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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette bestehend aus einem endlosen Wanderrost mit beweglichen Gliedern, wenigstens einer Schienenführung, einer Vielzahl von Rostwagen, welche jeweils einen Rahmen aufweisen, an dem Rollen zur Führung des Rostwagens über die wenigstens eine Schienenführung befestigt sind.
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In Pelletbrenn- oder Sintermaschinen wird das zu behandelnde Schüttgut, beispielsweise Eisenerz, Eisenoxide oder auch Zinkerz, auf Rostwagen aufgebracht. Diese Rostwagen bestehen aus einem mit Rädern ausgestatteten und aus Endstücken und Querträgern bestehenden Rahmen und zwischen den Querträgern angeordneten Roststäben. Eine Vielzahl solcher Rostwagen bildet eine endlose Rostwagenkette, die auch als Wanderrost bezeichnet wird.
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In 1 ist beispielhaft eine Pelletbrennmaschine 1 zum Brennen von Eisenerzpellets dargestellt, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt. Das Schüttgut wird an einer Zufuhrstation vor einer Haube 2 auf Rostwagen 3 aufgegeben, die eine als Wanderrost 4 bezeichnete endlose Rostwagenkette bilden. Unter der Haube 2 durchläuft das auf den Rostwagen 3 transportierte Schüttgut eine Mehrzahl thermischer Behandlungsstationen. Im Einzelnen handelt es sich bei den Stationen um
- 1. die Beschickungszone,
- 2. die erste Trocknungszone,
- 3. die zweite Trocknungszone,
- 4. die Vorbrennzone,
- 5. die Brennzone,
- 6. die Nachbrennzone,
- 7. die Kühlzone und
- 8. die Austrittszone.
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In diesen Zonen werden die Rostwagen mit dem Material beschickt, das Schüttgut wird getrocknet, vorgewärmt, befeuert und anschließend wieder gekühlt. Der Wanderrost wird an den Behandlungsstationen unter der Haube 2 auf einem Obertrum 5 eines Stetigförderers 6 geführt, wobei die Laufrollen 7 der Rostwagen 3 zwischen einer inneren Schienenführung 8 und einer äußeren Schienenführung 9 geführt werden. Der Antrieb des Wanderrostes 4 erfolgt über ein Antriebs- oder Hubrad 10, welches als Zahnrad ausgebildet ist und mit seinen Zahnlücken (Aussparungen 11) an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 angreift.
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Nach Durchlaufen der Haube 2 erreichen die Rostwagen 3 des Wanderrostes 4 eine Abwurfstation, die einem Senk- oder Abtriebsrad 13 des Stetigförderers 6 zugeordnet ist. An dem Senkrad 13 greifen wie bei dem Hubrad 10 Zahnlücken 14 des Abtriebszahnrades an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 an. Die Rostwagen 3 werden gekippt, so dass ihre Beladung durch die Schwerkraft abgeworfen wird. Da die Rostwagen 3 durch die äußere Schienenführung 9 geführt werden, fallen sie selbst nicht herab, sondern werden in einem Untertrum 15 des Stetigförderers 6 auf dem Kopf stehend zu dem Hubrad 10 zurückgeführt. Unterhalb der Haube 2 sind Windkästen 16 angeordnet, die eine kontrollierte Gasführung erlauben. Die Rostwagen 3 bewegen sich im Bereich des Obertrums 5 zwischen der oberhalb liegenden Haube 2 und den unterhalb liegenden Windkästen 16 hindurch, ohne dass sie mit den Bauteilen der Haube 2 oder der Windkästen 16 kollidieren.
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Im normalen Betrieb läuft der Wanderrost 4 endlos auf dem Stetigförderer 6 um und transportiert das zu behandelnde Schüttgut durch die Behandlungsstationen unter der Haube 2, bevor es an der Abwurfstation abgeworfen und in hier nicht mehr bezeichneter Weise weiter verarbeitet wird.
