WO2021116170A1 - Turmstruktur eines vorwärmturms einer anlage zur thermischen bearbeitung von mineralien und verfahren zum errichten des vorwärmturms - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turmstruktur (12) eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien aufweisend eine Mehrzahl von Trägerbalken (16), die sich vertikal und parallel zueinander erstrecken und über Querträger (18-26) miteinander verbunden sind, eine Mehrzahl von Montagepositionen jeweils zum Anbringen einer Plattform (14) an der Turmstruktur (12), wobei sich das Querschnittsprofil von zumindest zwei der Trägerbalken (16) über die Höhe der Turmstruktur (12) ändert.

Description

Turmstruktur eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien und Verfahren zum Errichten des Vorwärmturms

Die Erfindung betrifft eine Turmstruktur eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien. Die Erfindung betrifft auch einen Vorwärmturm mit einer solchen Turmstruktur und einer Mehrzahl von Plattformen, sowie ein Verfahren zum Errichten des Vorwärmturms.

In der Zementindustrie werden mehrgeschossige Vorwärmtürme errichtet, um das Rohmehl vorzuwärmen, bevor das Mehl in den Ofen aufgegeben wird. Beispielsweise werden bei einem 6-stufigen Vorwärmer üblicherweise acht bis neun Plattformen vorgesehen, sodass der Gebäudeturm eine Höhe von 160 - 170 m erreichen kann. Die Aufbauzeit des Vorwärmturms ist besonders zeitintensiv und benötigt üblicherweise 14 bis 19 Monate. Der Fertigstellungstermin einer Zementanlage wird daher im Wesentlichen durch den für die Errichtung des Vorwärmturms erforderlichen Zeitraum bestimmt. Der Vorwärmturm wird nach heutigem Stand in Beton oder Stahl ausgeführt, wobei die einzelnen Plattformen nacheinander von unten nach oben montiert werden und die Maschinenausrüstung mit großen Schwerlastkränen eingehoben wird. Die Profile der Plattformen werden dabei einzeln oder in vormontierten Einheiten hochgezogen und zu den Plattformen montiert. Die gleiche Vorgehensweise erfolgt mit den Komponenten der Maschinenausrüstung. Das für bestimmte Komponenten erforderliche Ausmauerungsmaterial wird beispielsweise über einen Materiallift sowie mit Unterstützung von Seilwinden und Großkränen auf die jeweiligen Plattformen im Gebäudeturm transportiert, von wo ein manueller Weitertransport und der anschließende Einbau erfolgen.

Das derzeitige Verfahren ist durch den Einsatz teurer Großkräne sowie vieler Überkopf- Hebemanöver für Stahl und Ausrüstung in das Gebäude zeitaufwendig und teuer. Auch sind diese Manöver mit einer nicht zu vernachlässigenden Unfallgefahr verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Vorwärmturm und ein Verfahren zur Errichtung eines solchen Vorwärmturms zu entwickeln, mit dem sich die Bau- und Montagezeit erheblich verkürzen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Turmstruktur eines Vorwärmturms mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Errichten eines Vorwärmturms mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Eine Turmstruktur eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien zum umfasst nach einem ersten Aspekt eine Mehrzahl von Trägerbalken, die sich vertikal und parallel zueinander erstrecken und über Querträger miteinander verbunden sind. Bei den Trägerbalken handelt es sich insbesondere um sich ausschließlich in vertikaler Richtung erstreckenden Stützen. Des Weiteren umfasst die Turmstruktur eine Mehrzahl von Montagepositionen zum jeweiligen Anbringen einer Plattform an der Turmstruktur. Das Querschnittsprofil von zumindest zwei der Trägerbalken ändert sich über die Höhe der Turmstruktur, insbesondere über die Länger der Trägerbalken.

