DE1223811B

DE1223811B - Vorrichtung zur Beschickung von rotierenden Reaktionsgefaessen

Info

Publication number: DE1223811B
Application number: DEM56231A
Authority: DE
Inventors: Ernst Mayer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1963-03-23
Filing date: 1963-03-23
Publication date: 1966-09-01

Description

Vorrichtung zur 13eschickung von rotierenden Reaktionsgefäßen Bei vielen Prozessen, die in rotierenden Reaktionsgefäßen durchgeführt werden, muß eine Materialaufgabe an verschiedenen, über die Länge des Reaktionsgefäßes verteilten Aufgabestellen durch den Mantel des Gefäßes erfolgen. Da diese Aufgabestellen so angebracht werden müssen, daß das in das Gefäß eingebrachte Material noch genügend Zeit bzw.
Ofenlänge zur Verfügung hat, um mit dem im Gefäß befindlichen Material reagieren zu können, ehe es den Ofen verläßt, liegen die Aufgabestellen oft in den heißesten Zonen des Reaktionsgefäßes. Aus diesem Grunde müssen die Beschickungsvorrichtungen entweder gekühlt werden oder so ausgebildet sein, daß auch hohe Temperaturen keine Beschädigungen der Vorrichtungen oder Störungen des Materialzuflusses verursachen.
Weiterhin müssen die Aufgabestellen oft gegenüber der Außenatmosphäre verhältnismäßig gasdicht abgeschlossen sein, damit nicht einerseits Falschluft in das Reaktionsgefäß gelangt, was z. B. zu unerwünschten Reoxydationen führen kann, und andererseits keine Reaktionsgase in die Außenatmosphäre gelangen, was zu Stoffverlusten oder Verunreinigungen der Außenluft führen kann.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die als spiralförmig auf dem Mantel des Gefäßes angeordnete Eintragvorrichtungen ausgebildet sind, wobei die spiralförmige Ausgestaltung in Verbindung mit der Drehbewegung des Ofens gleichzeitig die Weiterbeförderang des einzubringenden Gutes und in Verbindung mit dem in der Eintragvorrichtung vorhandenen Material eine Abdichtung bewirkt.
Diese Vorrichtungen haben in der Praxis jedoch mehrere Nachteile aufgezeigt. So ist ihre Dichtwirkung infolge des erforderlichen großen Querschnittes schlecht, wenn kein oder wenig Material in der Eintragvorrichtung vorhanden ist, die Materialaufgabe erfolgt stoßweise, und bei Eintragvorrichtungen, die in heißen Zonen liegen, treten - insbesondere infolge der Vorwärmung des Eintraggutes - leicht Anbackungen und Verstopfungen auf, die während des Betriebes kaum beseitigt werden können.
Weiterhin sind Beschickungsvorrichtungen bekannt, bei denen das Material in einem stationären Trichter oberhalb des Ofens lagert und durch oder mehrere im Ofen angeordnete Eintragsrohre in den Ofen chargiert wird, sobald ein Rohr unter der Austragsöffnung des Trichters durchgeht. Zur dichten Verbindung zwischen Trichter und Ofen ist ein um den Ofen herumlaufender Schleifring erforderlich, an dem der Trichter mit einem Kragen oder Schuh möglichst eng anliegen muß. Außer dieser einem starken Verschleiß unterliegenden Dichtung sind zur Abdichtung der Eintragsrohre gegen die Außenatmosphäre an den im Ofeninneren befindlichen Enden der Rohre bewegliche Dichtungsvorrichtungen erforderlich, die infolge der dort herrschenden Temperaturen sehr anfällig sind und an denen leicht Material anbackt, wodurch die Dichtungswirkung verlorengeht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Material nicht dosiert eingetragen werden kann, sondern in seiner ganzen Menge innerhalb kurzer Zeit in den Ofen fällt.
