rohr io zugeführt
wird. Der in den Drehoffen gelangende Kohlenstaub ist ringsum von hoch erhitzter
Sekundärluft umhüllt. Das Auslaßende des Brennstoffrohres tritt gegenüber dem Ofen
zurück. Diese beiden Merkmale, unterstützt durch die strahlende Wärme des feuerfesten
Futters der Kappe 2, haben eine schnelle Verbrennung zur Folge, und außerdem bildet
sich dadurch die Zone der höchsten Temperatur nahe dem Auslaßende des Drehofens.
Daher verlassen die Klinker den Ofen, ehe eine nennenswerte Kristallisation der
flüssigen Phase stattfindet. Ferner wird durch die Lage der kreisförmigen Öffnung
3 verhindert, da-ß die kühlere Sekundärluft auf die heißen Klinker trifft. Dadurch
wird ein Abkühlen der flüssigen Masse im Drehofen verhindert.
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Die teilweise geschmolzenen Klinker gelangen in einen engen senkrechten
Kanal i i, der gegenüber der senkrechten Mittelachse des Drehofens in der Drehrichtung
des letzteren etwas nach der Seite gerückt ist, wie sich am besten aus Fig. 2 ergibt.
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Die Abmessungen und die Lage des senkrechten Kanals verhindern einen
Gegenstrom von Luft durch die nach unten gelangenden Klinker. Der Kanal ist unten
durch eine wassergekühlte Platte 12 abgeschlossen, der Kühlwasser durch ein Rohr
1.4 zugeleitet wird. Rippen 13 dienen zur Verteilung des Wassers. Die Klinker sammeln
sich zunächst auf der Platte 12 mit einer gewissen Böschung, und danach werden die
weiter nach unten gelangenden Klinker durch die Böschung verteilt und durch einen
Kanal 15 in die Kühlkammer befördert. Hier bilden sie auf dem Rost eine geneigte
Schicht.
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Wie sich aus Fig. 1, 3 und .4 ergibt, sind die feststehenden Roste
16 und die beweglichen Roste 17 je an einem feststehenden bzw. beweglichen Rahmen
befestigt. Der Rahmen für jede Gruppe von Rosten bildet mithin einen einheitlichen
Bauteil. Der feststehende Rahmen besteht aus schräg gelagerten U-Eisen 18 und ig,
die durch senkrechte Stützen 2o und 21 mit waagerechten Rahmenteilen 22 verbuilden
sind, die auf Konsolen 23 und 44 (Fig. 2) ruhen. Zur Versteifung dienen Ouerstangen
25 und 26. Die festgelagerten Roste 16 sind bei 27 an winkelförmigen Konsolen 28
befestigt, die mit den .Rahmenteilen iä und 1g verschweißt oder sonstwie verbunden
sind. Jede Konsole ragt nach vorn über die festgelagerten Roste hinaus, um die Klinker
von dem Raum zwischen den Seitenkanten der beweglichen Roste 17 und den Rahmenteilen
18 und icg abzuleiten.
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Der bewegliche Rahmen besteht aus schrägen seitlichen Trägern 2g und
3o, die durch Quereisen 31 miteinander verbunden sind. An den seitlichen Trägern
sitzen senkrechte Streben 32, an denen Flansche der beweglichen Roste 17 befestigt
sind. Die Träger 2g sind an Achsen 33 und 34 befestigt, die auf Rädern 35 gestützt
sind. Die Räder besitzen Lagerbüchsen 36 aus Lagermetall. Die Räder drehen sich
auf den Achsen und rollen auf Schienen 37. Sie sind außerdem auf der Oberseite durch
Schienen 38 geführt. Die Schienen sind an Winkelstücken befestigt, die an senkrechten
Streben befestigt sind, die von dem feststehenden Rahmen an der Stelle
39 und q.o nach oben ragen. An
jeder Achse ist eine Platte
q.3 befestigt, die zusammen mit festen Platten 41 und 42 den Austritt von Luft an
den Rädern entlang verhindern.