Bei der Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien handelt es sich beispielsweise um eine Zementherstellungsanlage mit einem Vorwärmer, einem sich daran anschließenden Ofen und einem Kühler zum Kühlen des aus dem Ofen austretenden Klinkers. Ein Vorwärmturm weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Zyklonen auf die in beispielsweise fünf Zyklonenstufen hintereinander angeordnet sind und der Trennung von Feststoff und Gas diesen. Die Zyklone sind miteinander über Rohrleitungen zum Leiten von Rohmehl und/ oder Ofenabgas verbunden. Im Betrieb des Vorwärmers wird Rohmehl in die oberste Zyklonstufe aufgegeben. Das Rohmehl, wie beispielsweise mineralisches Material, wie Kalkstein, durchläuft die einzelnen Zyklonstufen von oben nach unten und wird dabei von dem Ofenabgas im Gegenstrom vorgewärmt. Das Ofenabgas tritt von unten in die letzte, bzw. unterste Zyklonstufe in den Vorwärmer ein und strömt von unten nach oben durch die einzelnen Zyklonstufen, wobei es durch das Rohmehl im Wärmetausch abgekühlt wird. Zwischen der letzte und der vorletzten Zyklonstufe ist optional ein Kalzinator angeordnet, der eine Brenneinrichtung aufweist und für eine zusätzliche Entsäuerung und Kalzinierung des Rohmehls vor dem Eintreten in den Ofen sorgt. Die Turmstruktur ist beispielsweise aus Beton und/ oder Stahl ausgebildet und umfasst vorzugsweise lediglich die Strukturelemente des Gebäudes. Die Trägerbalken sind vorzugsweise jeweils einstückig beispielsweise aus Stahl und/ oder Beton ausgebildet und erstrecken sich insbesondere von dem Bodenniveau bis zur obersten Etage der Turmstruktur. Beispielsweise weisen die Trägerbalken jeweils ein Querschnittsprofil auf, das H, T, L, I, 0 oder U-förmig ausgebildet ist. Vorzugsweise weisen zwei benachbarte Trägerbalken ein Querschnittsprofil auf, das sich mit der Höhe der Turmstruktur ändert. Die Querschnittsprofile der beiden benachbarten Trägerbalken ändern sich vorzugsweise auf identische Weise. Die Trägerbalken sind vorzugsweise an den Ecken der Turmstruktur angeordnet und bilden die äußeren Kanten der Turmstruktur aus.

Unter den Montagepositionen sind die Positionen an der Turmstruktur zu verstehen, an denen Plattformen anbringbar sind, die beispielsweise eine vollständige oder Teile einer Etage des Vorwärmturms ausbilden. Die Montagepositionen sind vorzugsweise über die Höhe zueinander, insbesondere gleichmäßig beabstandet angeordnet. Die Turmstruktur umfasst an ihren Montagepositionen vorzugweise jeweils Befestigungseinrichtungen, wie Bohrungen oder Halterungen, zum Befestigen der Plattform an der Turmstruktur. Die Montagepositionen entsprechen insbesondere den Positionen der jeweiligen Etagen/ Stockwerke der Turmstruktur, insbesondere des Vorwärmturms, wobei die unterste Montageposition die erste Montageposition und die darüber liegende Montageposition die zweite Montageposition ist.

Die Querträger erstrecken sich vorzugsweise jeweils zwischen zwei benachbarten Trägerbalken. Insbesondere erstrecken sich die Querträger zumindest teilweise oder vollständig horizontal, vorzugsweise orthogonal zu den Trägerbalken. Die Montagepositionen sind vorzugsweise jeweils an einem Querträger oder auf dem Höhenniveau zumindest eines Querträgers angeordnet. Dies dient insbesondere zum Versteifen der Turmstruktur.

Ein sich änderndes Querschnittsprofil von zumindest zwei, insbesondere benachbarten, Trägerbalken bietet den Vorteil, dass der Abstand zwischen zwei Trägerbalken über die Höhe der Turmstruktur variiert ohne eine signifikante Schwächung der Tragfähigkeit hervorzurufen oder die Komplexität der Konstruktion zu erhöhen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform weisen zumindest zwei Trägerbalken jeweils ein erstes und ein zweites Querschnittsprofil auf, wobei das erste Querschnittsprofil an dem unteren Endbereich des Trägerbalkens ausgebildet ist. Vorzugsweise weisen die zwei Trägerbalken ausschließlich zwei Querschnittsprofile, nämlich ein unteres und ein oberes Querschnittsprofil auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Querschnittsprofil unterhalb einer ersten oder zweiten Montageposition ausgebildet. Vorzugsweise geht das erste Querschnittsprofil auf der Höhe der ersten oder zweiten Montageposition in das zweite Querschnittsprofil über. Unterhalb der ersten oder zweiten Montageposition ist insbesondere ausschließlich das erste Querschnittsprofil ausgebildet. Unter der ersten bzw. der zweiten Montageposition ist die Position der ersten bzw. der zweiten Etage des Vorwärmturms zu verstehen.

Das erste Querschnittsprofil von zwei benachbarten Trägerbalken ist gemäß einer weiteren Ausführungsform derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen den Trägerbalken unterhalb der ersten oder zweiten Montageposition größer ist als oberhalb. Der Abstand bildet insbesondere einen Einschubbereich zum Einschieben einer Plattform, wobei der Abstand in etwa der Breite der Plattform entspricht. Ein vergrößerter Abstand der Trägerbalken bietet den Vorteil, eine vollständig montierte Plattform in die Turmstruktur von außen einschieben zu können. Eine Montage der Plattform innerhalb der Turmstruktur ist somit nicht mehr notwendig.

