EP0627606B1 - Vorwärmvorrichtung - Google Patents

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EP0627606B1
EP0627606B1 EP94106297A EP94106297A EP0627606B1 EP 0627606 B1 EP0627606 B1 EP 0627606B1 EP 94106297 A EP94106297 A EP 94106297A EP 94106297 A EP94106297 A EP 94106297A EP 0627606 B1 EP0627606 B1 EP 0627606B1
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EP
European Patent Office
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core
silo housing
electrodes
concentric
silo
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EP94106297A
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Werner Fischer
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Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
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Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D13/00—Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0006—Electric heating elements or system
    • F27D2099/0008—Resistor heating

Definitions

  • the invention relates to a device for preheating Drying agents according to the preamble of claim 1 (EP 0 355 361 A).
  • Masses for the production of electrodes (anodes, cathodes) for aluminum production by melt flow electrolysis consist of drying agents - drying agents are mixtures from petroleum coke and granularly prepared electrode residues -, unlucky as binders just before shaping is added. Masses of this composition will also be called green masses from which the electrodes are formed and then burned.
  • binders For adding binders is to heat up the dry matter in this regard is spoken of preheating, what in so-called preheaters happens in the evening about dosing car dryers conveyed, the material to be conveyed is heated in the preheater, and from which, on the other hand, heated dry matter towards be supplied by mixers.
  • a preheater there are heating screws, Heating silos and heating drums known.
  • the invention has the subject of a heating silo.
  • a heating silo is known - in technical terms they are known as Batch preheater called -, in the dry matter through electric resistance heating is preheated.
  • Batch preheater Internally of the preheater are several electrodes arranged one above the other - Preheater walls completely isolated - for Introduction and discharge of the dry matter flowing through and thus heating current (direct or alternating current) intended.
  • the well-known, polygonal device in plan is characterized by an inhomogeneous mass flow, and uneven heating up to graphitization not discharged mass on the electrodes and burn out of isolation.
  • the task is set a preheater of the type mentioned above create dry matter through a homogeneous mass flow is heated evenly and preheater so to arrange for repairs to be carried out as quickly as possible Standstill certificates of the entire facility for green masses possible are.
  • the task is mediated of the features of claim 1 solved.
  • Fig. 1 shows schematically two preheaters 10, 11 on a frame 12 are arranged.
  • the preheater 10 is below a continuously operating scale 13 and above a continuously operating mixer 14 is arranged.
  • the preheater 10 is via filling pipes 19 and 20 and the mixer 14 is fed from the scale 13.
  • Fig. 1 is the preheater 10 via electrodes 16, 17 and connection cable 18 connected to a rectifier 15.
  • Preheater 10 and 11 are arranged on a horizontal frame 12, that is rotatable about a vertical axis of rotation 19 by 360% is trained.
  • the rectifier 15 can be suspended (Loosen the connection cable 18), the frame 12 rotated by 180%, so that the preheater 11 under the scale 13 and above the mixer 14 driven, and the connecting cable 18 again with the electrodes 16, 17 (parts of the same type and function are identified by the same reference numerals) and preheater 11 are put into operation.
  • this Possibility of retracting a replacement preheater (either 10 or 11)
  • business interruptions can occur at a time Minimum dimensions are pressed.
  • FIG. 2 shows preheaters 10 designed according to the invention (in operation) and 11 (in operation).
  • the preheaters 10 and 11 are identical, so that the Description limited to that of the preheater 10.
  • the preheater 10 consists of a round Hollow body 22, hereinafter also called silo housing 22, that Rings 23 arranged concentrically one above the other (in the illustrated Case six rings 23) is formed.
  • the concentricity is ensured by the face arranged steps 24, 25 that fit into each other, the Center rings 23 to each other so that one is stepless round inner surface 26 and outer surface 27 of the silo housing 22 arises.
