FI113563B - Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials - Google Patents
Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials Download PDFInfo
- Publication number
- FI113563B FI113563B FI20010910A FI20010910A FI113563B FI 113563 B FI113563 B FI 113563B FI 20010910 A FI20010910 A FI 20010910A FI 20010910 A FI20010910 A FI 20010910A FI 113563 B FI113563 B FI 113563B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- drum
- heating
- heat
- steel
- heated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/38—Arrangements of cooling devices
-
- 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
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0033—Linings or walls comprising heat shields, e.g. heat shieldsd
-
- 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
- F27D2099/0085—Accessories
- F27D2099/0098—Means for moving the furnace
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
1 113563 %1 113563%
Menetelmä ja laite lämpötalouden parantamiseksi ja oman painon keventämiseksi pyörivässä putkimaisessa kuumennusrummussa materiaalin kuumentamiseksi korkeaan lämpötilaan.A method and apparatus for improving the temperature economy and lighter weight in a rotating tubular heating drum for heating the material to high temperature.
5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä ja patenttivaatimuksen 12 mukainen laite materiaalin kuumentamiseksi korkeaan lämpötilaan kuumennusrummussa parannuksen kohdistuessa lämpötalouden parantamiseen kuumennusrummussa ja rummun oman painon keventämiseen vaakasuuntaisessa tai kallistetun akselin ympäri pyörivässä ontossa pit-10 känomaisessa putkimaisessa kuumennusrummussa, jossa rummussa on yhdessä päässä kuumennettavan materiaalin syöttö (A) ja rummun yhdessä tai useammassa päässä lämpökäsitellyn materiaalin poisto (B) ja lämmön tuottamiseksi lämmön lähde (C). Se saadaan aikaiseksi keksinnön mukaisesti siten, että pyörivä kuumennusrumpu on valmistettu väliaineella jäähdytettävästä tu-15 lenkestävästä kromi-nikkeli-teräksestä lämpötilojen tasoittamiseksi, lämpötilojen nostamiseksi ja lämmön johtamiseksi.The present invention relates to a method according to claim 1 and to a device for heating a material to a high temperature in a heating drum, wherein the improvement is to improve the temperature of the heating drum and reduce its own weight in a horizontal or inclined hollow longitudinal tubular heating drum the feed (A) and the heat treated material at one or more ends of the drum (B) and the heat source (C) to produce heat. It is accomplished in accordance with the invention in that the rotary heater drum is made of a medium-cooled refractory chromium-nickel steel for temperature equalization, temperature rise and heat conduction.
Materiaalin kuumentaminen korkeaan lämpötilaan pyörivässä ontossa vaakasuuntaisessa tai kallistetussa rummussa on sinänsä tunnettua. Toiminnassa 20 on paljon laitoksia, joissa pyörivässä ontossa putkimaisessa rummussa kuu- • · ,.: mennetaan materiaalia korkeaan lämpötilaan monenlaisia käyttötarkoituksia ': varten. Aiheesta on olemassa monia patentteja, joista voidaan mainita esi- ’ ·: : merkkeinä seuraavat patenttijulkaisut US 4,634,634, US 4,952,147, *«· : ; US 4,569,659, US 4,557,688, US 4,932,863, US 4,289,479, US 4,290,750, 25 US 4,906,183 US 4,259,062. Liikutettava polttolaitos on esitetty esimerkiksi : : patenttijulkaisussa US 3,682,117, US 3,882,800, US 3,728,976, US 3,938,450 ... ja EP 0 892 870 B1. Kuumuutta kestävän keraamisen materiaalin levittäminen :..; * ruiskuttamalla polttouunin sisäpinnalle on esitetty esimerkiksi patentissa • · • · *:* US 4,224,083. Pyörivän kuumennusuunin lämpöeristäminen keraamisella kui-Heating the material to high temperature in a rotating hollow horizontal or inclined drum is known per se. In operation 20, there are many plants in which a rotating hollow tubular drum is used to heat the material to a high temperature for a variety of applications. There are many patents on the subject, of which the following U.S. Pat. Nos. 4,634,634, 4,952,147, * «·; US 4,569,659, US 4,557,688, US 4,932,863, US 4,289,479, US 4,290,750, US 4,906,183 US 4,259,062. A mobile incineration plant is disclosed, for example, in: US 3,682,117, US 3,882,800, US 3,728,976, US 3,938,450 ... and EP 0 892 870 B1. Application of heat-resistant ceramic material: ..; * by spraying on the inner surface of an incinerator is disclosed, for example, in US Patent 4,224,083. Thermal insulation of rotary heating furnace with ceramic fiber
• · I• · I
* · · · ’ 30 tukerroksella on esitetty esimerkiksi patenttijulkaisussa US 4,932,863. Kuu mennettavan materiaalin sekoittaminen, nostaminen ja pudottaminen kuuman v : kaasun läpi nostinseinän avulla on esitetty esimerkiksi US-patenteissa :M 5,772,327 ja 4,106,114.* · · · '30 on the backing layer is disclosed, for example, in U.S. Patent No. 4,932,863. Mixing, raising, and dropping of the fluid to be passed through the hot v: gas by means of a lifting wall is disclosed, for example, in U.S. Patent Nos. 5,772,327 and 4,106,114.
2 113563 Tässä hakemuksessa termi “korkea lämpötila" tarkoittaa lämpötilaa ainakin 200 ... yli 2000 °C. Tässä hakemuksessa termi “materiaalin korkeaan lämpötilaan kuumentaminen" tarkoittaa myös materiaalin polttamista. Tässä hakemuksessa termi “keraaminen lämpöeriste11 tarkoittaa noin 1000 ...1800 °C:n lämpö-5 tilassa sulavaa synteettistä lämpöeristettä. Esimerkiksi patenttijulkaisu US 4,405,723 käsittelee keraamista kuituvillaa ja sen valmistamista.2 113563 In the present application, the term "high temperature" means a temperature of at least 200 ... more than 2000 ° C. In this application, the term "heating the material to high temperature" also means burning the material. In this application, the term "ceramic thermal insulation 11" refers to a synthetic thermal insulation melting at a temperature of about 1000 to 1800 ° C. For example, US 4,405,723 discloses ceramic fiber wool and its manufacture.
Tässä hakemuksessa termi “lämmön lähde" tarkoittaa poltinta polttoaineen polttamiseksi tai sähköistä kuumennuslaitetta. Yleisiä lämmön lähteitä ovat 10 esimerkkeinä nykyisin monenlaiset öljy-, kivihiili- ja maakaasupolttimet, joissa polttoaine palaa yleensä ilman happeen yhtyen. Polttimeen voidaan syöttää tavallisen ilman sijasta myös hapella rikastettua ilmaa tai jopa puhdasta happea joka palaa polttoaineen kanssa lämpöä tuottaen.In this application, the term "heat source" refers to a burner for burning fuel or an electric heater. Common sources of heat include, for example, various types of oil, coal, and natural gas burners where fuel is usually burned without oxygen. even pure oxygen that burns with the fuel to produce heat.
15 Normaalin ilman typpiosuuden (noin 78 %) vähentäminen poltossa säästää tarpeetonta ja haitallista typen kuumentamista ja energian kulutusta polttota-pahtumassa. Typpi ei juurikaan osallistu lämmön tuottoon, vaan kuluttaa lämpöä. Hapella rikastettu ilma sen sijaan aiheuttaa kiivaan palamisen polttimessa ja lämmön nousun nopeasti, kun typpi ja argon eivät ole hidastamassa poltto-···. 20 operaatiota ja kuluttamassa lämpöä.15 Reducing the proportion of normal air nitrogen (about 78%) in combustion saves unnecessary and harmful heating of nitrogen and energy consumption in the combustion process. Nitrogen does not contribute much to the production of heat but consumes heat. On the other hand, oxygen-enriched air causes intense combustion in the burner and a rapid rise in heat when nitrogen and argon are not slowing the combustion. 20 operations and consuming heat.
. ·: *. Happirikkaalla ilmalla poltettaessa palamislämmöt nousevat helposti niin kor- .···. keiksi, että tavallisten teräsmetallien lujuus heikkenee, jos suojana ei ole keraa- .:..: mistä lämpöeristekerrosta. Se kestää enimmillään yli 1800 °C kuumuuden.. ·: *. When burned with oxygen-rich air, the heat of combustion easily rises so high ···. but that the strength of ordinary steel metals is reduced if there is no ceramic layer: ..: from which layer of thermal insulation. It can withstand temperatures up to 1800 ° C or less.
25 Tämän haitan vuoksi esimerkiksi monissa lämpövoimaloissa arvokkaimmat korkeat lämmöt jäävät hyödyntämättä, kun teräspohjaiset materiaalit kestävät •: ·· * yleensä vain alle 1000 °C jatkuvan lämmön. Puhtaalla hapella polttolämpötila saadaan nousemaan noin 3000 asteeseen esimerkiksi asetyleeniä polttamalla.25 Because of this disadvantage, for example, in many thermal power plants, the most valuable high heat is left untapped when steel-based materials can withstand •: ·· * only continuous heat below 1000 ° C. With pure oxygen, the combustion temperature can be raised to about 3000 degrees, for example by burning acetylene.
: Paremmin lämpöä kestävällä rumpumateriaalilla saadaan polton lämpötalous .···. 30 paranemaan maksimilämpöä nostamalla, jolloin polttoaineen energiasisältö . saadaan paremmin hyödyksi. Normaalin, runsaasti typpeä sisältävän ilman » · » * * · ;,, ‘ käytöstä poltossa seuraa myös se haitta, että typen jäähdyttävän ja laimenta- 3 113563 van vaikutuksen lisäksi poltossa syntyy ympäristölle haitallisia typpiyhdisteitä, niin sanottuja NOX-yhdisteitä korkeissa lämpötiloissa.: Improved heat resistance of the drum material to achieve a burning temperature reduction. 30 improve the maximum heat by raising the fuel's energy content. can be better utilized. The use of normal, nitrogen-rich air in combustion also has the disadvantage that besides the cooling and diluting effect of nitrogen, combustion also produces environmentally harmful nitrogen compounds, so-called NOX compounds, at high temperatures.
Polttokuumennuksen sijasta käyttämällä sähkökuumennusta voidaan välttää 5 ilman typen kuumentaminen poltossa kokonaan. Tällöin jäävät pois myös polt-tokaasujen suuret jätekaasumäärät ympäristöongelmineen ja puhdistustarpei-neen. Ongelmana nykytekniikalla on teräsrummun materiaalin kestävyys korkeassa lämpötilassa. Lämpösäteitä heijastavan kromi-nikkeli-teräs-kuumen-nusrumpumateriaalin ansiosta pyörivässä kuumennusrummussa poltossa tarvi-10 taan vain likimain se happimäärä, joka on tarpeen itse lämpökäsiteltävän materiaalin kuumentamiseksi tai polttamiseksi. Nykyistä happiylijäämää 10 ... 20 % ei enää jatkossa välttämättä tarvita. Lämmitettävä kaasumäärä on oleellisesti pienempi.By using electric heating instead of incineration, it is possible to avoid completely heating the nitrogen of the air during combustion. This also eliminates the large amount of waste gas waste gas with its environmental problems and cleaning needs. The problem with modern technology is the high temperature resistance of the steel drum material. Due to the chromium-nickel-steel heat-drum material reflecting the heat rays, the rotary heater drum only needs approximately the amount of oxygen needed to heat or burn the heat-treatable material itself. The current oxygen surplus of 10 ... 20% may no longer be needed in the future. The amount of gas to be heated is substantially smaller.
15 Poltossa tarvitaan ilmasta vain happea, jota on siitä noin 21 %. Muu osa ilmasta on polton kannalta turhaan lämmitettävää typpeä ja argonia. Tämä 79 % ilmasta kuluttaa vain energiaa lämmitystavasta riippumatta. Passiivisen ilma-osuuden vähentäminen osittainkin kuumennusrummussa pienentää oleellisesti kuumennuksen energiakustannuksia. Se voidaan toteuttaa syöttämällä polttoon 20 lisänä puhdasta happea tai sähkökuumennuksella, jos materiaalien lämmön-kestävyys on riittävä. Sähkökuumennus saadaan liikkuvaan muotoon esimer-, ·: ·. kiksi liikutettavalla polttomoottoriaggregaatin avulla eli pienellä liikutettavalla .···. sähkövoimalalla.15 Only oxygen, approximately 21% of the air, is needed for combustion. The rest of the air is nitrogen and argon, which is unnecessarily heated for combustion. This 79% of the air only consumes energy, regardless of the type of heating. Partially reducing the passive air portion in the heater drum substantially reduces the energy cost of the heater. This can be accomplished by supplying to the combustion 20 additional pure oxygen or by electric heating if the materials have sufficient heat resistance. Electric heating is obtained in a mobile form, for example, ·: ·. why with the movable internal combustion engine set, ie the small movable. sähkövoimalalla.
• · . ’ * ·; 25 Tunnettujen kuumennusmenetelmien haittana pyörivässä kuumennusrummus sa on lisäksi se, että teräsmetallinen rumpu on päällystetty raskaalla keraami-•: · ·: sella eristekerroksella, esim. tiiliverhouksella tai keraamisella valumassalla.• ·. '* ·; A further disadvantage of known heating methods in a rotating heating drum is that the steel metal drum is coated with a heavy •: · · insulating layer, such as brick cladding or ceramic casting.
• ”': Eristekerros on yleensä muurattu keraamisista nelikulmaisista tiilistä, jotka : nojaavat toisiinsa kuvan 1 mukaisesti pituus-ja poikkisuunnassa. Eristyskerros » · * · . · · ·. 30 suojaa teräsrumpua liialliselta kuumentumiselta polttimen aiheuttaman säteily- • » lämmön vaikutuksesta. Nykyisissä kuumennusrummuissa tavoitteena on estää ;.lämmön siirtyminen johtumalla rumpurakenteita pitkin eri suunnissa. Tätä lisää keraamisen vuorauksen tekeminen muuraamalla suorakulmaisia tiiliä kiinni 4 113563 toisiinsa. Niiden väliin jäävät pienet raot 15 estävät lämmönjohtumista rumpua pitkin pituus- ja poikkisuunnassa. Suurin lämmönlähteessä kehittynyt lämpö siirtyy säteilemällä, joka etenee yleensä aaltoliikkeenä suoraviivaisesti ilman väliainettakin. Säteilyenergia muuttuu jälleen lämmöksi kohdattuaan uudelleen 5 ainetta. Säteilymuodossa lämpö voidaan heijastaa peilin tavoin kromi-nikkeli-teräslevyllä, eikä lämpö imeydy raskaaseen keraamiseen kerrokseen, kuten nykyisin.• '': The insulating layer is usually made of ceramic square bricks that: lean against each other as shown in Figure 1 in the longitudinal and transverse directions. Insulation layer »· * ·. · · ·. 30 protects the steel drum from overheating due to radiant heat from the burner. In current heating drums, the aim is to prevent heat transfer by passing along the drum structures in different directions. Adding to this is the ceramic lining by bricklaying rectangular bricks 4 113563 to each other. The small gaps between them prevent heat conduction along the drum in the longitudinal and transverse directions. Most of the heat generated in a heat source is transmitted by radiation, which usually proceeds in a wave motion in a straight line without any medium. Radiation energy turns into heat once again when 5 substances are encountered again. In the radiation form, the heat can be reflected like a mirror on a chromium-nickel steel sheet and, as at present, is not absorbed by the heavy ceramic layer.