Vorzugsweise ist das erste und/ oder das zweite Querschnittsprofil ein H, T, L, I, O oder U. Beispielweise ist das erste Querschnittsprofil um etwa 90° zu dem zweiten Querschnittsprofil um die Längsachse des Trägerbalkens gedreht. Beispielsweise weist das erste Querschnittsprofil ein Winkelprofil mit zwei Schenkeln auf, wobei einer der Schenkel nach außen weist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist unterhalb der zweiten Montageposition zwischen den Trägerbalken mit sich über die Länge ändernden Querschnittsprofilen ein demontierbarer Querträger oder kein Querträger angebracht. Zumindest zwei Trägerbalken weisen vorzugsweise unterhalb der zweiten Montageposition keinen Querträger auf. Beispielsweise sind auf dem Höhenniveau der ersten Montageposition lediglich drei Querträger angebracht. Beispielsweise ist die Turmstruktur derart ausgebildet, dass der Abstand der ersten und der zweiten Montageposition größer ist als die Höhe der Plattform. Insbesondere ist Abstand der ersten und der zweiten Montageposition etwa 1m bis 6m, vorzugsweise 2m bis 5m, insbesondere 4m aufweist. Das Fehlen eines der Querträger ermöglicht das Einschieben einer montierten Plattform in die Turmstruktur, obwohl die Höhe der Plattform die Etagenhöhe übersteigt.

Die Erfindung umfasst auch einen Vorwärmturm einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien mit einer Turmstruktur wie vorangehend beschrieben und einer Mehrzahl von Plattformen, wobei jede Plattform eine Bodenplatte und zumindest einen daran angebrachten Zyklon aufweist und wobei jeweils eine Plattform an einer Montageposition der Turmstruktur angebracht ist. Die Plattform weist beispielsweise zumindest eine Rohrleitung zum Leiten von Material und/ oder Ofenabluft auf. Vorzugsweise bildet jede Plattform im montierten Zustand eine vollständige oder zumindest einen Teil einer Etage des Vorwärmturms aus.

Gemäß einer Ausführungsform übersteigt die Höhe der Plattform den vertikalen Abstand zweier benachbarter Montagepositionen der Turmstruktur. Die Plattform weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Querträger auf, der zwischen den beiden Trägerbalken mit sich über die Länge ändernden Querschnittsprofil angebracht ist. Der Querträger ist vorzugsweise an der Plattform befestigt und wird zusammen mit dieser an der Turmstruktur angebracht.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zu Errichtung eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien wie vorangehend beschrieben aufweisend die Schritte: a. Errichtung oder Verwendung einer vorangehend beschriebenen Turmstruktur mit einer Mehrzahl von Montagepositionen zum Befestigen von Plattformen, die jeweils zumindest teilweise oder vollständig eine Etage des Vorwärmturms ausbilden, b. Zusammenbau zumindest einer Plattform unterhalb ihrer Montageposition, c. Anheben der zusammengebauten Plattform bis zu einer oberen Montageposition, d. Montieren der Plattform an einer oberen Montageposition, sodass die Plattform eine obere Etage des Vorwärmturms ausbildet, e. Anheben einer weiteren Plattform bis zu einer Montageposition unterhalb der in Schritt d. montierten Plattform und f. Montieren der weiteren Plattform an der Montageposition, sodass die weitere Plattform eine weitere Etage des Vorwärmturms ausbildet.

Die mit Bezug auf die Turmstruktur und den Vorwärmturm beschriebenen Vorteile und Ausführungen treffen in verfahrensmäßiger Entsprechung auch auf das Verfahren zu Errichtung eines Vorwärmturms einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien zu. Die Schritte a bis f erfolgen vorzugsweise hintereinander.

Der Schritt a umfasst vorzugweise das vollständige Errichten der Turmstruktur, sodass eine Montage der Plattformen möglich ist. Unter dem Montieren der Plattform das Verbinden der Plattform mit der Turmstruktur zu verstehen. Die Errichtung der Turmstruktur erfolgt vorzugsweise in Gleitbauweise und/oder in Kletterbauweise aus Beton und/oder in Stahl. Der Aufbau der Plattform gemäß dem Verfahrensschritt (b) erfolgt durch einen Zusammenbau von Profilen aus Stahl und/oder Beton.

