DEB0027720MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 1. Oktober 1953 Bekanntgemacht am 24. November 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

In der deutschen Patentschrift 875 321 ist bereits ein Verfahren zum Betrieb von Schachtöfen, die zum Brennen, Sintern oder Rösten, z. B. von Kalkstein, Erz od. dgl. dienen, bei welchen das Material den Brennraum des Schachtofens in solcher Schichtung durchwandert, daß das kleinstückige Material unten, das grobstückige Material oben liegt, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das obenliegende grobstückige Material unmittelbar von der Flamme und der Strahlung beaufschlagt, während das darunter wandernde kleinstückige Material weniger durch den unmittelbaren Einfluß der Flamme, als durch die Strahlung, die mittelbar von den oberen Brenngutteilen ausgeht, gebrannt wird. Der unmittelbare Einfluß der Flamme ist naturgemäß praktisch insofern begrenzt, als bei gegebener Form des Ofenraums und gegebenem Neigungswinkel der dem Material gebotenen Rutschfläche wie bei gegebener Brenntemperatur die Einwirkung der von außen auf die unteren Schichten wirkenden Strahlen davon abhängig ist, daß zwischen dem obenliegenden grobstückigen Material für die Strahlen genügend durchlässige Hohlräume vorhanden sind. Andererseits kann es bei verhältnismäßig hoher Schichtung sehr feinstückigen Materials vorkommen, daß die untersten Schichten nicht vollständig durchgebrannt am unteren Ende des Ofenraums ankommen.

Man könnte daran denken, diesen Mangel durch verlängerte Verweilzeit des Materials im Brennraum zu, beheben. Dies erscheint indes unzweckmäßig, weil dabei nicht nur 'die Ofenleistung sinkt,

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sondern auch die Gefahr eines Überbrenncns des olieren Teils der Materialschicht gegeben wäre.

Die ImTindung entwickelt neue Maßnahmen, die eine vollständige Behebung der Nachteile genannler ArI ermöglichen.

Erfiudungsgemäli wird an geeigneter Stelle der nach linien rutschenden Materialschicht. insbesondere am unleren Ende derselben, wo die Materialsehieht ihre geringste l)icke hat. eine zusätzliche

ίο Beheizung des Materials, ■/.. B. mittels eines an die Malerialschicht zusätzlich herangeführten Gasstroins, ■/.. Ii. eines Gemisches von brennbarem Gas mil Luft oder mit Hilfe von feinverteiltem, z. B. flüssigem oder festem Brennstoff, vorgenommen,

IS der der Materialschicht von der Rückseite des Malcrialstroms aus zugeführt wird.

Bei genügender Steigerung der Geschwindigkeit des (iasstroms, z. B. der an der zusätzlichen Brennstelle eingeführten Luft, werden die unmittelbar

so von ihm getroffenen feineren Teilchen des Materials hochgewirbclt und in die darüberliegende Zone stärkerer Brcmiwirkuiig geführt. Diese Durchwirbelung lallt sich durch Änderung der Menge und Geschwindigkeit (K¹S zugeführteil Luftstroms

an oder Gasstroms oder beider Komponenten entsprechend der Schichtstärke und Art des Materials regulieren. In praktischer Durchführung des erläuterten Verfahrens können Vorrichtungen verschiedener Alt verwendet werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausbildungsformen einer erfindtmgsgemäß gestalteten Vorrichtung beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 zeig! im Vertikalsclmitt die Brennkammer eines Schachtofens, ■/.. B. eines Ringschachtofens; Kig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform ebenfalls im vertikalen Schnitt.

Im einzelnen bezeichnet in den Figuren das Bezugszeichen 1 eine ebene oder konische Rutschlläehe, der das Material aus dem Schacht- oder Füllraiini 2 des Ofens klassiert zugeführt wird. Das Material ist so geschichtet, daß die kleinstückigcn Teile 3 unten liegen, während die gröberen Teile 4 über diesen kleiustückigen Schichten angeordnet sind. Die Stärke der Schicht nimmt, je weiter der

4S Materialstrom nach unten vorschreitet, ab. An geeigneter Stelle werden Flanimgase oder Brenngase durch eine Öffnung 5 von außen zugeführt, die in der I'feilrichtung nach oben ziehen und dabei das in der oberen Schicht liegende grobstückige Ma-

5" terial .| unmittelbar treffen, indem sie dasselbe brennen oder sintern, während sie auf das darunterliegende kleinstückige Material durch Strahlung einwirken. Man kann auch bei geschlossener Oft innig 5, angedeutet durch die punktierten Linien 6, derart arbeiten, daß man festen Brennstoff zusammen mit dem Beschickungsgut in den Füllraum 2 einführt oder auch, wie im Hauptpatent beschrieben, durch eine seitliche Füllöffnung./ zuführt.
Um in jedem Fall auch ein vollständiges Durch-

6" brennen, Sintern oder Reisten des untenliegenden kleinstückigen Materials zu gewährleisten, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Ablauflläche 1 zweckmäßig in der Zone stärkster Brennwirkung, z. B. gegenüber dem Eintritt der durch die Öffnung 5 einschlagenden Flamme, in ihrer Richtung geändert, so daß die anschließende Fläche 8 zurückspringt. Die Fläche 8 verläuft ferner zweckmäßig unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel gegenüber der Horizontalen derart, daß das auf der darunterliegenden Ablauffläche 9 abrutschende fertig gebrannte Material den Hohlraum bis zur Fläche 8 nicht vollständig ausfüllt.