Andere bekannte Eintragungsvorrichtungen arbeiten in der Weise, daß aus einem unterhalb des Ofens befindlichen Materialvorrat durch am Ofen befestigte Schaufeln eine bestimmte Materialmenge geschöpft wird und beim Hochgang der $Schaufeln durch Öffnungen in den Ofen fällt. Diese Öffnungen sind entweder offen oder durch mechanisch betätigte Klappen verschlossen. Im ersten Fall ist ein die Schaufeln und den Ofen ringförmig umgebender Kanal zur Abdichtung vorgesehen. Außer der dadurch benötigten Schleifdichtung hat diese Konstruktion die Nachteile, daß in der Zuführungsöffnung, den Schaufeln und dem Kanal hohe Temperaturen herrschen und dadurch leicht Anbackungen entstehen und daß eine beliebig dosierte Materialaufgabe nicht möglich ist. Im zweiten Fall treten ebenfalls leicht Anbackungen auf, da die Klappen hohen Temperaturen ausgesetzt sind, außerdem erfolgt eine stoßweise und nicht dosierbare Materialaufgabe. Die Reparaturmöglichkeiten und Dichtungen sind in beiden Fällen schlecht, außerdem tritt ein großer Verschleiß der Schaufeln, besonders bei körnigem und abrasivem Material ein.
Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen der Eintrag des Materials mittels Rohrschnecken erfolgt, die auf dem Gefäßmantel angebracht sind und mitrotieren.
Diese Vorrichtungen haben die Nachteile, daß eine befriedigende Dichtwirkung mit einfachen Mitteln schlecht zu erzielen ist, die Lagerungsmöglichkeit der Schnecke im Schneckenrohr auf der Seite des Reaktionsgefäßes, besonders an Eintragstellen, die in heißen Zonen liegen, sehr schwierig und oft unmöglich ist. Außerdem ist die Zuführung des aufzugebenden Materials in die Schnecke oft mit Schwierigkeiten verbunden und an heißen Eintragstellen treten leicht Materialanbackungen und Verstopfungen auf, deren Beseitigung während des Betriebes nur sehr schwer möglich ist.
Ein nicht zum bekannten Stand der Technik gehörender Vorschlag sieht als Beschickungsvorrichtung eine sich quer durch das Gefäß erstreckende mitrotierende Transportvorrichtung, wie z.B. einen Kettenförderer, vor, der von einem eventuell gekühlsten Schutzrohr umgeben ist, das auf der Ober- und Unterseite Öffnungen besitzt, durch die das Material in das Reaktionsgefäß eingetragen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beseitigt die Mängel der bekannten Vorrichtungen und gewährleistet eine einfache und störungsfreie Beschickung von rotierenden Reaktionsgefäßen, insbesondere von Drehrohröfen, an jeder beliebigen Stelle der Ofenlänge. Sie ermöglicht eine gute Abdichtung der Eintragstellen und eine genau dosierte und in weiten Grenzen regelbare Materialzugabe in das Reaktionsgefäß. Je nach Verfahrensbedingungen ist es möglich, sowohl eine taktweise als auch eine kontinuierliche Beschickung durchzuführen. Die Korngröße des Eintragmaterials kann von Staubfeinheit bis zu etwa 8 mm variieren Die günstigste Korngröße liegt im Bereich von 2 bis 4 mm, Die erfindungsgernäße Vorrichtung besteht aus einer in eine Öffnung der Gefäßauskleidung eingelassenen Manschette -mit tangential an dem Ofen mantel verlaufenden Tisch. Der Tisch schneidet die Querachse des Ofens zweckmäßigerweise in einem Winkel von 900. Das an dem Tisch befestigte, durch die Öffnung der Auskleidung in den Ofen hineinragende Eintragrohr weicht vorteilhafterweise, insbesondere bei der Anordnung mehrerer Eintrag vorrichtungen auf -demselbea Kreisumfang, von der Mittelsenkrechten des Tisches um 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 15°, sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung des Ofens ab. Durch diese Anordnung wird vermieden, daß von einem Eintragrohr in ein anderes Beschickung hineinfällt. Das Ende des Eintragrohres kann abgeschrägt werden, Auf dem Tisch ist eine mit einem Trichter verbundene Eintragvorrichtung, vorzugsweise eine Zellenradschleuse, befestigt. Die Trichterwände sind in bestimmten Winkeln zur Mittelsenkrechten auf dem Tisch angebracht, damit eine reibungslose Förderung des Materials erfolgt. Die in Richtung der Längsachse des Ofens verlaufenden Trichterwände werden vorzugsweise unter einem Winkel von 450 angeordnet und der untere Teil der quer zur Längsachse des Ofens verlaufenden Trichterwände unter einem Winkel von 25 bis 350, vorzugsweise 30Q. Der obere Teil dieser Wände ist senkrecht angeordnet. An den senkrechten Seitenflächen der Trichterwände sind Hubrollen be festigt, die infolge der Drehbewegung des Ofens eine an einem mit Gegengewicht versehenen Hebel ba festigte Kurvenschiene erfassen und anheben. Diese Kurvenschiene hebt ihrerseits wiederum einen Verschluß eines Aufgabebunkers. Die Kurvenschiene ist so ausgelegt, daß der Verschluß des Aufgabebunkers nur dann offensteht, wenn sich der am Ofen befestigte und mitrotierende Trichter unter dem Fallrohr des Aufgabebunkers befindet und nur während dieser Zeit Material auslaufen kann.