Das Anheben der Plattformen bis in ihre jeweilige Einbauposition in der Turmstruktur erfolgt gemäß dem Verfahrensschritt (e) zweckmäßigerweise mittels Litzenheber und/oder Seilzügen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Hebewerkzeugen. Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass wenigstens drei, vorzugsweise wenigstens vier oder mehr Plattformen in die Gebäudestruktur eingebracht werden. Die Turmstruktur kann dabei mit einer Höhe über dem Boden von wenigstens 50 m, vorzugsweise von wenigstens 80 m und höchstvorzugsweise von wenigstens 100 m errichtet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt der insbesondere vollständige Zusammenbau der Plattform auf einem Niveau unterhalb der untersten Montageposition, vorzugsweise auf Bodenniveau. Der Zusammenbau der Plattform erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform auf Bodenniveau innerhalb der Turmstruktur.

Der wesentliche Unterschied zur bisherigen Praxis bei der Errichtung eines mehrgeschossigen Gebäudeturms besteht darin, dass die einzelnen Plattformen auf einen Niveau unterhalb ihrer Montageposition, insbesondere am Boden bzw. am Boden vorgesehenen Montagebühnen aufgebaut werden und anschließend bis in ihre Einbauposition in der Turmstruktur angehoben werden, wobei die Plattformen beginnend mit einer oberen Plattform bis zur unteren Plattform nach und nach in die Gebäudestruktur eingebracht werden. Da der Aufbau der Plattform im Wesentlichen auf dem Boden erfolgt, ist es möglich, mehrere Plattformen gleichzeitig aufzubauen. Da der Aufbau einer Plattform mehr Zeit benötigt, als deren Einbau verkürzt sich die Montagezeit durch das parallele Arbeiten an mehreren Plattformen erheblich.

Zur Beschleunigung der Montagezeiten und zur Erleichterung der Errichtung werden die Plattformen zweckmäßigerweise noch während sie sich am Boden befinden mit einer für die jeweilige Plattform vorgesehenen Maschinenausrüstung bestückt. Auch können sie mit der erforderlichen Elektrik und/oder Leittechnik ganz oder teilweise versehen werden. Sind einzelne Maschinenteile mit einer Feuerfestauskleidung zu versehen, können die Plattformen noch während sie sich am Boden befinden, mit einer für die jeweilige Plattform erforderliche Feuerfestauskleidung ganz oder teilweise bestückt werden. Dabei kann die Feuerfestauskleidung lediglich auf der Plattform bereitgestellt werden oder gleich in die entsprechenden Maschinenteile eingebaut werden.

Die zusammengebaute Plattform wird gemäß einerweiteren Ausführungsform unterhalb der zweiten Montageposition, vorzugsweise unterhalb der ersten Montageposition, seitlich in die Turmstruktur eingeschoben. Unter der ersten Montageposition ist vorzugsweise die Position der ersten Etage des Vorwärmturms zu verstehen, wobei hier die übliche Zählweise von Gebäuden verwendet wird und die erste Etage die unterste Etage oberhalb des Erdgeschosses ist. Optional wird vor dem Einschieben ein Querträger unterhalb der zweiten Montageposition von der Turmstruktur entfernt. Insbesondere wird der zwischen den beiden Trägerbalken mit dem sich über die Höhe änderndem Querschnittsprofil angebrachte Querträger entfernt. Nach der Montage der Plattformen an ihrer jeweiligen Montageposition wird der Querträger vorzugsweise wieder an seiner vorherigen Position angebracht. Beispielsweise wird die Plattform derart zusammengebaut, dass die Höhe der Plattform den Abstand zwischen zwei benachbarten Etagen, insbesondere Montagepositionen, des Vorwärmturms überschreitet.

Das Anheben der Plattform erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform innerhalb der Turmstruktur, vorzugsweise vollständig innerhalb der Turmstruktur und insbesondere nachdem die jeweilige Plattform vollständig innerhalb der Turmstruktur zusammengebaut wurde. Dies hat den Vorteil, dass die Plattform innerhalb der Gebäudestruktur nach oben in ihre Einbauposition angehoben werden kann, wodurch auf eine Vielzahl von außerhalb des Gebäudeturms platzierten Schwerkraftkränen für das Anheben der Plattformen völlig verzichtet werden kann. Die Gebäudestruktur selbst übernimmt daher die Funktion der Kräne. Auch durch diese Maßnahme kann die Montagezeit erheblich verkürzt werden. Darüber hinaus wird die Arbeitssicherheit deutlich verbessert, da die fertigaufgebaute Plattform am Boden lediglich in die Gebäudestruktur eingeschoben werden muss und dann auf geraden Weg nach oben bis in ihre Einbauposition angehoben wird.

