EA045056B1 - DEVICE FOR PRODUCING EXPANDED GRANULATE - Google Patents

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для изготовления вспученного гранулята из песчаного минерального материала с использованием порообразователя, например для изготовления вспученного гранулята из перлитового или обсидианового песка со связанной водой в качестве порообразователя, при этом устройство содержит печь с расположенной по существу вертикально шахтой печи, имеющей верхний конец и нижний конец, причем между указанными обоими концами проходит путь подачи, идущий через множество зон нагрева, в направлении подачи расположенных отдельно друг от друга, причем каждая из зон нагрева содержит по меньшей мере один управляемый независимо от других нагревательный элемент для нагрева материала, в частности до критической температуры, и вспучивания зерен песка, причем также предусмотрено по меньшей мере одно средство подачи, выполненное с возможностью загрузки по меньшей мере невспученного материала в шахту печи на одном из обоих концов шахты печи в направлении другого из обоих концов шахты печи, для вспучивания материала, при рассмотрении в направлении подачи, на последней половине, предпочтительно на последней трети, пути подачи, причем предусмотрен по меньшей мере один направляющий элемент, по меньшей мере на участках расположенный в шахте печи, причем направляющий элемент по меньшей мере в области одного из обоих концов шахты печи образует с внутренней стенкой шахты печи зазор, причем указанное по меньшей мере одно средство подачи выполнено с возможностью загрузки невспученного материала в зазор.The present invention relates to a device for producing expanded granules from sandy mineral material using a blowing agent, for example for producing expanded granules from perlite or obsidian sand with bound water as a blowing agent, the device comprising a furnace with a furnace shaft located substantially vertically and having an upper end and a lower end, wherein between said two ends there is a supply path extending through a plurality of heating zones in the supply direction located separately from each other, each of the heating zones comprising at least one independently controllable heating element for heating the material, in particular to a critical temperature, and swelling of the sand grains, wherein at least one supply means is also provided, configured to load at least unexpanded material into the furnace shaft at one of both ends of the furnace shaft in the direction of the other of both ends of the furnace shaft, for swelling the material , when viewed in the feed direction, in the last half, preferably the last third, of the feed path, wherein at least one guide element is provided at least in sections located in the furnace shaft, the guide element being at least in the region of one of both ends the furnace shaft forms a gap with the inner wall of the furnace shaft, wherein said at least one supply means is configured to load non-expanded material into the gap.

Уровень техникиState of the art

Из WO 2013/053635 А1 известны способ и устройство для вспучивания, в частности с закрытыми порами, песчаного минерального материала, содержащего порообразователь, например связанную воду. При этом материал загружается сверху в печь с шахтой печи, расположенной по существу вертикально. Под действием силы тяжести материал перемещается в направлении подачи вдоль пути подачи по шахте печи от ее верхнего конца к ее нижнему концу. При этом путь подачи проходит через множество зон нагрева, в направлении подачи расположенных отдельно друг от друга и имеющих нагревательные элементы, выполненные с возможностью управления независимо друг от друга, для нагрева материала до критической температуры и вспучивания зерен песка. Вспученный гранулят выгружается на нижнем конце. Вследствие подъемных сил, возникающих в шахте печи, вызываемых, помимо прочего, самотягой шахты печи и обеспечивающих различный эффект из-за различной плотности перед расширением и после расширения, указанный способ вспучивания подходит для необработанных песков с размером зерна, как правило, большим или равным 75 мкм, в частности, большим или равным 100 мкм. При более мелких размерах зерен подъемные силы слишком велики для надежного результата вспучивания. Кроме того, при небольших размерах зерен возникает повышенная опасность агломерации на внутренней стенке шахты печи, поскольку слишком легкие частицы или, соответственно, частицы со слишком низкой плотностью находятся во взвешенном состоянии в зоне нагрева слишком долго. В этом случае после расширения частицы продолжают поглощать энергию и снова размягчаются без охлаждения вследствие изоэнтальпийного изменения формы, что, в свою очередь, значительно повышает опасность агломерации на внутренней стенке шахты печи. Указанная опасность повышается с уменьшением диапазона размеров зерен, так как, образно говоря, более крупных и, следовательно, одновременно более тяжелых частиц уже не хватает для захватывания с собой более мелких частиц против подъемных сил.From WO 2013/053635 A1 a method and apparatus for expanding, in particular closed-cell, sandy mineral material containing a blowing agent, for example bound water, is known. In this case, the material is loaded from above into a furnace with a furnace shaft positioned substantially vertically. Under the influence of gravity, the material moves in the feed direction along the feed path along the furnace shaft from its upper end to its lower end. In this case, the supply path passes through a plurality of heating zones, in the supply direction, located separately from each other and having heating elements configured to be controlled independently of each other, to heat the material to a critical temperature and swell the sand grains. The expanded granulate is discharged at the lower end. Due to the lifting forces generated in the kiln shaft, caused, among other things, by the gravity of the kiln shaft and providing different effects due to the different densities before and after expansion, this swelling method is suitable for untreated sands with a grain size generally greater than or equal to 75 µm, in particular greater than or equal to 100 µm. With finer grain sizes, the lifting forces are too high for reliable swelling results. In addition, with small grain sizes there is an increased risk of agglomeration on the inner wall of the furnace shaft, since particles that are too light or have a too low density remain suspended in the heating zone for too long. In this case, after expansion, the particles continue to absorb energy and soften again without cooling due to an isenthalpic change in shape, which, in turn, significantly increases the risk of agglomeration on the inner wall of the furnace shaft. This danger increases with a decrease in the range of grain sizes, since, figuratively speaking, larger and, therefore, simultaneously heavier particles are no longer enough to capture smaller particles against lifting forces.

Из WO 2016/191788 А1 и WO 2018/191763 А1 известно, что для вспучивания необработанных песков с меньшими размерами зерен материал вместе с некоторым количеством воздуха может подаваться или, соответственно, вдуваться в шахту печи и перемещаться по шахте печи снизу вверх. Оказывается, что при загрузке очень мелких зерен в сочетании с вдуванием должны быть синхронизированы различные потоки, чтобы впоследствии получить в шахте печи равномерный профиль потока и избежать турбулентностей, поскольку турбулентности способствуют агломерациям на стенке шахты. Такие агломерации, в свою очередь, вызывают постепенное зарастание шахты и связанное с ним препятствие для теплового излучения, что, в свою очередь, приводит к худшему результату расширения.From WO 2016/191788 A1 and WO 2018/191763 A1 it is known that for swelling of untreated sands with smaller grain sizes, the material together with a certain amount of air can be supplied or blown into the furnace shaft and moved along the furnace shaft from bottom to top. It turns out that when feeding very fine grains in combination with injection, the different flows must be synchronized in order to subsequently obtain a uniform flow profile in the furnace shaft and avoid turbulence, since turbulence promotes agglomerations on the shaft wall. Such agglomerations, in turn, cause gradual overgrowing of the shaft and the associated obstacle to thermal radiation, which in turn leads to a worse expansion result.

Из WO 2021/060157 А1 известна вертикальная печь для обжига извести, в частности из известняка и доломита. Указанная печь для обжига содержит внешнюю трубу и внутреннюю трубу, между и вдоль которых (вследствие силы тяжести) перемещается обжигаемый материал, причем материал вводится между внешней трубой и внутренней трубой. Т.е. трубы образуют между собой своего рода зазор, в который подается материал, причем материал вводится в печь сверху с помощью загрузочного устройства.From WO 2021/060157 A1 a vertical kiln for burning lime, in particular limestone and dolomite, is known. Said kiln comprises an outer pipe and an inner pipe, between and along which (due to gravity) the material to be fired is moved, the material being introduced between the outer pipe and the inner pipe. Those. the pipes form a kind of gap between themselves into which the material is fed, and the material is introduced into the furnace from above using a loading device.

Из ЕР 0007977 А1 известны способ и кольцевая шахтная печь для обжига кускового обжигаемого материала, такого как известняк, доломит, магнезит и т.п., при этом кольцевая шахта и внутренняя шахта попеременно снабжаются свежим воздухом и горючими газами и, соответственно, соединены с отводом для отработанных газов. Кольцевой зазор и внутренняя шахта образованы шахтной вставкой в шахте печи.From EP 0007977 A1 a method and an annular shaft furnace are known for firing lump calcinable material such as limestone, dolomite, magnesite, etc., wherein the annular shaft and the inner shaft are alternately supplied with fresh air and combustible gases and are accordingly connected to an outlet for exhaust gases. The annular gap and the inner shaft are formed by a shaft insert in the furnace shaft.

