EP1580509B1

EP1580509B1 - Auslaufende eines Drehrohrofens

Info

Publication number: EP1580509B1
Application number: EP05006212A
Authority: EP
Inventors: Edgar Stöcker; Karl Schinke
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: ATE370377T1; DE102004014872A1; EP1580509A1; DK1580509T3; DE502005001207D1; ES2290804T3

Description

Die Erfindung betrifft das Gutauslaufende eines Drehrohrofens zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Materialien wie Zementrohmehl zur Herstellung von Zementklinker, mit einem das Drehrohrofen-Mantelrohr am Auslaufende außen mit Abstand konzentrisch umgebenden Außenrohr, wobei das Stirnende des Doppelmantels durch um den Umfang verteilte hitzebeständige Auslaufschutzsegmente verschlossen ist, die aus jeweils einteiligen hohlen Winkelkörpern bestehen mit axialen hohlen Schenkeln und radial nach innen gerichteten hohlen Nasen, welch letztere die feuerfeste Drehofenauskleidung abstützen, wobei die Hohlräume sowohl der axialen Schenkel als auch der nach innen gerichteten Nasen von Kühlluft durchströmbar sind.
Das Auslaufende eines Drehrohrofens insbesondere zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl unterliegt hohen Beanspruchungen, nämlich mechanischen Beanspruchungen durch Oberflächenverschleiß infolge des über die Auslaufkante überlaufenden Gutes wie Zementklinker, durch vorbeiströmende feste Bestandteile des Gasstromes sowie durch Verformungen des Drehrohrofenmantels, und hohen thermochemischen Beanspruchungen durch Kontakt mit dem heißen Gut und mit der aus dem Klinkerkühler in das Auslaufende des Drehofens einströmenden heißen Sekundärluft, durch die Strahlung der heißen Brennerflamme des Drehofens sowie durch Kontakt mit den im Gasstrom enthaltenen festen und gasförmigen Bestandteilen. Von der Gestaltung und Ausrüstung des Auslaufendes des Drehrohrofens hängt entscheidend dessen Haltbarkeit und somit die Verfügbarkeit der gesamten Zementklinkerproduktionslinie ab.
Es hat sich in der Praxis bewährt, das Auslaufende des Drehrohrofens in Form eines Doppelmantels auszubilden, dessen Stirnende durch hitzebeständige Auslaufschutzsegmente abgeschlossen ist, die auf von der Drehofenauslaufkante auskragenden Tragarmen befestigt sind und die mit ihren radial nach innen gerichteten Nasen die feuerfeste Drehofenauskleidung abstützen können. Dabei kann in den Hohlraum des Doppelmantels Kühlluft eingeblasen werden ( DE-A-21 60 300 , DE-A 23 29 061 und EP-B-0 636 847 ).
Ganz besonders beansprucht sind bei den bekannten Auslaufschutzsegmenten die radial nach innen gerichteten Nasen, weil diese abgesehen von der Temperaturbelastung durch glühend heißen Zementklinker und z. B. 1100 °C heiße Sekundärluftströmung die Schubkräfte der feuerfesten Drehofenauskleidung, insbesondere der feuerfesten Steine aufnehmen müssen, weshalb diese Nasen in der Fachwelt Steinhaltenasen genannt werden. Die Kühlung der bekannten Auslaufschutzsegmente ist nicht gezielt, insbesondere deren Steinhaltenasen sind vergleichsweise dickwandig und nicht gekühlt, so dass die Gefahr der Überhitzung speziell der Steinhaltenasen und damit Verformung des gesamten Drehofenauslaufendes nicht ausgeschlossen ist.
Bei den bekannten Drehrohrofen-Auslaufenden der DE 22 35 560 A und DE 22 29 951 A sind die aus Guss bestehenden sich zu einem Ring ergänzenden Auslaufschutzsegmente nicht auf von der Drehofenauslaufkante auskragenden Tragarmen befestigt. Vielmehr ist bei diesen Drehrohrofen-Auslaufenden am Ofenrohrauslaufende ein nach innen gerichteter Flanschring angeschweißt, der vom etwa senkrechten Schenkel der Auslaufschutzsegmente übergriffen und hintergriffen wird. Dabei sind die Auslaufschutzsegmente, ein Luftleitblech, der Flanschring und die Schutzsegment-Schenkel mit zueinander fluchtenden Durchgangsöffnungen versehen, durch die etwa waagerecht liegende Steckbolzen durchgesteckt sind, welche die Auslaufschutzsegmente gegen Herausfallen aus dem rotierenden Drehrohr schützen. Die von innen gekühlten Steinhaltenasen der Auslaufschutzsegmente sind einer hohen Gefahr der Überhitzung ausgesetzt, wobei durch überhitzte Steinhaltenasen die Gefahr von Verformungen des gesamten Drehofenauslaufendes gegeben ist. Bei den bekannten Drehofen-Auslaufenden liegen die Befestigungen der Auslaufschutzsegmente gerade im Bereich der Steinhaltenasen und innerhalb derselben, so dass deren von innen erfolgende Kühlung und Befestigung gefährdet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Drehrohrofen insbesondere zur Herstellung von Zementklinker das Gutauslaufende so zu gestalten, dass die Standzeit des Drehrohrofens auch den steigenden Beanspruchungen wie z. B. steigenden Temperaturen der aus dem Klinkerkühler zuströmenden Sekundärluft gerecht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Drehofenauslaufende mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Drehofenauslaufende bestehen die dort angebrachten Auslaufschutzsegmente aus jeweils einteiligen hohlen Winkelkörpern, deren axiale hohle von Kühlluft durchströmbare Schenkel auf die vom Drehofenmantelrohr auskragenden Tragarme gesteckt sind und deren radial nach innen gerichtete Nasen ebenfalls hohl und von Kühlluft durchströmbar sind. Erfindungsgemäß gelingt es also, besonders Steinhaltenasen, die sehr hohen Temperaturen sowie hohen Schubkräften der feuerfesten Steine der Auskleidung des mit Gefälle installierten Drehrohrofens ausgesetzt sind, durch gezielte Kühlluftführung von innen wirkungsvoll zu kühlen, so dass auch die Steinhaltenasen eine ausreichend lange Standzeit erhalten. Sind die radial nach innen gerichteten hohlen Steinhaltenasen der erfindungsgemäßen Auslaufschutzsegmente mit einem Winkel von 90°, also mit rechtwinkeliger Steinanlagefläche nach innen abgewinkelt, so können zur Feuerfestauskleidung des Drehrohrofens Standard-Steine verwendet werden. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen gezielt kühlbaren Auslaufschutzsegmente ist die Gefahr einer Deformation des hoch beanspruchten Drehofen-Auslaufendes minimiert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wandstärken der als hitzebeständige Gusskörper ausgebildeten winkelförmigen hohlen Auslaufschutzsegmente über den gesamten Gusskörper gleichmäßig verteilt. Damit wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung in sämtlichen um den Umfang verteilten von innen gekühlten Auslaufschutzsegmenten erreicht und Wärmespannungen werden vermieden.
Die erfindungsgemäßen Drehrohrofen-Auslaufschutzsegmente sind durch gezielte Kühlluftführung gekühlt. Dazu sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bei den Auslaufschutzsegmenten die radial inneren Bereiche der axialen hohlen Schenkel als Kühlluftzuströmungskanäle, die radial nach innen gerichteten hohlen Steinhaltenasen als Kühlluftumlenkbereiche und die radial außen liegenden Bereiche der axialen hohlen Schenkel als Kühlluftabströmungskanäle ausgebildet.
Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1:: einen Teillängsschnitt durch das erfindungsgemäß gestaltete Auslaufende eines Drehrohrofens mit um den Umfang verteilten Auslaufschutzsegmenten, und
Fig. 2:: perspektivisch herausgezeichnet die Ansicht auf einen Umfangsausschnitt des Drehofenauslaufendes der Fig. 1.