Der Zusammenbau zumindest einer der Plattformen umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform das Montieren von zumindest einem Zyklon auf einer Bodenstruktur.

Die Turmstruktur erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform durch einen Zusammenbau von Profilen aus Stahl oder Beton erfolgt, sodass die Turmstruktur unterhalb der zweiten Montageposition, vorzugsweise unterhalb der ersten oder zweiten Montageposition, eine breitere seitliche Einschuböffnung aufweist als oberhalb der ersten oder zweiten Montageposition. Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Vorwärmturms mit einer Mehrzahl vom Plattform gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Turmstruktur eines Vorwärmturms in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung zwei Ausführungsbeispiele einer Turmstruktur in einer Querschnittsansicht.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Plattform zum Anbringen in einer Turmstruktur gemäß Fig. 3 in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Plattform der Fig. 4 in einer Draufsicht gemäß eines Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt einen Vorwärmturm 10, der beispielsweise Teil einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Materialien ist, wie beispielsweise eine Zementherstellungsanlage. Der Vorwärmturm 10 weist eine Mehrzahl von Zyklonen 28 auf, die zur Trennung von Gas und Material dienen. Beispielhaft sind in Fig. 1 vier Zyklonstufen dargestellt, die von dem Rohmaterial durchlaufen werden.

Des Weiteren weist der Vorwärmturm 10 beispielsweise einen Kalzinator 30 auf, der zur Entsäuerung und Vorkalzinierung des Materials dient. In dem Vorwärmturm 10 werden Materialien, wie beispielswiese Kalkstein, Erze, Tone oder anderen mineralischen Produkten im Gegenstrom vorgewärmt und entsäuert, wobei erwärmtes Abgas aus io einem Ofen, wie beispielsweise einem Drehrohrofen, von unten in den Vorwärmturm eingeführt wird und eine Mehrzahl von Zyklonen durchläuft. Das zu erwärmende Material wird an dem oberen Ende in den Vorwärmturm 10 aufgegeben und durchläuft die Mehrzahl von Zyklonen im Gegenstrom zu dem Ofenabgas. Die Zyklone 28 und der Kalzinator 30 sind vorzugsweise über Rohrleitungen 34 miteinander verbunden. Am Ofenauslauf 32 weist das Material, insbesondere der gebrannte Zementklinker, eine Temperatur von etwa 1150 - 1450°C, vorzugsweise 1400°C auf.

Der Vorwärmturm 10 weist eine Turmstruktur 12 und eine Mehrzahl von Plattformen 14 auf, die an der Turmstruktur 12 angebracht sind. Beispielhaft weist der Vorwärmturm 10 sechs Plattformen 14 auf, die in der Höhe des Turms zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Plattformen 14 sind vorzugsweise horizontal und parallel zueinander ausgerichtet und insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig zueinander beabstandet. Jede Plattform 14 bildet vorzugsweise eine vollständige oder einen Teil einer Etage des Vorwärmturms 10 aus.

Die unterste Plattform 14 umfasst einen Ofenauslauf 32, durch welchen das heiße Ofenabgas in den Vorwärmturm 10 eintritt und das vorgewärmte Material den Vorwärmturm 10 verlässt und in den Ofen eintritt.

Fig. 2 zeigt die Turmstruktur 12 des Vorwärmturms 10 ohne Plattformen und Einbauten. Die Turmstruktur 12 weist beispielhaft vier vertikale Trägerbalken 16a-d auf, die sich parallel zueinander erstrecken und die äußeren Strukturkanten der Turmstruktur 12 ausbilden. Die Trägerbalken 16a-d sind über Querträger 18-26 miteinander verbunden. Die Querträger 18-26 erstrecken sich beispielhaft horizontal, im Wesentlichen orthogonal zu den Trägerbalken 16a-d. Es ist ebenfalls denkbar, dass sich die Querträger 18-26 lediglich mit einer teilweise horizontalen Komponente erstrecken. Jeder Querträger 18-26 verbindet jeweils zwei benachbarte Trägerbalken 16a-d miteinander. Die Turmstruktur 12 der Fig. 2 weist beispielhaft auf einem Höhenniveau einer jeweiligen Etage des Vorwärmturms 10 eine Querträgergruppe a-d mit jeweils einer Mehrzahl von Querträgern 18-26a-d auf. Die Turmstruktur 12 weist eine Mehrzahl von Montagepositionen auf, an denen jeweils eine Plattform 14 anbringbar ist. An den Querträgern 18-26 und/ oder den Trägerbalken 16a-d sind vorzugsweise Befestigungsmittel angeordnet zum Befestigen einer jeweiligen Plattform 14 an der Turmstruktur 12 in einer jeweiligen Montageposition.