Raskas keraaminen lämpösuojauskerros on itse lämpökäsittelyn kannalta täy-10 sin hyödytön, mutta synnyttää pääosan laitteiston painosta. Keraamisen kerroksen oleellinen poistaminen on tärkeätä painon keventämiseksi. Etenkin liikutettavissa korkeaan lämpötilan kuumennusmenetelmissä ja laitteissa oman painon keventäminen on hyödyllistä. Tällöin kuljetuskustannukset alenevat ja kalusto pääsee paremmin liikkumaan vaikeisiinkin paikkoihin. Pyörivän kuumennuslait-15 teen koko on myös helpompi saada pieneksi eli helpommin kuljettavaksi tiellä muun liikenteen seassa.The heavy ceramic thermal shielding layer is completely useless in terms of heat treatment itself, but generates most of the weight of the equipment. Substantial removal of the ceramic layer is important to reduce weight. Particularly in mobile high temperature heating methods and devices, losing weight is beneficial. This reduces transport costs and allows the fleet to move even in difficult locations. The size of the rotary heater 15 is also easier to get smaller, or easier to carry on the road among other traffic.
Uudessa uuniratkaisussa ei pyritä estämään lämmön johtumista yleisesti, vaan päinvastoin pyritään yllättävästi edistämään lämmön kulkua johtumalla yh-20 tenäistä pitkää rumpuputkea pitkin pituussuunnassa. Rummunpituussuuntai-nen lämmön johtuminen synnyttää kuumien rummun kohtien jäähdytyksen . *:·. rumpua pitkin kylmemmistä rummun osista. Itse rumpu toimii tällöin lämmön .·*·. kuljettajana johtumalla kuumien ja kylmien rummun osien kesken, kun lämpöti- ....: laerot pyrkivät tasaantumaan. Kromin ja nikkelin lämmönjohtavuus on parempi 25 kuin teräksen vastaava arvo. Kromin ja nikkelin osuus uudessa rummun raaka-aineessa on merkittävä. Tulenkestävä kromi-nikkeli-teräsmateriaali kestää •: · ·: tarvittavat lämpörasitukset.The new furnace solution does not attempt to prevent the conduction of heat in general, but, on the contrary, surprisingly promotes the passage of heat by conduction along one longitudinal long drum tube. Heat conduction along the drum length causes the hot drum points to be cooled. *: ·. along the drum from the colder parts of the drum. The drum itself will then heat. as a driver by conduction between the hot and cold parts of the drum as the temperature ....: the crests tend to level off. The thermal conductivity of chromium and nickel is better 25 than that of steel. Chromium and nickel play a significant role in the new drum feedstock. The refractory chrome-nickel-steel material withstands •: · ·: the required thermal stress.
: Uuteen rumpuratkaisuun ei asenneta yllättävästi yleensä lainkaan kalliita jaA: A new drum solution is not surprisingly usually not expensive at all and
• · t I• · t I
.*·*. 30 painavia lämpöeristeitä, koska ne eivät ole tarpeen. Rummun lämpöeristys .* . voidaan toteuttaa helposti ilmavälikerroksella tuuletettuna rumpurakenteessa kuvien 9,10,12,13 ja 16 mukaisesti. Perinteinen keraaminen villakerros on luonnollisesti käytettävissä tarpeen mukaan, mikäli syytä siihen on.. * · *. 30 heavy insulators because they are not needed. Drum Thermal Insulation. can be easily accomplished by venting the interlayer in the drum structure as shown in Figs. Of course, a traditional ceramic wool coat is available as needed, if necessary.
5 1135635, 113563
Polttimen tai muun lämmönlähteen synnyttämä suuri säteilylämpö kuumentaa kaikkia kohtaamiaan pintoja. Käytössä olevissa kuumennusrummuissa suuri osa säteilylämmöstä imeytyy ja johtuu palautumattomasti keraamisten vuoraus-5 kerrosten kautta muihin rakenteisiin, ja sitä myöten hukkaan varsinaisen kuu-mennustavoitteen kannalta. Vain se osa säteilylämmöstä tulee hyödyksi, mikä kohtaa kuumennettavan materiaalin, esimerkiksi polttokaasussa lentävän hiukkasen. Suuri osa energiasta menee nykyisin tavoitteena olevan kuumennettavan materiaalin ohi.The high radiant heat generated by the burner or other heat source heats all surfaces it encounters. In existing heating drums, much of the radiant heat is absorbed and irreversibly passed through the ceramic liner 5 layers to other structures, and thereby wasted for the actual heating purpose. Only that portion of the radiant heat is useful, which encounters the material to be heated, such as a particle flying in the combustion gas. Much of the energy now passes through the target material to be heated.
1010
Sileähkö kromi-nikkeli-teräksinen rumpupinta toimii sitä vastoin peilin tavoin ja heijastaa tehokkaasti säteilylämpöä uunin seinästä takaisin uuniin ja kuumennettavaan materiaaliin. Kaarevaan muotoon taivutettu kromi-nikkeli-teräslevy rummun pinnassa toimii kaarevana peilinä, jolloin polttimen säteilylämmön 15 heijasteet keskittyvät rummun keskiakselin läheisyyteen, minne fokusoituu suuri lämpökeskittymä. Se on tällöin rummun keskellä, eikä reunoilla, mistä se voi johtua muualle kuin tavoitteena olevaan kuumennettavaan materiaaliin. Kromi-nikkeli-teräsrumpu voi toimia perinteisen kuumennusrummun tavoin, mutta ilman keraamista vuorauskerrosta ja sen painoa.The smooth chrome-nickel-steel drum surface, on the other hand, acts like a mirror and effectively reflects the radiant heat from the furnace wall back to the furnace and the material to be heated. The curved chromium-nickel-steel plate on the surface of the drum acts as a curved mirror, whereby the reflections of the radiant heat of the burner 15 are concentrated near the central axis of the drum, where a large concentration of heat is focused. It is then in the center of the drum and not at the edges, which may be due to material other than the target heatable material. The chrome-nickel-steel drum can work like a traditional heating drum, but without the ceramic liner and its weight.
2020
Pyörivän metallisen kuumennusrummun oma paino on nykyisin suuri, kun se on tehty raskaasta teräksestä, jonka tiheys on noin 7,85 kg/dm3. Pyörivän putki-.1··. maisen kuumennusrummun paino nousee teräsrakenteen ja keraamisen vuo- ....: rauksen yhteisvaikutuksesta erittäin suureksi. Rakenne on mitoitettava suurta 25 omaa kuormaa ja sen dynaamisia rasituksia varten. Hauraan ja raskaan keraamisen lämpösuojauksen vuoksi uunin pyörimisnopeus on pidettävä nykyisin ·:··· vähäisenä, esim. 2 ... 7 kierroksessa minuutissa. Teollisuuden suurten massa- tuotantouunien sisähalkaisijat ovat yleisimmin 1,0 .... 4,5 metriä, mutta pienem-: !·. piäkin ja suurempiakin uuneja on. Nykyisten teräsrumpujen ainepaksuudet ovat .· ··. 30 yleisesti 10 ... 50 mm teräksen osalta, mistä seuraa rakenteen suuri oma paino, • · ilman tiilivuoraustakin.The specific weight of the rotating metal heating drum is high today, made of heavy steel with a density of about 7.85 kg / dm3. Rotating tube-.1 ··. the weight of the earth heating drum rises very high due to the combined effect of the steel structure and the ceramic flow .... The structure must be dimensioned for a large 25 own load and its dynamic stresses. Due to the brittle and heavy ceramic heat protection, it is now necessary to keep the furnace rotation speed low: eg: 2 ... 7 rpm. Industrial furnaces for large mass production furnaces generally have internal diameters of 1.0 ... 4.5 m, but smaller:! ·. there are peaks and larger ovens. Existing steel drums have material thicknesses. · ··. 30 generally for steel 10 ... 50 mm, resulting in a high specific weight of the structure, • · without brick lining.
* 1 1 · 6 113563* 1 1 · 6 113563
Keksinnön mukaan tekemällä kuumennusrumpu yllättävästi kalliista tulenkestävästä kromi-nikkeli-teräslevystä ilman raskaita keraamisia vuorauskerroksia saadaan kuumennusrummun oma paino rakenteessa oleellisesti pienenemään. Heijastavan ja lämpöä kestävän rumpumateriaalin ansiosta lämpö voidaan 5 palauttaa takaisin kuumennettavaan materiaaliin. Samalla pyörivän rumpu-uunin lämpötilaa voidaan nostaa tulenkestävän materiaalin ansiosta, joka on samalla myös korroosiota kestävää ja ruostumatonta. Rummun seinämät eivät ime enää lämpöä, kuten perinteisesti käytetyissä keraamisissa pinnoitteissa. Lämpösuojauskerroksen paino jää kokonaan pois tai oleellisesti vähäisemmäk-10 si. Keraamisen tiililämpöeristekerroksen paino on nykyisin jopa yli puolet koko uunin painosta. Kromi-nikkeli-teräslevystä tehty uuni on oleellisesti kevyempi. Lämmönkestävyys on samaa luokkaa, mutta heijastusilmiö on positiivista lämpötalouden kannalta uudessa pyörivässä uuniratkaisussa. Väliaineella jäähdytettynä kromi-nikkeli-teräslevystä tehty uuni on lämmönkestävämpi ja lämpöta-15 loudellisesti edullisempi kuin perinteinen pyörivä kuumennusuuni.According to the invention, by making the heating drum a surprisingly expensive refractory chromium-nickel steel sheet without heavy ceramic liners, the weight of the heating drum in the structure is substantially reduced. The reflective and heat-resistant drum material allows the heat to be returned to the material to be heated. At the same time, the temperature of the rotating drum furnace can be increased due to the refractory material, which is also corrosion resistant and stainless. As with traditional ceramic coatings, the drum walls no longer absorb heat. The weight of the thermal shielding layer is completely eliminated or substantially reduced. Today, the weight of the ceramic brick thermal insulation layer is more than half the weight of the entire furnace. The oven made of chrome-nickel-steel plate is substantially lighter. The heat resistance is of the same order, but the reflection effect is positive in terms of temperature in the new rotary kiln solution. When cooled with medium, the chrome-nickel-steel plate oven is more heat-resistant and heat-friendly than a conventional rotary oven.
Pyörivässä kromi-nikkeli-teräs-kuumennusrummussa voidaan nostaa tämän vuoksi pyörimisnopeutta huomattavastikin, kun paino pienenee oleellisesti. Jättämällä hauras keraaminen vuorauskerros kokonaan pois voidaan välttää 20 vuorauksen rikkoutumisesta johtuvat rajoitukset esimerkiksi tärinässä. Rummun .,,,: suuremman pyörimisnopeuden ansiosta kuumennettavan materiaalin sekoittu- , : ·. minen rummussa on lämpötaloudellisesti entistä tehokkaampaa ja kuumentu- .“ minen entistä nopeampaa. Kuumennusprosessi tulee tällä tavoin entistä tehok- .:: kaammaksi, kun kuumennettavat partikkelit joutuvat entistä helpommin tekemi- 25 siin lämpösäteiden kanssa. Kylmä raaka-aine saadaan myös jäähdyttämään rumpua tehokkaasti suuren pyörimisnopeuden ansiosta. Sekoittumista tai kyl-*:*·: män raaka-aineen jäähdytysvaikutusta voidaan tehostaa esimerkiksi rumpuun •'": sijoitettavilla harjanteilla prosessin alkuvaiheissa.Therefore, the rotating chromium-nickel-steel heating drum can increase the speed of rotation considerably even when the weight is reduced significantly. By omitting the brittle ceramic liner completely, the limitations due to breakage of the 20 liners, for example by vibration, can be avoided. Drum, ,,,: Thanks to the higher speed of rotation, the material to be heated mixes: ·. the drum is more thermally efficient and the heating is faster. In this way, the heating process becomes more efficient as the particles to be heated become more exposed to the heat rays. The cold raw material is also made to effectively cool the drum due to its high speed. Mixing or cooling - *: * ·: The cooling effect of some of the raw materials can be enhanced, for example, by the use of ridges in the drum in the early stages of the process.
. *1 ·. 30 Yksinkertaisinta on tehdä uusi kuumennusrumpu pelkästään väliaineella » > · . jäähdytettävästä kromi-nikkeli-teräksestä ilman keraamista pinnoitusta. Samalla i. / on mahdollista nostaa haluttaessa kuumennuslämpöjä materiaalissa tai poltos sa yleisesti esimerkiksi happirikasta syöttöilmaa käyttämällä. Vaihtoehtoisesti 7 113563 tai samalla voidaan vähentää rummun läpi kulkevan typen lämmittämisen häviöitä pienentämällä läpikulkevan passiivisen typen määrää.. * 1 ·. 30 The simplest is to make a new heating drum using only medium »> ·. in chrome-nickel-cooled steel without ceramic coating. At the same time, it is possible to increase the heating temperatures in the material or in the combustion generally by, for example, using oxygen-rich feed air. Alternatively, the losses of heating the nitrogen passing through the drum can be reduced by reducing the amount of passive nitrogen passing through.
Jos kromi-nikkeli-teräs-rummun seinämän läpi johtuvan lämmön määrä on liian 5 suuri, voidaan tilannetta parantaa lisälämpöeristeillä. Niinä voidaan käyttää esimerkiksi yhtä tai useampaa tuuletettua ilmavälikerrosta rummussa tai kuumuutta hyvin kestävää keraamista villaa. Paras lämmön eriste on kuitenkin tyhjiö tai tyhjä tila, joka ei johda lämpöä. Tekemällä rumpu kahdesta tai useammasta kerroksesta voidaan väliin tehdä lämpöä eristävä tyhjiö tai ilmatila. Tyh-10 jätiloihin voidaan järjestää jäähdytys esim. vesi-, höyry- tai ilmavirtauksella.If the amount of heat passing through the wall of the chrome-nickel-steel drum is too high, the situation can be improved with additional heat insulation. For example, one or more ventilated interlayer layers in the drum or heat resistant ceramic wool can be used. However, the best heat insulator is a vacuum or void that does not conduct heat. By making a drum of two or more layers, a heat insulating vacuum or air space can be created. Cooling of Tyh-10 compartments can be arranged with, for example, water, steam or air flow.