An den durch die Flächen 8, 9 gebildeten Hohlraum schließt sich ein Rumpf 10 für die Abkühlung und Austragung des behandelten Guts an, durch den ein Luftstrom 11 geführt wird, der das Material abkühlt und sich dabei vorwärmt. Der Luftstrom geht durch den Hohlraum 12 nach oben und durchdringt, um die scharfe Kante 1, 8 herumgehend, die Materialschicht. Erfindungsgemäß werden die im Materialstrom zu unterst liegenden Teile, wenn sie die Rutschfläche 1 nach unten wandernd verlassen, zusätzlich von der Rückseite, d. h. von der Seite des zu unterst liegenden feineren Materials aus, zusätzlich beheizt. Diese zusätzliche Beheizung kann erfindungsgemäß mit Hilfe eines aus der bezeichneten Stelle zugeführten Luftstroms oder hier zugeführten Brennstoffs, z. B. von Gas, festem oder flüssigem Brennstoff, mit oder ohne be- go sondere Luftzuführung stattfinden. Zweckmäßig erfolgt die Beheizung an dem an die Rutschflächc 1 anschließenden Teil der Wand 8, z. B. mit Hilfe von Leitungen 13, 14, durch welche ein brennbares Gas oder brennbares Gas und Luft zugeführt werden.

Ist die Stärke und Geschwindigkeit des Luftstroms 11 genügend oder auch der durch die Leitungen 13 und 14 zugeführtc Gasstrom stark genug, so wird das unmittelbar getroffene kleinstückigc Material nicht nur zusätzlich beheizt, sondern auch hochgewirbelt und in Bereiche höherer Temperatur gebracht. Die Ausbildung und Länge der Rutschfläche 9 muß dabei derart getroffen werden, daß der Widerstand, den der Luftstrom 1 1 beim Durchgang durch das auf der Fläche 9 befindliche Material findet, erheblich größer ist, als der durch die Materialschicht an der Stelle 1,8 dem Luftstrom gebotene Widerstand. Die Menge des Zusatzheizgases oder sonstigen Brennstoffs, wie der Luft, werden derart eingestellt, daß eine vollständige Behandlung auch der feinstückigen Materialschichten gewährleistet wird.

In der Einrichtung gemäß Fig. 2 bedeuten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in Fig. 1. Hier ist am Ende der Fläche 1 eine poröse feuerfeste Platte 15 angeschlossen, durch welche der Luftstrom oder Luft-Gas-Strom it hindurchstreicht.

In der Abkühlungzonc to kann noch zweckmäßig ein Teil der vorgewärmten Verbrennungsluft n: durch eine Überleitung 16 nach dem Fcucrkanal 5 abgeleitet werden, um als Primärluft den Brenngasen zugeführt zu werden. Eine Klappe ιγ regelt die Menge der abgeleiteten Luft und ermöglicht zugleich eine Regulierung des Luftstroms in der Vcrbrenmmgszone. Die konstruktive Ausbildung der

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Brennstoffzuführung in der Luftzuführung kann mannigfach abgeändert werden. Die Querschnitte nach Fig. ι und 2 können z.B. die Vertikalschnitte eines Ringschachtofens darstellen, so daß die Brennstoff- und Luftzuführungen auf der konisch gestalteten Fläche 8 des Ringschachtansatzes in gleichmäßiger Verteilung über den ganzen Um-■ fang desselben angeordnet sein können. Andererseits können die Querschnitte nach Fig. 1 und 2 auch einen Ofen mit schrägem Brennkanal veranschaulichen, so daß sowohl die Rutschfläche 1 wie die anschließende zurückspringende Fläche 8 im wesentlichen eben verlaufen, dabei kann der Brennkanal über der Fläche 1 oder der anschließende Kanal zwischen den Flächen 9 und 8 beliebigen Querschnitt, z. B. viereckigen oder gewölbten Querschnitt, besitzen.