Die Turmstruktur 12 weist seitliche Öffnungen auf, deren Breite durch den Abstand zweier benachbarter Trägerbalken 16a-d begrenzt ist. Die Höhe der jeweiligen Öffnung wird durch den Abstand zweier benachbarter Querträger 16-24, vorzugsweise zweier benachbarter Etagen der Turmstruktur 12, zueinander bestimmt. Die Turmstruktur 12 weist vorzugsweise einen viereckigen Querschnitt auf. Die Trägerbalken 16a-d weisen beispielhaft jeweils ein Winkelprofil auf, das einen gleichschenkligen oder ungleichschenkligen Winkel aufweist. Die Trägerbalken 16a-d sind beispielsweise derart zueinander ausgerichtet, dass, zumindest in dem oberen Bereich der Turmstruktur 12, die Winkelprofile nach außen weisen und jeweils die äußeren Ecken der Turmstruktur 12 ausbilden.

Beispielhaft weisen zwei Trägerbalken 16c und 16d über ihre gesamte Läge ein konstantes Querschnittsprofil auf, wobei zwei Trägerbalken 16a und 16b ein Querschnittsprofil aufweisen, das sich über die Länge der Trägerbalken 16a und 16b ändert. Fig. 2 zeigt des Weiteren einen Querschnitt der Turmstruktur 12, der in einem Bereich oberhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12 ausgebildet ist. Vorzugsweise weisen alle Trägerbalken 16a-d oberhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12 ein konstantes Querschnittsprofil auf. Des Weiteren weist die Turmstruktur 12 beispielhaft unterhalb der zweiten Etage an einer Seitenfläche der Turmstruktur keinen Querträger auf. An den übrigen Montagepositionen und/oder Etagen der Turmstruktur 12 sind an jeder Seitenfläche jeweils ein Querträger 18-26a-d vorzugsweise auf dem gleichen Höhenniveau angebracht. Die unterste, erste Etage weist beispielhaft lediglich drei Querträger 18b-d auf.

Fig. 3 zeigt zwei Ausführungsformen eines Querschnittsprofils der Turmstruktur 12 unterhalb der zweiten Etage. Zwei der Trägerbalken 16a und 16b weisen beispielhaft jeweils ein erstes Querschnittsprofil und ein zweites Querschnittsprofil auf. Das erste Querschnittsprofil ist beispielsweise unterhalb der zweiten Etage und das zweite Querschnittsprofil oberhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12 angeordnet. Das erste und das zweite Querschnittsprofil eines jeweiligen Trägerbalkens 16a-b weisen beispielsweise die gleiche Querschnittsfläche auf.

Beispielsweise ist das erste Querschnittsprofil als ungleichschenkliges Winkelprofil ausgebildet, wobei beispielhaft der längere der beiden Schenkel nach außen weist und der kürzere Schenkel in Richtung des benachbarten Trägerbalkens 16c oder 16d. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 weist das erste Querschnittsprofil der benachbarten Trägerbalken 16a und 16b jeweils eine rechteckige Querschnittsfläche auf, die beispielsweise einem Schenkel des Winkelprofils oberhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12 entspricht. Das erste Querschnittsprofil der benachbarten Trägerbalken 16a und 16b ist vorzugsweise derart ausgebildet und ausgerichtet, dass der Abstand der benachbarten Trägerbalken 16a und 16 unterhalb der zweiten Etage größer ist als oberhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12. Beispielsweise ist das erste Querschnittsprofil verglichen mit dem zweiten Querschnittsprofil um 90° beispielsweise um die Schenkelspitze gedreht. Das erste Querschnittsprofil geht auf dem Höhenniveau der zweiten Etage in das zweite Querschnittsprofil über, sodass der Abstand zwischen den benachbarten Trägerbalken 16 und 16b oberhalb der zweiten Etage geringer ist als unterhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12. Das zweite Querschnittsprofil der Trägerbalken 16a und 16b ist vorzugsweise als gleichschenkliges Winkelprofil ausgebildet.

Fig. 3 zeigt lediglich zwei Beispiele von Querschnittsprofilen der Trägerbalken 16 unterhalb der zweiten Etage der Turmstruktur 12, wobei weitere Ausführungsformen denkbar sind, in denen das untere Querschnittsprofil zweier benachbarter Trägerbalken 16a und 16b derart ausgebildet und ausgerichtet ist, dass der Abstand der Trägerbalken 16a und 16b zueinander größer ist als oberhalb der zweiten Etage.