Задача изобретенияObjective of the invention

Поэтому задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в том, чтобы предложить устройство для изготовления вспученного гранулята, позволяющее преодолеть указанные выше недостатки. В частности, устройство должно обеспечивать вспучивание необработанных песков, состоящих из мелких зе- 1 045056 рен, предпочтительно размером 120 мкм или менее, особенно предпочтительно от 50 до 100 мкм, и имеющих узкий диапазон размеров зерен, причем предпочтительно должен быть достигнут как можно более однородный продукт расширения.Therefore, the problem solved by the present invention is to provide a device for the production of expanded granules, which makes it possible to overcome the above-mentioned disadvantages. In particular, the device must be capable of swelling untreated sands consisting of fine grains, preferably 120 µm or less in size, particularly preferably 50 to 100 µm, and having a narrow range of grain sizes, preferably achieving as homogeneous as possible. expansion product.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Для решения указанной задачи в устройстве для изготовления вспученного гранулята из песчаного минерального материала с использованием порообразователя, например для изготовления вспученного гранулята из перлитового или обсидианового песка со связанной водой в качестве порообразователя, которое содержит печь с расположенной по существу вертикально шахтой печи, имеющей верхний конец и нижний конец, причем между указанными обоими концами проходит путь подачи материала, проходящий через множество зон нагрева, в направлении подачи расположенных отдельно друг от друга, причем каждая из зон нагрева имеет по меньшей мере один управляемый независимо от других нагревательный элемент для нагрева материала по меньшей мере до критической температуры, и вспучивания зерен песка, причем также предусмотрено по меньшей мере одно средство подачи, выполненное с возможностью загрузки по меньшей мере невспученного материала в шахту печи на одном из обоих концов шахты печи в направлении другого из обоих концов шахты печи, для вспучивания материала, при рассмотрении в направлении подачи, на последней половине, предпочтительно на последней трети пути подачи, причем предусмотрен по меньшей мере один направляющий элемент, по меньшей мере на участках расположенный в шахте печи, причем направляющий элемент по меньшей мере в области одного из обоих концов шахты печи образует с внутренней стенкой шахты печи зазор, причем указанное по меньшей мере одно средство подачи выполнено с возможностью загрузки невспученного материала в указанный зазор, согласно изобретению предусмотрено, что для указанного по меньшей мере одного направляющего элемента предусмотрены разъемные крепежные средства для обеспечения возможности, при необходимости, извлечения указанного по меньшей мере одного направляющего элемента из шахты печи и его повторной установки в ней.To solve this problem, in a device for producing expanded granulate from sandy mineral material using a blowing agent, for example for producing expanded granulate from perlite or obsidian sand with bound water as a blowing agent, which contains a furnace with a furnace shaft located essentially vertically, having an upper end and a lower end, wherein between said two ends there is a material supply path passing through a plurality of heating zones in the supply direction located separately from each other, each of the heating zones having at least one independently controllable heating element for heating the material at least to a critical temperature, and swelling of the sand grains, wherein at least one supply means is also provided, configured to load at least unexpanded material into the furnace shaft at one of both ends of the furnace shaft in the direction of the other of both ends of the furnace shaft, for swelling the material , when viewed in the feed direction, in the last half, preferably the last third of the feed path, wherein at least one guide element is provided at least in sections located in the furnace shaft, the guide element being at least in the region of one of both ends of the shaft furnace forms a gap with the inner wall of the furnace shaft, wherein said at least one supply means is configured to load unexpanded material into said gap; according to the invention, it is provided that detachable fastening means are provided for said at least one guide element to ensure the possibility, if necessary , removing said at least one guide element from the furnace shaft and reinstalling it therein.

Направление подачи проходит параллельно вертикали или, соответственно, вертикальному направлению и может быть направлено сверху вниз или, наоборот, снизу вверх. Это означает, что указанный по меньшей мере один направляющий элемент может быть предусмотрен как при загрузке материала сверху, так и при загрузке материала снизу. При загрузке сверху вспучиваемый материал подается вдоль пути подачи, по меньшей мере частично, при помощи силы тяжести. При загрузке снизу вспучиваемый материал, как правило, загружается в шахту печи вместе с некоторым количеством воздуха и перемещается по шахте печи.The feed direction runs parallel to the vertical or, respectively, the vertical direction and can be directed from top to bottom or, conversely, from bottom to top. This means that said at least one guide element can be provided both when loading material from above and when loading material from below. In top loading, the intumescent material is fed along the feed path at least in part by gravity. When loading from below, the intumescent material is usually loaded into the furnace shaft along with some air and moves along the furnace shaft.

Для задания зон нагрева могут быть использованы нагревательные элементы, поскольку каждая из различных зон нагрева должна иметь по меньшей мере один нагревательный элемент, причем указанные нагревательные элементы должны быть выполнены с возможностью управления независимо друг от друга.Heating elements may be used to define heating zones, since each of the different heating zones must have at least one heating element, and said heating elements must be controllable independently of each other.

Для полноты следует указать на то, что, при рассмотрении в направлении подачи, последняя половина представляет собой вторую половину или, соответственно, последняя треть представляет собой третью треть.For the sake of completeness, it should be noted that, when viewed in the feed direction, the last half is the second half or, respectively, the last third is the third third.

В принципе может быть предусмотрен один направляющий элемент. Указанный направляющий элемент может состоять из множества частей, причем вместе множество более мелких направляющих элементов также могут образовывать более крупный направляющий элемент или, соответственно, могут быть интегрированы в него. Тем не менее также может быть предусмотрено множество отдельных направляющих элементов.In principle, one guide element can be provided. Said guide element may consist of a plurality of parts, whereby together a plurality of smaller guide elements can also form a larger guide element or can be integrated into it. However, a plurality of individual guide elements can also be provided.

Указанный по меньшей мере один направляющий элемент изготовлен из одного или множества материалов, выдерживающих температуры, возникающие в шахте печи. Указанные материалы могут содержать, например, металлы, в частности специальные стали или сплавы на основе никеля, или углеродные волокна, или керамику, в частности керамику для тяжелых условий эксплуатации.Said at least one guide element is made of one or more materials that can withstand the temperatures occurring in the furnace shaft. Said materials may comprise, for example, metals, in particular special steels or nickel-based alloys, or carbon fibers, or ceramics, in particular heavy-duty ceramics.

Следует заметить, что направляющий элемент не должен быть полностью расположен в шахте печи, он также может на участках выступать из шахты печи, при этом функция направляющего элемента, более подробно описанная ниже, не ухудшается. Например, может быть предусмотрено, что часть направляющего элемента на верхнем и/или нижнем конце шахты печи выступает из шахты печи с целью крепления.It should be noted that the guide element does not have to be completely located in the furnace shaft, it can also protrude from the furnace shaft in areas, without impairing the function of the guide element, described in more detail below. For example, provision can be made for a part of the guide element at the upper and/or lower end of the furnace shaft to protrude from the furnace shaft for the purpose of fastening.

Несмотря на это, разумеется, также может быть предусмотрено, что указанный по меньшей мере один направляющий элемент полностью расположен в шахте печи и закреплен только внутри шахты печи.Despite this, it can of course also be provided that said at least one guide element is located entirely in the furnace shaft and is only secured inside the furnace shaft.

Внутренняя стенка ограничивает шахту печи. Направляющий элемент расположен на расстоянии от внутренней стенки шахты печи, так что образуется зазор, по меньшей мере в области одного из обоих концов шахты печи, т.е. в области конца шахты печи, предусмотренного для загрузки вспучиваемого материала, причем зазор предпочтительно представляет собой кольцевой зазор. При этом кольцевой зазор следует понимать как зазор, расположенный по периметру, но это не означает ограничения круглой формой.The inner wall limits the furnace shaft. The guide element is located at a distance from the inner wall of the furnace shaft, so that a gap is formed at least in the area of one of both ends of the furnace shaft, i.e. in the region of the end of the furnace shaft provided for loading the intumescent material, the gap preferably being an annular gap. In this case, the annular gap should be understood as a gap located around the perimeter, but this does not mean a limitation to a circular shape.

Итак, поскольку выполнен зазор - благодаря расположению направляющего элемента в шахте печи,So, since the gap is made - due to the location of the guide element in the furnace shaft,

- 2 045056 по меньшей мере на участках, - и невспученный материал загружается через зазор, материал или, соответственно, загружаемый материал по меньшей мере в области начала пути подачи удерживается на расстоянии от радиального центра шахты печи. Здесь и далее термин радиальный следует понимать вне зависимости от конкретной формы поперечного сечения шахты печи. Это означает, что безразлично от того, какую форму имеет поперечное сечение шахты печи в направлении, перпендикулярном пути подачи или, соответственно, направлению подачи, - кругообразную или не кругообразную, например, если поперечное сечение имеет эллиптическую, прямоугольную или квадратную форму, его центр обозначен как радиальный центр или, соответственно, радиальная середина. Соответственно радиальное направление направлено от радиальной середины наружу.- 2 045056 at least in sections - and the non-expanded material is charged through the gap, the material or the charged material is at least in the region of the start of the feeding path kept at a distance from the radial center of the furnace shaft. Hereinafter, the term radial should be understood regardless of the specific cross-sectional shape of the furnace shaft. This means that it does not matter whether the cross-section of the furnace shaft in the direction perpendicular to the feed path or the feed direction is circular or non-circular, for example, if the cross-section is elliptical, rectangular or square, its center is marked as a radial center or, accordingly, a radial middle. Accordingly, the radial direction is directed from the radial center outward.