Der Motor der Zellenradschleuse wird durch einen Kontaktgeber kurz vor dem Öffnen des Verschlusses des Aufgabebunkers eingeschaltet und auf die gleiche Weise nach Beendigung des Eintragvorganges des Materials in den Ofen ausgeschaltet. Dieser Vorgang ist etwa bei einer 3Q°-Stellung der erfindungsgemäßen Eintragvorrichtung nach der Mittelsenkrechten des Ofens beendet.
Das dem Trichter der Beschiçkungsvorrichtung aufgegebene Material verbleibt also nur währead des für ein Fünftel bis ein Sechstel Ofenumdrehung benötigten eitraumes in-der Beschickungsvoniçhr tung, so daß eine Vorwärmung vor dem Eintrag in den Ofen kaum eintritt. Dieser kalte Eintrag des Materials in - Verbindung - mit der während des ganzen Eintragvorganges relativ senkrechten Lage des Eintragrohres gewährleistet eine einwandfreie Beschickung des Ofens auch in den heißen Zonen, ohne daß Störungen durch Ankleben des Eintragmaterials im Eintragsrohr erfolgen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vor richtung besteht in der einfaches, genauen und leicht regulierbaren Dosiermöglichkeit der einzutragenden Materialmenge. Dem Aufgabebunker wird die in der Zeiteinheit vorgesehene Materialmenge zugeführt.
Die Öffnung des Aufgabebunkerverschlusses, vorteilhaft ein Kegelverschluß, wird so eingestellt. daß durch den offenen Querschnitt die pro Eintragvorrichtung und Ofenumdrehung erforderliche Materialmenge während des Durchgaages des Trichters unter dem Fallrohr in den Trichter der Beschickungsvorrichtung einläuft. Die Geschwindigkeit der Zellenradschleuse wird so eingestellt, daß das in den Trichter eingebrachte Material innerhalb des gewünschten Beschiçkungstaktes in den Ofen eingetragen wird.
Es ist natürlich auch möglich, den Aufgabebunker als Vorratsbunker auszubilden, dem eine für einen längeren Zeitraum erforderliche Materialmenge zugeführt wird. Die Dosierung und Abstimmung der einzelnen Fördervorgange kann in einfacher Weise durch Versetzen des Steuerhebeldrehpunktes und/ oder Austausch der Kurvenschieaen sowie Anderung der Drehzahl der Zellenradschleuse erfolgen. Die Dosierung und Abstimmung kann auch automatisch gesteuert und geregelt werden.
Bei Störungen oder Ausfall der Zellenradschleuse fällt das im Trichter befindliche Material bei der Umdrehung der Beschickungsvorrichtung aus dem Trichter heraus, so daß Materialanhäufungen und damit Störungen verhindert werden. Bei längeren Störungen oder wenn von mehreren Beschickungsvorrichtungen eine stillgelegt werden soll, kann dies auf einfache Weise dadurch geschehen, daß dieXIubrollen der entsprechenden B eschickungsvorrichtung entfernt werden und die gewünschte Eintragmenge durch Anderung der Dosierung den restlichen Beschickungsvorrichtungen aufgegeben wird. Eine Reinigung kann durch einfaches Durchstoßen durch eine im Tisch befindliche Öffnung erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand der Fig. 1 bis 3 näher und beispielsweise erläutert.
Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt durch einen Drehrohrofen und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit vier Beschickungsvorrichtungen dar; Fig. 2 ist ein Schnitt, in der Fig. 1 entlang der Linie A-B-C; Fig. 3 zeigt die Beladestelle der Vorrichtung als Teilausschnitt der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.