Fig. 4 zeigt eine Plattform 14 zum Anbringen an die Turmstruktur 12. Die Plattform 14 umfasst beispielhaft eine Bodenplatte 36, die beispielsweise als Gitterboden oder aus einer Mehrzahl von Bodenplanken ausgebildet ist. Die Bodenplatte 36 weist vorzugsweise eine oder eine Mehrzahl von Öffnungen auf, in welchen Komponenten zur Materialbearbeitung angebracht sind oder durch welche die Beispielsweise Rohrleitungen oder Zyklone anderer Plattformen 14 erstrecken. Die Plattform 14 umfasst des Weiteren vorzugsweise Komponenten zur Bearbeitung oder zum Transport von Material oder Luft, wie beispielweise ein Zyklon 28 oder eine Mehrzahl von Rohrleitungen 34, die Material zu in oder aus dem Zyklon 28 leiten. Vorzugsweise weist die Plattform 14 mindestens einen Zyklon 28 und eine Bodenplatte 36 auf, wobei der Zyklon 28 an der Bodenplatte 36 befestigt ist.

Fig. 4 zeigt beispielhaft zusätzlich das obere Ende des Kalzinators 30, wobei die Anordnung des Zyklons 28 und des Teils des Kalzinators 30 ebenfalls in Fig. 5 dargestellt ist. Fig. 5 zeigt die Plattform 14 der Fig. 4 in einer Draufsicht.

Bei der Errichtung des Vorwärmturms 10 wird zumindest eine oder eine Mehrzahl von Plattformen 14 beispielsweise gemäß Fig. 4 und 5 zusammengebaut, sodass Zyklone 28, Rohrleitungen 34, Kalzinator 30 und/ oder Ofenauslauf 32 an einer Bodenplatte 36 angebracht sind. Der Zusammenbau der Plattformen 14 erfolgt beispielsweise außerhalb der Turmstruktur 12, wobei beispielsweise eine Mehrzahl von Plattformen 14 gleichzeitig zusammengebaut wird. Die Plattformen 14 werden anschließend nacheinander seitlich in die Turmstruktur 12 unterhalb der zweiten Etage eingeschoben. Vorzugsweise werden die Plattformen 14 jeweils zwischen den Trägerbalken 16a und 16b mit dem veränderten Querschnittsprofil hindurch in die Turmstruktur 12 eingeschoben, da die Öffnung zwischen diesen Trägerbalken 16a und 16b größer ist als zwischen den übrigen Trägerbalken 16 und insbesondere im Wesentlichen der Breite der Plattform 14 entspricht. Die Höhe der zusammengebauten Plattformen mit Zyklonen 28, Rohrleitungen 34, Kalzinator 30 und/ oder Ofenauslauf 32 übersteigt insbesondere die Etagenhöhe einer Etage des Vorwärmturms 10, vorzugsweise den vertikalen Abstand zweier benachbarter Montagepositionen der Turmstruktur 12.

Die erste der Mehrzahl von Plattformen 14 wird innerhalb der Turmstruktur 14 vorzugsweise mittels einer Hebevorrichtung, wie beispielsweise einem Seilzug, bis zu einer oberen, insbesondere der obersten, Montageposition angehoben und an dieser befestigt, sodass die erste Plattform vorzugsweise ein oberes oder das oberste Stockwerk des Vorwärmturms 10 ausbildet. Im Folgenden werden nach und nach weitere Plattformen 14 auf die gleiche Weise in die Turmstruktur 12 eingeschoben und bis zu der jeweiligen Montageposition angehoben, wobei die folgenden Montagepositionen unterhalb der ersten Montageposition angeordnet sind und die Reihenfolge der Montage der Plattformen 14 an der Turmstruktur 12 von oben nach unten erfolgt. Es ist ebenfalls denkbar, dass jeweils eine Plattform 14 innerhalb der Turmstruktur 12 auf Bodenniveau zusammengebaut wird und anschließend wie vorangehend beschrieben bis zu der jeweiligen Montageposition angehoben und dort befestigt wird. Anschließend wird eine weitere Plattform auf Bodenniveau innerhalb der Turmstruktur 12 zusammengebaut und an einer Montageposition unterhalb der vorangegangenen Montageposition befestigt.