Kaksi- tai useampikerroksinen kromi-nikkeli-teräslevystä rakennettu uuni voidaan tehdä korrugoituun muotoon taivutetuista levyistä. Korrugointi voidaan tehdä kylmä- tai kuumavalssaamalla tai taivuttamalla. Siksak-muotoon taivute-15 tun levyn molemmille puolelle jää tila ilman tai kaasun virtausta varten kuvien 12 ja 13 mukaisella periaatteella. Lämpö kulkee johtumalla kromi-nikkeliteräsle-vyjä vinoja levyosia pitkin pitkän matkan hitaasti, eli jäähdytys tapahtuu koko kuumennusrummussa vähitellen. Keraamiset lisäkerrokset parantavat kromi-nikkeli-teräskerroksen päälläkin rummun lämmöneristystä ja lämmönkestävyyt-20 tä, mutta lisäävät samalla painoa. Erittäin suurissa lämpötiloissa voidaan joutua ,,käyttämään keraamisia kerroksiakin ilma- ja vesijäähdytyksen lisänä läm-möneristyksessä.A two or more layer oven made of chromium-nickel steel sheet can be made of corrugated sheets of bent sheet metal. Corrugation can be done by cold or hot rolling or bending. 12 and 13, there is space for air or gas flow on both sides of the zigzag-shaped bending plate. The heat travels along the oblique plate portions of chromium-nickel steel sheets over a long distance, i.e. cooling occurs gradually throughout the heating drum. The additional ceramic layers on top of the chrome-nickel-steel layer improve the thermal insulation and heat resistance of the drum, but at the same time increase the weight. At very high temperatures, it may be necessary to use ceramic layers as an adjunct to air and water cooling in thermal insulation.
• · ,, Tehokas jäähdyttäminen rummussa syntyy puhaltamalla rummun välitilaan . · * *. 25 ilmaa, johon sekoitetaan nestemuodossa vettä. Sen höyrystyminen alentaa ilmavälitilan lämpöä ja siten koko rummun lämpötilaa. Syntyvä vesihöyry sitoo ·,·.; paljon lämpöenergiaa rummusta. Jäähdytetty kromi-nikkeli-teräs-rumpu sallii ·*“: materiaalina entistä korkeammat polttolämpötilat uunissa.• · ,, Effective cooling of the drum is achieved by blowing the drum to the intermediate space. · * *. 25 air mixed with water in liquid form. Its evaporation reduces the heat of the air gap and thus the temperature of the entire drum. The resulting water vapor binds ·, · .; a lot of thermal energy from the drum. The cooled chrome-nickel-steel drum allows · * “: the material has higher combustion temperatures in the furnace.
» # ’ · · ’ 30 Kemialliset reaktiot nopeutuvat korkeissa lämpötiloissa uuden menetelmän ,· , ansiosta yleisesti. Supermyrkytkin tuhoutuvat noin 1000 asteen kuumuudessa yleisesti, kun viipymäaika uunissa on riittävän pitkä, esimerkiksi 1 ... 2 sekun-' “ tia. Haitallisten polttokaasujen pääsy ilmakehään voidaan estää esimerkiksi 8 113563 pesurikäsittelyllä. Poistokaasut voidaan käsitellä korkeassa lämmössä esimerkiksi kalkkilietteen avulla. Tällöin poistokaasun aineosat joutuvat tekemisiin reaktiivisen kalsiumoksidin kanssa ja reagoivat sen kanssa sitoutuen siihen. Poistokaasupesurissa voidaan käyttää myös muita kemikaaleja halutun reakti-5 on synnyttämiseksi tai puhtausasteen saavuttamiseksi. Näin voidaan poisto-kaasuista ja kiinteistä lämpökäsitellyistä massoista poistaa useimmat ongelmajätteet. Jätteiden käsittely, hävittäminen, muuntaminen ja erityisesti jätteiden hyötykäyttö on keksinnön eräs tärkeä tarkoitus.»# '· ·' 30 Chemical reactions accelerate at high temperatures thanks to the new method, ·, in general. The super-poison switch is destroyed at about 1000 degrees Celsius generally when the residence time in the furnace is long enough, for example 1 ... 2 seconds. For example, 8 113563 scrubber treatment can prevent the entry of harmful combustion gases into the atmosphere. Exhaust gases can be treated with high heat, for example by means of lime sludge. The components of the exhaust gas are then exposed to and react with the reactive calcium oxide. Other chemicals may also be used in the scrubber scrubber to produce the desired reaction or purity. In this way, most of the hazardous waste from the exhaust gases and solid heat-treated masses can be removed. The treatment, disposal, conversion and, in particular, recovery of waste is an important object of the invention.
10 Uunista poistuvien kaasujen seurantaan voidaan liittää jatkuvatoiminen kaasu-analysaattori, joka voi rekisteröidä automaattisestikin poistokaasun laadun ja hyväksyttävyyden. Samoin voidaan kiinteistä tai nestemäisistä lämpökäsitellyistä massoista rekisteröidä automaattisesti tuotteen laatu ja sen hyväksyttävyys, ilman kalliita yksittäisiä mittauksia. Näin voidaan turvata lämpökäsittelytoimin-15 nan turvallisuus ympäristön kannalta.10 A continuous gas analyzer may be attached to the exhaust gas monitoring, which may also automatically record the quality and acceptability of the exhaust gas. Similarly, solid or liquid heat-treated masses can automatically record the quality of the product and its acceptability, without the need for expensive individual measurements. This is to ensure the environmental safety of the heat treatment operations.
Jäähdytyksessä syntyvää vesihöyryä, sen painetta ja energiaa voidaan käyttää materiaalin esilämmitykseen tai haluttaessa energian tuotantoon esimerkiksi höyryturbiinissa. Puhdas kuuma vesihöyry voidaan laskea sellaisenaan halutta-20 essa myös luontoon, jos sen energiaa ei haluta käyttää hyväksi eikä rakentaa suuria putkistoja. Tulenkestävän kromi-nikkeli-teräslevyn lujuuden säilyttämi-. : ·. seksi korkeassa lämpötilassa väliaineella jäähdytettävyys on edullista. Jäähdyt- tävä väliaine voi olla esimerkiksi lämpökäsiteltävä materiaali itse kylmänä en-The water vapor generated by cooling, its pressure and energy can be used to preheat the material or, if desired, to generate energy, for example in a steam turbine. If desired, pure hot water vapor can also be discharged into nature if its energy is not used and large pipelines are not built. To maintain the strength of the refractory chrome-nickel steel sheet. : ·. sex at high temperature medium cooling is preferred. The cooling medium may be, for example, the heat-treatable material itself cold before
> I I> I I
nen kuumennusprosessia. Ilma, vesi tai muu helposti saatava jäähdytysmateri-25 aali voi olla myös jäähdyttävänä väliaineena.heating process. Air, water, or other readily available refrigerant material may also be a cooling medium.
• i > ·*.·*: Jäähdytyksessä käytetty ilma voidaan johtaa lämmönvaihtimeen, jossa energia voidaan ottaa talteen jatkoprosessia varten tai muuhun hyötykäyttöön. Suurten : kuumien ja paisuneiden ilmamäärien käsittely on hiukan hankalaa. Sen vuoksi ." ’. 30 jäähdytysilma voidaan laskea suoraan poiskin lämmitettynä ja ehkä vesihöyryä sisältävänä.• i> · *. · *: The air used for cooling can be fed to a heat exchanger where energy can be recovered for further processing or other utilization. Large: Hot and swollen volumes of air are a bit tricky to handle. Therefore, cooling air may be directly discharged when heated and possibly containing water vapor.
I » | » » t 4 « » i * 1 tI »| »» T 4 «» i * 1 t
> I> I
9 1135639 113563
Uuden keksinnön avulla voidaan toteuttaa monenlaisia tavoitteita muotoilemalla kuumennusrumpu eri tavoin. Yksinkertaisin muoto on sylinterimäinen putki-rumpu, johon kuumennettava materiaali syötetään toisesta päästä (A), ja poistetaan vastakkaisesta tai samasta päästä ( B 1 ). Sen poltin voi tuottaa 5 suoraviivaisesti etenevän pyörintäakselin 13 suunnassa etenevän liekin. Tällöin lämmönlähde ( C ) voi olla keskiöakselilla, ja poistokaasujen ulosmeno samalla akselilla sylinterimäisen polttokammion vastakkaisessa päässä.The novel invention can accomplish a variety of objectives by designing the heating drum in different ways. The simplest form is a cylindrical tube drum into which the material to be heated is fed from one end (A) and removed from the opposite or same end (B 1). Its burner may produce a flame 5 extending in the direction of the linearly rotating axis 13 of the burner. In this case, the heat source (C) may be on the center axis and the exhaust gas outlet on the same axis at the opposite end of the cylindrical combustion chamber.
Polttoliekki voi myös pyöriä spiraalimaisena pyörreliekkinä, jolloin polttoaine ja 10 paloilma saatetaan pyörreliikkeeseen syklonin tavoin. Jos polttoaine ja paloilma syötetään ulkokehälle oleellisesti tangentiaalisesti esimerkiksi syöttösiipien avulla pyörteeksi, muodostuu paloillaan palava ulkopyörre. Se etenee spiraali-maisesti akselin suunnassa eteenpäin kohti pyörretilan toista päätä vapaana ulkopyörteenä. Kartion tai tasomaisen päätyseinän kohdattuaan vapaan pyör-15 teen nopeus laskee pintakitkan vaikutuksesta. Suuremmat hiukkaset joutuvat kartion tai kannen pintaa pitkin kulkevaan virtauskerrokseen ja raskaiden hiukkasten keskuspoistoon.The combustion flame can also rotate as a spiral vortex flame, whereupon the fuel and the combustion air are brought into a vortex motion like a cyclone. If fuel and combustion air are fed substantially tangentially to the outer periphery, for example by means of feed wings, an external vortex is formed with its burns. It proceeds helically in the axial direction towards the other end of the vortex space as a free external vortex. Upon contact with the cone or planar end wall, the speed of the free wheel 15 decreases due to surface friction. Larger particles are exposed to the flow layer passing along the surface of the cone or lid and the central removal of heavy particles.
Jos pyörrettä heijastava pääty on kartion muotoinen, pyörteen pintavirtaus ja • · \ 20 sen mukana isommat tai raskaammat hiukkaset joutuvat kartion kärkeen ja siellä olevaan poistoon B 2. Kevyemmät hiukkaset kääntyvät akselin suunnas-sa kartiosta kohti keskusputkea, josta keveimmät hiukkaset johdetaan poistoon B 3 Näin sijoittamalla pyörrekammion tai palotilan toiseen päähän kartio saa- • · ... daan palopyörre kääntymään kartiossa pienempisäteiseksi sisäpyörteeksi, joka • ♦ 25 etenee akselin suunnassa vastakkaiseen suuntaan kuin isompi ulkopyörre , 11 . kuvan 11 mukaisella periaatteella.If the vortex reflecting end is conical, the surface flow of the vortex and the larger or heavier particles with it will end up at the tip of the cone and in the outlet B 2. The lighter particles will rotate axially from the cone towards the central tube, positioning the cone at one end of the vortex chamber or combustion chamber causes the fire vortex to • turn inside the cone into a smaller radius of inner radius that • ♦ 25 advances axially to the larger outer vortex; 11. 11.
, ·. Vapaassa sisäpyörteessä 52 on pienempi pyörintäsäde ja absoluuttinen no- *:i,: peus suurempi kuin isommalla säteellä ulkopyörteessä 51. Näistä seuraa sisä- 30 pyörteen suuri keskipakovoima, joka pystyy heittämään suhteellisen pienenkin ‘ : hiukkasen ulkokehälle. Kartiolla varustettu pyörrekammio voi lajitella kuumen- ‘ · · · ’ nuspyörteen hiukkaset kahteen koko- tai keveysluokkaan. Kevyiden hiukkasten kulkeutumista kartion kärkeen ja siellä olevaan poistoon voidaan edistää ime- 10 113563 mällä kartion kärjestä osa syöttöilmasta hiukkasten poistoon. Kartiollinen pyörre-erotin saadaan näin toimimaan hiukkaserottimena, jossa erotetut hiukkaset on lajiteltu kahteen kokoluokkaan. Erotetut hiukkaset voidaan erottaa kaasusta esimerkiksi multisyklonin tai kuitusuodattimen avulla. Uloimpana 5 pyörivä rumpu 1 kerää pinnalleen kaikkein suurimmat partikkelit myös omaan poistoonsa B 1., ·. The free inner vortex 52 has a smaller radius of rotation and an absolute velocity greater than the larger radius of the outer vortex 51. This results in a large centrifugal force of the inner vortex capable of casting a relatively small ': particle onto the outer periphery. The conical vortex chamber can sort the particles of the heating vortex into two size or light classes. The transfer of the light particles to the tip of the cone and the removal therefrom can be promoted by sucking the tip of the cone from the feed air to remove the particles. The conical vortex separator is thus made to function as a particle separator, in which the separated particles are sorted into two size classes. The separated particles can be separated from the gas by, for example, a multicyclone or a fiber filter. The outermost 5 rotating drum 1 also collects the largest particles on its surface for its own removal B 1.
Lopputuloksena saadaan pyörrekammiosta ja rummusta yhteensä kolme erilaista fraktiota kuumennettuja hiukkasia, jotka poikkeavat toisistaan raekoon tai 10 tiheyden puolesta. Välillisesti saadaan erilaisia tuotteita kemiallisilta ominaisuuksiltaan eri käyttötarkoituksiin.The result is a total of three different fractions of heated particles from the vortex chamber and drum, which differ in grain size or density. Indirectly, different products with different chemical properties are used for different purposes.
Kartiolla varustettu kuumennuskammio saadaan toimimaan näin syklonierotti-men pyörrekammiona. Se voi erotella kevyet ja raskaat partikkelit toisistaan 15 suurella keskipakovoimallaan ja nopeudellaan molemmissa pyörteissä. Kar-tiokulmaa ja syöttönopeutta vaihtamalla saadaan poltto- tai kuumennuskammio toimimaan myös lajittimena eri massaisille tai -kokoisille hiukkasille erilaisiin kokoluokkiin. Pyörivä polttorumpu 1 liikkuu omassa tahdissaan pyörteistä riippumatta omalla pyörityskoneistollaan halutulla nopeudella ja suunnalla.The conical heating chamber is made to act as a cyclone separator vortex chamber. It can distinguish between light and heavy particles with 15 high centrifugal forces and speeds in both vortexes. By changing the taper angle and feed rate, the combustion or heating chamber can also act as a screen for particles of different masses or sizes in different size classes. The rotating burner drum 1 moves at its own pace, independently of the eddies, with its own rotary drive at the desired speed and direction.