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Rostwagen finden sich zudem auch in Sinterkühlern wieder. Eine typische Ausgestaltung eines solchen Sinterkühlers findet sich in 2. Der hier ringförmig ausgestaltete Sinterkühler 210 weist innere und äußere ringförmige Trägerelemente 211, 212 auf, auf denen eine Vielzahl von Rostwagen 213 geführt werden. Diese Rostwagen 213 bilden zusammen die Wanderrostkette 214. Bevorzugt besitzt jeder Rostwagen 213 hier zwei direkt oder indirekt an eine Auflageplatte montierte Laufrollen, von denen die eine die innere Laufrolle 207a und das andere die äußere Laufrolle 207b ist. Die innere Laufrolle 207a läuft auf einer inneren Schiene 208, die äußere Laufrolle 207b auf einer äußeren Schiene 209.
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Heißer Sinter gelangt über den Einlassbereich 215 in den Sinterkühler 210. Dort fällt er auf einen der Rostwagen 213, die entlang der inneren und äußeren Trägerelemente 211, 212 durch den Sinterkühler 210 bewegt werden. Bei einer ringförmigen Ausgestaltung bilden die Schienen 208, 209 und die Trägerelemente 211, 212 konzentrische Kreise in horizontalen Ebenen, wobei die Schienen 208 und 209 mit ihrer Oberkante bevorzugt in derselben horizontalen Ebene liegen. Eine andere, nicht ringförmige Schienenführung 208, 209 ist gleichermaßen möglich.
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An wenigstens einer Position im sogenannten Auslassbereich 216 sind die Schienen 208 und 209 lokal derart abgesenkt, dass diejenigen Rostwagen 213, die diese Position passieren, sich neigen. Dadurch wird der gekühlte Sinter von den Rostwagen 213 abgekippt.
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Während des Betriebs wird ein Gas mit einer Temperatur deutlich niedriger als die Temperatur des Sintergutes in den Rostwagen 213, vorzugsweise Luft mit Umgebungstemperatur, durch die Rostwagen durch den darin enthaltenen Sinter nach oben Richtung Haube 217 geblasen.
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Problematisch in den beschriebenen Anlagen, unabhängig davon, ob es sich um eine Pelletbrennmaschine oder einen Sinterkühler handelt, ist unter anderem, dass herabfallendes Rieselgut und Staub, der während der Behandlung des Schüttgutes entsteht, auf die Lauf- und/oder die Führungsschienen fällt. Wenn anschließend die Laufrolle eines Rostwagens darüberfährt, kann das herabgefallene Material in die Laufflächen der Schienen und/oder der Laufräder eingedrückt werden. Dadurch entsteht ein erhöhter Verschleiß sowohl der Schienen als auch der Räder, was letztendlich immer wieder zu Ausfallzeiten der Anlage durch die dafür benötigte Wartung führt.
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Zusätzlich werden die Laufeigenschaften der Schienen bzw. der darüber fahrenden Rostwagen an diesen Schadstellen schlechter, so dass es zu einem Neigen oder gar einem Kippen der Rostwagen an Positionen mit lokal hohem Verschleiß kommen kann. Dadurch wird zum einen das Schienensystem an den Schadstellen noch mehr belastet, zum anderen kann zu behandelndes Schüttgut aufgrund der Erschütterung, des Neigens oder des Kippens des Rostwagens aus diesem herausfallen und damit als Produkt verloren gehen.
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Die bisher üblichen Unterbrechungen zur Reinigung der Schienen verringern die Raum-Zeit-Ausbeute der Anlage und sind daher unerwünscht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungslösung bereitzustellen, die im laufenden Betrieb fortlaufend für die Schienenreinigung sorgt, so dass Wartungszeiten in Verbindung mit dem manuellen Entfernen von Rieselgut und Staub bzw. zur Beseitigung des daraus resultierenden Verschleißes minimiert werden oder gar gänzlich entfallen können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette, welche aus einem endlosen Wanderrost mit beweglichen Gliedern besteht. Weiterhin beinhaltet sie wenigstens eine, vorzugsweise zwei Schienenführung(en). Eine Vielzahl von Rostwagen, welche jeweils aus einem Rahmen mit Rollen bestehen, ist zum Transport des zu behandelnden Materials erforderlich. Üblicherweise sind die Rollen an den Endstücken des Rostwagenrahmens befestigt. Zudem weist jeder Rostwagen Querträger auf, auf denen dann die eigentlichen Roststäbe angeordnet sind.