В частности, если загрузка производится сверху, в области радиальной середины шахты печи, как правило, вследствие самотяги (каминного эффекта) возникает направленный вверх поток нагретого воздуха/газов (поток за счет самотяги), препятствующий подаче материала посредством силы тяжести. Однако в зазоре указанный поток воздуха или, соответственно, поток за счет самотяги не может встречать материал и влиять на него.In particular, if loading is done from above, in the area of the radial middle of the furnace shaft, as a rule, due to gravity (fireplace effect), an upward flow of heated air/gases (flow due to gravity) occurs, preventing the supply of material by gravity. However, in the gap, the specified air flow or, accordingly, the flow due to gravity cannot meet the material and influence it.

Кроме того, поскольку речь идет о зазоре, а не только об (в частности, кольцеобразном) отверстии, материал направляется в шахту и в шахте печи.In addition, since we are talking about a gap and not just a (specifically annular) hole, the material is directed into the shaft and into the furnace shaft.

Указанное направление может проходить вдоль всего пути подачи, в частности, если направляющий элемент проходит вдоль всего пути подачи. При этом, как правило, длина пути подачи может составлять от 3 до 20 м, предпочтительно от 5 до 15 м, особенно предпочтительно от 6 до 10 м.Said direction may extend along the entire supply path, in particular if the guide element extends along the entire supply path. In this case, as a rule, the length of the supply path can be from 3 to 20 m, preferably from 5 to 15 m, especially preferably from 6 to 10 m.

Если направляющий элемент и, следовательно, также зазор проходит только вдоль части пути подачи, например, только на протяжении нескольких метров, материал, с одной стороны, направляется в зазоре вдоль указанной части пути подачи. С другой стороны, в этом случае к тому же по меньшей мере на некотором протяжении за концом направляющего элемента, как правило, заметно определенное направляющее воздействие вследствие принудительно возникающей гомогенизации движения, в частности направления движения, отдельных зерен материала в зазоре. Соответственно в случае загрузки сверху может быть обеспечено, что материал также на определенном протяжении после выхода из зазора не входит в контакт с описанным выше потоком воздуха в радиальной середине.If the guide element and therefore also the gap extends only along part of the feed path, for example only over a distance of several meters, the material is on the one hand guided in the gap along said part of the feed path. On the other hand, in this case, in addition, at least over some distance beyond the end of the guide element, a certain guiding effect is usually noticeable due to the forced homogenization of the movement, in particular the direction of movement, of the individual grains of material in the gap. Accordingly, in the case of loading from above, it can be ensured that the material also does not come into contact with the above-described air flow in the radial center for a certain distance after exiting the gap.

Однако и при загрузке снизу посредством по меньшей мере одного направляющего элемента возможно целенаправленное влияние на характеристику потока и, таким образом, на длительность пребывания частиц, а также на передачу тепла на частицы в шахте печи.However, even when loading from below, by means of at least one guide element, a targeted influence on the flow characteristics and thus on the residence time of the particles, as well as on the heat transfer to the particles in the furnace shaft, is possible.

Потоки, образующиеся в области зазора, в частности потоки в кольцевом зазоре, благодаря сравнительно узкому зазору и возникающих вследствие этого повышенных скоростей потока (турбулентный поток для числа Рейнольдса Re>10⁴) способствуют передаче тепла на транспортирующий газ и, следовательно, также на частицы. По причине перемешивания в турбулентных потоках передача тепла больше, чем в случае ламинарного потока (коэффициент теплопередачи α увеличивается).The flows generated in the gap region, in particular the flows in the annular gap, due to the relatively narrow gap and the resulting increased flow velocities (turbulent flow for Reynolds number Re>10 ⁴ ), contribute to the transfer of heat to the transport gas and, therefore, also to the particles. Due to mixing in turbulent flows, heat transfer is greater than in the case of laminar flow (heat transfer coefficient α increases).

Это означает, что направляющий элемент способствует расширению очень мелких и плотных загружаемых фракций материала, который, в частности, может иметь диаметр 120 мкм или менее, предпочтительно 100 мкм или менее.This means that the guide element promotes the expansion of very fine and dense loaded fractions of material, which in particular may have a diameter of 120 μm or less, preferably 100 μm or less.

Еще один эффект направляющего элемента состоит в том, что весь материал или, соответственно, загружаемый материал по меньшей мере в начале пути подачи перемещается очень близко вдоль внутренней стенки и, следовательно, сравнительно близко от нагревательных элементов. Это вызывает равномерный нагрев во времени и пространстве всех зерен материала, что, в свою очередь, приводит к равномерному результату вспучивания. Это имеет место как при загрузке сверху, так и при загрузке снизу.A further effect of the guide element is that the entire material or the feed material, at least at the beginning of the feeding path, moves very close along the inner wall and therefore relatively close to the heating elements. This causes uniform heating in time and space of all grains of the material, which, in turn, leads to a uniform swelling result. This occurs both when loading from above and when loading from below.

Кроме того, благодаря направляющему элементу загружаемый материал облучается как с активно нагреваемой наружной стороны печи или, соответственно, шахты печи, так и со стороны самого направляющего элемента, поскольку направляющий элемент отражает лучистую энергию или, соответственно, поглощает часть лучистой энергии, а затем снова излучает ее. Это означает, что направляющий элемент может действовать в качестве пассивного источника тепла. При этом степень отражения или, соответственно, излучения может зависеть от конструкции направляющего элемента, в частности от материала направляющего элемента, так что направляющий элемент образует в определенной степени регулируемый источник тепла.In addition, thanks to the guide element, the loaded material is irradiated both from the actively heated outer side of the furnace or, accordingly, the furnace shaft, and from the side of the guide element itself, since the guide element reflects radiant energy or, accordingly, absorbs part of the radiant energy and then emits again her. This means that the guide element can act as a passive heat source. In this case, the degree of reflection or radiation may depend on the design of the guide element, in particular on the material of the guide element, so that the guide element forms a somewhat controllable heat source.

Направляющий элемент также обладает множественными позитивными воздействиями на результат расширения, которые могут усиливать друг друга.The guide element also has multiple positive effects on the expansion result, which can reinforce each other.

Оказывается, что каждая из различных загружаемых фракций вспучиваемого материала может требовать другой оптимальной длины направляющего элемента, которая, как правило, может составлять от одного до нескольких метров. Соответственно в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что, при рассмотрении в направлении подачи, по меньшей мере один направляющий элемент проходит самое большее до конца первой половины, предпочтительно самое большее до конца первой трети, особенно предпочтительно самое большее до конца первой четверти пути подачи. В соответствии с вышесказанным направляющий элемент может при этом начинаться от одного из обоих концов шахты печи, или, соответственно, в области одного из обоих концов шахты печи, или за пределами одного из обоих концов шахты печи.It turns out that each of the different loading fractions of intumescent material may require a different optimal length of the guide element, which, as a rule, can be from one to several meters. Accordingly, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that, when viewed in the feed direction, at least one guide element extends at most to the end of the first half, preferably at most to the end of the first third, especially preferably at most to the end of the first quarter of the feed path . According to the above, the guide element can then start from one of both ends of the furnace shaft, or in the area of one of both ends of the furnace shaft, or outside one of both ends of the furnace shaft.

- 3 045056- 3 045056

Указанное ограничение максимальной протяженности направляющего элемента, при рассмотрении в направлении подачи может быть предусмотрено в особенности в вариантах осуществления с загрузкой вспучиваемого материала, производимой сверху.This limitation on the maximum extension of the guide element, when viewed in the feed direction, can be provided in particular in embodiments with loading of intumescent material from above.

Альтернативно или дополнительно, для достижения оптимального результата вспучивания в зависимости от загружаемой фракции может быть предусмотрена минимальная длина направляющего элемента. Указанная минимальная длина направляющего элемента может быть предусмотрена в особенности в вариантах осуществления с загрузкой вспучиваемого материала, производимой снизу.Alternatively or additionally, in order to achieve an optimal expansion result, a minimum length of the guide element can be provided depending on the loading fraction. Said minimum length of the guide element can be provided in particular in embodiments with loading of intumescent material from below.

Соответственно в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере один направляющий элемент проходит по меньшей мере вдоль четверти пути подачи, предпочтительно по меньшей мере вдоль трети пути подачи, особенно предпочтительно вдоль всего пути подачи.Accordingly, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least one guide element extends along at least a quarter of the supply path, preferably along at least a third of the supply path, especially preferably along the entire supply path.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что, при рассмотрении вдоль направления подачи, зазор, по меньшей мере на участках, проходит вокруг радиального центра шахты печи по всему периметру. Соответственно вспучиваемый материал может без проблем и при необходимости также в большом количестве подаваться в шахту печи одновременно со всех сторон, в частности с равномерным распределением по всему поперечному сечению зазора или, соответственно, кольцевого зазора, благодаря чему возможна очень высокая скорость вспучивания или, соответственно, производительность.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that, when viewed along the feed direction, the gap, at least in sections, extends around the radial center of the furnace shaft along its entire perimeter. Accordingly, the intumescent material can be fed into the furnace shaft simultaneously from all sides without any problems and, if necessary, also in large quantities, in particular with a uniform distribution over the entire cross-section of the gap or the annular gap, whereby a very high expansion rate or, respectively, is possible. performance.