  • the rings 23 forming the silo housing 22 exist from a heat-resistant, in electrically non-conductive ceramic material, for example a heat-resistant (Under heat resistance should be resistance up to 500 ° C be understood) concrete.
  • the one made of ceramic material Silo housing 22 is surrounded concentrically at a distance from a metallic jacket tube 28 that is equidistant on all sides held on supports 29 to the silo housing 22 is.
  • the so between silo housing 22 and metallic Casing tube 28 adjusting air space 30 also serves for insulation purposes.
  • the silo housing 22 At the top, i.e. towards the scale 13 are the silo housing 22, the air space 30 and the jacket tube 28 through a removable cover 31 closed, the one in the middle Opening 32 for passing on the filling tube 19 emerging dry goods in the silo housing 22.
  • the core 34 Concentric within the silo housing 22 and rectified there is a round core 31.
  • the core 34 consists of rings 35 which are arranged one on top of the other by means of a tie rod 36 and an anchor plate 36a are held together.
  • the rings 35 consist of the same ceramic material as that Rings 23 of the silo housing 22 protrude into the annular space at the top 37 on one or as in the present exemplary embodiment shown inner electrodes attached to two rings 23 41. Two radially opposite, between them the inner electrodes 34 receiving the core 41. In fact, the inner circumference is more even Division of several such internal electrodes 41 den Annular space 37 provided through to the core 34, whereby these electrodes 41 are electrically conductive, i.e.
  • a stream are conductively connected to each other.
  • the concentric and axial mounting of the Core 34 in silo housing 22 may be concentric by means of the inner electrodes 41 which axial mounting could be via a metallic ring 42 - attached to the upper end of the core 34 and by means of one Shoulder 40 resting on the inner electrodes 41, the also serve as an electrical connection of the inner electrodes could - be carried out.
  • inner electrodes 43 provided with a lower electrode 17, which is also connected to the rectifier 15 is connected, are electrically conductively connected.
  • Fig. 2 45 denotes a drive unit which with a drive shaft 46, the cover 33 Rotating removal tool train between tie plate 36a and cover 33 47 drives.
  • the removal tool 42 is made from one (in plan view, not shown) star of several circularly curved arms 48 that remove dry matter and the removal in the eccentrically opening into the cover 33 Promote filling tube 20.
  • Dry matter is from the Scale 13 coming through opening 32 into annular space 37, favored by the distribution cone 38 evenly on the Annulus 37 distributed.
  • a dry matter column is formed in the annular space 37 externally limited in the form of a ring tube through the inner diameter of the silo housing 22 and internally through the outer diameter of the core 34.
  • the ablation tool 47 continuously removes dry matter at the bottom and conveys it through the filling pipe towards the mixer 14 so that the desiccant evenly from top to bottom wanders.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung Zur Vorwärmung von Trockenstoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (EP 0 355 361 A).
Massen zur Herstellung von Elektroden (Anoden, Kathoden) für die Aluminiumerzeugung durch Schmelzflusselektrolyse bestehen aus Trockenstoffen - Trockenstoffe sind Mischungen aus Petrolkoks und körnig aufbereiteten Elektrodenresten -, denen unmittelbar vor der Formgebung Pech als Bindemittel zugegeben wird. Massen dieser Zusammensetzung werden auch grüne Massen genannt, aus ihnen werden die Elektroden geformt und anschliessend gebrannt. Zur Beimischung von Bindemitteln ist der Trockenstoff Zu erwärmen, diesbezüglich wird von Vorwärmen gesprochen, was in sogenannten Vorwärmern geschieht, in die einends über Dosierwagen Trockenstoffe gefördert, das Fördergut im Vorwärmer erwärmt, und aus denen anderenends erwärmte Trockenstoffe in Richtung von Mischern angetragen werden. Als Vorwärmer sind Heizschnecken, Heizsilos und Heiztrommeln bekannt. Die Erfindung hat ein Heizsilo zum Gegenstand.