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Erfindungswesentlich ist, dass an wenigstens einem Rostwagen eines Wanderrostes wenigstens ein Reinigungselement angebracht ist, wobei das Reinigungselement so montiert ist, dass es im Betrieb des Wanderrostes auf der inneren und/oder der äußeren Schienenführung wenigstens teilweise aufliegt. Bevorzugt ist dabei, wenn das Reinigungselement so ausgestaltet ist, dass Teile des Reinigungselements über die komplette Schienenführung auf der inneren und/oder äußeren Schienenführung aufliegen, gleichzeitig ist es jedoch auch möglich, dass es nur auf Teilen der inneren und/oder äußeren Schienenführung aufliegt. Indem das Reinigungselement auf der Schienenführung aufliegt, wird auf die Schienen gefallenes Rieselgut und/oder Staub von ihnen entfernt, da sich das Reinigungselement aufgrund seiner Befestigung an dem Rostwagen kontinuierlich im Betrieb der Wanderrostanlage bewegt.
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Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Reinigungselement an der nicht rotierenden Welle einer Rolle befestigt, da es so besonders einfach hin zur Schienenführung zu justieren ist.
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Weiterhin hat es sich als günstig herausgestellt, wenn das wenigstens eine Reinigungselement pro Seite drehbar gelagert ist. Dies liegt daran, dass bei einem typischen Stetigförderer gemäß 1 die Rostwagen wie beschrieben vom Abtriebsrad gedreht werden und auf dem Kopf stehend zu dem Hubrad zurückgeführt werden. Durch die drehbare Lagerung kann das Reinigungselement der Schwerkraft folgen, so dass es in jeder Position des Rostwagens auf der unterhalb liegenden Schiene aufliegt. Im Obertrum und in den oberen Quadranten des Hub- und des Senkrades ist das die innere, im Untertrum und den unteren Quadranten des Hub- und des Senkrades die äußere Schienenführung. Somit liegt das Reinigungselement in jeder Position des Rostwagens immer auf der Lauffläche derjenigen Schiene auf, auf der sich der Staub bzw. das Rieselgut bevorzugt ablagert.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders günstig herausgestellt, wenn die drehbare Lagerung durch einen festen Innenring und einen drehbaren Außenring ausgeführt ist und das Drehgelenk am rotierenden Teil der Rolle befestigt ist. Dann rotiert der Innenring mit der Rolle, während der Außenring sich immer nur dann dreht, wenn die Richtung der Schwerkraft sich gerade ändert (bezogen auf ein rostwagenfestes Koordinatensystem). Das Reinigungselement kann so direkt oder indirekt über ein Halteelement mit der Rolle verbunden sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage. Der Innenring kann auch an der feststehenden Achse der Rolle befestigt sein. Dann rotiert er nicht, auch wenn die Rolle rotiert.
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Eine weitere besonders begünstigte Ausführungsform sieht vor, dass das wenigstens eine Reinigungselement so an einer Rolle befestigt ist, dass es im Betrieb in der Bewegungsrichtung vor der Rolle geschoben wird, wobei Rolle und Reinigungselement auf der gleichen Führungsschiene aufliegen. So ist die Verbindung zwischen Rolle und Reinigungselement in ihrer Ausdehnung minimiert und kann sehr einfach angebracht werden.
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Vorteilhaft ist zudem, wenn mehrere Reinigungselemente vorgesehen sind, die derart montiert sind, dass jede innere und/oder äußere Schienenführung im Betrieb gereinigt werden kann. So kann an jeder Stelle der Wanderrostkette optimal Verschleiß reduziert werden. Im Grenzfall ist es sogar möglich, jeder Laufrolle ein eigenes Reinigungselement zuzuordnen.