'·*·; 20'· · *; 20
Keksinnössä kysymyksessä ei ole siten pelkästään materiaalin lämpökäsittely-laite, vaan myös lajittelu- ja jalostuslaitos monenlaisiin tehtäviin. Yleensä läm-Thus, the invention is not only a heat treatment device for the material, but also a sorting and processing plant for a variety of tasks. Usually warm
* I* I
’' *. pökäsittelystä saatavan yhden tuotteen sijasta saadaan uudesta laitoksesta t « useita erilaisia tuotteita. Tämä on suuri etu etenkin hienojakoisten materiaalien * · 25 hyödyntämisessä ja jätteiden hyötykäytössä.'' *. instead of a single product from a batch process, the new plant provides several different products. This is a great advantage, especially in the recovery of fine materials * · 25 and in the recovery of waste.
« , · · ·, Sähköisillä taajuusmuuttajilla ja suunnanvaihtajilla saadaan kuumennusrummun * ♦ * , ·, nopeutta ja pyörimissuuntaa vaihdetuksi nopeasti kulloisenkin tilanteen mukai- I I « *:;.: seksi. Pyörimisnopeutta ja suuntaa vaihtamalla saadaan materiaali kulkemaan 30 rummussa eri tavoin. Tuotteiden kemialliset ominaisuudet voivat olla myös " toisistaan poikkeavia, eikä vain ero raekoossa. Niitä voidaan myös seurata »»* ’ · · * ’ jatkuvatoimisilla analysaattoreilla samoin kuin syöttömateriaalin koostumusta.«, · · ·, The electric drives and inverters allow the heating drum * ♦ *, ·, speed and direction of rotation to be quickly changed according to the situation. By changing the rotation speed and direction, the material can travel in 30 drums in different ways. The chemical properties of the products may also be "different, not just the difference in grain size. They may also be monitored by» »* '· · *' continuous analyzers as well as the composition of the feed material.
11 11356311 113563
Pyörivän rummun seiniin sijoitetuilla läpinäkyvillä ikkunoilla voidaan prosessia seurata valvoa ja säätää. Prosessin seurannan apuna voidaan käyttää videokameroita rekisteröivien mittausantureiden lisäksi.Transparent windows placed on the walls of the rotating drum allow monitoring and control of the process. In addition to measuring sensors that record video cameras, process monitoring can be used.
5 Kemiallisia vaikutuksia voidaan saada syntymään lämpökäsittelyrummussa syöttämällä aktiivisia lisäaineita uuniin. Tällainen voi olla esimerkiksi kalkkikivi eli kalsiumkarbonaatti. Se hajoaa noin 825 ... 850 asteen lämmössä kalsiumok-sidiksi ja hiilidioksidiksi. Näistä kalsiumoksidi on hyvin reaktiivinen muiden aineiden kanssa. Uunin kuumuudessa se voi sulattaa muiden partikkeleiden 10 pintaa. Uunin lämpötilaa voidaan mitata jatkuvatoimisilla rekisteröivillä mittareilla elektronisesti.5 Chemical effects can be generated in the heat treatment drum by supplying active additives to the furnace. This may be, for example, limestone or calcium carbonate. It decomposes at about 825 to 850 degrees Celsius into calcium oxide and carbon dioxide. Of these, calcium oxide is highly reactive with other substances. In the heat of the furnace, it can melt 10 surfaces of other particles. The furnace temperature can be measured electronically with continuous recording meters.
Tekemällä esimerkiksi kevytsoraa silttisavesta tai savisesta siltistä suurimmat karkeat partikkelit eli silttihiukkaset joutuvat pelletin pintaan korkeamman sula-15 mislämmön vaikutuksesta. Kuva 17 havainnollistaa tätä ilmiötä. Kevytsorapelle-tin pintakerros sisältää tällöin paljon piidioksidikiteitä eli kvartsia, joka on yleensä vaikeasti sulavaa. Kalsiumoksidi voi muodostaa muiden sulateoksidien kanssa eutektisia seoksia, jolloin vaikeasti sulavien yhdisteseoksen sulamispiste alenee ja sulaminen tapahtuu suhteellisen alhaisessakin lämmössä. Kuva 18 ' · ·' 20 havainnollistaa lasimaisen lujan sidoksen sulamista pellettien pintaan ja pellet tien välille keski karkeasta materiaalista esimerkiksi siltistä, jonka raekoko on 2 ... 60 mikrometriä korkeassa lämmössä laattamaisen paisutetun tuotteen synnyttämiseksi.For example, by making light gravel from silty clay or clayey silt, the largest coarse particles, i.e., silt particles, are exposed to the pellet surface due to the higher melting heat. Figure 17 illustrates this phenomenon. The surface layer of the light gravel granule then contains a large amount of silica crystals, or quartz, which are generally poorly meltable. Calcium oxide can form eutectic mixtures with other melt oxides, whereby the melting point of the poorly melting compound mixture is lowered and melting occurs at relatively low heat. Figure 18 '· ·' 20 illustrates the melting of a glassy bond between the pellet surface and the pellet path by a medium coarse material, for example a bridge having a grain size of 2 to 60 micrometres at high heat to produce a flat expanded product.
• · • · • · 25 Keksintöä voidaan soveltaa monin tavoin mm. kevytsoran valmistuksessa ja t. jätteiden hyötykäytössä samaan aikaan. Savumaahan valunut öljy muodostaa .···< valmiin raaka-aineen kevytsoran valmistukseen, jossa nykyisin puhtaaseen t'·’] saveen sekoitetaan polttoöljyä paisumisen edistämiseksi. Tämä maksaa luon- ;; t: nollisesti paljon, kun kallis polttoaine käytetään tavallaan sekundääriseen tar- •: ·' 30 koitukseen. Sama tulos voidaan saavuttaa keksinnön avulla siten, että raaka-The invention can be practiced in many ways e.g. at the same time in the production of light gravel and t. ··· <is a finished raw material for the production of light gravel, in which currently pure t '·'] clay is blended with fuel oil to promote swelling. This pays for ;; t: a lot when expensive fuel is used for some sort of secondary purpose: • '30. The same result can be achieved by the invention so that
» I»I
:: ainesaveen sekoitetaan elintarviketeollisuuden jätteenä olevaa kasvisöljyä. Se :: paisuttaa pellettejä samoin kuin polttoöljy, mutta samalla poistuu yksi jäteongel ma. Keksinnön mukaisen suuren kuumennuslämpötilan vuoksi haitallisia palo- 113563 12 kaasuja ei muodostu. Samoin keksinnön avulla voidaan poltossa käyttää varsinaista jäteöljyä, kun poistokaasut ovat puhtaat pesurikäsittelyn jälkeen ja kiinteät ainekset on kapseloitu loppusijoituspaikalle tai yhdistetty kemiallisesti muihin aineisiin.:: Vegetable oil from the food industry is mixed with the ingredient clay. It :: expands pellets just like fuel oil, but at the same time eliminates one waste problem. Due to the high heating temperature of the invention, no harmful fire gases are formed. Similarly, the invention can use the actual waste oil for incineration when the waste gases are clean after the scrubber treatment and the solids are encapsulated at the disposal site or chemically combined with other substances.
55
Monessa tapauksessa viemäriliete lasketaan ongelmajätteeksi, kun ei ole riittävän varmoja käsittelytapoja. Keksinnön avulla tulos voidaan kontrolloida rekis-teröintilaitteilla. Keksinnön mukaiseen liikutettavaan laitokseen saadaan useimmat ongelmajätelaitoksen ominaisuudet.In many cases, sewage sludge is classified as hazardous waste when there is insufficient certainty about treatment. By means of the invention, the result can be controlled by recording devices. The movable plant of the invention provides most of the characteristics of a hazardous waste plant.
1010
Kalsiumoksidi sulattaa yksin tehokkaasti massaa yli 1040 Celsiusasteen lämmössä. Kalsiumoksidin sulattavan vaikutuksen ja entistä korkeamman lämpötilan vaikutuksesta pellettien pinta tulee lasimaiseksi. Kylmänä tällaisen kevytso-rarakeen puristuslujuus on suuri pallomaisen muodon ja lasikuoren vaikutuk-15 sesta. Näin voidaan tuottaa keksinnön avulla suuressa lämmössä arvokasta rakennusmateriaalia, jossa yhdistyvät kevytsoran keveys ja suuri puristuslujuus. Näin voidaan tuottaa helposti esimerkiksi uutta betonin runkoainetta, jolloin perinteinen kivi betonissa korvataan lasimaisella kerroksella lujitetulla tekokivellä. Siinä paisutettu huokoinen ydinosa toimii lämpöeristeenä betonis- ’ ·’ 20 sa, eikä kylmäsiltana kuten tavallinen kivi. Näin voidaan poistaa esimerkiksi » » * * · uusista rakennuksista kylmät betonilattiat ja betoniseinät, ja koko rakenne tulee kevyemmäksi.Calcium oxide alone effectively melts the mass at temperatures above 1040 degrees Celsius. Due to the melting effect of calcium oxide and the effect of higher temperatures, the surface of the pellets becomes glassy. When cold, such a lightweight granule has a high compression strength due to its spherical shape and glass envelope. In this way, the invention can produce high-value building material with high heat, combining lightweight grit lightness and high compressive strength. For example, it is easy to produce, for example, new concrete aggregate, replacing traditional stone in concrete with a glass-reinforced artificial stone. It has an expanded porous core that acts as a thermal insulation in concrete, rather than a cold bridge like ordinary stone. This can, for example, remove cold concrete floors and concrete walls from new buildings, »» * * · and make the whole structure lighter.
Kun keksinnön mukaiseen uuniin lisätään edelleen kalsiumkarbonaattia, ja • « 25 lämpötilaa pidetään korkealla, tapahtuu pinnan osittainen sulaminen lasimai-seksi kuoreksi koko uunissa olevassa pellettimassassa. Se antaa massalleWhen calcium carbonate is further added to the furnace of the invention and the temperature is kept high, the surface partially melts into a glass-like shell throughout the furnace pellet mass. It gives mass
• I• I
, -. t kylmänä suuren lujuuden, eräänlaisen raudoituksen. Kalkin eli kalsiumkar- bonaatin määrää ja lämpötilaa lisäämällä ja säätelemällä, voidaan sulamista * * # :;;,: lisätä ja pellettien yhteen tarttumista tehostaa. Kalsiumoksidin avulla voidaan •: · ‘ 30 sekalainen materiaali sulattaa yhteen eli "liimata" rakeet yhteen betonin tapai- :. * ·: seksi massaksi. Näin voidaan savesta, siltistä ja hiekasta tehdä keksinnön ' ·..: mukaisessa uunissa betonirakennetta vastaava tuote, mutta ilman kallista sementtiä. Lasimainen pintakerros voidaan tehdä piiyhdisteitä sulattamalla 13 113563 kappaleiden pintaan halutulla tavalla. Näin voidaan tehdä tuotteisiin haluttaessa lasimainen tiivis pinta, joka ei läpäise vettä. Jos tuotemassan ydinosa on huokoista kevyttä materiaalia, voidaan saada syntymään vedessä kelluva pönttööni., -. not cold for high strength, a kind of reinforcement. By increasing and controlling the amount and temperature of lime or calcium carbonate, the melting * * #: ;;:: can be increased and the pellet adhesion enhanced. Calcium oxide can be used to: · '30' mix material, or "glue" granules together in a concrete like manner. * ·: To the sex mass. In this way, clay, brick and sand can be made into a furnace according to the invention in a furnace according to the invention, but without expensive cement. The glassy surface layer can be made by fusing silicon compounds to the surface of the 13 113563 bodies as desired. This can be done on products with a glass-tight, water-impermeable surface if desired. If the core of the product mass is porous lightweight material, my floating bowl can be created.
55
Tiivis lasipinta voidaan synnyttää pelietteihin uunikäsittelyn jälkeen myös jälki-kuumennuksella erillisellä polttimella. Sisältä kuuman massan pintaa on helppo kuumentaa uudelleen, kun ydinosa on ennestään kuuma uunilämmityksen jälkeen. Uunin ulkopuolella paisutetut pelletit voidaan asettaa haluttuun muo-10 toon ja kokoon uunista riippumatta. Tarvittava kuumennin voi olla kooltaan pienehkö liikutettavakin jälkipoltin, esimerkiksi puhalluslamppu tai muu poltin, joka estää kuumennetun materiaalin jäähtymisen ja kovettumisen. Tarvittaessa jälkipolttimeen voidaan lisätä sulatusainetta esimerkiksi kalsiumoksidia. Näin voidaan muodostaa suuriakin kevyitä laattoja esimerkiksi silloiksi, tien pohjiksi, 15 rakennusten perustuksiksi, kelluviksi lentokentiksi ym. rakenteiksi. Tällaiset isot rakenteet on edullista tehdä suoraan lopulliselle paikalleen ja jäähdyttää ja antaa kovettua vasta siinä.A dense glass surface can also be generated on the slurry after the furnace treatment, also by post-heating with a separate burner. Inside, the hot mass surface is easy to reheat when the core is already hot after the oven heating. The expanded pellets on the outside of the furnace can be set to the desired shape and size, regardless of the furnace. The required heater may be a smaller movable afterburner, for example a blowing lamp or other burner that prevents the heated material from cooling and curing. If necessary, a melting agent such as calcium oxide may be added to the afterburner. In this way, large lightweight tiles can be formed, for example, as bridges, road foundations, foundations of buildings, floating airports and other structures. It is advantageous to make such large structures directly in their final position and to cool and allow to harden there.
Hienojakoista materiaalia on saatavissa keksinnön mukaisen kuumennusrum-20 mun raaka-aineeksi lähes mistä vain. Esimerkiksi savea kuljettavat kaikki virrat »*» ja joet mukanaan suuria määriä. Imupumpulla materiaali saadaan helposti f^ esimerkiksi laivaväylän pohjasta ylös. Sen jälkeen lietteen annetaan kuivua pari päivää auringon paisteessa. Liika vesi on edullista haihduttaa pois ennen uu- • t niin panoa. Uunissa tapahtuva kuivatus on kyllä mahdollista, mutta veden • · 25 haihduttaminen vaatii paljon kuumennusenergiaa. Nopeammin kuivunen saa- .,..: daan tapahtumaan suodattimen päällä ohuena kerroksena samaan tyyliin kuin . * · ·. paperiliete kuivatetaan viiran päällä paperitehtaassa, Kovettumisen jälkeen . \ massa siirretään jauhimen kautta kuumennusuuniin, missä tapahtuu lopullisen » ’ · '.M/ materiaalin valmistaminen. Tarvittaessa uuniin lisätään paisumista ja sulamista t · '·' 30 edistäviä aineita tai jäteainetta, esimerkiksi rautaoksidia, kalsiumkarbonaattijä-Fine material is available as a raw material for the heating drum 20 according to the invention from virtually anywhere. For example, clay is carried by all currents »*» and rivers carry large quantities. With the suction pump, the material is easily retrieved, for example, from the bottom of the shipping lane. The slurry is then allowed to dry for a few days in the sun. It is advantageous to evaporate the excess water before adding it. While drying in the oven is possible, evaporation of the water requires a large amount of heating energy. Faster drying is achieved by applying a thin layer on the filter in the same style as. * · ·. the paper slurry is dried over a wire in a paper mill, after curing. \ mass is transferred through a refiner to a heating furnace, where the final »'·' .M / material is produced. If necessary, expansion or melting agents or waste material such as iron oxide, calcium carbonate, etc. are added to the furnace.