Man kann die Wirkung der zweiten, rückseitigen Behandlung des kleinsten Guts noch dadurch steigern, daß man die Temperatur im Verbrennungsraum 4 ermäßigt, indem man durch die Eintrittsöffnung 5 zusätzlich Abgas einführt. Das Abgas kann z. B. dem oberen Ofenteil oder auch dem Schornstein der Anlage entnommen werden. Durch die zusätzliche Zuführung von Abgas wird der Brennprozeß an der Einführungsstelle verlangsamt. Dadurch wird die Wirkung im Verbrennungsraum 12, in den kein Abgas zugeführt wird, verhältnismäßig erhöht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlicher Beheizung sowie gegebenenfalls Aufwirbelung der feinstückigen Schicht des Brennguts läßt sich also bei beliebiger Gestaltung des Ofens und Führung des Brenn-, Sinterungs- oder Röstprozesses in der Weise durchführen, daß man während des Brennprozesses die untenliegenden feinstückigen Schichten nochmals aufwirbelt und in den wirksamen Brennraum bringt.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf der Unterseite des Materialstroms zusätzlich eingeführte Brennstoff kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Seine Zuführung kann in beliebiger Weise mit und ohne zusätzlich zugeführte Luftmenge erfolgen. Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Verfahren der zusätzlichen Beheizung der unteren Schicht des Materialstroms am Ende seines Verbrennungsweges allein durch Zuführung eines Luftstroms an der Unterseite des Materialstroms von solcher Stärke erfolgen, daß die feineren Teile in höhere Temperaturzonen gebracht werden. Dabei wird gleichzeitig durch die Vorwärmung der Luft eine Vergleichmäßigung der Temperaturen in den übereinanderliegenden Schichten des Material-Stroms erreicht.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Weg des Materials in einem Schachtofen würde also dieser die zusätzliche Beheizung bewirkende Luftstrom unter Wegfall der Leitungen 13 und 14, z. B. unter entsprechender Verstärkung des Luft-Stroms 11 in den Austragsrumpf 10 eingeführt werden. Der Luftstrom durchdringt die Materialschicht vollständig, so daß er an der Decke des Raumes 9 entlang gehend die untere Seite des die Bahn 1 gerade verlassenden Materialstroms trifft und hier die zusätzliche Brennwirkung einleitet.

Das beschriebene Verfahren wie die zugehörige Vorrichtung können mit gleichen Vorteilen auch bei einem Ringschachtofen oder bei einem Ofen mit ebener Rutschfläche angewandt werden.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Betrieb von dem Brennen, Sintern oder Rösten dienenden Schachtofen nach Patent 875 321, bei welchem das Material einen Behandlungsraum von oben nach unten derart geschichtet durchwandert, daß das feinstückige Material im Bereich der Vorwärm- und Brennzone in den unteren Schichten, das grobstückige Material darüber liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneter Stelle des Behandlungsraums, zweckmäßig nahe der Zone größter Brennwirkung und kleinster Materialstarke, die feinstückigen Materialschichten zusätzlich beheizt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung durch Zuführung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen und gegebenenfalls auch von zusätzlicher Verbrennungsluft an die feinkörnigen Schichten der Beschickung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des zusätzlichen Brennstoffs oder der zusätzlichen Verbrennungsluft mit derart hoher Geschwindigkeit erfolgt, daß die feinkörnigen Teile hochgewirbelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein zusätzlicher Luftstrom, zweckmäßig im vorgewärmten Zustand, auf die feinkörnigen Materialschichten i_Oo des Materialstroms geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinstückigen Materialschicht ein zusätzlicher Luftstrom oder Luft und Brennstoff an der Stelle zugeführt wird, an welcher das Material aus dem eigentlichen Brennraum unter Änderung seiner Richtung in den anschließenden Ablaufraum übergeht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 no bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftstrom oder Luft und Brennstoff der kleinstückigen Materialschicht in der Querrichtung zugeführt wird, so daß er die gesamte Materialschicht in der Querrichtung durchstreicht und dabei die kleinstückigen Materialteilchen durch die Zwischenräume der darüberliegenden groben Stücke hindurchträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbrennungsraum (4) durch zusätzliche Zuführung von Abgas die Temperatur erniedrigt wird, so daß hier der Brennprozeß verlangsamt und dadurch die Wirkung der Zufuhr von Luft oder Luft und zusätzlichem Brennstoff im Verbrennungsraum 12 erhöht wird.

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8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an den eigentlichen Brennraum anschließenden Ablaufraum die Neigung und Länge der Ablauffläche (9) so bemessen und die darüberliegende Decke in ihrer Neigung so ausgebildet ist, daß das von der unteren Ablauffläche nach unten wandernde Brenngut den Raum nicht vollständig ausfüllt, so daß ein Hohlraum (12) zwischen der Decke (8) und der Brenngutoberfläche verbleibt und der Gleitwiderstand des Brciinguts erheblich größer ist als der Widerstand, der dem .Luftstrom oder dem Luft- und Brennstoffstrom durch die Höhe der wandernden Matcrialschicht geboten wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Riitschflächc (1) eine poröse oder rostartig ausgebildete Platte (15) vorgesehen ist, durch welche die zusatzliehe Wirbelluft oder der Luft- und Brennstoffstrom in die Schicht des Brennguts eindringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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