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Eine begünstigte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Reinigungselement eine zweiseitige Bürste ist. Insbesondere in Verbindung mit einer drehbaren Lagerung der Reinigungsvorrichtung können mit ihr die Schienen in jeder Position des einzelnen Rostwagens gereinigt werden. Die Bürste ermöglicht es zudem, Feinteile wie Staub zuverlässig zu entfernen.
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Weiterhin sieht eine besonders begünstigte Ausgestaltung vor, dass es sich bei dem Reinigungselement um einen Abstreifer handelt. Dadurch kann insbesondere Rieselgut gut entfernt werden. Zudem zeichnet sich der Abstreifer durch eine längere Lebensdauer im Vergleich zur Bürste aus. Vorzugsweise ist der Abstreifer so ausgestaltet, dass er an jeder Position im Betrieb als Abstreifer fungieren kann, beispielsweise indem zwei sich gegenüberliegende Abstreifbereiche vorgesehen sind und so auch bei der 180°-Drehung nach dem Senkrad weiterhin eine Abstreifung herabgefallenen Materials bewirkt werden kann.
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Der Abstreifer selbst kann aus jedem Material gefertigt sein, welches der thermischen Belastung in der jeweiligen Anlage standhält. Dies könnte beispielsweise ein Grau- oder Stahlguss, ein Stahl oder auch Graphit sein.
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Die Reinigungselemente können an einem einzelnen Rostwagen oder an mehreren Rostwagen vorgesehen sein, so dass in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad in einer speziellen Anlage eine ausreichende Reinigung gegeben ist. Bei der Montage an nur einem Rostwagen ist ein gleichmäßiges Erneuern der Reinigungselemente besonders einfach. Sind an mehreren Rostwagen Reinigungsvorrichtungen vorgesehen, wird die Reinigungswirkung insgesamt erhöht.
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Liegen mehrere Schienensysteme vor, sind vorzugsweise so viele Reinigungsvorrichtungen vorgesehen, dass für jedes Schienensystem wenigstens eine Reinigungsvorrichtung bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise sind diese auch so montiert, dass im Betrieb jedes Schienensystem gereinigt wird. Die Reinigungswirkung wird natürlich besser, wenn es pro Schiene mehrere Reinigungsvorrichtungen gibt.
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In der Pelletbrennmaschine soll im Obertrum die innere Schiene und im Untertrum die äußere Schiene gereinigt werden. Im Bereich von Hub- und Senkrad ist es im oberen Quadranten die innere, im unteren Quadranten die äußere Schiene. Bevorzugt ist deshalb eine drehbare Reinigungsvorrichtung pro Seite (links/rechts, also 2 Reinigungsvorrichtungen pro Anlage) angeordnet, so dass jede der beiden Reinigungsvorrichtungen die jeweils untere Schiene reinigt, indem sie der Schwerkraft folgt. Alternativ kann je eine Reinigungsvorrichtung für die innere und äußere Schiene vorgesehen werden, jeweils links und rechts, also 4 Reinigungsvorrichtungen pro Anlage; in diesem Fall ist die Anforderung an die Drehbarkeit geringer.
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Für den Sinterkühler ist die innere Schiene diejenige Schiene mit dem geringeren Radius und die äußere Schiene diejenige mit dem größeren Radius. Hier soll die Reinigungsvorrichtung während des kompletten Umlaufs auf der Schiene aufliegen. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Abwurfbereich, in dem die Schienen leicht abgesenkt sind, so dass die Rostwagen sich neigen und dabei das in ihnen enthaltene Material abkippen. Hier kommt es zu einer erhöhten Staubbelastung auf den Schienen, die durch die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung effizient entfernt werden kann. Deshalb ist die drehbare Lagerung der Reinigungsvorrichtung beim Sinterkühler besonders wichtig, damit die der Laufrolle vor- oder nachlaufende Reinigungsvorrichtung auch im Bereich der nach unten oder nach oben gekrümmten Schiene immer auf der Schienenoberfläche aufliegt.