• I• I
» * · ’; ': tettä, lentotuhkaa, paperin siistausmassaa jne.»* · '; : product, fly ash, paper deodorant, etc.
» * » 14 113563»*» 14 113563
Tekemällä esimerkiksi tien pohja keksinnön avulla vettä kevyemmästä lasimai-sella pinnoitteella päällystetystä massasta saadaan syntymään vedessä kelluvia tierakenteita eli ponttonisiltoja. Ne ovat arvokkaita monilla tulva-alueilla, missä ajoittain tieyhteydet ovat poikki. Samoin talot saadaan näillä alueilla 5 vedessä kelluviksi tulvatilanteessa, kun kuumennetun massan tilavuuspaino on alle veden tilavuuspainon. Yleensä tällaiset ponttooniratkaisut ovat kalliita, mutta tämän keksinnön avulla niiden valmistaminen tulee kohtuuhintaiseksi.By making the roadbed, for example, by means of the invention, a pulp coated with lighter glass than water is used to create floating road structures, i.e. pontoon bridges. They are valuable in many flood areas where road connections are sometimes interrupted. Similarly, the houses in these areas 5 are made to float in the water in the event of a flood when the heated mass has a volume density below the volume of water. Generally, such pontoon solutions are expensive, but with the present invention, their manufacture becomes affordable.
Huokoinen kevyt paisutettu tuote saadaan syntymään, kun raaka-ainemateriaa-10 lissa on hienompia hiukkasia kuin 0.002 mm eli 2 mikrometriä vähintään 10 ... 20 % koko uunin raaka-aineen syöttömäärästä. Näin voidaan monenlaiset hienojakoiset jätemateriaalitkin ottaa hyötykäyttöön, ja paisumaan esimerkiksi lämpöeristeeksi tai kevennysmateriaaliksi moneen tarkoitukseen. Sulattamalla pinnalle karkeammista kivennäishiukkasista (raekoko yli 0,1 mm) edelleen 15 lasimaista kuorta, saadaan lujuus vielä paranemaan materiaalissa.The porous light expanded product is produced when the raw material material 10 contains finer particles than 0.002 mm, or 2 micrometers, of at least 10 to 20% of the total feedstock input. In this way, a wide variety of fine-grained waste materials can also be recovered and expanded, for example, into thermal insulation or lightening material for many purposes. By melting further 15 glassy shells of coarser mineral particles (grain size greater than 0.1 mm) on the surface, the strength is further improved in the material.
Sulaneet piidioksidijuonteet toimivat massassa raudoituksen tapaan vetolujuutta kylmänä kestävinä osina massassa. Vertailukohtana on perinteinen lasipullo, jota on vaikea vetää poikki. Massalla on siten paljon vetolujuutta. Amorfinen 20 lasimainen materiaali saadaan rikkoutumaan, kuten lasi iskemällä sitä lujaa, mutta siitä ei ole haittaa monissa käyttöpaikoissa. Massan keveys ja läm-_ i.. möneristävyys on erittäin arvokas ominaisuus, joka syntyy varsin edullisesti t ‘ ['. luonnon materiaaleista tai jätteistä.The fused silica strands, like reinforcement, act as cold-resistant parts in the pulp, like reinforcement. The benchmark is the traditional glass bottle, which is difficult to pull. The mass thus has a high tensile strength. An amorphous 20 glassy material is made to break, like glass by impacting it hard, but is not detrimental in many applications. The lightness of the mass and the thermal insulation is a very valuable property which is produced quite advantageously t '[']. from natural materials or waste.
25 Lasikuitukankaat ovat myöskin lasimateriaalia, mutta ne kestävät useimmissa ....: käyttökohteissa erittäin hyvin. Kuuma keraaminen massa voidaan laskea kuu- » » . · · ·, mennusuunista suoraan lasikuitukankaan päälle, joka antaa materiaalille paljon vetolujuutta. Uunista lasikuitukankaalle putoava kuuma materiaali sulaa kan- * · ‘!!. ‘ kaan kanssa yhteen. Lasisäikeiden suren vetolujuuden ansiosta syntynyt yhdis- 30 telmä on erittäin lujaa. Erittäin ohuet lasikuitusäikeet kestävät myöskin taivutus-‘ · ‘: ta jossain määrin. Näin voidaan ottaa hyötykäyttöön suuret määrät jätelasikui- 15 113563 tua, jolle ei ole olemassa nykyisin käyttöä. Uusia vetoa kestäviä rakenteita voidaan tehdä luonnollisesti tämän mukaisesti kuumista pelleteistä ja lasikuidusta.25 Fiberglass fabrics are also glass materials, but they are very durable in most ....: applications. The hot ceramic mass can be counted as hot »». · · ·, Directly from the muffle furnace onto the fiberglass fabric, which gives the material a high tensile strength. The hot material that falls from the oven onto the fiberglass will melt * * '!!. 'Together. The combination resulting from the tensile strength of the glass filaments is extremely strong. The ultra-thin fiberglass strands also withstand the bending '·' to some extent. In this way, large quantities of waste glass fibers for which no use is currently available can be recovered. Naturally, new tensile structures can be made of hot pellets and fiberglass accordingly.
5 Kuumennuskäsittelyssä käytettävä hienojakoinen raaka-aine voidaan tuoda lopulliselle käyttöpaikalle tai tuotteen valmistuspaikalle jo etukäteen kuivumaan ja kovettumaan. Tällaista on esimerkiksi satamien ja laivaväylien ruoppauksessa syntyvä pohjaliete, jota ei sellaisenaan yleensä voida hyödyntää. Kaupunkien ja laivojen monenlaiset jätteet pohjasedimentissä vaativat korkean lämmön 10 kuumennuskäsittelyä, jossa saasteet tuhoutuvat. Lietteestä voidaan yleensä tehdä kevytsoraa, joka on arvokasta kevyttä ja eristävää rakennusmateriaalia monilla kaupunkialueilla.5 The finely divided raw material used in the heat treatment process can be brought to the final application site or to the product manufacturing site in advance for drying and curing. This is the case, for example, in the dredging of harbors and shipping lanes, which as such is generally not exploitable. Various types of urban and ship wastes in bottom sediments require high-heat 10 heat treatment, where pollution is destroyed. Slurry can usually be made into lightweight gravel, which is a valuable lightweight and insulating building material in many urban areas.
Keksinnön mukaisesti pienellä määrällä hienojakoista alle 2 mikrometrin hiuk-15 kaskokoista materiaalia saadaan sulaminen tapahtumaan helposti. Tällöin saadaan esimerkiksi hiekkarakeet "liimatuksi" yhteen esimerkiksi "asfalttitieksi" ilman bitumia tai sementtiä. Samoin voidaan keksinnön avulla tehdä tie arktisen ikiroudan päälle ilman suuria massan siirtoja ja kustannuksia. Paisuttamalla lisäaineilla syntynyttä laattaa saadaan muodostumaan ikiroutaa suojaava läm-20 pöeriste talojen ja teiden perustuksissa. Monessa tapauksessa pienen määrän » kuljettaminen hienojakoista materiaalia on edullisempaa kuin muun materiaalin (. siirto. Monet erämaatiet esim. hiekka-aavikoilla tai pohjoisissa olosuhteissa tulevat näin taloudellisesti mahdollisiksi.According to the invention, a small amount of fine-grained material of less than 2 micrometres in cascade size makes melting easy. Hereby, for example, the sand granules can be "glued" together, for example, as "asphalt road" without bitumen or cement. Likewise, the invention can make the way to the Arctic permafrost without much mass transfer and cost. By expanding the tiles created with additives, a permafrost-protecting thermal insulation on the foundations of houses and roads is formed. In many cases, transporting a small amount of finely divided material is more economical than transferring other material (...) Many wilderness roads, eg in the sand deserts or in northern conditions, are thus economically feasible.
25 Lasimaisella kvartsi- tai silikaattimassalla voidaan muodostaa myös kapseleita, ..,.: joihin voidaan myrkyt, raskasmetallit ynnä muut ei toivotut materiaalit sulkea ja . ·*. sitoa. Näin voidaan keksinnön avulla toteuttaa esimerkiksi jätteiden loppusijoit- , \ tamistakin sitomalla kemiallisesti jäte muihin aineisiin.It is also possible to form capsules with glassy quartz or silicate pulp, ..,.: Which can be poisonous, heavy metals and other unwanted materials can be sealed and. · *. tie. Thus, for example, the invention can accomplish the final disposal of waste by chemically binding the waste to other substances.
»I» · * · ] · ‘ 30 Lasikuitumatto on yksi jäte, jolle ei nykyisin ole käyttöä. Sen päälle laskemalla ’; / kuumana kevytsorapelletit saadaan sulamisessa syntymään kestävä yhdistel- * · · ‘ märakenne moniin tarkoituksiin. Lasikuitu antaa rakenteelle tärkeää vetolujuut ta.»I» · * ·] · '30 The glass fiber mat is one of the wastes that is not currently used. By putting it on top of '; / when hot, lightweight gravel pellets are obtained by melting to form a durable composite * · · 'structure for many purposes. Fiberglass gives the structure an important tensile strength.
16 11356316 113563
Keksinnön avulla korkeassa lämpötilassa käsiteltävä materiaali voidaan tehdä kylmänä kiinteäksi kivimäiseksi tuotteeksi tai huokoiseksi kylmänä lämpöä eristäväksi kevyeksi materiaaliksi tai niiden välimuodoksi lämpötilaa säätelemällä uunissa. Raaka-aineena massassa voidaan käyttää useimpia kivennäis-5 materiaaleja, esimerkiksi savea, tuhkaa, silttiä, hiekkaa kaivannaisjätettä, vie-märijätettä, teollisuusjätettä, jätemaata, saastunutta maata, lentotuhkaa, moreenia jne. Hienojakoiset materiaalit sulavat helposti uunin kuumuudessa erityisesti uuden uunimateriaalin lämmön heijastusominaisuuksien ja lämmönkestävyy-den ansiosta.By means of the invention, the material to be treated at high temperature can be made cold as a solid rocky product or as a porous cold as heat insulating light material or as an intermediate thereof by controlling the temperature in the oven. Most mineral materials can be used as raw materials in the pulp, for example clay, ash, silt, sand, mining waste, sewage sludge, industrial waste, waste soil, contaminated soil, fly ash, moraine, etc. The finely divided materials thanks to its heat resistance.
1010
Paisutettu kuumennustuote saadaan syntymään luonnon savesta noin 1150 Celsius-asteen lämmössä perinteisessä kuumennusrummussa. Hiukkaset menettävät tällöin kidevetensä, ja paisuvat kaasujen purkautuessa massaan. Tavallinen savi paisuu tässä lämmössä ilman lisäaineita perinteisessä uunissa. 15 Uudessa keksinnön mukaisessa kuumennusrummussa riittää paljon alhaisempikin lämpötila paisumisen saavuttamiseksi, oikealla materiaaliseoksella jopa 600 ... 800 asteen seinämälämmössä rummussa. Jos paisuminen ei ole riittävää, voidaan sitä edistää lisäämällä raaka-ainemassaan helposti hajoavia oksideja. Tällainen on esimerkiksi rautaoksidi, joka on metalliteollisuuden jätet- * . 20 tä. Paremmin se on tunnettu ruosteena. Rautaoksidi menettää happiatominsa , happikaasuksi, joka paisuttaa massaa. Jäljelle jäänyt metallinen rauta sitoutuu .·>·, puolestaan kivennäismateriaaliin, esimerkiksi saveen. Pienelläkin rautaoksidi-The expanded heating product is made from natural clay at about 1150 degrees Celsius in a conventional heating drum. The particles then lose their crystalline water and swell as the gases discharge into the mass. Ordinary clay expands in this heat without additives in a traditional oven. In the new heating drum according to the invention, even a much lower temperature is sufficient to achieve swelling, with the right mixture of materials at a wall temperature of up to 600 ... 800 degrees. If swelling is not sufficient, it can be promoted by adding readily decomposable oxides to the raw material. Such is, for example, iron oxide, which is a waste of the metal industry. 20 characters. It is better known as rust. Iron oxide loses its oxygen atom, an oxygen gas that expands the mass. The remaining metallic iron binds · · · to the mineral material, such as clay. Even a small amount of iron oxide
I II I
.,,,: lisäyksellä saadaan lähes kaikki massat paisumaan uunissa. Myös muissa , · · *. oksideissa tapahtuu vastaavanlaisia ilmiöitä ja massan paisumista.. ,,,: The addition causes almost all masses to swell in the oven. Also in other, · · *. similar phenomena occur in the oxides and the mass expands.
2525
Suuri pintalujuus saavutetaan sintraamalla eli pintaa sulattamalla tuote kor- keassa lämpötilassa noin 1000 ... 2000 Celsiusasteen lämmössä. Uudessa | >t uuniratkaisussa sintraantuminen voi tapahtua hiukan alhaisemmassa lämpöti- Iässä.High surface strength is achieved by sintering or melting the surface at a high temperature of about 1000 to 2000 degrees Celsius. In the new In a furnace solution, sintering can occur at slightly lower temperatures.
30 » »30 »»
* » I* »I
’;, ‘’ Liian nopean kovettumisen estämiseksi on edullista, että keksinnön mukainen * · " ·' uuni on liikkuva ja tuote lasketaan lopulliselle paikalleen heti uunista poistuttu- aan esimerkiksi tietä tai kenttää tehtäessä. Tällöin massan tekolaitteen on 17 113563 edullista liikkua, kun kuumennuskäsittelyn jälkeen materiaali jäähtyy nopeasti ja kovettuu. Tämän vuoksi muovausaika on pidettävä lyhyenä.In order to prevent too rapid curing, it is preferable that the * · "· oven according to the invention is movable and the product is lowered to its final position immediately upon leaving the furnace, for example, when making a road or field. after which, the material cools rapidly and hardens, therefore the molding time must be kept short.
Tuotteesta lämmön talteenotossa voidaan käyttää esimerkiksi arinajäähdytti-5 miä. Liian suuret uunissa syntyneet tuotekimpaleet on rikottava uunissa pienempiin kappaleisiin pudottamalla isot kappaleet korkealta uunin pohjalla olevalle leikkuuharjanteelle uunin käydessä. Kuva 20 esittää poikkileikkausta uuniin sijoitetuista tulenkestävistä nostintangoista. Niillä liian suuret kappaleet nostetaan rummun pyöriessä ylös ja pudotetaan uunissa ylhäältä alas ja rikkou-10 tumaan lattiaan törmätessä.For example, a grate cooler 5 may be used to recover heat from the product. Too large pieces of product created in the oven must be broken into smaller pieces by dropping large pieces from high up into the cutting brush on the bottom of the oven while the oven is running. Figure 20 is a cross-sectional view of the refractory lifting rods disposed in the furnace. They lift too large pieces as the drum rotates up and drop them in the oven from top to bottom and break the 10 when striking the nucleus floor.