Bekannt ist ein Heizsilo - in der Fachsprache sind sie als Batchvorwärmer bezeichnet -, in dem Trockenstoff durch elektrische Widerstandsheizung vorgewärmt wird. Im Inneren des Vorwärmers sind mehrere übereinander angeordnete Elektroden - Vorwärmerwandungen isoliert durchgreifend - zur Ein- und Ableitung des den Trockenstoff durchfliessenden und damit aufheizenden Stromes (Gleich- oder Wechselstrom) vorgesehen. Die bekannte, im Grundriss mehreckige Vorrichtung kennzeichnet sich durch einen inhomogenen Massenfluss, und ungleichmässige Erwärmung, die bis zur Graphitisierung nicht ausgetragener Masse auf den Elektroden und Durchbrennen der Isolation führt. Diese Nachteile werden durch die Anordnung von Vorwärmern in Anlagen zur Herstellung grüner Massen verstärkt, indem Anordnungen so getroffen sind, dass die Reparatur eines Vorwärmers ganze Herstellungsanlagen stillsetzt.
Hiervon ausgehend wird die Aufgabe gestellt, einen Vorwärmer der vorstehend erwähnten Art zu schaffen, indem durch einen homogenen Massefluss Trockenstoff gleichmässig erwärmt wird und Vorwärmer so anzuordnen, dass Reparaturen vermittels kürzest möglicher Stillstandszetien der Gesamtanlage für grüne Massen möglich sind. Die Aufgabe wird vermittels der Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet durch die Gegenstände der dem Anspruch 1 folgenden Ansprüche.
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
Vorwärmer in schematischer Darstellung zwischen Waage und Mischer angeschlossen an einen Gleichrichter,
Fig. 2
einen erfindungsgemässen Vorwärmer im Schnitt, mit einem zweiten in Revolveranordnung schematisch gezeigt.
Fig. 1 zeigt schematisch zwei Vorwärmer 10, 11, die auf einem Gestell 12 angeordnet sind. Der Vorwärmer 10 ist unterhalb einer kontinuierlich arbeitenden Waage 13 und oberhalb eines kontinuilierlich arbeitenden Mischers 14 angeordnet. Ueber Befüllrohre 19 und 20 wird der Vorwärmer 10 und der Mischer 14 ausgehend von der Waage 13 beschickt. In Fig. 1 ist der Vorwärmer 10 über Elektroden 16, 17 und Anschlusskabel 18 mit einem Gleichrichter 15 verbunden. Vorwärmer 10 und 11 sind auf einem waagerechten Gestell 12 angeordnet, das um eine senkrechte Drehachse 19 um 360% drehbar ausgebildet ist. Sollten am Vorwärmer 10 Reparaturen notwendig werden, so kann der Gleichrichter 15 abgehängt (Lösen der Anschlusskabel 18), das Gestell 12 um 180% gedreht, damit der Vorwärmer 11 unter die Waage 13 und über den Mischer 14 gefahren, und die Anschlusskabel 18 wieder mit den Elektroden 16, 17 (Teile gleicher Art und Funktion sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet) verbunden und Vorwärmer 11 in Betrieb genommen werden. Mit dieser Möglichkeit des Einfahrens eines Ersatzvorwärmers (entweder 10 oder 11) können Betriebsunterbrüche zeitlich auf ein Mindestmass gedrückt werden.
Fig. 2 zeigt gemäss der Erfindung ausgebildete Vorwärmer 10 (in Betrieb) und 11 (in Betriebsbereitschaft). Die Vorwärmer 10 und 11 sind identisch ausgebildet, so dass sich die Beschreibung auf die des Vorwärmers 10 beschränkt.
Der erfindungsgemässe Vorwärmer 10 besteht aus einem runden Hohlköper 22, folgend auch Silohäuse 22 genannt, das aus konzentrisch übereinander angeordneten Ringen 23 (im dargestellten Fall sechs Ringen 23) gebildet ist.
