-
Vorrichtung zur Schnellkühlung von gebranntem Zement, Magnesit, Dolomit,
Kalkstein od. dgl. Beim Brennen. von Zement, Magnesit, D,olomit, Kalkstein u. dgl.
verläßt das Brenngut den Ofen mit einer hohen Temperatur. Es ist bereits erkannt
worden, daß es in verschiedener Beziehung von großem Vorteil ist, dem fertig gebrannten
hocherhitzten Gut die Wärme -so schnell wie möglich zu entziehen. Es wird hierdurch
die Struktur des gebrannten Klinkers geändert, wodurch einerseits die Mahlbarken
desselben erleichtert wird, andererseits aber auch die Festigkeit z. B. des herzustellenden
Zements steigt. Man hat bereits unter einen Drehrohrofen zum Brennen von Zement
Schachtkühler angeordnet, die eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe hatten und bei
denen das Brenngut auf einen Rost fiel, der mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen
war. Es sind auch schon Schrägroste in Vorschlag gebracht worden, die mit Luftdurchtrittsöffnwngen
versehen sind.
-
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Abkühlung des Brenngutes
zwecks Durchführung einer Schnellkühlung in einer möglichst kurzen Abkühlzeit erfolgen
soll. Es ist deshalb wichtig, die zur Kühlung dienende Frischluft a@n das den Brennofen
verlassende Brenngut so schnell wie möglich heranzubringen. Je größer die Temperaturdifferenz
zwischen Brenngut und Kühlluft ist, desto schneller und wirksiam@er ist eine Entziehung
der Wärme aus dem Brenngut mit einer bestimmten Luftmenge möglich. Darüber hinaus
geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß das angestrebte Ziel der
Schnellkühlung
um so besser erreicht wird, wenn die jeweilige Klinkermenge, die einer bestimmten
Luftmenge zur Abkühlung zur Verfügung gestellt wird, gering ist, damit die Kühlluft
die jeweilig abzukühlende Klinkermenge gut durchspülen kann.
-
Bei dem bekanntgewordenen Schrägrost sind diese Bedingungen nicht
in der wünschenswerten Weise gegeben. Der Schrägrost hat etwa eine Neigung von r
o %. Es ist ein mechanischer Antrieb für dein Schrägrost notwendig, der geregelt
werden kann. Die Schichthöhe des Klinkers auf dem Schrägrost ist immerhin noch dergestalt,
daß die Kühlluft jedem einzelnen Klinkerkorn die Wärme nicht so rasch entziehen
kann, :als @es gewünscht ii,ird. Deshalb muß der Schrägrost auch eine verhältnismäßig
große Länge aufweisen, die dem an. gestrebten Ziel der SchnellküMung nicht entspricht.
Bei der :ersterwähnten Schachtkühlung mit einem mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen
Rost hat man bereits jeweils eine verhältnismäßig geringe Klinkermeng.e dem Kühlluftstrom
ausgesetzt. Die Art der Zuführung der Luft zu dieser verhältnismäßig keinen Klinkermenge
war jedoch nicht so beschaffen, daß die Luft mit dieser kleinen Klinkermenge möglichst
gleichmäßig in Berührung kommen konnte.
-
Bekannt ist auch eine Einrichtung mit zwei hintereina:ndergeschaltet:en
Kühlverrichtungen, deren erste unmittelbar einem Drehrohrofen nachgeschaltet ist.
Diese Kühlvorrichtung enthält eine waagerechte Kühltrommel und wird mit der Abluft
der zweiten Kühlvorrichtung beschickt. Diese Abluft ist so heiß, daß sie keine Schnellkühlung
bewirken kann. Die zweite Kühlvorrichtung bringt zwar den Klinker in aufgelockerter
Form mit Kühlluft in Berührung, aber in schon teilweise abgekühltem Zustand. Sie
ist ebenfalls nicht dazu bestimmt, in dem Brenngut durch Schnellkühlung aus dem
hocherhitzten Zustand weitgehende Strukturänderungen hervorzubringen, sondern soll
im wesentlichen zur Wärmerückgewinnunig dienen.