Tämän jälkeen polttouunin tehoja voidaan nostaa tankonostimien avulla paljonkin pelkäämättä uunin syntyvää tarttuvaa rengasta niin sanottua kamirengasta. Siinä kevyet pelletit sulavat pinnaltaan ja tarttuvat yhteen isoiksikin kimpaleiksi 15 häiriten perinteisen uunin toimintaa.Thereafter, the power of the furnace can be increased by means of rod lifts without much fear of the so-called cam ring generated by the furnace. In it, the lightweight pellets melt from their surface and stick together even in large bundles 15, disrupting the operation of a traditional oven.
Tuotepelletit voidaan jäähdyttää helposti esimerkiksi ilmajäähdyttimellä puhaltamalla pellettimassaan runsaasti ilmaa. Vapautuva kuuma ilma tai höyry voidaan käyttää hyväksi esimerkiksi materiaalin esilämmityksessä. Lämmönvaihti-20 men avulla voidaan käytetystä kuumasta kaasusta poistaa lämpö johonkinThe product pellets can be easily cooled, for example by means of an air cooler, by blowing a large amount of air into the pellet mass. The released hot air or steam can be utilized, for example, in preheating the material. The heat exchanger 20 can be used to heat some of the hot gas used
< » I<»I
muuhun käyttöön. Käytetyn kaasun tilalle voidaan vaihtaa uusi kaasu, joka voi ... toimia uutena jäähdytysaineena. Lämmönvaihtimella jäähdytetty poistokaasu * » .I"· menee paljon pienempään tilaan kuin kuuma pakokaasu. Tällöin selvitään mm.for other use. Used gas can be replaced with new gas, which can ... act as a new refrigerant. Exhaust gas cooled by heat exchanger * ».I" · goes into a much smaller space than hot exhaust gas.
» · , · · ·. pienemmillä poistoputkistoilla.»·, · · ·. with smaller exhaust pipes.
» · 25 .,,,: Lämpö kulkee johtumalla tehokkaasti pituussuunnassa rumpurakennetta pitkin.»· 25. ,,,: Heat conducts efficiently longitudinally along the drum structure.
. · * *. Esimerkiksi kromi-nikkeli-teräksisessä sementtiklinkkerin polttouunissa voimak- I » * . '. käin säteilylämpö saa aikaan noin 1500 °C:n lämmön sementtiuunin massassa • * » » . i' yleisesti. Näin suuressa kuumuudessa mineraalit sulavat muodostaen Portland- * · 30 sementti-klinkkeriä. Lämpökäsiteltävä kylmä raaka-ainemateriaali voidaan '; (‘: ohjata käsittelyrumpuun toisesta päästä väliaineella jäähdyttämään kuuman ‘ ’ pään liikaa lämpöä.. · * *. For example, in a chrome-nickel-steel cement clinker kiln, I *. '. manually the radiant heat produces about 1500 ° C in the cement furnace mass • * »». I'm generally. Under such extreme heat, the minerals melt to form Portland * · 30 cement clinker. The heat-treated cold raw material may be '; (': Direct the treatment drum from one end to the medium to cool the hot head' 'too much heat.
18 113563 Jäähdyttävä väliaine voi olla esimerkiksi kuumennettava materiaali kylmänä, vesi, ilma tai kylmä tuotejauhe. Kromi-nikkeli-teräksen hyvän lämmönjohtavuu-den takia lämpötilaerot pyrkivät rummussa nopeasti tasaantumaan. Jäähdyttävänä väliaineena on tällöin kylmä raaka-ainemateriaali. Se auttaa kromi-nikkeli-5 teräslevyn lämpötilan pysymisessä riittävän alhaalla, että rumpumateriaalin lujuus säilyy riittävän korkealla.18 113563 The cooling medium may be, for example, material to be heated as cold, water, air or cold product powder. Because of the good thermal conductivity of chromium-nickel steel, the temperature differences in the drum tend to equalize quickly. The cooling medium is then cold raw material. It helps keep the temperature of the chromium-nickel-5 steel plate sufficiently low so that the strength of the drum material remains sufficiently high.
Suurin säteilylämpö tekee rummussa halutun kuumennustehtävän, mutta samalla esilämmittää raaka-aineen rumpua pitkin tapahtuvan lämmön johtumisen 10 avulla. Rumpu on tällöin on edullista tehdä yhtenäiseksi lämpöä johtavaksi metallirakenteeksi lämmönjohtumisen edistämiseksi. Kuumin säteilylämmön kohta rummussa tulee jäähdytetyksi samalla, kun kylmä raaka-aine tulee toisaalla rummussa esilämmitetyksi. Lämpö saadaan siirtymään pelkästään johtumalla ilman varsinaisia häviöitä. Kromi-nikkeli-teräslevy kestää nämä tarvittavat 15 lämpötilat ja lämpötilaerot erityisesti jäähdytettynä. Kromi-nikkeli-teräslevy on ruostumatonta materiaalia, joka estää korroosio-ongelmat ja antaa mahdollisuuden kemiallisesti vaativiin tehtäviin.The maximum radiant heat performs the desired heating function in the drum, but at the same time preheats the raw material by heat conduction along the drum. It is then advantageous to make the drum a uniform heat-conducting metal structure to promote heat conduction. The hottest point of radiant heat in the drum will be cooled while the cold raw material will be preheated elsewhere in the drum. The heat can only be transferred by conduction without any actual losses. The chromium-nickel-steel plate can withstand these required temperatures and temperature differences, especially when cooled. The chrome-nickel-steel plate is a stainless material that prevents corrosion problems and enables chemically demanding applications.
Lämmön johtumista kuumennusrummun pituussuunnassa voidaan lisätä pituus-20 suuntaisilla kromi-nikkeli-teräksestä tehdyllä harjanteilla, jotka pyörimisen aikana toimivat samalla kuumennettavan materiaalin nostimina ja heittiminä saaden ,'.,t materiaalihiukkaset irti rummun pinnasta säteilylämpöön kuumenemaan.The conduction of heat in the longitudinal direction of the heater drum can be increased by longitudinal chromium-nickel steel ridges which, during rotation, simultaneously act as lifts and throwers of the material to be heated, thereby removing the material particles from the surface of the drum to heat radiation.
I · , - · -, Tekokivien, sementin ja kevytsoran valmistus ovat tyypillisiä massatuotteita, 25 joiden valmistus vaatii paljon energiaa lämpökäsittelyssä. Saastuneiden mai-,, ,: den kunnostus ja jätteiden hävittäminen ovat myös tyypillisiä lämpökäsittely- . * ·. kohteita, joissa tarvitaan korkeaa lämpötilaa ja kemiallista kestävyyttä. Teolli- . ‘, suuden prosesseissa voidaan lämpökäsittelyllä saada materiaaleja uudelleen t * * * ;;. ’ käyttöön. Tällainen käyttö on esimerkiksi selluloosateollisuuden käyttämä mee- ’ I' 30 sauuni. Aineiden yhdistäminen uusiksi yhdisteiksi tai jakaminen erilaisiin kom ponentteihin kemiallisesti vaatii myös lämpökäsittelyä, usein korkeassa lämpö-' · · ‘ tilassa. Mahdollisia käyttöaloja ovat useimmat nykyteollisuuden alat.I ·, - · -, The manufacture of artificial stones, cement and light gravel are typical mass products 25, which require a lot of energy in the heat treatment. Remediation of contaminated land and waste disposal are also typical of heat treatment. * ·. items that require high temperature and chemical resistance. Industrial. In the processes of the mouth, the heat treatment can re-obtain the materials t * * * ;; ' for use. Such a use is, for example, the honey I '30 sauna used by the cellulose industry. Combining substances into new compounds or chemically dividing the substances into various components also requires heat treatment, often in a high temperature state. Potential fields of application are most of today's industries.
19 11356319 113563
Keksinnön raaka-aineena käytettävä tulenkestävä kromi-nikkeli-teräslevy on valmistettu tulenkestävästä metallilejeeringistä, jossa on kromia yleensä 16 ... 28 % ja nikkeliä 8 ... 24 %, joskus nikkeliä jopa 30...70 %. Lisäksi lejeeringissä on vähän hiiltä yleensä alle 0,2 %, vähän piitä yleensä alle 2,5 %, vähän man-5 gaania yleensä alle 2,5 % sekä raudan lisäksi pieniä määriä muita aineita esim. molybdeenia, vanadiinia, kuparia, kobolttia ja alumiinia. Metalliraaka-aine on hitsattavaa valmistuksen helpottamiseksi.The refractory chromium-nickel steel sheet used as the raw material of the invention is made of a refractory metal alloy containing generally 16 to 28% chromium and 8 to 24% nickel, sometimes up to 30 to 70% nickel. In addition, the alloy has a low carbon content of generally less than 0.2%, a low silicon content of less than 2.5%, a low man-5 gane content of less than 2.5% and iron in addition to small amounts of other substances such as molybdenum, vanadium, copper, cobalt . The metal raw material is weldable to facilitate manufacturing.
Seuraavat kuvat on tarkoitettu vain esimerkeiksi ja havainnollistamaan keksin-10 non toimintatapaa.The following figures are intended to be illustrative only and to illustrate the operation of the invention.
Kuvio 1 esittää poikkileikkauspalasta perinteisestä teräksisestä kuumennus-rummusta 16, joka on vuorattu keraamisilla kiilamaisilla tiilillä 17, jotka nojaavat toisiinsa. Tiilien tarkoituksena on suojata teräsrumpua suurelta säteilylämmöltä. 15 Rakenne on painava ja työläs rakentaa. Lämpötilamuutosten takia tiilien välissä on pieni rako 15.Figure 1 shows a cross-sectional piece of a conventional steel heating drum 16 lined with ceramic wedge-shaped bricks 17 leaning against one another. The purpose of the bricks is to protect the steel drum from high radiation heat. 15 The structure is heavy and laborious to build. Due to temperature changes there is a small gap 15 between the bricks.
Kuvio 2 esittää pituusleikkausta eräästä keksinnönmukaisesta väliaineella jäähdytettävästä kromi-nikkeli-teräksestä valmistetusta sylinterimäisestä kuu- 20 mennusrummusta 1. Tässä tapauksessa kiinteästä, seinämään 2 kiinnitetystä ., ”: polttimesta 6 lähtevä suurimman kromi-nikkeli-teräs-rumpuun kohdistuvan säteilylämmön alue on esitetty kuvion numeron 7 mukaisilla katkoviivojen esit- .···. tämällä alueella. Suuren säteilylämmön kohdatessa kromi-nikkeli-teräksestä ....: tehdyn rummun 1 lämpö heijastuu osittain takaisin rumpuun ja kuumennetta- 25 vaan materiaaliin 11. Osa säteilylämmöstä johtuu kromi-nikkeli-teräskerroksen läpi kuvion 2 nuolien 8 mukaisella periaatteella. Suurin rumpuun kohdistuva :··: säteilylämpö on karkeasti nuolien 8 esittämällä alueella, josta lämpö lähtee ·“; johtumaan rummun läpi ja pituussuunnassa nuolen 10 mukaisesti rummun : kylmää päätä kohden, missä lämpö kohtaa rumpuun tulevan kuumennettavan •»· · .···. 30 materiaalin 11. Kylmänä kuumennettava materiaali 11 voi toimia koko rummun 1 pääjäähdytysväliaineena syöttöluiskasta 12 rumpuun tultuaan. Syöttöluiskan 12 yläpuolelle ja vierelle voidaan sijoittaa kiinteä lämpösuojausseinä 2 säästämään uunin lämpöä. Materiaalin sisääntulolle ja poistolle uunista jätetään vain 20 113563 pienet aukot alareunaan A ja B1. Rummun kuumimmasta kohdasta lämpö johtuu osittain myös nuolen 9 suuntaan. Kromi-nikkeli-terässylinterin ulkopuolelle voidaan asettaa vielä toinen sylinterimäinen metallirumpu 4 kevyestä aineesta, esim. alumiinista tehtynä. Niiden väliin jäävä tila 3 voi olla ilmatilana, joka ei 5 johda lämpöä. Välitila voidaan täyttää myös keraamisella villalla, mutta se lisää lämpöä johtavaa väliainetta. Villa estää ilman liikkeet, mutta ne voidaan estää muutoinkin. Kuvassa 2 on esitetty myös kuumennetun materiaalin jälkikuumen-nin 37, joka lämmittää lämpökäsiteltyä materiaalia muovailtavuuden parantamiseksi.Fig. 2 is a longitudinal section through a fluid-cooled cylindrical heater drum 1 in accordance with the invention. In this case, the radius of the largest chromium-nickel steel drum exiting from the burner 6 is the radius of 7 · ···. in this area. When high radiant heat is encountered in chromium-nickel steel .... the heat of the drum 1 made is partially reflected back to the drum and the heating material 11. Part of the radiant heat is passed through the chromium-nickel steel layer according to the principle of arrows 8 in Figure 2. Maximum effect on the drum: ··: The radiant heat is roughly in the area indicated by the arrows 8 where the heat is emitted · “; dissipated through the drum and the longitudinal direction according to the arrow 10 of the drum per cold head, wherein the heat-face finish drum heated • »· · · · ·.. The cold-heated material 11 may serve as the main cooling medium of the entire drum 1 from the feed ramp 12 to the drum. A fixed thermal shield 2 may be positioned above and adjacent to the feed ramp 12 to conserve the heat of the furnace. Only 20 113563 small openings at bottom A and B1 are left for material inlet and outlet. at the hottest point of the drum due to heat partly in the direction of the arrow 9. Outside the chrome-nickel-steel cylinder, another cylindrical metal drum 4 made of lightweight material, e.g. aluminum, can be placed. The space 3 between them may be airspace 5 which does not conduct heat. The gap can also be filled with ceramic wool, but it adds heat-conducting medium. Wool blocks air movements, but they can be blocked anyway. Figure 2 also shows a post-heater 37 of the heated material, which heats the heat-treated material to improve the ductility.