Die Konzentrizität wird gewährleistet durch stirnflächig angeordnete Stufungen 24, 25, die ineinander passend, die Ringe 23 zueinander zentrieren, so dass eine stufenlos runde Innen- 26 und Aussenfläche 27 des Silogehäuses 22 entsteht. Die das Silogehäuse 22 bildenden Ringe 23 bestehen aus einem wärmebeständigen, in elektrisch nicht leitendem keramischen Material, beispielsweise einem wärmebeständigen (unter wärmebeständig soll Beständigkeit bis 500°C verstanden werden) Beton. Das aus keramischem Material bestehende Silogehäuse 22 ist in Abstand konzentrisch umgeben von einem metallischen Mantelrohr 28, dass allseits aequidistant über Abstützungen 29 zum Silogehäuse 22 gehalten ist. Der sich so zwischen Silogehäuse 22 und metallischem Mantelrohr 28 einstellende Luftraum 30 dient auch zu Isolationszwecken.
Obenendig, d.h. in Richtung auf die Waage 13 sind das Silogehäuse 22, der Luftraum 30 und das Mantelrohr 28 durch einen entfernbaren Deckel 31 verschlossen, der eine mittige Oeffnung 32 zur Weiterleitung des aus dem Befüllrohr 19 austretenden Trockengutes in das Silogehäuse 22 aufweist. Untenendig, d.h. in Strömungsrichtung des Trockengutes in Richtung auf den Mischer, ist das Silogehäuse 22 gleichermassen mit einem Deckel 33 mit einer Oeffnung 33a verschlossen, in den das Befüllrohr 20 mündet.
Konzentrisch innerhalb des Silogehäuses 22 und gleichgerichtet dazu verlaufend befindet sich ein runder Kern 31. Der Kern 34 besteht aus Ringen 35, die aufeinander angeordnet vermittels eines Zugankers 36 und einer Ankerplatte 36a zusammengehalten sind.
Zwischen innerer Umfangswandung des Silogehäuses 22 und äusserem Umfang des Kerns 34 verbleibt ein Ringraum 37, der obendendig von einem Verteilkegel 38 auf dem Kern 34 mengenmässig gleichmässig nach allen Seiten beschickt wird, wobei die Spitze 39 des Veteilkegels 38 zu diesem Zweck konzentrisch zur Oeffnung 32 angeordnet ist. Die Ringe 35 bestehen aus einem gleichen keramischen Werkstoff wie die Ringe 23 des Silogehäuses 22. Obenendig ragen in den Ringraum 37 an einem oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt an zwei Ringen 23 befestigte innere Elektroden 41. Dargestellt sind zwei sich radial gegenüberliegende, zwischen sich den Kern 34 aufnehmende innere Elektroden 41. Tatsächlich sind am inneren Umfang in gleichmässiger Teilung mehrere solcher innerer Elektroden 41 den Ringraum 37 bis zum Kern 34 durchgreifend vorgesehen, wobei diese Elektroden 41 elektrisch leitend, d.h. einen Strom leitend miteinander verbunden sind. Die obere Elektrode 16, die mit dem Gleichrichter 15 verbunden ist, durchgreift (isoliert) das Mantelrohr 28, den Luftraum 30 und schliesst Ringe durchgreifend an eine innere Elektrode 41 oder an die Einrichtung zur elektrischen Verbindung der inneren Eletroden 41 an. Die konzentrische und axiale Halterung des Kernes 34 in dem Silogehäuse 22 kann bezüglich der Konzentrizität vermittels der inneren Elektroden 41 erfolgen, die axiale Halterung könnte über einen metallischen Ring 42 - am oberen Ende des Kernes 34 befestigt und vermittels einer Schulter 40 auf den inneren Elektroden 41 aufliegend, der auch als elektrische Verbindung der inneren Elektroden dienen könnte - vollzogen werden.