-
Es ist bei einer anderen Einrichtung auch die Absicht .ausgesprochen
worden, die aus einem Drehrohrofen austretenden Klinkermassen, auf .einem Schrägrost
mit Luftdurchlässen .einer dxastischen 'Küh:ung zu unterwerfen. Diese Einrichtung
wurde aber für die Verarbeitung großer Klinkermassen berechnet und sollte mit großem
Durchsatz arbeiten. Der Kliniker wird dem Rost in so großen Mengen zugeführt, daß
er sich auf diesem staut und nur mit Hilfe einer mechaanischen Rüttelvorrichtung
abgeschüttelt werden kann.
-
Die Erfindung verwendet zur Schnellkühlung von gebranntem Zement,
Dol@omit, Kalkstein od. dgl. gleichfalls einen dem Brennofen nachgeschalteten, mit
Luftdurchtrittsöffnungen versehenen und mit Kühlluft durchblasenen Schrägrost, .an
den eine weitere Kühlvorrichtung ,anschließt. Sie unterscheidet sich aber von bekannten
Kühlvorrichtungen daadurch, daß der im Betrieb unbewegliche Schrägrost eine etwa
dem Böschungswinkel des Brenngutes entsprechende oder noch steilere Neigung hast
und da der Klinker dem Schrägrost in so lockerer Verteilung zugeführt wird, daß
.er unter dem Einflut der Rostne i"ung und des Kühlluftstromes stauungsfrei den
Schrägrost herabrieselt.
-
Main hat schon früher, bevor man den Begriff und die Bedeutung der
Schnellkühlung kannte, am Überlauf vom Ofen zur üblichen Kühltrommel ausgemauerte
güßeiserne Schalen verwendet, auf denen sich der aus dem Ofen herabfallende Klinker
so lange ansitaute, bis der Böschungswinkel dieser Klinkeralnsammlung ierreicht
war und der nachfolgende Klinker von dem in Böschung liegenden Kiinkervorrat in
die nachfolgende Kühlvorrichtung abgleiten konnte. Diese an sich bekannte Art der
überleitung des Klinkers von oben. in die nachfolgende Kühlvorrichtung wird bei
Durchführung der Erfindung weiter ausgestaltet. Auf dem an sich kurzen Weg des Abgleitens
des Klinkers von dieser schrägen Böschungsebene soll die Zuführung der Kühlluft
zum Zweck der Schnellkühlung :einsetzen. Auf kurzem Weg und in einer verhältnismäßig
dünnen Schicht des herabrieselnden Klinkers soll die frische Kühlluft gleichmäßig
verteilt auf diesen noch hocherhitzten Klinkerschlefer treffen. Hierzu ist es wichtig,
daß im Gegensatz zu dem bekannten Schrägrost die Neigung der Schrägfläche etwa dem
Böschungswinkel des Brenngutes ;entspricht oder noch steiler ist, damit die Schichthöhe
des Klinkers gering bleibt und die Luft mit jedem einzelnen Klinkerkorn gut in Berührung
treten kann. Die nach der Erfindung gegenüber den bekannten Einrichtungen steile
Lage der zur Schnellkühlung dienenden Schrägfläche hat den weiteren Vorteil, daß
der Klinker stets mit Sicherheit vom Ofenauslauf aus in die nachfolgende Kühleinrichtung
geführt wird, ohne daß diese Schrägfläche einen besonderen Antrieb mit .einer Regelvorrichtung
zur Änderung der Fördermenge des Klinkers aufzuweisen braucht. Wenn in Einzelfällen
die Leistung des Ofens schwanken sollte, so ist trotzdem für das sichere und gleichmäßige
Abgleiten der jeweils gebrannten Klinkermenge die Voraussetzung gegeben durch den
steilen Neigungswinkel der Schrägebene. Wenn mit Rücksicht auf die veränderte Klinkermenge
bei verschieden großer Ofenleistung im Hinblick auf die Menge der zugehörigen Kühlluft
eine Regelung gewünscht wird, so ist diese Regelung der Kühlluftmenge ohne Schwierigkeit
möglich.