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Der bewegliche Rahmen wird beispielsweise mittels zweier Exzentergetriebe
hin und her bewegt. Die Exzenterstangen 4.4. sind mit einer waagerechten Welle drehbar
verbunden, die an Konsolen 46 des beweglichen Rahmens befestigt ist. Die Stangen
sind durch Schlitze in der Rückwand der Kammer 7 geführt und umgreifen die Exzenterscheiben
q.7 in der üblichen Weise mit Bügeln q.8. Auf der Exzenterwelle sitzt ein Kettenrad
5o, das mittels einer Kette 5 i unter Zwischenschaltung eines ins Langsame übersetzenden
Vorgeleges 5z von einem Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit gedreht wird. Die
Roste 17 bewegen sich in einer waagerechten Ebene zwischen den feststehenden Rosten
16 hin und her. Ihr Hub hängt von der Exzentrizität der Scheiben 49 ab. In Fig.
5 sind die beweglichen Roste in ihren hinteren Stellungen dargestellt. Der höchste
zulässige Hub ist etwa gleich der Hälfte der Breite der Roste. In der Endstellung
wird die hintere Kante jedes beweglichen Rostes von der Vorderkante des Barüberliegenden
feststehenden Rostes überdeckt, so daß auch kleine Klinker nicht zwischen den Rosten
nach unten fallen können. Die Geschwindigkeit der Klinkerschicht und demgemäß ihre
Dicke läßt sich durch Veränderung der Geschwindigkeit des Motors 52, regeln.
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Wie sich au,s Fig. 3 und q. ergibt, sind die festen und beweglichen
Roste in ihrer Bauart ähnlich. Sie bestehen zweckmäßig aus Grauguß und sind an den
vorderen Kanten und an den Seiten beim Gießen abgeschreckt, um die mit Rücksicht
auf die Härte der Klinker erforderliche Härte zu erhalten. An der hinteren Kante
sind die Roste durch Stahlstangen 53 verstärkt. In den Gußstücken liegen Kühlrohre
54. und 55, die derart mit den Gußstücken verbunden sind, daß sie ein Ganzes bilden.
Diese Rohre können aus verzinntem oder galvanisiertem Eisen bestehen. Sie sind bogenförmig
ausgeführt und in einem gewissen Abstand voneinander gelagert, daß die gesamte Oberfläche
des Rostes wirksam gekühlt wird (Fig. 3). Dadurch werden einerseits die Klinker
gekühlt, und andererseits können die Roste aus einem Werkstoff hergestellt werden,
der an und für sich keine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hitze besitzt. Die Enden
der Rohre jedes feststehenden Rostes sind durch U-Stücke 56 und Muffen 57 miteinander
verbunden. Ähnliche Verbindungsteile befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite
der beweglichen Roste. Das Kühlwasser wird durch biegsame Rohrverbindungen einem
Rohr 58 zugeführt, beispielsweise durch nicht dargestellte Schläuche. Es strömt
zunächst durch den oberen beweglichen Rost 17 und von diesem nach unten zu dem nächsten
beweglichen Rost durch ein U-Stück 59. Auf diese Weise erhalten die festen und beweglichen
Roste je für sich eine Kühlwasserzuleiti:ng.