Untenendig am Silogehäuse 22 sind in gleicher Ausbildung und Anordnung innere Elektroden 43 vorgesehen, die mit einer unteren Elektrode 17, die auch mit dem Gleichrichter 15 verbunden ist, elektrisch leitend verbunden sind.
In Fig. 2 ist mit 45 eine Antriebseinheit bezeichnet, die mit einer Antriebswelle 46, den Deckel 33 durchgreifend ein zwischen Zugankerplatte 36a und Deckel 33 rotierendes Abtragswerkezug 47 antreibt. Das Abtragswerkzeug 42 besteht aus einem (in der Draufsicht, nicht gezeigt) Stern mehrerer kreisförmig gebogener Arme 48, die Trockenstoff abtragen und den Abtrag in das exzentrisch in den Deckel 33 mündende Befüllrohr 20 fördern.
Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist kurz zusammmengefasst folgende. Trockenstoff wird von der Waage 13 kommend durch die Oeffnung 32 in den Ringraum 37, begünstigt durch den Verteilkegel 38 gleichmässig auf den Ringraum 37 verteilt. Im Ringraum 37 entsteht eine Trockenstoff-Säule in Form eines Ringrohres äusserlich begrenzt durch den Innendurchmesser des Silogehäuses 22 und innerlich durch den Aussendurchmesser des Kernes 34. Das Abtragungswerkzeug 47 trägt untenendig ständig Trockenstoff ab und fördert ihn durch das Befüllrohr in Richtung Mischer 14 ab, so dass der Trockenstoff gleichmässig von oben nach unten wandert. Während dieser Wanderung wird er von Strom ausgehend von den oberen 41 verlaufend zu den unteren inneren Elektroden 43 in axialer Richtung durchflossen und auf Grund der herrschenden elektrischen Widerstände des Trockenstoffes aufgeheizt, und zwar auf bis zu 300°C, wobei diese Temperatur wie jede andere auf ±2°C regelbar ist. Aus Vorstehendem wird offensichtlich, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung einen homogenen Massefluss gleichmässig erwärmter Trockenmasse gewährleistet, womit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt sind.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur elektrischen Vorwärmung eines Trockenstoffes zur Herstellung grüner Massen für Elektroden, wobei die Vorrichtung ein rundes Silogehäuse (22) mit einem Kern (34), oben- und untenendig zwischen Silogehäuse (22) und Kern (34) verlaufende, mit einer Stromquelle (15) verbundene Elektroden (41, 43), obenendig ein konzentrisches, erstes Befüllrohr (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass untenendig ein exzentrisches zweites Befüllrohr (20), in das ein rotierendes Abtragswerkzeug (47) fördert, vorgesehen ist, wobei das erste Befüllrohr (19) und das zweite Befüllrohr (20) in Deckeln (31 und 33) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Silogehäuse (22) aus konzentrisch übereinander angeordneten Ringen (23) aus keramischen, elektrisch nicht leitendem Werkstoff besteht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe durch Stufungen (25) in konzentrischer Lage gehalten sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Silogehäuse (22) von einem Mantelrohr (28) über Abstützungen (29) beabstandet umgeben ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obenendigen (41) inneren Elektroden die konzentrische Lage des Kernes (34) zum Silogehäuse (22) und ein Metallring (42) dessen axiale Lage im Silogehäuse (22) bestimmt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die obenendigen (41) und untenendigen (43) inneren Elektroden über eine obere Elektrode (17) mit einer Stromquelle, vorzugsweise Gleichrichter (15) verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtragseinrichtung (47) aus einem Stern mehrerer kreisförmig gebogener Arme (48) besteht.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei um eine senkrechte Achse drehbare Vorwärmer vorgesehen sind.
EP94106297A 1993-05-10 1994-04-22 Vorwärmvorrichtung Expired - Lifetime EP0627606B1 (de)

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EP0627606A3 EP0627606A3 (de) 1996-02-07
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