-
Erfindungsgemäß ist die Schrägfläche für die Schnellkühliung stufenförmig
gestaltet, und unter-'hal'b der Einzelstufen der Schrägfläche sind die Luftdurchtrittsöffnungen
gleichmäßig auf die gesamte Schrägfläche verteilbar. Die Einzelstufen der Schrägflüchen
können durch feuerfeste Steine gebildet sein, die an ihrer Unterse he eine Aussparung
aufweisen, durch die die gewünschten Luftdurchtrittsöffnungen gegeben- sind. Durch
den aus dem Ofen herabfallenden Klinker würden auf den Einzelstufen Klnkerteile
liegenbleiben, bis sich die vorgenannte, ian sich bekannte Klinkerrutsche gebildet
hat. Die Klinkermenge, die hierbei auf jeder ein-Winen Stufe maximal zur Auflage
kommen kann, isst bei der gewählten Neigung der Schrägebene so klein, daß mit Hilfe
des angewandten Luftdruckes
diese kleine Klinkerm@enge, die vor
den Luftdurchtrittsöffnungen liegt, jeweils fortgeblasen wird. Die Kühlluft kommt
also an jeder Luftdurchtrittsöffnumg mit dem frisch herabrieseln.den Klhrkerschleier
in eine innige Berührung, und zwar m einem Zeitpunkt, in welchem der Klinker noch
die höchste Temperatur aufweist. Wenn man trotzdem befürchtet, daß bei einer solchen
Anordnung auf den einzelnen Abstufungen der Schrägfläche Klinkermengen sich ansammeln
könnten, die dem gleichmäßigen Durchtritt der Kühlluft hinderlich wären, so kann
man zusätzlich die Einzelstufen der Schrägfläche im Winkel zur Waagerechten derart
nach abwärts neigen, daßeine .dauernde Auflagerung von Klinker auf den einzelnen
Abstufungen der Schrägfläche mit Sicherheit verhindert wird. Der Umstand, da.ß -die
Kühlluft die Einzelstufen der Schrägfläche immer wieder von dem nachfallenden Klinker
freibläst, hat andererseits den Vorteil, daß ein übermäßiger Verschleiß der zweckmäßig
aus feuerfesten Steinen gebildeten Stufen nicht eintritt. Andererseits tritt durch
den Zutritt der Frischluft an dieser Stelle in durchaus wünschenswerter Weise eine
hochwirksame Kühlung der feuerfesten Steine selbst ein.
-
Die feuerfesten Steine könnten auf einem besonderen Rostgestell angeordnet
sein, und dieses Rostgestell läßt sich in Form einer Luftd'ruckkamm-er ,ausbilden,
an .die das Druckrohr für den die Kühlluft für die Schnellkühlung fördernden Ventilator
:angeschlossen ist. Die Luftdruckkammer mit dem zugehörigen Rostgestell und den
aufzusetzenden feuerfesten Steinen läßt sich in einfacher Weise rückwärts ausfahrbar
gestalten, so daß notwendig werdende Ausbesserungsarbeiten schnell durchgeführt
werden können, ohne daß man eine sonst -notwendige Abkühlung des gesamten Ofensystems
abwarten muß.