10 Tässä tapauksessa lämpöeristystä on lisätty lämpöeristetilalla 3, joka on tyhjä välitila rummussa. Sinne voidaan johtaa jäähdyttävä ilmapuhallus tai ruiskuttaa ilman sekaan vesisuihku, joka höyrystyessään sitoo lämpöä ja jäähdyttää rumpua 1. Muun lämpöeristeen tarpeellisuus, laatu, eristeen paksuus ja pituus 15 määritetään tapauskohtaisesti. Yleensä rummun ulkopuolisena lämpöeristeenä voidaan käyttää esimerkiksi 5 ... 30 cm paksua keraamista villaa, joka tuulettuu normaalilla ilmalla tai villa pidetään alipaineessa alipainepumpun avulla lämpö-eristyskyvyn parantamiseksi. Lämpöeristeen päälle voidaan sijoittaa kevyt suojakerros esimerkiksi alumiinilevystä.10 In this case, the thermal insulation has been increased by the thermal insulation space 3, which is an empty space in the drum. A cooling jet of air may be introduced there, or a jet of water may be injected into the air which, when evaporated, will bind the heat and cool the drum 1. The need, quality, thickness and length of the other insulation will be determined on a case-by-case basis. Usually, for example, 5 to 30 cm thick ceramic wool, which is ventilated with normal air, or which is held under reduced pressure by means of a vacuum pump, may be used as the thermal insulation of the drum to improve the thermal insulation capacity. A lightweight protective layer, for example, of aluminum plate, can be placed on the thermal insulation.
20 .,.,: Kromi-nikkeli-teräs-rumpu voi olla sylinterimäinen. Rumpu 1 voi olla kuvan 2 . ’:mukaisesti kromi-nikkeli-terästä koko kuumennusrummun pituudelta tai kallis . ’ * ·. kromi-nikkeli-teräsrummun osa voi olla vain kuumimman säteilylämmön alueel- .;: la. Viileämmät osat kuumennusrummusta voidaan tehdä kalliin kromi-nikkeli- 25 teräksen säästämiseksi muusta metallista, esimerkiksi tavallisesta teräksestä. Rummun sylinterimäisen kromi-nikkeli-teräs-osan ja sylinterimäisen jatko-osan •:*·: liittäminen voidaan tehdä esimerkiksi hitsaamalla tai lämpöä johtavalla laippalii- ·’**: toksella. Kromi-nikkeli-teräksestä tehdyn kalliin rumpuosan molemmin puolin tai : vain toisella puolella voi olla muusta metallista, esim. tavallisesta teräksestä . · * ·. 30 tehty sylinterimäinen rummun jatko-osa. Sisään tuleva kuumennettava raaka- aine 11 on viileä väliainemateriaali ja valuu esimerkiksi luiskaa 12 pitkin rum-!. / puun sen toisesta päädystä jäähdyttäen koko rumpurakennetta massallaan.20.,.,: The chrome-nickel-steel drum may be cylindrical. The drum 1 may be as shown in Figure 2. ': Chrome-nickel steel over the entire length of the heating drum or expensive. '* ·. the part of the chromium-nickel steel drum can only be in the region of the hottest radiant heat. The cooler portions of the heating drum can be made to save expensive chromium-nickel steel from other metals, for example plain steel. The connection between the drum cylindrical chrome-nickel-steel part and the cylindrical extension •: * ·: can be accomplished, for example, by welding or by a heat-conducting flange connection. An expensive drum part made of chrome-nickel steel on either side, or: only one side can be made of another metal, eg plain steel. · * ·. 30 made cylindrical drum extension. The incoming heatable feedstock 11 is a cool medium material and flows, for example, along a ramp 12 in a drum. / wood at one end, cooling the entire drum structure with its mass.
Kuumennettava materiaali etenee rummussa kohti toista päätyä, jossa on pää- 21 113563 tyseinä 2 tarvittaessa tai päätyseinää ei ole ollenkaan. Kuumennuksen jälkeen lämpökäsitelty materiaali poistuu esimerkiksi rummun toisesta päädystä reunan yli. Rummusta poistunut lämpökäsitelty materiaali on vielä kuumaa, joten sen sisältämä lämpöenergia on edullista ottaa talteen esimerkiksi lämmönvaihtimel-5 la tunnettuun tapaan. Saatu lämpöenergia voidaan käyttää esimerkiksi polttoil-man esilämmittämiseen tai sillä voidaan esilämmittää kuumennettavaa materiaalia tai tuottaa sähköenergiaa.The material to be heated advances in the drum towards one end having the end wall 2, if necessary, or no end wall at all. After heating, the heat-treated material leaves, for example, one end of the drum over the edge. The heat-treated material exiting the drum is still hot, so it is advantageous to recover the heat energy contained therein, for example by means of a heat exchanger in a known manner. The thermal energy obtained can be used, for example, to preheat the combustion air, or it can be used to preheat the material to be heated or to generate electrical energy.
Poltin 6 ei yleensä pyöri rummun mukana, vaan se on kiinnitetty rummun ulko-10 puolelle. Polttimesta lähtevä liekki voi edetä polttokammioon akselin suunnassa suoraviivaisesti tai se voidaan saattaa pyörimään spiraalimaisesti syklonin tavoin kuvan 11 mukaisella periaatteella.The burner 6 generally does not rotate with the drum, but is attached to the outside of the drum 10. The flame exiting the burner may extend linearly in the axial direction of the combustion chamber or may be made to rotate in a spiral like cyclone, according to the principle of Figure 11.
Kuvio 3 esittää poikkileikkausta kuvassa 2 pitkin viivaa l-l. Lämpöeristeen 3 tai 15 tyhjän tilan ulkopuolelle voidaan tarvittaessa laittaa myös suojakerros 4 kuvassa 2. Kuvion mukainen rakenne on paksun näköinen mutta kevyt, jos eristeenä 3 käytetään keraamista villaa. Tyhjä välitila rummussa on tehokas lämpöeriste. Tämän vuoksi rummun pyörintänopeus voidaan nostaa halutun suuruiseksi.Figure 3 is a cross-sectional view taken along line I-1 in Figure 2. Outside the void space of the thermal insulation 3 or 15, a protective layer 4 in Figure 2 may also be applied if necessary. The structure shown in the figure is thick but light if ceramic wool is used as the insulation 3. The empty space in the drum is an effective thermal insulation. Therefore, the rotation speed of the drum can be increased to the desired level.
“': 20 Kuvio 4 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisesta kromi-nikkeli-teräsrum- * ;·*;. musta, jossa on kulutusta kestäviä harjanteita 23 materiaalin irrottamiseksi :rummun 1 pinnasta. Harjanne heittää materiaalin esimerkiksi nuolien 24 suun-:" ‘: taan erityisesti rummun pyöriessä suurella nopeudella. Harjanteet 23 voivat olla •; · ·: onttoja kuvan mukaisesti tai niihin voidaan sijoittaa rummun pituussuuntaisia 25 lämmönjohtimia esimerkiksi kromi-nikkeli-teräksestä. Kallistukset harjanteiden eri puolilla voivat olla eri suuria. Näin saadaan rummun pyörimissuuntaa vaih-‘ tamalla muutetuksi heiton voimakkuutta.Fig. 4 shows a cross-sectional view of a chromium-nickel-steel drum according to the invention. black with wear-resistant ridges 23 to remove material: from drum 1 surface. The ridge throws the material into the direction of the arrows 24, for example, especially when the drum is rotating at high speed. The ridge 23 may be •; · ·: hollow as shown or may include longitudinal heat conductors 25 of drum, e.g. chrome-nickel steel. can be of different sizes, thereby changing the direction of rotation of the drum by changing the thrust.
• : ’: Kuvio 5 esittää pituusleikkausta keksinnön mukaisesta kromi-nikkeli-teräsrum- » * » · :' 30 musta erittäin korkeilla lämpötila-alueilla. Suurimmalle lämpörasitukselle joutu- : va kromi-nikkeli-teräsrummun 1 alue voidaan suojata keraamisella tai muulla . · · ·. suojakerroksella 25. Tämä kerros voidaan levittää esimerkiksi ruiskuttamalla sitä suurta kuumuutta kestävään lujiteverkkoon.Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a chromium-nickel-steel drum in accordance with the invention in very high temperature ranges. The area of maximum heat stress: the area of the chromium-nickel steel drum 1 may be protected by ceramic or other means. · · ·. with a protective layer 25. This layer can be applied, for example, by spraying it on a high heat resistant reinforcing mesh.
22 11356322 113563
Kuvio 8 esittää pituusleikkausta kartiolla 28 varustetusta keksinnön mukaisesta kuumennusrummusta, joka voi toimia samalla lämpökäsitellyn materiaalin lajitti-mena ja erottimena. Syöttöilma ja polttoaine 31 tulevat siipien 30 ohjaamana oleellisesti tangentiaalisesti sylinterimäiseen pyörretilaan muodostaen ensin 5 ulkopyörteen. Kartiosta heijastuva pienisäteinen sisäpyörre sisältää kaikkein kevyimmät hiukkaset ja kaasut, jotka pyrkivät menemään keskusputkeen 21. Kuuman virtauksen takia keskusputki 21 on jäähdytettävä tehokkaasti tai valmistettava keraamisesta materiaalista tai kalliista erikoismetallista. Raaka-aineen syöttö jäähdyttää kartiota 28 ulkopuolelta, jos raaka-aine on kylmää.Fig. 8 shows a longitudinal section through a heating drum according to the invention provided with a cone 28, which can at the same time function as a screen and separator of heat-treated material. The feed air and fuel 31, guided by the blades 30, enter a substantially tangentially cylindrical vortex space, first forming an outer vortex. The cone-shaped low-radius inner vortex contains the lightest particles and gases that tend to enter the central conduit 21. Due to the hot flow, the central conduit 21 must be effectively cooled or made of ceramic material or expensive special metal. The feed of the raw material cools the cone 28 from the outside if the raw material is cold.
10 Tässä tapauksessa kartio on kiinnitetty virtausputkilla kuumennusrumpuun. Virtausputkissa 26 saadaan kulkemaan jäähdytysilma tai vesi rummun ja kartion 28 välillä. Rummun 1 pyöriessä syöttömateriaalin ohjaimet 33 pyörivät rummun mukana ja ahtavat materiaalia rumpuun nuolen suunnassa. Kartioon 28 on tehty ilmarako eristämään lämpöä metallista kaikkein pienimmällä ja kuumim-15 maila keskiöalueella. Ohuet putket 26 johtavat jäähdytyksen rummusta kartioon. Nuoli 18 tarkoittaa jäähdytysväliaineen, esimerkiksi ilman tai veden, sisääntuloa ja nuoli 19 ulosmenoa. Nuoli 31 tarkoittaa syöttöpyörteen yleistä virtaussuuntaa akselin suunnassa. Ohjainlevy 33 voi pyörimisen aikana johtaa kuumennettavaa syöttömateriaalia 32 sylinterimäiseen poltto- tai pyörrerum-20 puun 1. Kerros 20 voi olla kevyestä materiaalista valmistettu jäähdytysaineen, esim. veden tai ilman, virtausputki rummun 1 ympärillä. Käyttämällä monta . ·: ·. vaippakerrosta 20, ja niiden välissä virtaavaa jäähdytysvällainetta kuten ilmaa ;. ja/tai mahdollisesti vesisuihkua, joka höyrystyy vesihöyryksi, saadaan vaippa- •; · · j kerrokset asteittain kylmenemään, niin että uloimman kerroksen lämpötila on : * ’ *: 25 jopa alle 100 °C. Rummun 1 jäähdytyksen ja lämpösäteitä peilimäisesti heijastavan sisäpinnan ansiosta kuumennus ja jäähdytys saadaan tasapainote-•; · ·: tuksi siten, että kuumennusrummun ja sen rajoittaman kuumennustilan kuumim- • ’ ’ ’: man kohdan lämpötilaero on yli 300 °C, sopivimmin yli 400 °C. Kuumennustilan : . ·. kuumimman kohdan lämpötila on tyypillisesti yli 1000°C ja metallisen • » * » . ‘ . 30 kuumennusrummun kuumimman kohdan lämpötila on alle 700 °C, sopivimmin . noin 550 °C- 650 °C.10 In this case, the cone is secured to the heating drum by flow pipes. The flow tubes 26 allow cooling air or water to pass between the drum and the cone 28. The drum 1 rotates, the feed media guides 33 rotate with the drum and the drum ahtavat material in the direction of the arrow. The cone 28 is provided with an air gap to isolate heat from the metal in the smallest and hottest of the bat clubs. The thin tubes 26 conduct the cooling from the drum to the cone. The arrow 18 represents the inlet of the cooling medium, for example air or water, and the arrow 19 the outlet. The arrow 31 indicates the general direction of flow of the feed vortex in the axial direction. The baffle plate 33 may, during rotation, conduct the heated feed material 32 into the cylindrical combustion or vortex drum 20 wood 1. The layer 20 may be a light pipe of a coolant, e.g. water or air, flow pipe around the drum 1. Using many. ·: ·. a jacket layer 20 and a cooling medium such as air flowing therebetween; and / or possibly a water jet which evaporates to water vapor is obtained by a jacket; · · J layers to gradually cool down so that the temperature of the outer layer is: * '*: 25 even below 100 ° C. The cooling of the drum 1 and the inner surface reflecting the heat rays mirrors the heating and cooling; · ·: Such that the temperature difference between the hottest part of the heater drum and the heater • space it delimits is above 300 ° C, preferably above 400 ° C. Heating mode:. ·. the temperature of the hottest spot is typically above 1000 ° C and the metal • »*». '. The temperature of the hottest points of the 30 drum is below 700 ° C, preferably. from about 550 ° C to about 650 ° C.
23 11356323 113563
Kuvio 9 esittää poikkileikkausta pitkin viivaa IV-IV kuvassa 8. Syöttösiivet 30 voidaan säätää haluttuun ohjauskulmaan halutun pyörteen aikaansaamiseksi rummussa. Nousukulma voi olla säädettävissä materiaalin tai kapasiteetin mukaan. Polttoaineen sytytys tapahtuu jatkuvalla kipinäsytytyksellä välittömästi 5 siipien 30 jälkeen. Keskusputki 21 voi olla pinnoitettu tai jäähdytetty esimerkiksi vedellä suuren kuumuuden kestämiseksi. Rumpua 1 vasten voidaan jättää välitila rummun kuumentumisen välttämiseksi. Rumpu 1 voidaan lämpöeristää ilmatiloilla, jotka muodostuvat siksak-muotoon taivutettujen levyjen eri puolille.Fig. 9 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 8. The feed blades 30 may be adjusted to a desired steering angle to provide a desired vortex in the drum. The pitch may be adjustable according to material or capacity. The fuel is ignited by continuous spark ignition immediately after 5 wings 30. The central tube 21 may be coated or cooled, for example with water, to withstand high heat. An intermediate space may be provided against the drum 1 to avoid heating the drum. The drum 1 can be insulated with air spaces formed on different sides of zigzag-shaped sheets.