Bezugszeichenliste

10 Vorwärmturm 12 Turmstruktur 14 Plattform 16 Trägerbalken

18 -26 Querträger 28 Zyklon 30 Kalzinator 32 Ofenauslauf 34 Rohrleitungen

36 Bodenplatte

Claims

Patentansprüche

1. Turmstruktur (12) eines Vorwärmturms (10) einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien aufweisend eine Mehrzahl von Trägerbalken (16), die sich vertikal und parallel zueinander erstrecken und über Querträger( 18-26) miteinander verbunden sind, eine Mehrzahl von Montagepositionen jeweils zum Anbringen einer Plattform (14) an der Turmstruktur (12), dadurch gekennzeichnet, dass sich das Querschnittsprofil von zumindest zwei der Trägerbalken (16) über die Höhe der Turmstruktur (12) ändert, wobei zumindest zwei Trägerbalken (16) jeweils ein erstes und ein zweites Querschnittsprofil aufweisen und wobei das erste Querschnittsprofil an dem unteren Endbereich des Trägerbalkens (16) ausgebildet ist und wobei das erste Querschnittsprofil von zwei benachbarten Trägerbalken (16) derart ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen den Trägerbalken (16) unterhalb der ersten oder zweiten Montageposition größer ist als oberhalb.

2. Turmstruktur (12) nach Anspruch 1 , wobei das erste Querschnittsprofil unterhalb einer ersten oder zweiten Montageposition zum Anbringen einer Plattform (14) an die Turmstruktur (12) ausgebildet ist.

3. Turmstruktur (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche , wobei unterhalb der zweiten Montageposition zwischen den Trägerbalken (16) mit sich über die Länge änderndem Querschnittsprofil ein demontierbarer Querträger (18-26) oder kein Querträger (18-26) angebracht ist.

4. Vorwärmturm (10) einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien aufweisend eine Turmstruktur (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine Mehrzahl von Plattformen (14), wobei jede Plattform (14) eine Bodenplatte (36) und zumindest einen daran angebrachten Zyklon (28) aufweist und wobei jeweils eine Plattform (14) an einer Montageposition der Turmstruktur (12) angebracht ist.

5. Vorwärmturm (10) nach Anspruch 4, wobei die Höhe der Plattform (14) den vertikalen Abstand zweier benachbarter Montagepositionen der Turmstruktur (12) übersteigt.

6. Vorwärmturm nach Anspruch 5, wobei die Plattform (14) einen Querträger (18- 26) aufweist, der zwischen den beiden Trägerbalken (16a-b) mit sich über die Länge änderndem Querschnittsprofil angebracht ist.

7. Verfahren zu Errichtung eines Vorwärmturms (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 einer Anlage zur thermischen Bearbeitung von Mineralien aufweisend die Schritte: a. Errichtung oder Verwendung einer Turmstruktur (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Mehrzahl von Montagepositionen zum Befestigen von Plattformen (14), die jeweils zumindest teilweise oder vollständig eine Etage des Vorwärmturms (10) ausbilden, b. Zusammenbau zumindest einer Plattform (14) unterhalb ihrer Montageposition, c. Anheben der zusammengebauten Plattform (14) bis zu einer oberen Montageposition, d. Montieren der Plattform (14) an einer oberen Montageposition, sodass die Plattform (14) eine obere Etage des Vorwärmturms (10) ausbildet, e. Anheben einer weiteren Plattform (14) bis zu einer Montageposition unterhalb der in Schritt d. montierten Plattform (14) und f. Montieren der weiteren Plattform (14) an der Montageposition, sodass die weitere Plattform (14) eine weitere Etage des Vorwärmturms (10) ausbildet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Zusammenbau der Plattform (14) auf einem Niveau unterhalb der untersten Montageposition, vorzugsweise auf Bodenniveau, erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Zusammenbau der Plattform (14) auf Bodenniveau innerhalb der Turmstruktur (12) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die zusammengebaute Plattform (14) unterhalb der zweiten Montageposition, vorzugsweise unterhalb der ersten Montageposition, seitlich in die Turmstruktur (12) eingeschoben wird.

11.Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Anheben der Plattform (14) innerhalb der Turmstruktur (12) erfolgt.

12. Verfahren nach einem Ansprüche 7 bis 11, wobei der Zusammenbau zumindest einer der Plattformen (14) das Montieren von zumindest einem Zyklon (28) auf einer Bodenplatte (36) umfasst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Turmstruktur (12) durch einen Zusammenbau von Profilen (16-26) aus Stahl oder Beton erfolgt, sodass die Turmstruktur (12) unterhalb der zweiten Montageposition, vorzugsweise unterhalb der ersten oder zweiten Montageposition, eine breitere seitliche Einschuböffnung aufweist als oberhalb der ersten oder zweiten Montageposition.