Если крепление направляющего элемента производится исключительно вне шахты печи, зазор также может быть выполнен по всему периметру относительно радиального центра шахты печи на всей протяженности направляющего элемента в направлении подачи, что обеспечивает максимальное использование пространства в шахте печи. С другой стороны, если для направляющего элемента в шахте печи необходимы крепежные элементы, зазор, при рассмотрении вдоль направления подачи, все еще может быть выполнен по всему периметру вокруг радиального центра шахты печи на участках, а именно, на том участке или, соответственно, на тех участках, где нет крепежных элементов.If the guide element is attached exclusively outside the furnace shaft, the gap can also be made around the entire perimeter relative to the radial center of the furnace shaft along the entire length of the guide element in the feed direction, which ensures maximum use of space in the furnace shaft. On the other hand, if fastening elements are required for the guide element in the furnace shaft, the gap, when viewed along the feed direction, can still be provided around the entire perimeter around the radial center of the furnace shaft in sections, namely in that section or, respectively, in those areas where there are no fasteners.

Предпочтительно направляющий элемент там, где зазор проходит вокруг радиального центра шахты печи по всему периметру, т.е. в диапазоне углов, составляющем 360°, радиально, т.е. в радиальном направлении, непроницаем, в частности газонепроницаем. В соответствии с вышесказанным это имеет место независимо от того, имеет ли поперечное сечение шахты печи кругообразную форму или нет. Соответственно зазор не должен иметь кругообразную форму, он также может иметь, например, эллиптическую, прямоугольную или квадратную форму.Preferably the guide element is where the gap extends around the radial center of the furnace shaft around the entire perimeter, i.e. over a range of angles of 360°, radially, i.e. in the radial direction, impervious, in particular gas-tight. In accordance with the above, this is the case regardless of whether the cross-section of the furnace shaft is circular or not. Accordingly, the gap does not have to have a circular shape; it can also have, for example, an elliptical, rectangular or square shape.

Здесь следует отметить, что, в общем случае, радиальный центр шахты печи и радиальный центр направляющего листа могут совпадать. При этом радиальный центр направляющего листа может быть принят, даже если направляющий лист окружает указанный радиальный центр не по всему периметру, т.е. при необходимости направляющий лист мысленно может быть продолжен так, что он будет окружать радиальный центр по всем 360°.It should be noted here that, in general, the radial center of the furnace shaft and the radial center of the guide sheet may coincide. Here, the radial center of the guide sheet can be accepted even if the guide sheet does not surround said radial center along the entire perimeter, i.e. if necessary, the guide sheet can be mentally extended so that it surrounds the radial center throughout 360°.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что зазор имеет ширину зазора, которая в направлении подачи изменяется по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 65%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 80%, причем ширина зазора предпочтительно составляет не более 10 см. Ширина зазора соответствует расстоянию между внутренней стенкой шахты печи и направляющим элементом или, соответственно, поверхностью направляющего элемента, обращенной к внутренней стенке.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that the gap has a gap width that varies in the feed direction by at least 50%, preferably by at least 65%, particularly preferably by at least 80%, wherein the gap width is preferably not more than 10 cm. The width of the gap corresponds to the distance between the inner wall of the furnace shaft and the guide element or, accordingly, the surface of the guide element facing the inner wall.

Предпочтительно ширина зазора может быть измерена в радиальном направлении или в направлении, перпендикулярном к направляющему элементу и/или внутренней стенке. В частности, для точки поверхности направляющего листа, обращенной к внутренней стенке, ширина зазора может быть определена как кратчайшее расстояние между указанной точкой и внутренней стенкой шахты печи.Preferably, the gap width can be measured in the radial direction or in the direction perpendicular to the guide element and/or the inner wall. In particular, for a point on the surface of the guide sheet facing the inner wall, the gap width can be defined as the shortest distance between the specified point and the inner wall of the furnace shaft.

Благодаря изменению ширины зазора в направлении подачи, т.е. вдоль протяженности направляющего элемента в направлении подачи в области, где образован зазор, на время пребывания зерен песка можно целенаправленно влиять или, соответственно, регулировать его. В частности, благодаря увеличению ширины зазора в определенной области пути подачи может быть установлено более продолжительное время пребывания, чем в областях с меньшей шириной зазора, и наоборот.By changing the gap width in the feed direction, i.e. along the extension of the guide element in the feed direction in the region where the gap is formed, the residence time of the sand grains can be specifically influenced or adjusted accordingly. In particular, by increasing the gap width, a longer residence time can be established in a certain region of the feed path than in areas with a smaller gap width, and vice versa.

Разумеется, в принципе возможны и варианты осуществления, в которых ширина зазора в направлении подачи почти не изменяется или, соответственно, по существу постоянна.Of course, embodiments are also possible in principle in which the gap width in the feed direction remains almost unchanged or is essentially constant.

Во всяком случае форма направляющего элемента может быть соответственно согласована с формой поперечного сечения шахты печи.In any case, the shape of the guide element can be suitably adapted to the cross-sectional shape of the furnace shaft.

При этом указанный диапазон изменений, как правило, может быть соотнесен со средним значением ширины зазора в направлении подачи или с минимальной, или максимальной шириной зазора, последнее, в частности, имеет место в случае указанной возможной максимальной ширины зазора.In this case, the specified range of changes can generally be correlated with the average value of the gap width in the feed direction or with a minimum or maximum gap width, the latter being the case in particular in the case of the specified possible maximum gap width.

В принципе в соответствии с вышесказанным имеет смысл выбор относительных размеров зазора, т.е. без привязки к точным данным в сантиметрах. Однако в некоторых случаях может иметь смысл выбор размеров, ориентированный на абсолютные значения. Указанное выше возможное исполнение с максимальной шириной зазора 10 см может обеспечить для определенных загружаемых фракций осо- 4 045056 бенно хорошие или, соответственно, равномерные результаты вспучивания, в особенности в вариантах осуществления с загрузкой вспучиваемого материала, производимой сверху.In principle, in accordance with the above, it makes sense to choose the relative dimensions of the gap, i.e. without reference to exact data in centimeters. However, in some cases, sizing based on absolute values may make sense. The above-mentioned possible design with a maximum gap width of 10 cm can provide particularly good or uniform swelling results for certain loading fractions, especially in embodiments with loading of intumescent material from above.

Аналогично в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что зазор имеет ширину зазора, которая в окружном направлении вокруг радиального центра шахты печи изменяется самое большее на 35%, предпочтительно самое большее на 10%, особенно предпочтительно самое большее на 5%, причем ширина зазора предпочтительно составляет максимально 10 см.Likewise, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that the gap has a gap width which in the circumferential direction around the radial center of the furnace shaft varies by at most 35%, preferably by at most 10%, particularly preferably by at most 5%, wherein the gap width preferably a maximum of 10 cm.

При этом указанный диапазон изменений, как правило, может быть соотнесен со средним значением ширины зазора в окружном направлении или с минимальной, или максимальной шириной зазора, последнее, в частности, имеет место в случае указанной возможной максимальной ширины зазора.In this case, the specified range of changes can usually be correlated with the average value of the gap width in the circumferential direction or with the minimum or maximum gap width, the latter, in particular, being the case in the case of the specified possible maximum gap width.

Незначительное изменение ширины зазора в окружном направлении оказывается предпочтительным для хорошего и равномерного результата расширения, причем особенно хорошо могут быть предотвращены завихрения и, следовательно, налипание зерен песка.A slight change in the gap width in the circumferential direction is advantageous for a good and uniform expansion result, whereby swirling and hence adhesion of sand grains can be particularly well prevented.

Разумеется, возможны и варианты осуществления, в которых ширина зазора в окружном направлении почти не изменяется или, соответственно, по существу постоянна.Of course, embodiments are also possible in which the gap width in the circumferential direction remains almost unchanged or is essentially constant.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере вдоль участка пути подачи шахта печи поперечно, в частности перпендикулярно, к направлению подачи имеет, по меньшей мере на участках, круглое, предпочтительно по существу кругообразное или по существу эллиптическое поперечное сечение, ограниченное внутренней стенкой. Хотя круглое сечение в отношении деформационных напряжений является наиболее стабильным, в случае эллипса отношение периметра к площади поперечного сечения значительно лучше в том смысле, что в распоряжении имеется больше периферийной поверхности (внутренней стенки) для излучения энергии.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that, at least along a section of the supply path, the furnace shaft has, at least in sections, a circular, preferably substantially circular or substantially elliptical cross-section, limited inner wall. Although the circular cross-section is the most stable with respect to deformation stresses, in the case of an ellipse the ratio of perimeter to cross-sectional area is much better in the sense that more peripheral surface (inner wall) is available for energy radiation.