-
Wenn man mit den Mitteln der Erfindung den aus dem Ofen. kommenden
Klinker in. einer so wirksamen Weise rasch von der hohen Temperatur abkühlt und
deshalb auch mit kleineren Luftmengen diese Abkühlung schneller erreichen kann,
als es beiden sonstigen Kühlvorrichtungen möglich ist, ,dann wird diese für :die
Schnellkühlung benutzte Kühll'uftmenge vor ihrem Eintritt in den Brennofen auch
besonders hoch erhitzt. Dies bedeutet, daß die Ausdehnung dieser Kühlluft durch
die starke Erhitzung sehr erheblich ist. Dies wiederum kann zur Folge haben,
daß im Ofenkopf sich unerwünschte Luftanstauungen ergeben, die sich auf den
Brennbetrieb ungünstig auswirken. Es hat sich gezeigt, daß derartige Erscheinungen
sich weitgehend vermeiden lassen, wenn die entsprechend erhitzte Kühlluft im Ofenkopf
auf dem Weg zum Brennofen auf abgerundete, vorzugsweise etwa parabolisch geformte
überleitm@gsflächen trifft. Diese abgerundeten überleitungsflächen kann man durch
eüve entsprechende Ausmauerung im oberen Teil dies Ofenkopfes erreichen. Es wird
hierdurch erzielt, daß die hoch erhitzte; stark ausgedehnte, für die Schnellkühlung
ausgenutzte Kühl'luftmenge zwanglos zur Brennzone des Ofens gelangt unter weitgehender
Ausschaltung des sogenannten Stoßes des Ofens. Hierdurch wiederum wird eine zweckmäßige
Flammenbildung im Ofen. weitgehend untzrstützt.
-
Wenn man auch mit den Mitteln der Erfindung mit einer Einrichtung,
die in raumsparender Weise eine besonders kurze Länge aufweist, dem heißen Klinker
besonders rasch eine hohe Wärmemenge entziehen kann, so genügt eine solche Einrichtung
doch nicht dazu, um den Klinker so weit abzukühlen, daß er unmittelbax von den nachfolgenden
Transporteinrichtungen übernommen werden kann. Der Klinker wird, nachdem er die
Schrägfläche unterhalb des Ofenauslaufes passiert hat, doch noch eine Temperatur
vorn mehreren ioo° aufweisen, wenngleich die besonders schnelle Abkühlung auf diese
Temperatur bereits die günstigen Wirkungen insbesondere 'hinsichtlich Festigkeit
-und leichteren Verznahlbark..eit des Klinkers bedingt. Es ist also im allgemeinen
notwendig, zwischen dieser Schnellkühlungseinrichtung nach der Erfindung und den
nachfolgenden Transporbein.richtungen eine weitere Kühlvorrichtung einzuschalten,
für die z. B. die übliche Kühltrommel, wenn auch in verkleinerter Ausführung, Verwendung
finden kann. Hierbei ist es aber sehr zweckdienlich, ,darauf zu achten, daß die
Luftmenge, fie von dieser nach- beschalteten KühleinTichtungoberhalb der Schnell:kühl'ungeschrägfläche
zum Ofenkopf wandert, eine bestimmte Menge nicht überschreitet, die in einem bestimmten
Verhältnis zu der Ofenleistung zweckmäßig zu stehen hat. Eis ist anzustreben, daß
die Kühllutftmenge, die durch die nachgeschaltete Kühlvorrichtung streicht, nur
das allernötigste Maß erreicht, und daß demgegenüber ein möglichst großer Anteil
der für :den Verbrennungsvorgang erforderlichen Luftmenge durch die Schrägfläche
der Schne11kühlungseinrichtung hindurch in das Ofensystem gelangt. Deshalb kommt
ies auch bei dieser Schnellkühlungseinrichtung nach der Erfindung darauf an, daß
die nicht durch die Schrägebene streichende Kühlluft mengenmäßig weitestgehend eingestellt
werden kann. Die- Einrichtungen, um dieses Ziel zu erreichen., sind bekannt. So
ist es nicht mehr neu, die nachgeschaltiete Kühleinrichtung, z. B. die Kühltrommel,
mit luftdichten Abschlußeinrichtungen zu versehen, @die eine völlig geregelte Zufuhr
der durch diese Kühleinrichtung ;geleiteten Luftmenge. gestatten. Man kann aber
auch einem weiteren Vorschlag @,entsprechend so vorgehen, daß man die Kühlluftm,enge,
die man durch eine nachgeschaltete Kühleinrichtung fördert, so abzweigt, daß sie
nur in dem jeweils gewünschten Ausmaß in den Brennofen übertreten kann.