10 Kuvio 10 esittää poikkileikkausta pitkin viivaa V-V kuvassa 8. Kartion päässä olevaan aukkoon 34 vapaa pyörre kerää hienoa materiaalia kartiosta 28. Hieno materiaali voidaan johtaa jatkokäsittelyyn esimerkiksi multisykloniin tai kangas-suodattimelle partikkeleiden erottamiseksi kokonaan kaasusta.Fig. 10 shows a cross-section along the line V-V in Fig. 8. In the aperture 34 at the end of the cone, a free vortex collects fine material from cone 28. The fine material can be subjected to further processing, for example a multicyclone or fabric filter
15 Kuvio 11 esittää periaatetta kartiolla varustetun pyörrekammion kaksoispyör-teestä. Tangentiaalinen syöttö 53 muodostaa ensin isompisäteisen ulkopyör-teen 51. Kartion aiheuttaman kitkan vuoksi pyörre loppuu ja kääntyy keskusput-kea kohti suuntautuneeksi pienisäteiseksi sisäpyörteeksi 52. Kaikkein hienojakoisin materiaali poistuu B3:n kautta suuren keskipakoiskäsittelyn jälkeen.Figure 11 illustrates the principle of a double vortex vortex chamber. The tangential feed 53 first forms a larger radius outer vortex 51. Due to the friction caused by the cone, the vortex ends and turns into a small radius inner vortex 52 directed towards the center tube. The most finely divided material exits via B3 after a large centrifugal treatment.
20 Kartion kärjestä poistuu vähän karkeampi fraktio poiston B2 kautta.20 A slightly coarser fraction is removed from the tip of the cone through B2.
. Kuvio 12 esittää lämmöneristystä, joka on toteutettu taivuttamalla kromi-nikkeli- :" ‘: teräslevyä 35 rummun 20 sisään siksak-muotoon muodostamaan tyhjätiloja 18 •: · · j ja 19 jäähdytysaineen kulkua varten. Taivutettu levy 35 on hitsattu rumpuun 20 25 vain kunkin palasen yhdestä kohtaa, joten lämpöliikkeet ovat mahdollisia.. Fig. 12 shows the heat insulation obtained by bending the chromium-nickel steel sheet 35 inside the drum 20 to form a zigzag for voids 18 • · · j and 19 for the passage of refrigerant. The bent plate 35 is welded to the drum 20 25 only for each piece. at one point, so heat movements are possible.
•: · i Kuvio 13 esittää kaksikerroksista siksak-levyrakennetta, jolloin lämpöä eristäviä • ’tyhjätiloja muodostuu paljon ja lämmön johtumismatka metallirakenteessa on : .·. pitkä. Näin lämmön kulku rakenteessa vaikeutuu. Tyhjätiloihin 18 ja 19 voidaan ; * ‘ ·. 30 suihkuttaa vettä nestemuodossa, joka höyrystyessään sitoo lämpöä rummusta, . tai kylmää ilmaa jäähdyttämään rumpua 1. Rakenteen lujuutta voidaan paran- taa välirummulla 36.Figure 13 shows a two - layer zigzag sheet structure, whereby a large amount of heat - insulating voids are • formed and the heat conduction distance in the metal structure is:. long. This makes the heat flow in the structure more difficult. The voids 18 and 19 may be; * '·. 30 spray water in liquid form which, when evaporated, traps heat from the drum,. or cold air to cool the drum 1. Strength of the structure can be improved by the intermediate drum 36.
> · * 24 113563> · * 24 113563
Kuvio 14 esittää sivukuvaa keksinnön mukaisesta pyörillä 57 liikkuvasta kuu-mennuslaitteesta, jolla voidaan levittää kuumaa materiaalia suoraan rakennuspaikalle esimerkiksi tien perustaksi 44. Perusta voidaan tehdä lujaksi tai kevyeksi tarpeen mukaan lisäaineilla. Massan 44 muovailtavuutta voidaan parantaa 5 tarpeen mukaan pienellä lisälämmityslaitteella, esimerkiksi puhalluslampun tyyppisellä lisäkuumentimella (ei esitetty kuvassa). Osa 41 tarkoittaa kuumennettavan materiaalin syöttösuppiloa ja osa 42 tarkoittaa multisyklonia, kangas-suodatinta tai hienon aineksen keräilysäiliötä.Fig. 14 is a side elevational view of a wheeled heater 57 according to the invention for applying hot material directly to a construction site, for example as a road base 44. The base may be made strong or light with additives as required. The ductility of the pulp 44 can be improved 5 as needed by a small additional heater, for example an auxiliary heater of the blowing lamp type (not shown). Part 41 denotes a hopper for the material to be heated, and part 42 denotes a multicyclone, a fabric filter, or a fine material collection container.
10 Kuvio 15 esittää sivukuvaa keksinnön mukaisesta liikutettavasta laitteesta veden rantaan pysäköitynä. Materiaali voidaan laskea haluttaessa veden varaan kuumentamisen ja jäähdytyksen jälkeen esimerkiksi ponttooniksi, sillaksi tai kelluvaksi lautaksi 45, joka voi olla esimerkiksi osa suurta kelluvaa lentokenttää. Kuumennettava materiaali voidaan esilämmittää paisumisen edistämi-15 seksi ja kelluvuuden parantamiseksi erillisessä rummussa 55.Figure 15 is a side view of a movable device according to the invention parked on a waterfront. If desired, the material may be lowered into water, after heating and cooling, for example as a pontoon, bridge or floating platform 45, which may be, for example, part of a large floating airport. The material to be heated may be preheated to promote expansion and improve buoyancy in a separate drum 55.
Kuvio 16 esittää kahden rummun 1 ja 20 välissä jäähdytysilman ohjaamista kanavia 18 ja 19 pitkin. Ilman kulku voidaan suunnitella niin, että järjestelmä toimii rummun jäähdyttämiseksi lämmönvaihtimen tavoin, jolloin saadaan myös >' *. 20 kuumaa ilmaa haluttuun käyttötarkoitukseen. Välilevyjen 35 tarkoitus on kasvat- •: *. I taa lämmön johtumismatkaa viiston rakenteen avulla.Fig. 16 shows the cooling air guiding between the two drums 1 and 20 through the channels 18 and 19. The air passage can be designed so that the system functions to cool the drum like a heat exchanger, thus also providing> '*. 20 hot air for desired application. The purpose of the baffles 35 is to increase •: *. I provide heat conduction distance by means of sloping structure.
:Kuvio 17 esittää periaatetta uunissa tapahtuvan pelletin massahiukkasten : *: sijoittumisesta kuumennusvaahtoutumisessa. Isompikokoiset partikkelit 39 eivät 25 sula helposti, joten ne joutuvat pelletin pintaan. Rakeen keskelle jää hienommasta aineksesta muodostunut huokoinen ja kevyt aines 40. Uloimmaksi jää sintrautumisessa syntynyt lasimainen kerros 38, jonka syntyä ja sulamista *...·* kalsiumoksidi edistää uunissa.Figure 17 illustrates the principle of: *: placement of furnace pellet pulp particles in heating foam. Larger size particles 39 do not melt easily, so they end up on the pellet surface. In the center of the granule remains a porous and light material 40 of finer material. The outermost part is a vitreous layer 38 formed by sintering, the formation and melting of which is promoted by calcium oxide in the furnace.
< I I · : ’": 30 Kuvio 18 esittää korkeassa lämpötilassa yhteen sulaneita ja liimautuneita : kuvan 17 mukaisia pellettejä. Kappaleella voi olla suuri lujuus lasimaisen ainek- I | · , · , sen 40 ansiosta, vaikka paino onkin kohtalaisen pieni.Fig. 18 shows high temperature melted and glued pellets according to Fig. 17. The body can have high strength due to its glassy material, although its weight is moderately low.
25 11356325 113563
Kuvio 19 esittää leikkausta keksinnön mukaisesti tehdystä tierakenteesta, missä huokoisten ja kevyiden alakerrosten 48 päälle on levitetty lujempi pintakerros 47 ja asfaltti 46.Figure 19 is a sectional view of a road structure made in accordance with the invention, wherein a stronger surface layer 47 and asphalt 46 are applied over porous and lightweight lower layers 48.
5 Kuvio 20 esittää poikkileikkauksen osaa keksinnön mukaisesta kuumennusrum-musta, jossa uuniin kertyneiden yhteensulaneiden pellettikimppujen 50 pituussuuntaiset eri etäisyyksillä kuumennusrummusta 1 sijaitsevat suurta lämpötilaa kestävät nostotangot 49 voivat nostaa rumpua vasten erikokoisia yhteen liimautuneita kimppuja 50 rummun pyöriessä ylös. Pellettikimppu putoaa uunin pyö-10 riessä ylhäältä alas, ja särkyy kappaleiksi törmätessään kovaan alustaa uunissa. Näin uunin toiminta voi jatkua normaalisti, vaikka uunin lämpötilaa onkin nostettu keksinnön mukaisesti ja pellettikimppujen syntymisriski kasvaa. Tangot on kiinnitetty päistään erillisiin renkaisiin.Fig. 20 is a cross-sectional view of a portion of a heating drum according to the invention in which high temperature-resistant lifting rods 49 at different distances from the heating drum 1 accumulated in the furnace fused pellet bundles 50 can lift differently sized bundles of drum 50 against the drum. The pellet bundle drops from the top to the bottom of the oven wheel and breaks into pieces when it hits a hard surface in the oven. In this way, the furnace can continue to function normally even though the furnace temperature has been increased in accordance with the invention and the risk of pellet bundles is increased. The rods are fastened to their rings at their ends.
15 Kuvio 21 esittää vedessä kelluvaa keksinnön mukaisesti toteutettua lauttaa tai laituria, jossa paisunut materiaali 48 pitää lautan keveytensä ansiosta kellumassa. Luja materiaali 47 kestää liikenteen kuormat.Figure 21 shows a water-floating raft or pier constructed in accordance with the invention in which the expanded material 48 keeps the raft floating due to its lightness. Robust material 47 withstands traffic loads.
Kuvio 22 esittää vedestä pilareille 56 kohotettua kelluvaa rakennetta, joka sallii ·. 20 vesiliikenteen kulun rakenteen alta.Figure 22 shows a floating structure raised from the water to the pillars 56, which permits ·. 20 water transport passage under the structure.
- * * * • « *- * * * • «*
* S I* S I
* · » ' ' » I »* · »''» I »
Claims (20)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20010910A FI113563B (en) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials |
PCT/FI2002/000357 WO2002088613A1 (en) | 2001-05-02 | 2002-04-26 | Method and apparatus for improving thermal economy and reducing dead weight in a tubular heating drum for heating a material to a high temperature |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20010910 | 2001-05-02 | ||
FI20010910A FI113563B (en) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20010910A0 FI20010910A0 (en) | 2001-05-02 |
FI20010910A FI20010910A (en) | 2002-11-03 |
FI113563B true FI113563B (en) | 2004-05-14 |
Family
ID=8561102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20010910A FI113563B (en) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI113563B (en) |
WO (1) | WO2002088613A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI20021956A0 (en) * | 2002-11-01 | 2002-11-01 | Seppo Ryynaenen | heating furnace |
DE102013104450A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-12-24 | Gregor Tsiaprakas | External insulation for rotary kilns, special equipment for insulation |
WO2017004727A1 (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-12 | Ammann Schweiz Ag | Drum for a drum dryer for the production of asphalt |
JP6646129B1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-02-14 | 住友化学株式会社 | Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1920588A (en) * | 1930-12-05 | 1933-08-01 | Charles M Richter | Method of treating tobacco |
US3617226A (en) * | 1968-04-26 | 1971-11-02 | Huels Chemische Werke Ag | Apparatus for the continuous preparation of esters |
DE2512461A1 (en) * | 1975-03-21 | 1976-09-30 | Froeling Siegofa Abfalltech | Solid refuse pyrolised in revolving drum - internally heated by reducing burner near inlet and pref steel lined |
GB1600373A (en) * | 1978-03-03 | 1981-10-14 | Sherwen Eng Co Ltd | Heat exchagers |
US4352969A (en) * | 1980-11-17 | 1982-10-05 | Alco Standard Corporation | Inductively heated rotary retort heat treating furnace |
US5090610A (en) * | 1990-10-15 | 1992-02-25 | Bernt Jorgen O | Kiln liner |
JPH08135947A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Katsuhiro Ito | Structure in converter type incinerator |
JP3973123B2 (en) * | 1998-12-24 | 2007-09-12 | ラサ商事株式会社 | Jet-heated rotary dryer |
-
2001
- 2001-05-02 FI FI20010910A patent/FI113563B/en active
-
2002
- 2002-04-26 WO PCT/FI2002/000357 patent/WO2002088613A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002088613A1 (en) | 2002-11-07 |
FI20010910A (en) | 2002-11-03 |
FI20010910A0 (en) | 2001-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2127850C1 (en) | Method of treatment of worked-out lining of electrolytic fusion of aluminium, installation for its realization, device for processing of waste of reclamation of worked-out lining and injection system for loading of worked-out lining | |
CN103392041B (en) | The industrial equipment of recuperation of heat and recovery method thereof for asphalt mixture | |
Pioro et al. | Reprocessing of metallurgical slag into materials for the building industry | |
CZ290841B6 (en) | Rotary kiln for processing material and method for processing material in such a kiln | |
SK7952000A3 (en) | Briquettes for mineral fibre production and their use | |
FI113563B (en) | Method and apparatus for improving heat retention and light weight of a rotating tubular heating drum intended for high temperature heating materials | |
CN1208575C (en) | Burning method for producing cement | |
CN103920868B (en) | A kind of energy-saving ladle liner and building method thereof | |
US6802709B1 (en) | Rotary kiln with a hollow brick insulating lining | |
FI88959C (en) | PROCEDURE FOR THE IMPLEMENTATION OF VIDEO INSPECTION IN THE SEALS | |
JP3973123B2 (en) | Jet-heated rotary dryer | |
Nishigaki | Reflecting surface-melt furnace and utilization of the slag | |
US5873714A (en) | Rotary kiln having a lining with a wave-shaped inner face | |
Pandey et al. | Utilization of mixed pond ash in integrated steel plant for manufacturing superior quality bricks | |
AU727731B2 (en) | Operation of rotary kilns | |
CN205368098U (en) | Vertical stoving incinerator of municipal sludge | |
JPH02150611A (en) | Furnace for melting waste | |
Pioro et al. | Advanced melting technologies with submerged combustion | |
EP0398298A1 (en) | Method for transforming surplus mud from purification processes for civil and/or industrial recycled water into inert substances and plant for the realisation of this method | |
EP1561079A1 (en) | Heating furnace | |
KR101501256B1 (en) | A thermal barrier coating pavement and a pavement method thereof for a complex, a landscape, a park, a river, a road, a reclaimed land | |
LU81761A1 (en) | METHOD FOR COATING THE INTERNAL WALL OF AN OVEN OR THE LIKE | |
JP3783146B2 (en) | Self-burning fuel rods using ash body | |
Zeng | Modernization of the lining of the rotary kiln | |
CN101143371A (en) | Garbage zero-burying terminal using processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: MIGLIORE OY Free format text: MIGLIORE OY |