Очевидно, что поперечное сечение шахты печи следует понимать без наличия имеющегося при необходимости направляющего элемента.It is obvious that the cross-section of the furnace shaft should be understood without the presence of a guide element, if necessary.

При этом по существу следует понимать так, что, разумеется, возможны и, как правило, даже неизбежны (хотя бы с технологической точки зрения) определенные отклонения от математически совершенных кругов или, соответственно, эллипсов. При необходимости также могут быть намеренно предусмотрены незначительные отклонения от математически совершенной круглой или, соответственно, эллиптической формы.In essence, it should be understood that, of course, certain deviations from mathematically perfect circles or, accordingly, ellipses are possible and, as a rule, even inevitable (at least from a technological point of view). If necessary, minor deviations from the mathematically perfect circular or elliptical shape can also be intentionally provided.

Предпочтительно шахта печи, представляющая собой полость, вдоль всего пути подачи имеет указанную форму поперечного сечения.Preferably, the furnace shaft, which is a cavity, has the specified cross-sectional shape along the entire supply path.

При этом на участках форма поперечного сечения может отклоняться от указанной круглой / кругообразной/эллиптической формы, например, посредством того, что такие части или, соответственно, участки соединены посредством прямолинейных частей или, соответственно, участков. Тем не менее, разумеется, форма поперечного сечения, по меньшей мере вдоль участка пути подачи, также может быть полностью круглой/кругообразной/эллиптической.In this case, in sections, the cross-sectional shape can deviate from the said circular/circular/elliptical shape, for example, due to the fact that such parts or sections are connected by means of straight sections or sections. However, of course, the cross-sectional shape, at least along a portion of the supply path, can also be completely circular/circular/elliptical.

Переходы от одной формы поперечного сечения к другой предпочтительно выполнены таким образом, чтобы не возникали завихрения потока, образующегося в шахте печи.The transitions from one cross-sectional shape to another are preferably designed in such a way that there is no turbulence in the flow generated in the furnace shaft.

Альтернативно или дополнительно, поперечное сечение также может содержать углы. Соответственно в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере вдоль участка пути подачи шахта печи поперечно, в частности перпендикулярно, к направлению подачи имеет, по меньшей мере на участках, многоугольное, предпочтительно по существу прямоугольное или по существу квадратное поперечное сечение, ограниченное внутренней стенкой. Сравнительно большой периметр поперечного сечения относительно площади поперечного сечения может оказаться предпочтительным, поскольку тем самым может быть создано место для нагревательных элементов, имеющее соответствующую большую площадь, и может быть предоставлено больше площади для передачи энергии вспучиваемому материалу, чем в случае чисто круглого или кругообразного поперечного сечения.Alternatively or additionally, the cross section may also include corners. Accordingly, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least along a section of the supply path the furnace shaft has, at least in sections, a polygonal, preferably substantially rectangular or substantially square cross-section transversely, in particular perpendicular to the supply direction, limited by the inner wall. A relatively large cross-sectional perimeter relative to the cross-sectional area may be advantageous since it can provide a correspondingly larger area for the heating elements and can provide more area for energy transfer to the intumescent material than would be the case with a purely round or circular cross-section. .

Очевидно, что поперечное сечение шахты печи опять же следует понимать без наличия имеющегося при необходимости направляющего элемента.It is obvious that the cross-section of the furnace shaft should again be understood without the presence of a guide element if necessary.

При этом по существу следует понимать так, что, разумеется, возможны и, как правило, даже неизбежны (хотя бы с технологической точки зрения) определенные отклонения от математически совершенных прямоугольников или, соответственно, квадратов. При необходимости также могут быть намеренно предусмотрены незначительные отклонения от математически совершенной прямоугольной или, соответственно, квадратной формы. В частности на практике возможны закругленные углы.In essence, it should be understood that, of course, certain deviations from mathematically perfect rectangles or, accordingly, squares are possible and, as a rule, even inevitable (at least from a technological point of view). If necessary, minor deviations from the mathematically perfect rectangular or square shape can also be intentionally provided. In particular, rounded corners are possible in practice.

Предпочтительно шахта печи, представляющая собой полость, вдоль большей части пути подачи, предпочтительно вдоль всего пути подачи, имеет указанную форму поперечного сечения.Preferably, the furnace shaft, which is a cavity along most of the feed path, preferably along the entire feed path, has the specified cross-sectional shape.

При этом на участках форма поперечного сечения может отклоняться от указанной многоугольной/прямоугольной/квадратной формы, например, посредством того, что такие части или, соответственно, участки соединены посредством округлых частей или, соответственно, участков. Тем не менее, разумеется, форма поперечного сечения, по меньшей мере вдоль участка пути подачи, также может бытьIn this case, in sections, the cross-sectional shape can deviate from the said polygonal/rectangular/square shape, for example, due to the fact that such parts or sections are connected by means of rounded sections or sections. However, of course, the cross-sectional shape, at least along a portion of the delivery path, can also be

- 5 045056 полностью многоугольной/прямоугольной/квадратной.- 5 045056 fully polygonal/rectangular/square.

Переходы от одной формы поперечного сечения к другой предпочтительно выполнены таким образом, чтобы не возникали завихрения потока, образующегося в шахте печи.The transitions from one cross-sectional shape to another are preferably designed in such a way that there is no turbulence in the flow generated in the furnace shaft.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что внутренняя стенка образована посредством по меньшей мере одного ограничителя, который изготовлен предпочтительно из высокожаропрочной стали, а указанный по меньшей мере один направляющий элемент изготовлен от того же материала, что и указанный по меньшей мере один ограничитель. Благодаря указанному выбору материала обеспечивается выполнение таких же требований к рабочим характеристикам ограничителя, как для направляющего элемента. Кроме того, выбор одинакового материала также приводит к одинаковым коэффициентам теплового расширения, в результате чего может быть предотвращена деформация вследствие различного теплового расширения и предусмотрена неизменная форма зазора.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that the inner wall is formed by at least one stopper, which is preferably made of high-temperature steel, and the at least one guide element is made of the same material as the at least one stopper. This choice of material ensures that the same performance requirements for the stopper are met as for the guide element. In addition, the selection of the same material also results in the same thermal expansion coefficients, whereby deformation due to different thermal expansion can be prevented and a consistent gap shape can be provided.

Предпочтительно, при рассмотрении в радиальном направлении, печь за ограничителем выполнена из одного или множества других материалов, в частности из термоизоляционных материалов.Preferably, when viewed in the radial direction, the furnace behind the limiter is made of one or a plurality of other materials, in particular thermally insulating materials.

В случае высокожаропрочной стали она представляет собой специальную сталь марок, которые сами по себе известны.In the case of high-heat-resistant steel, it is a special steel of grades that are themselves known.

Во-первых, с помощью ограничителя простым с конструктивной точки зрения способом может быть достигнуто то, что материал, загружаемый в шахту печи, не может входить в контакт с нагревательными элементами, которые, при рассмотрении в радиальном направлении, расположены за ограничителем. Во-вторых, при помощи по меньшей мере одного ограничителя желательная форма поперечного сечения шахты печи очень легко может быть осуществлена и при необходимости согласована с различными применениями.Firstly, with the help of a limiter, it can be achieved in a simple way from a design point of view that the material loaded into the furnace shaft cannot come into contact with the heating elements, which, viewed in the radial direction, are located behind the limiter. Secondly, by means of at least one stop, the desired cross-sectional shape of the furnace shaft can be very easily realized and, if necessary, adapted to the various applications.

Соответствующий или, соответственно, подходящий выбор материала ограничителя позволяет использовать его без ухудшения работоспособности или даже повреждения ограничителя во всех областях температур, играющих определенную роль на практике. При вспучивании перлита или обсидиана, в частности, используются металлические материалы. В этой связи ограничитель, в частности, для других минералов, требующих более высокой температуры кальцинирования, может быть изготовлен также не из металла, а из другого подходящего материала, например из углеродного волокна или керамики для тяжелых условий эксплуатации.An appropriate or appropriate choice of limiter material allows it to be used without deteriorating the performance or even damaging the limiter in all temperature ranges that play a certain role in practice. When swelling perlite or obsidian, in particular, metallic materials are used. In this regard, the limiter, in particular for other minerals requiring a higher calcination temperature, can also be made not of metal, but of another suitable material, for example carbon fiber or heavy-duty ceramic.

Как неоднократно было упомянуто выше, могут быть предусмотрены варианты осуществления, в которых вспучиваемый материал загружается в шахту печи снизу. Соответственно в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере одно средство подачи выполнено с возможностью всасывания невспученного материала вместе с некоторым количеством воздуха на нижнем конце шахты печи в направлении верхнего конца шахты печи таким образом, что указанное количество воздуха образует воздушный поток, текущий снизу вверх, посредством которого материал перемещается снизу вверх вдоль пути подачи для его вспучивания в верхней (или, соответственно, второй) половине, предпочтительно в самой верхней (или, соответственно, третьей) трети пути подачи.As mentioned several times above, embodiments may be provided in which the intumescent material is loaded into the furnace shaft from below. Accordingly, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least one supply means is configured to suck the unexpanded material together with a certain amount of air at the lower end of the furnace shaft towards the upper end of the furnace shaft so that the specified amount of air forms an air flow, flowing from bottom to top, whereby the material is moved from bottom to top along the feed path to swell it in the upper (or second) half, preferably in the uppermost (or third) third of the feed path.