In den Figuren stellt 1 den äußeren Mantel eines Drehrohrofens dar, 2 die Auskleidung des Ofens, 3 die in die Öffnungen der Ofenauskleidung eingelassenen Manschetten, 4 die tangential an dem Ofenmantel verlaufenden Tische, die die Querachse des Ofens unter einem Winkel ohr = 900 schneiden. Die Mittelachse der an den Tischen 4 befestigten Eintragrohre 5 bilden mit der Mittelsenkrechten auf die Tische einen Winkel ß von 100. Die Zwischenräume zwischen Manschetten 3 und Eintragrohren 5 sind mit einer Füllmasse 6 ausgefüllt. Senkrecht auf den Tischen 4 sind die Zellenradschleusen 7 und Trichter 8 befestigt. Die in Richtung der Längsachse des Drehrohrofens verlaufenden Trichterwände bilden mit der Mittelsenkrechten auf dem Tisch 4 einen Winkel;' von 450 und der untere geneigte Teil der quer zur Längsachse des Ofens verlaufenden Trichterwände einen Winkel a von 300. Die obere Begrenzung der Wände des Trichters 8 folgt einem Radius um die Drehachse des Ofens. An den geraden, oberen Teilen der quer zur Längsachse des Ofens verlaufenden Wände des Trichters 8 sind Hubrollen 9 angebracht, die bei der in Pfeilrichtung erfolgenden Drehbewegung des Ofens die an einem mit einem Gegengewicht 10 versehenen und um den Drehpunkt 11 a drehbaren Gestänge 11 befestigten Kunenschiene 12 anheben.
Auf der Kurvenschiene 12 ruhen die an dem Hubbügel 13 befestigten Hubrollen 14. Die an dem Hubbügel 13 angebrachte Stange 15 trägt den Kegelverschluß 16, der gemäß der Bewegung der Kurvenschienen 12 den Aufgabebunker 17 öffnet und schließt.. An die Austragsöffnung des Aufgabebunkers 17 ist ein Fallrohr 18 angebracht.
Die Zellenradschleusen 7 werden von den mitrotierenden Motoren 19 angetrieben, die durch die am Ofen befestigten Kontaktgeber 20 ein- bzw. ausgeschaltet werden, wenn diese die Einschaltkontakte 21 und die Ausschaltkontakte 22 berühren.
Die Eintragrohre 5 sind in Längsrichtung des Ofens gegeneinander versetzt angeordnet. Ihre Achsen bilden mit den Mittelsenkrechten der Tische 4 einen Winkel von 120.
Die Eintragrohre 5 können auch doppelwandig ausgebildet sein und mit Luft gekühlt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Beschickung von rotierenden Reaktionsgefäßen, insbesondere von Drehrohröfen, bestehend aus einem oberhalb des Reaktionsgefäßes angebrachten stationären Aufgabebunker mit einem beweglichen Verschluß, auf dem Reaktionsgefäß angebrachten und mitrotierenden Trichtern, Zellenradschleusen und durch Mantelöffnungen in das Reaktionsgefäß reichende Eintragrohre, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trichter (8) der auf dem Gefäß montierten und mitrotierenden, aus einem Trichter (8), einer Zellenradschleuse (7), einem Tisch (4), einer Manschette (3) und einem Eintragrohr (5) bestehenden Beschickungsvorrichtung, Hubrollen (9) befestigt sind, in dem von den Hubrollen (9) beschriebenen Kreis an einem um den Drehpunkt (lla) beweglich angeordneten Gestänge (11) eine an sich bekannte Kurvenschiene (12) befestigt ist und oberhalb der Kurvenschiene (12) mit dem beweglichen Verschluß (16) des Aufgabebunkers (17) verbundene Hubrollen (14) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Manschette (3) aufliegende Tisch (4) tangential an den Gefäßmantel (1) verläuft und die Querachse des Reaktionsgefäßes unter einem Winkel a von 900 schneidet.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Eintragrohres (5) in Richtung der Längsachse und/oder Querachse des Reaktionsgefäßes um einen Winkel ß von 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 150, von der Mittelsenkrechten auf den Tisch (4) abweicht.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Längsachse des Reaktionsgefäßes verlaufenden Wände des Trichters (8) mit der Mittelsenkrechten auf den Tisch (4) einen Winkel;' von 450 und die quer zur Ofenachse verlaufenden Wände des Trichters (8) einen Winkel 8 von 25 bis 350, vorzugsweise 300, bilden.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Begrenzung des Trichters (8) einem Radius um die Längsachse des Reaktionsgefäßes folgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 329 588, 368 641, 446 001, 651227, 731044; französische Patentschrift Nr. 926957.