Beim Drehrohrofen der Fig. 1 zur Herstellung von Zementklinker aus calciniertem Rohmehl ist das Drehrohrofen-Mantelrohr 10 am Gutauslaufende (linkes Ende) außen mit Abstand über um den Umfang verteilte radiale Abstandshalter 11 konzentrisch von einem Außenrohr 12 umgeben, wobei das Stirnende des Doppelmantels durch um den Umfang verteilte Auslaufschutzsegmente 13 verschlossen ist, die aus hitzebeständigem Guss bestehen. Am Drehrohrofen-Mantelrohr 10 sind außen um den Umfang verteilte Tragarme 14 befestigt, die von der Drehofenauslaufkante auskragen. Die Auslaufschutzsegmente 13 bestehen jeweils aus einteiligen hohlen Winkelkörpern, deren axiale hohle von Kühlluft durchströmbare Schenkel 15 auf die ebenfalls als Hohlkörper ausgebildeten Tragarme 14 gesteckt sind und dort durch radiale Schraubenbolzen 16 gesichert sind. Mit 17 ist die Ansicht auf einen Schraubenkopf angezeigt. Die einteiligen Auslaufschutzsegmente 13 weisen radial nach innen gerichtete Nasen 18 (Steinhaltenasen) auf, die ebenfalls hohl und von Kühlluft durchströmbar sind.
Wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, ist außen um das DrehofenMantelrohr 10 herum eine feststehende Kühlluft-Ringleitung 19 angeordnet, von der um den Umfang verteilte Kühlluftdüsen 20 abgehen, über deren Ausmündung Kühlluft 21 in den Hohlraum des Doppelmantels am Drehofenauslaufende eingeblasen wird. Die gezielte Führung der Kühlluft sowie gezielte Kühlung der Auslaufschutzsegmente 13 und insbesondere gezielte Kühlung der Steinhaltenasen 18 ist wie folgt:
Bei den Auslaufschutzsegmenten 13 sind die radial inneren Bereiche der axialen hohlen Schenkel 15 als Kühlluftzuströmungskanäle, die radial nach innen gerichteten hohlen Nasen 18 als Kühlluftumlenkbereiche und die radial außen liegenden Bereiche der axialen hohlen Schenkel 15 als Kühlluftabströmungskanäle ausgebildet, durch welche die Kühlluft bei 22 austritt. Dabei können die radial außen liegenden Wandungen der als Hohlkörper ausgebildeten und ebenfalls von Kühlluft durchströmten Tragarme 14 jeweils die Trennwand zwischen dem Kühlluftzuströmungskanal und dem Kühlluftabströmungskanal bilden. Zur noch gezielteren Kühlluftführung können die radial außen liegenden Wandungen der hohlen Tragarme 14 jeweils eine radial nach innen innerhalb der hohlen Steinhaltenase 18 liegende Luftleitnase 23 aufweisen. An die radial außen liegenden Wandungen der hohlen Tragarme 14 schließen an deren den Auslaufschutzsegmenten 13 abgewandten Ende um den Umfang verteilte Leitbleche 24 an, die den aus Drehofenmantelrohr 10 und Außenrohr 12 gebildeten Ringraum in den radial innen liegenden Kühlluftzuströmungskanal 21 und den radial außen liegenden Kühlluftabströmungskanal 22 unterteilen. Mit 25 sind Halterungen für die Luftleitbleche 24 angezeigt, die über die Halterungen am Außenrohr 12 befestigt sind.
Sind die hohlen Steinhaltenasen 18 rechtwinklig von ihren hohlen axialen Schenkeln 15 abgewinkelt, können mit den Nasen der erfindungsgemäßen Auslaufschutzsegmente auch feuerfeste Standardsteine sicher abgestützt werden. Mit 26 und 27 sind noch Steinhalteringe angezeigt, die an der Innenwandung des Drehofenmantelrohres 10 befestigt sind.