Например, указанное некоторое количество воздуха может всасываться посредством источника пониженного давления или вентилятора через (всасывающее) сопло, расположенное перед шахтой печи, а материал может подаваться, например, посредством самотечного желоба, в поток воздуха, поступающий в сопло. Это означает, что по меньшей мере одно средство подачи может содержать, например, указанное сопло и само по себе известное средство для создания или, соответственно, всасывания указанного количества воздуха, например источник пониженного давления и/или (воздушный) вентилятор, причем источник пониженного давления или, соответственно, вентилятор расположен (расположены) после шахты печи, а также самотечный желоб. При этом материал может подаваться дозировано.For example, said quantity of air may be sucked by means of a reduced pressure source or fan through a (suction) nozzle located in front of the furnace shaft, and the material may be fed, for example by means of a gravity chute, into the air flow entering the nozzle. This means that the at least one supply means may comprise, for example, said nozzle and means known per se for generating or sucking in said quantity of air, for example a reduced pressure source and/or an (air) fan, wherein the reduced pressure source or, accordingly, the fan is located (are located) after the furnace shaft, as well as a gravity chute. In this case, the material can be supplied in doses.

В особенно предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства соответственно предусмотрено, что по меньшей мере одно средство подачи содержит по меньшей мере одно всасывающее сопло, расположенное перед шахтой печи, и предпочтительно диффузор, расположенный после всасывающего сопла.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, it is accordingly provided that the at least one supply means comprises at least one suction nozzle located upstream of the furnace shaft, and preferably a diffuser located downstream of the suction nozzle.

В частности, диффузор может быть предусмотрен для того, чтобы диспергировать материал в некотором количестве воздуха перед процессом вспучивания и снизить сравнительно высокие скорости потока во всасывающем сопле.In particular, a diffuser may be provided to disperse the material in some air before the expansion process and to reduce the relatively high flow rates in the suction nozzle.

Как неоднократно было упомянуто выше, могут быть предусмотрены варианты осуществления, в которых вспучиваемый материал подается в шахту печи сверху. Соответственно в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере одно средство подачи выполнено с возможностью загрузки в шахту печи невспученного материала на верхнем конце шахты печи в направлении нижнего конца шахты печи таким образом, что материал по меньшей мере посредством силы тяжести перемещается сверху вниз вдоль пути подачи для вспучивания его в нижней половине, предпочтительно в самой нижней трети пути подачи.As mentioned several times above, embodiments may be provided in which the intumescent material is fed into the furnace shaft from above. Accordingly, in a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least one feeding means is configured to load unexpanded material into the furnace shaft at the upper end of the furnace shaft in the direction of the lower end of the furnace shaft such that the material is moved at least by gravity from above down along the feed path to bulge it in the lower half, preferably the lowest third of the feed path.

Соответственно по меньшей мере одно подающее устройство может содержать, например, самотечный желоб для подачи вспучиваемого материала.Accordingly, the at least one feeding device may comprise, for example, a gravity chute for supplying intumescent material.

- 6 045056- 6 045056

По меньшей мере одно средство подачи предпочтительно также может содержать по меньшей мере один клапан для материала, в частности, выполненный с возможностью управления для обеспечения особенно точного дозирования материала.The at least one supply means can preferably also comprise at least one material valve, in particular configured to be controllable in order to ensure particularly precise dosing of the material.

В дополнение к силе тяжести могут быть предусмотрены средства подачи или, соответственно, транспортировки, например технологический воздух или технологический газ, который течет сверху вниз или, соответственно, вдувается или всасывается в шахту печи.In addition to gravity, supply or transport means can be provided, for example process air or process gas, which flows from top to bottom or is blown or sucked into the furnace shaft.

Для полноты следует упомянуть, что ввиду осознания того факта, что процесс вспучивания представляет собой изоэнтальпийный процесс, сопровождаемый резким падением температуры, резкое падение температуры может быть целенаправленно обнаружено или, соответственно, локализовано независимо от того, каким образом вспучиваемый материал загружается в шахту печи - сверху или снизу. Это, в свою очередь, может быть использовано для определения термической обработки вспученного материал после самого процесса вспучивания, чтобы влиять на свойства поверхности вспученных зерен песка. Например, может быть предотвращен новый нагрев выше критической температуры для противодействия разрыву поверхности или такое новое повышение температуры может быть вызвано намеренно, если разрыв поверхности зерен песка должен быть сознательно принят в расчет или даже достигнут.For completeness, it should be mentioned that in view of the fact that the swelling process is an isenthalpic process accompanied by a sharp drop in temperature, a sharp drop in temperature can be specifically detected or, accordingly, localized regardless of how the intumescent material is loaded into the furnace shaft - from above or below. This, in turn, can be used to determine the thermal treatment of the expanded material after the expansion process itself to influence the surface properties of the expanded sand grains. For example, new heating above a critical temperature to counteract surface rupture may be prevented, or such a new temperature increase may be deliberately induced if surface rupture of the sand grains must be deliberately taken into account or even achieved.

Как отмечено выше, в предлагаемом изобретением устройстве предусмотрено, что для по меньшей мере одного направляющего элемента предусмотрены разъемные крепежные средства, чтобы по меньшей мере один направляющий элемент при необходимости мог быть извлечен и снова установлен в шахте печи. Это означает, что направляющий элемент выполнен с возможностью извлечения или, соответственно, повторной установки.As noted above, the device according to the invention provides that detachable fastening means are provided for the at least one guide element, so that the at least one guide element can, if necessary, be removed and reinstalled in the furnace shaft. This means that the guide element can be removed or reinstalled.

Благодаря этому обеспечивается гораздо более универсальное применение устройства, поскольку, с одной стороны, направляющий элемент может быть без проблем полностью извлечен, если должны вспучиваться загружаемые фракции с очень крупными зернами, в частности, имеющими диаметр несколько сотен микрометров или более. С другой стороны, разумеется, при необходимости также без проблем могут быть установлены, сняты или, соответственно, модернизированы различные направляющие элементы, оптимальным образом согласованные с соответствующей загружаемой фракцией.This allows the device to be used much more universally, since, on the one hand, the guide element can be completely removed without problems if feed fractions with very coarse grains, in particular those with a diameter of several hundred micrometers or more, are to be expanded. On the other hand, of course, if necessary, various guide elements that are optimally matched to the respective load fraction can also be installed, removed or upgraded without any problems.

Как правило, снятие или, соответственно, установка соответствующего направляющего элемента происходит при сравнительно низкой температуре, в частности при комнатной температуре, причем при необходимости сначала после процесса изготовления делается пауза до остывания устройства.As a rule, the removal or installation of the corresponding guide element takes place at a relatively low temperature, in particular at room temperature, and if necessary, a pause is first made after the manufacturing process until the device has cooled down.

Для порядка следует отметить, что термин разъемный, как обычно, следует понимать как с возможностью неразрушающего отсоединения, из чего следует возможность повторного использования.For the sake of order, it should be noted that the term detachable, as usual, should be understood as having the possibility of non-destructive detachment, which implies the possibility of reuse.

Соответственно подходящие крепежные средства сами по себе достаточно известны. В частности, в качестве подходящих крепежных средств могут быть использованы различные резьбовые соединения и/или сами по себе известные соединения, работающие с геометрическим замыканием, такие как, например, комбинации крюка и проушины, стопорные болты или байонетные соединения или любые комбинации таких соединений.Accordingly, suitable fastening means are themselves sufficiently known. In particular, various threaded connections and/or per se known form-locking connections, such as, for example, hook and eye combinations, locking bolts or bayonet connections or any combination of such connections, can be used as suitable fastening means.