-
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele der Erfindung das untere
Ende eines Drehrohrofens .und das darunter befindliche Ende einer Kühltrommel mit
dem Drehofenkopf und dem übergang vom Drehofenkopf zur Kühltrommel .in Fig. i teilweisse
im Schnitt dargestellt.
-
Vor dem Auslaufende des DTehrohrofens i befindet 'sich der Dmehofenkopf
2, in welchen eine Leitung 3 einsgeführt ist, durch die mit Hilfe eines
nicht
dargestellten Ventilators der Brennstoff in den Ofen geführt wird. Der Ofenkopf
2 sitzt auf einem Mauerwerk 4 auf, uind i:n, den Ausschnitt 5 des Mauervier ;es
4 ragt das Einlaufende 6 der Kühltrommel 7 hinein.
-
Unmittelbar vor dem Einlaufende 6 der Kühltromme17 ist in dem Mauerwerk
4 die Schn:ellkühlungsei!urichtung 8 nach der Erfindung !eingebaut. Diese Schnellkühlungs,einrichtung
besteht aus einer geschlossenen Luftdruckkammer, ,an die das Druckrohr 9 des, Ventilators
io angeschlossen ist. Die der Eilllaufseite der Kühltrommel zugewandte Fläche dieser
Luftdruckkammer ist als stufenförmig gestaltetes Rostgestell i i ausgebildet. Auf
den Einzelstufen dieses Rostgestells i i sind feuerfeste Steine 12 aufgesetzt, die
im Querschnitt in vergrößertem Maßstab in Fig.2 dargestellt sind. Die Einzelsteine
13 weisen, hiernach an ihrer Unterseite die Aussparung 14 auf. Diese Aussparungen
14 stellen somit die Luftdurchtrittsö-ffnungen für die Kühlluft dar, deren Weg vom
Ventilatordruckrohr 9 bis in den Ofenkopf 2 durch in Fig. i eingezeichnete Pfeile
angedeutet ist. Die Neigung der Schrägfläche dieses Rostgestells i i mit den Abstufungen
wird durch die Einzelsteine 13 so gehalten, daß sich größere Klinkermengen auf dieser
Schrägfläche gar nicht halten können. Die Kühlluft aus der Luftdruckkammer wird,
gleichmäßig über diese Schrägfläche verteilt, in den Übergang zum Ofenkopf 2 so
treten müssen, daß die Schrägfläche selbst praktisch mehr oder weniger frei von
Klinker bleibt und diese Kühlluftmenge im wesentlichen nur den Klinkerschleier jeweilig
beaufschlagt, der der Leistung des Ofens entsprechend vom Ofen zur nachgeschalteten
Kühltrommel wandert. Wenn man mit Sicherheit dafür sorgen will, daß auch beim geringeren
Luftdruck von: dem Ventilator io aus die Einzelstufen der Schrägfläche praktisch
frei von Klinker sind und somit die Luftdurehtrittsöffnungen zwischen, den einzelnen
Stufen sich nicht -zusetzen können, dann, empfiehlt sich, den Einzelstufen 13 der
Schrägfläche ieinie solche Neigung zu geben, wie sie im Längsschnitt in Fig.3 angedeutet
ist.
-
In der Fig. i sind mit Ziffer 15 Rohre am Einlaufende der Kühltrommel?
angedeutet, die von der Mantelfläche der Kühltrommel aus radial in den Innenraum
der Kühltrommel hineinragen und außen meinen um die Kühltrommel ? herum gelegten
Kasten 16 münden. An diesen Kasten 16 wird ein Ventilator ,angeschlossen, mit dessen
Hilfe im überschuß durch die Kühltrommel hindurchgeführte Kühlluft wieder abgesogen
werden kann. Die Abs.augung dieser Luftmengen, die gegebenenfalls auch über einen
Schornstein erfolgen kann, wird zweckmäßigerweise so vorgenommen, daß eine bezüglich
der absaugenden Luftmengen vorgesehen ist.