Claims

Auslaufende eines Drehrohrofens zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Materialien wie Zementrohmehl zur Herstellung von Zementklinker, mit einem das Drehrohrofen-Mantelrohr (10) am Auslaufende außen mit Abstand konzentrisch umgebenden Außenrohr (12), wobei das Stirnende des Doppelmantels durch um den Umfang verteilte hitzebeständige Auslaufschutzsegmente (13) verschlossen ist, die aus jeweils einteiligen hohlen Winkelkörpern bestehen mit axialen hohlen Schenkeln (15) und radial nach innen gerichteten hohlen Nasen (18), welch letztere die feuerfeste Drehofenauskleidung abstützen, wobei die Hohlräume sowohl der axialen Schenkel (15) als auch der nach innen gerichteten Nasen (18) von Kühlluft durchströmbar sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) am Drehrohrofen-Mantelrohr (10) sind außen um den Umfang verteilte Tragarme (14) befestigt, die von der Drehofenauslaufkante auskragen;

b) die Tragarme (14) sind als Hohlkörper ausgebildet, auf welche die axialen hohlen Schenkel (15) der winkelförmigen hohlen Auslaufschutzsegmente (13) gesteckt sind;

c) die radial außen liegende Wandung der als Hohlkörper ausgebildete Tragarme (14) bildet jeweils die Trennwand zwischen einem radial inneren Kühlluftzuströmungskanal (21) und einem radial äußeren Kühlluftabströmungskanal (22);

d) die radial nach innen gerichteten hohlen Nasen (18) der Auslaufschutzsegmente (13) sind als Kühlluftumlenkbereiche zwischen dem radial inneren Kühlluftzuströmungskanal und dem radial äußeren Kühlluftabströmungskanal (22) ausgebildet.
Drehofenauslaufende nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die radial außen liegenden Wandungen der hohlen Tragarme (14) jeweils eine radial nach innen innerhalb der Auslaufschutzsegment-Nase (18) (Steinhaltenase) liegende Luftleitnase (23) aufweisen.
Drehofenauslaufende nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an die radial außen liegenden Wandungen der hohlen Tragarme (14) an deren den Auslaufschutzsegmenten (13) abgewandtem Ende um den Umfang verteilte Leitbleche (24) anschließen, die den aus Drehofenmantelrohr (10) und Außenrohr (12) gebildeten Ringraum in den radial innen liegenden Kühlluftzuströmungskanal (21) und den radial außen liegenden Kühlluftabströmungskanal (22) unterteilen.
Drehofenauslaufende nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärken der als Gusskörper ausgebildeten winkelförmigen hohlen Auslaufschutzsegmente (13) über den gesamten Gusskörper verteilt gleichmäßig sind.