Как уже указано выше, направляющий элемент может быть изготовлен из различных материалов. В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере один направляющий элемент изготовлен из металла, в частности из высокожаропрочной стали. Во-первых, благодаря этому предусмотрено, что направляющий элемент может быть использован во всех областях температур, на практике играющих определенную роль при вспучивании, в частности перлита или обсидиана, без ухудшения работы или даже повреждения направляющего элемента. Во-вторых, указанный выбор материала направляющего элемента обеспечивает особенно хорошее отражение, или, соответственно, излучение тепла, или, соответственно, тепловое излучение, вызванное нагревательными элементами. Это означает, что, следовательно, направляющий элемент оптимальным образом подходит в качестве пассивного источника тепла, как уже более подробно пояснено выше, что обеспечивает экономию энергии и снижение затрат.As already indicated above, the guide element can be made of various materials. In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least one guide element is made of metal, in particular high-temperature steel. Firstly, this ensures that the guide element can be used in all temperature ranges that in practice play a role in swelling, in particular perlite or obsidian, without deteriorating the performance or even damaging the guide element. Secondly, said choice of guide element material ensures particularly good reflection or radiation of heat or heat radiation caused by the heating elements. This means that the guide element is therefore optimally suited as a passive heat source, as explained in more detail above, resulting in energy savings and cost reductions.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением устройства предусмотрено, что по меньшей мере вдоль всей протяженности по меньшей мере одного направляющего элемента в шахте печи, предпочтительно вдоль всей протяженности по меньшей мере одного направляющего элемента параллельно направлению подачи, между по меньшей мере одним направляющим элементом и радиальным центром шахты печи расположено свободное пространство. При этом не исключено, что направляющий элемент вне шахты печи имеет такую форму, что часть направляющего элемента расположена в области продольной оси шахты печи, как правило, проходящей так, что она проходит конгруэнтно с радиальным центром шахты печи.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least along the entire length of at least one guide element in the furnace shaft, preferably along the entire length of the at least one guide element parallel to the feed direction, between the at least one guide element and the radial center There is free space in the furnace shaft. It is possible that the guide element outside the furnace shaft is shaped in such a way that part of the guide element is located in the region of the longitudinal axis of the furnace shaft, generally extending so that it runs congruently with the radial center of the furnace shaft.

Во-первых, благодаря указанному свободному пространству из шахты печи в области радиального центра может выходить воздух/газы, в частности указанный выше поток за счет самотяги. Во-вторых, свободное пространство может использоваться для принудительной подачи снаружи в шахту печи воздуха, позволяющего влиять на характеристику потока в шахте печи и, следовательно, на время пребывания необработанного песка, например, после расширения расширяемого материала в шахте печи.Firstly, thanks to the specified free space, air/gases can escape from the furnace shaft in the area of the radial center, in particular the above-mentioned flow due to gravity. Secondly, the free space can be used to force air into the kiln shaft from outside to influence the flow characteristics in the kiln shaft and therefore the residence time of the untreated sand, for example after expansion of the expandable material in the kiln shaft.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Далее изобретение более подробно описывается на основе примеров его осуществления. Хотя чер- 7 045056 тежи, приведенные в качестве примера, и предназначены для объяснения идеи изобретения, они ни в коем случае не сужают или даже не представляют его в ограничительном смысле.Next, the invention is described in more detail on the basis of examples of its implementation. Although the exemplary drawings are intended to explain the idea of the invention, they are in no way intended to narrow or even represent it in a limiting sense.

На чертежах показаны:The drawings show:

фиг. 1 - схематичный вид в разрезе варианта осуществления предлагаемого изобретением устройства для изготовления вспученного гранулята, в котором загрузка или, соответственно, подача вспучиваемого гранулята в шахту печи или, соответственно, в шахте печи производится сверху вниз;fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a device according to the invention for the production of expanded granules, in which the loading or delivery of the expanding granules into a furnace shaft or in the furnace shaft is carried out from top to bottom;

фиг. 2 - схематичный вид в разрезе еще одного варианта осуществления предлагаемого изобретением устройства, в котором загрузка или, соответственно, подача вспучиваемого гранулята в шахту печи или, соответственно, в шахте печи производится снизу вверх.fig. 2 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the device according to the invention, in which the loading or supply of intumescent granulate into the furnace shaft or in the furnace shaft is carried out from bottom to top.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

На фиг. 1 показано предлагаемое изобретением устройство для изготовления вспученного гранулята 2 из песчаного минерального материала с использованием порообразователя. В представленном примере осуществления указанный материал представляет собой перлитовый песок 1, в котором связана вода (так называемая кристаллизационная вода), действующая в качестве порообразователя. Устройство содержит печь 3 с шахтой 4 печи, расположенной по существу вертикально и имеющей верхний конец 5 и нижний конец 6. Между обоими концами 5, 6 проходит путь 7 подачи, который на фиг. 1 обозначен штрихпунктирной линией (на фиг. 2 - пунктирной линией), причем штрихпунктирная линия на фиг. 1 (на фиг. 2 - пунктирная линия) также обозначает радиальный центр 16 шахты 4 печи. Путь 7 подачи проходит через множество зон 8 нагрева (на фиг. 1 обозначены горизонтальными пунктирными линиями), которые в направлении 12 подачи расположены отдельно друг от друга, причем каждая из зон 8 нагрева содержит по меньшей один нагревательный элемент 9, выполненный с возможностью управления независимо от остальных нагревательных элементов 9, для нагревания перлитового песка 1, в частности, до критической температуры и вспучивания зерен 1 перлитового песка.In fig. 1 shows a device according to the invention for producing expanded granules 2 from sandy mineral material using a blowing agent. In the illustrated embodiment, said material is perlite sand 1 in which water (so-called water of crystallization) is bound, acting as a blowing agent. The device comprises a furnace 3 with a furnace shaft 4 positioned substantially vertically and having an upper end 5 and a lower end 6. Between both ends 5, 6 there is a supply path 7, which in FIG. 1 is indicated by a dash-dotted line (in Fig. 2 - by a dotted line), and the dash-dotted line in Fig. 1 (dashed line in FIG. 2) also denotes the radial center 16 of the furnace shaft 4. The supply path 7 passes through a plurality of heating zones 8 (indicated by horizontal dotted lines in FIG. 1), which are located separately from each other in the supply direction 12, each of the heating zones 8 comprising at least one heating element 9, configured to be controlled independently. from the remaining heating elements 9, for heating the perlite sand 1, in particular, to a critical temperature and swelling of the grains 1 of the perlite sand.

В представленных примерах осуществления нагревательные элементы 9 приводятся в действие посредством электричества и могут управляться (не показанным) блоком регулирования и управления.In the illustrated embodiments, the heating elements 9 are driven electrically and can be controlled by a (not shown) control unit.

Устройство, кроме того, содержит средства подачи, которые в примере осуществления по фиг. 1 содержат клапан 10 для регулирования загрузки перлитового песка 1 и технологический воздух 21, и выполнены с возможностью загрузки в шахту 4 печи невспученного перлитового песка 1 (вместе с технологическим воздухом 21) на верхнем конце 5 шахты 4 печи в направлении нижнего конца 6 шахты 4 печи, для вспучивания перлитового песка 1 в последней половине, предпочтительно в последней трети пути 7 подачи, при рассмотрении в направлении 12 подачи. Это означает, что в примере осуществления по фиг. 1 подача перлитового песка 1 производится, прежде всего, посредством силы тяжести, сверху вниз, вдоль пути 7 подачи, причем технологический воздух 21, при необходимости вдутый или всосанный вместе с перлитовым песком 1, поддерживает движение падения перлитового песка 1.The device further comprises supply means, which in the embodiment of FIG. 1 contain a valve 10 for regulating the loading of perlite sand 1 and process air 21, and are configured to load unexpanded perlite sand 1 (together with process air 21) into the furnace shaft 4 at the upper end 5 of the furnace shaft 4 in the direction of the lower end 6 of the furnace shaft 4 , to swell the perlite sand 1 in the last half, preferably the last third of the feed path 7, when viewed in the feed direction 12. This means that in the embodiment of FIG. 1, the supply of perlite sand 1 is carried out primarily by gravity, from top to bottom, along the supply path 7, and the process air 21, if necessary blown or sucked along with the perlite sand 1, supports the falling movement of the perlite sand 1.

При этом технологический воздух 21, текущий сверху вниз по шахте 4 печи, нагревается. В принципе это может привести к увеличению скорости потока в шахте 4 печи, вследствие чего может сократиться время пребывания всех частиц 1 перлитового песка в шахте 4 печи. Чтобы избежать этого и компенсировать увеличение скорости потока первого технологического воздуха или, соответственно, поддержать почти постоянную скорость потока, в примере осуществления по фиг. 1 шахта 4 печи книзу имеет большую ширину, чем вверху. Это означает, что поперечное сечение шахты 4 печи от верхнего конца 5 к нижнему концу 6 увеличивается в направлении, перпендикулярном направлению 12 подачи.In this case, the process air 21 flowing from top to bottom along the furnace shaft 4 is heated. In principle, this can lead to an increase in the flow velocity in the furnace shaft 4, as a result of which the residence time of all pearlite sand particles 1 in the furnace shaft 4 can be reduced. To avoid this and to compensate for the increase in the flow rate of the first process air or, accordingly, to maintain an almost constant flow rate, in the embodiment of FIG. 1 shaft 4 of the furnace is wider at the bottom than at the top. This means that the cross-section of the furnace shaft 4 from the upper end 5 to the lower end 6 increases in a direction perpendicular to the feed direction 12.

Однако следует подчеркнуть, что при загрузке перлитового песка 1 на верхнем конце 5 шахты 4 печи, разумеется, также возможны шахты 4 печи, имеющие постоянное или почти постоянное поперечное сечение.However, it should be emphasized that when loading perlite sand 1 at the upper end 5 of the furnace shaft 4, furnace shafts 4 having a constant or almost constant cross-section are of course also possible.