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Die Roste sind mit mehreren senkrechten Kanälen 6o versehen, die sich
nach unten hin kegelförmig erweitern. Dadurch wird ein Verstopfen der Kanäle durch
kleine Klinkerstücke verhindert. wenn die Vorrichtung außer Betrieb und die Zufuhr
von Kühlluft unterbrochen ist. Die aufeinanderfolgenden Roste liegen in einem Abstand
von etwa 6 mm, so daß zwischen ihnen Luftkanäle gebildet werden, die mit der Kühlkammer
7 verbunden sind. Das vordere, am Austritt liegende Ende der Kühlkammer 7 ist unterhalb
der Roste durch eine feuerfeste Wand 61 abgeschlossen, auf der der unterste feststehende
Rost ruht. Die sekundäre Verbrennungsluft bildet das Hauptkühlmittel. Sie wird dem
Windraum der Kammer 7 mittels eines Gebläses durch ein Rohr 6z unter dem erforderlichen
Druck zugeführt. Die Menge der so zugeführten Luft hängt von der erforderlichen
Menge der notwendigen Verbrennungsluft ab, wobei Verluste durch Undichtigkeiten
in Rechnung zu setzen sind. Die Windkamm-, -r besitzt zweckmäßig mindestens ein
quer gelagertes Schiedblech 63, durch das eine vom Rohr 6.2 aus durch einen
der Anschlüsse 6,4 gespeiste Abteilung gebildet wird. In diesem Anschluß 64. liegt
eine Regelklappe 65, vermöge deren die erforderliche Windmenge zwischen den Rosten
am Eintrittsende 15 der Kammer zugeführt werden kann, um in der im vorstehenden
beschriebenen Weise ein plötzliches Abschrecken der Klinker herbeizuführen. Zweckmäßig
ist mindestens ein weiteres Schiedblech 66 angeordnet, durch das die Windkammer
in weitere Abteilungen unterteilt wird, derart, daß der Luftstrom im übrigen Teil
der Klinkerschicht derart geregelt werden kann, daß bei höchster Regelung eine höchstmögliche
Wärmemenge wiedergewonnen wird.
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Die Klinker gelangen vom untersten feststehenden Rost zwischen der
Wandung61 und einer drehbar gelagerten, wassergekühlten Klappe 67 hindurch in einen
Kanal 68, in dem sie etwa mittels einer Schleppkette 69 weiterbefördert werden.
Der )'anal 68 besitzt in gewissen Abständen Kanäle 70, durch die feine Klinker und
Staub entfernt werden, die sich in der Windkammer ablagern, insbesondere dann, wenn
die Vorrichtung außer Betrieb ist. Die Kanäle 7 o «erden im allgemeinen durch Schieber
71 abgesperrt.
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Wie sich aus Fig. a ergibt, ist ein senkrechter \ebenkana17Z vorgesehen,
durch den die Klinker entfernt werden können, wenn die Kühleinrichtung beschädigt
oder aus anderem Grunde außer Betrieb ist. Dieser Hilfskanal wird im allgemeinen
durch einen drehbar gelagerten wassergekühlten Rost 73 abgeschlossen. Um aber die
Klinker durch den I-Iilfskanal 72 abzuführen, wird eine in Fig. i gezeichnete
drehbare Klappe 7 4. in die punktiert g,-zeichnete Lage nach unten gedreht, derart,
daß der Einl:aß 15 zur Kühlkammer abgeschlossen ist, und die Klappe 73 wird in die
senkrechte Stellung gebracht. Die Klinker fallen dann auf die Oberfläche von mindestens
drei im Abstand angeordneten, einander überdeckenden Platten 75. Die unteren Platten
sind nach vorn vorgezogen, derart, daß eine Schräge gebildet wird, von der die Klinker
durch einen Luftstrom gekühlt werden, der zwischen den
Platten in
den Kanal gelangt. Von den Platten gelangen die Klinker durch ihre Schwere nach
unten, und sie werden durch die Schleppkette 69 entfernt. Durch diese Anordnung
werden die Klinker in der erforderlichen Weise schnell abgekühlt, und es wird eine
Unterbrechung des Betriebes des Drehofens verhindert.
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Die Art des Betriebes der Einrichtung ergibt sich im wesentlichen
aus dem Vorstehenden. Auf den Rosten befindet sich eine ziemlich flache, schwach
geneigte Schicht von Klinkern, die in regelmäßiger schrittweiser Bewegung nach vorn
zum Auslaßende der Kühlkammer hin bewegt wird. Die Stärke der Schicht, die im allgemeinen
75 bis 150 mm beträgt, und die Geschwindigkeit der Bewegung werden durch
die hin und her gehende Bewegung der beweglichen Roste gesteuert. Die Exzenterscheiben
49 werden im allgemeinen mit q bis 6 Umdr./Min. betrieben. Die einzelnen Klinker
werden bei ihrer Bewegung über die Roste hin beständig bewegt und gewendet, und
sie werden nacheinander von zwei Seiten Luftströmen ausgesetzt. Wenn die beweglichen
Roste vorgeschoben und zurückgezogen wer den, werden die Öffnungen 6o in der hinteren
Hälfte der Roste mit Ausnahme des ersten und letzten Rostes abwechselnd abgedeckt
und freigelegt. Während der Rückbewegung des beweglichen Rostes drängen die vorderen
Kanten der feststehenden Roste die Klinker nach dem nächsten feststehenden Rost
hin, von dem sie bei der Vorwärtsbewegung weiterbefördert werden. Die Lage der waagerechten
Luftströme ändert sich beständig. Diese Behandlung der Klinker hat ein schnelles
und gleichförmiges Abkühlen zur Folge.