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Die Erfindung umfasst weiterhin auch ein Reinigungselement zur Reinigung einer inneren und/oder äußeren Schienenführung eines Wanderrostes mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Insbesondere weist ein solches Reinigungselement Merkmale auf, wie sie im Zusammenhang mit wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 beschrieben sind.
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Ein solches Reinigungselement weist ein Halteelement auf, das so gestaltet ist, dass das Reinigungselement an einer Rolle eines Rostwagens derart befestigt werden kann, dass es im Betrieb auf der inneren und/oder äußeren Schienenführung aufliegt.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Es zeigen:
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1 den Aufbau einer Pelletbrennmaschine,
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2 den Aufbau eines Sinterkühlers
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3 die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Rostwagens mit wenigstens einem Reinigungselement,
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4a die erfindungsgemäße Montage eines Reinigungselements in einer ersten Ausführung an einer Laufrolle eines Rostwagens und
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4b die erfindungsgemäße Montage eines Reinigungselements in einer zweiten Ausführung an einer Laufrolle eines Rostwagens.
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1 und 2 wurden bereits ausführlich besprochen und stellen prinzipiell mögliche Anordnungen eines Wanderrostes dar, wie sie auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen.
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3 zeigt einen einzelnen Rostwagen auf dem Obertrum eines Wanderrostes gemäß 1, der mit seinen Laufrollen 7 über eine innere Schienenführung 8 geführt wird. Gleichermaßen ist das hier und in den 4a und 4b gezeigte System auch für die Schienensysteme 9, 208 oder 209 anwendbar.
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An den Rollen 7 sind jeweils Reinigungselemente 100 befestigt, die an einer Stelle auf der inneren Schienenführung 8 aufliegen und so darauf vorhandenes Material abstreifen. Das Reinigungselement 100 ist hier als Abstreifer ausgestaltet, kann jedoch in gleicher Weise auch als Bürste ausgebildet sein.
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4a zeigt den Auszug des Rollenbereichs des Rostwagens 3, an dem erkennbar an der Rolle 7 ein Innenring 101 vorgesehen ist. Dieser weist weiterhin ein Sicherungselement 102 für einen drehbaren Außenring 103 auf. Dadurch ergibt sich eine drehbare Lagerung des daran befestigten Reinigungselementes 100, welche den Vorteil bietet, dass das Reinigungselement in jeder Position des Rostwagens auf dem Stetigförderer auf der ihm zugeordneten Schienenführung, hier der inneren Schienenführung 8, aufliegt.
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Das Reinigungselement 100 ist über ein Halteblech 104 mit dem drehbaren Außenring 103 verbunden. Bei dem Reinigungselement 100 handelt es sich um einen austauschbaren Abstreifer.
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4b zeigt den gleichen Ausschnitt, jedoch ist hier das austauschbare Reinigungselement 100 eine austauschbare Bürste.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pelletbrennmaschine
- 2
- Haube
- 3
- Rostwagen
- 4
- Wanderrost, Rostwagenkette
- 5
- Obertrum
- 6
- Stetigförderer
- 7
- Laufrolle
- 8
- innere Schienenführung
- 9
- äußere Schienenführung
- 10
- Hub- oder Antriebsrad
- 11
- Zahnlücke
- 13
- Senk- oder Abtriebsrad
- 14
- Zahnlücke
- 15
- Untertrum
- 16
- Windkästen
- 100
- Reinigungselement
- 101
- Innenring
- 102
- Sicherungselement
- 103
- drehbarer Außenring
- 104
- Halteblech
- 207a
- innere Laufrolle
- 207b
- äußere Laufrolle
- 208
- innere Schienenführung
- 209
- äußere Schienenführung
- 210
- Sinterkühler
- 211
- inneres Trägerelement
- 212
- äußeres Trägerelement
- 213
- Rostwagen
- 214
- Wanderrost, Rostwagenkette
- 215
- Einlassbereich
- 216
- Abwurfbereich
- 217
- Haube