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Bei der praktischen Durchführung der Vorrichtung zum Kühlen von Klinkern
mit einem hohen Magnesiagehalt von 4,d.°lo Magnesiumoxyd, einem hohen theoretischen
Tricalciumal.uminat und einem niedrigen Eisengehalt zeigten die im Autoklav erhaltenen
Proben einen Durchschnitt von o,25 % Ausdehnung, die sogar unter günstigen Verhältnissen
bis auf o, 15 % sank, während der gleiche Drehofen, der mit einem bekannten
Kühler ausgestattet war, zufriedenstellende hart gebrannte Klinker von gleichartiger
chemischer Zusammensetzung erzeugte, bei dem aber die Dehnung im Autoklav eine vollkommen
unzulässige Höhe erreicht, nämlich 2 bis .1°/o, und zwar im Durchschnitt 2,5°/o.
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In der in Fig.6 gezeichneten Ausführungsform der @`orrichtung werden
die Klinker primär und sekundär abgekühlt, um die Temperatur der Klinker schnell
herabzusetzen und außerdem die Mahlfähigkeit zu verbessern. Die zusätzliche Luftmenge,
die mit Nutzen in dem in Fig. i dargestellten primären Kühler verwendet werden kann,
ist begrenzt durch die Erfordernisse der Verbrennung im Drehofen, und der austretende
Klinker besitzt immer noch eine Temperatur von etwa 427 bis 538° C.
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Die Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 6 betrifft insbesondere eine
erhebliche V erlängerung der Kühlkammer und der Roste und eine Einrichtung zum Absaugen
und Regeln der für die sekundäre Kühlung erforderlichen Luftmenge. Die primäre Kühlkammer
7 ist von der sekundären Kühlkammer 77 durch eine nach unten gerichtete Wand 78
getrennt. über den Rosten befindet sich ein genügender Spielraum, um den Durchtritt
großer Klinker zu gestatten. Unterhalb und zweckmäßig etwas hinter der Wand 78 ist
die Windkammer durch ein zusätzliches Schiedblech 79 unterteilt, welches
die Haupttrennwand bildet, durch die die sekundäre Verbrennungsluft von der für
die zweite Kühlung erforderlichen Luft getrennt ist, die frei abströmt. Die Verteilung
der Zusatzluft kann durch ein oder mehrere Bleche 8o gesteuert werden, durch die
gesonderte Abteilungen gebildet werden, denen durch die mit dem Rohr 62 in Verbindung
stehenden Anschlüsse 81 und durch Regelklappen 65 hindurch Luft zugeführt wird,
wie in Fig.2 dargestellt ist.
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Die Abschrägung der nach unten gerichteten Wand ; 8 und das Gewölbe
82 gestatten der zusätzlichen Luft, die die Klinker sekundär gekühlt hat, frei nach
oben einem Fuchs oder Kamin 83 zuzuströmen. Zur Regelung der Luftbewegung dient
eine Klappe 8q.. Mittels dieser Klappe wird in einfacher Weise ein Druckausgleich
zwischen der primären und sekundären Kühlkammer 7, 77 herbeigeführt, durch die ein
Überströmen von Luft aus einer Kammer in die andere verhindert wird. Die Veränderungen
der Analyse der Gase des Drehofens und der Temperatur in den aufsteigenden Luftströmen
sind genügend genaue Anzeichen für eine Störung des Gleichgewichts des Luftdruckes
in den beiden Verbrennungskammern.