Поперечное сечение шахты 4 печи ограничивается внутренней стенкой 14 шахты 4 печи, которая в представленных примерах осуществления образована по меньшей мере одним ограничителем из высокожаропрочной стали.The cross-section of the furnace shaft 4 is limited by the inner wall 14 of the furnace shaft 4, which in the presented embodiments is formed by at least one limiter made of high-temperature steel.

Снаружи шахта 4 печи или, соответственно, печь 3 термически изолирована посредством теплоизоляции 24.From the outside, the furnace shaft 4 or furnace 3 is thermally insulated by means of thermal insulation 24.

В позициях 22, в вертикальном направлении находящихся на расстоянии друг от друга, расположены температурные датчики 23, причем в каждой зоне 8 нагрева находится по меньшей мере один температурный датчик 23. Таким образом, в примере осуществления, показанном на фиг. 1, температура перлитового песка 1 определяется температурой, преобладающей в соответствующей зоне 8 нагрева.Temperature sensors 23 are located at positions 22 spaced apart from each other in the vertical direction, with at least one temperature sensor 23 located in each heating zone 8. Thus, in the embodiment shown in FIG. 1, the temperature of the perlite sand 1 is determined by the temperature prevailing in the corresponding heating zone 8.

Нагревательные элементы 9 и температурные датчики 23 соединены с блоком регулирования и управления (не показан), который на основе данных о температуре определяет позицию или, соответственно, область 25 в шахте 4 печи, в которой происходит вспучивание зерен 1 перлитового песка. В указанной позиции или, соответственно, в указанной области 25 возникает значительное уменьшение температуры - резкое падение температуры, например на 100°C, вспученного перлитового песка 1. Указанное резкое падение температуры является следствием изоэнтальпного процесса вспучивания перлитового песка 1, причем процесс вспучивания осуществляется посредством размягчения поверхности зерен 1 перлитового песка и последующего процесса расширения благодаря водяному пару или, соответственно, давлению водяного пара, образующемуся в зернах перлитового песка 1. Например, перлитовый песок 1Heating elements 9 and temperature sensors 23 are connected to a regulation and control unit (not shown), which, based on temperature data, determines the position or area 25 in the furnace shaft 4 in which swelling of the perlite sand grains 1 occurs. In the specified position or, accordingly, in the specified region 25, a significant decrease in temperature occurs - a sharp drop in temperature, for example by 100°C, of the expanded perlite sand 1. The specified sharp drop in temperature is a consequence of the isenthalpic swelling process of the perlite sand 1, and the swelling process is carried out through softening surface of the perlite sand grains 1 and the subsequent expansion process due to water vapor or, respectively, the water vapor pressure generated in the perlite sand grains 1. For example, perlite sand 1

- 8 045056 непосредственно перед его вспучиванием может иметь температуру приблизительно 780°C, а непосредственно после изоэнтальпийного процесса - уже только приблизительно 590°C, т.е. в этом примере возникает резкое падение температуры, составляющее 190°C, причем в зависимости от материала резкое падение температуры, как правило, составляет по меньшей мере 20°C, предпочтительно по меньшей мере 100°C. Посредством блока регулирования и управления (не показан) те нагревательные элементы 9, которые, при рассмотрении в направлении 12 подачи, расположены за позицией или, соответственно, за областью 25 резкого падения температуры, могут целенаправленно или, соответственно, автоматически регулироваться, чтобы обеспечить возможность желаемого ввода энергии.- 8 045056 immediately before its swelling may have a temperature of approximately 780°C, but immediately after the isenthalpic process it is only approximately 590°C, i.e. in this example, a temperature drop of 190°C occurs, and depending on the material, the temperature drop is typically at least 20°C, preferably at least 100°C. By means of a regulation and control unit (not shown), those heating elements 9, which, when viewed in the supply direction 12, are located behind the position or, respectively, behind the temperature drop region 25, can be purposefully or automatically adjusted in order to ensure that the desired energy input.

Следует заметить, что при указанном автоматическом регулировании упомянутое выше резкое падение температуры необязательно проявляется в виде снижения температуры, при необходимости оно выражается в виде области, в которой требуется больше энергии для поддержания температуры, так что также можно отказаться от использования температурных датчиков 23 для обнаружения резкого падения температуры.It should be noted that with this automatic control, the above-mentioned sudden drop in temperature does not necessarily appear in the form of a decrease in temperature, if necessary it is expressed in the form of an area in which more energy is required to maintain the temperature, so that the use of temperature sensors 23 for detecting a sudden temperature drop.

В частности, регулирование указанных нагревательных элементов 9 может производиться таким образом, что дополнительное или, соответственно, повторное повышение температуры вспученного перлитового песка или, соответственно, гранулята 2 уже не происходит или, соответственно, не обеспечивается, а вспученный гранулят 2 имеет закрытые поры.In particular, the regulation of said heating elements 9 can be carried out in such a way that an additional or repeated increase in the temperature of the expanded perlite sand or granulate 2 no longer occurs or is not ensured, and the expanded granulate 2 has closed pores.

В примере осуществления, показанном на фиг. 1, вспученный гранулят 2 выгружается на нижнем конце 6, а загружается посредством водоохлаждаемого самотечного желоба 20 для подачи во взвешенном потоке или всасывающего потока 26, которые функционируют с использованием холодного воздуха 27. Холодный воздух 27 или, соответственно, холодный воздух 28 с расширенным перлитовым песком 2 всасывается, например, вакуумным насосом или вентилятором (не показан).In the embodiment shown in FIG. 1, the expanded granulate 2 is discharged at the lower end 6 and is loaded by means of a water-cooled gravity flow chute 20 or suction flow 26, which operates using cold air 27. Cold air 27 or, respectively, cold air 28 with expanded perlite sand 2 is sucked in, for example, by a vacuum pump or fan (not shown).

Предлагаемое изобретением устройство содержит по меньшей мере один направляющий элемент 13, по меньшей мере на участках расположенный в шахте 4 печи, причем направляющий элемент 13 по меньшей мере в области одного из обоих концов 5, 6 шахты 4 печи образует с внутренней стенкой 14 шахты 4 печи зазор 15, причем указанное по меньшей мере одно средство подачи выполнено с возможностью загрузки невспученного перлитового песка 1 в зазор 15.The device proposed by the invention contains at least one guide element 13, at least in sections located in the furnace shaft 4, and the guide element 13 at least in the area of one of both ends 5, 6 of the furnace shaft 4 forms with the inner wall 14 of the furnace shaft 4 a gap 15, wherein said at least one supply means is configured to load unexpanded perlite sand 1 into the gap 15.

В примере осуществления по фиг. 1 направляющий элемент 13 соответственно расположен в области верхнего конца 5. Клапан 10 и технологический воздух 21 выполнены с возможностью загрузки перлитового песка 1 в зазор 15 в области верхнего конца 5. Это означает, что перлитовый песок 1 при входе в зазор 15 поступает в шахту 4 печи.In the embodiment of FIG. 1 guide element 13 is accordingly located in the area of the upper end 5. The valve 10 and the process air 21 are configured to load perlite sand 1 into the gap 15 in the area of the upper end 5. This means that the perlite sand 1, upon entering the gap 15, enters the shaft 4 ovens.

Следует подчеркнуть, что в примере осуществления по фиг. 1 перлитовый песок 1 вводится на верхнем конце 5 через весь зазор 15, однако на фиг. 1 для ясности показан только перлитовый песок 1, который на указанном чертеже вводится в зазор 15 с левой стороны.It should be emphasized that in the embodiment of FIG. 1, perlite sand 1 is introduced at the upper end 5 through the entire gap 15, however, in FIG. 1, for the sake of clarity, only the perlite sand 1 is shown, which in the said drawing is introduced into the gap 15 on the left side.

Направляющий элемент 13 экранирует перлитовый песок 1 от потока нагретого воздуха/газов (поток за счет самотяги/каминный поток), образующегося в области радиального центра 16 шахты 4 печи. Таким образом, предотвращается ситуация, когда очень мелкие зерна диаметром менее 100 мкм, в частности менее 75 мкм, встречают препятствие со стороны потока за счет самотяги и не вспучиваются, как это требуется. Последнее, в частности, вызывается тем, что без направляющего элемента 13 частицы 1 перлитового песка после охлаждения вследствие изоэнтальпийного процесса снова нагреваются. Это приводит к тому, что частицы 1 перлитового песка снова размягчаются, но при этом частицы 1 перлитового песка уже не могут охлаждаться путем изоэнтальпийного процесса благодаря изменению формы и, следовательно, возникает повышенный риск агломерации на внутренней стенке 14.The guide element 13 screens the perlite sand 1 from the flow of heated air/gases (gravity flow/fireplace flow) generated in the area of the radial center 16 of the furnace shaft 4. In this way, it is prevented that very fine grains with a diameter of less than 100 μm, in particular less than 75 μm, encounter an obstacle from the flow due to gravity and do not swell as required. The latter, in particular, is caused by the fact that without the guide element 13, the pearlite sand particles 1, after cooling due to an isenthalpic process, are heated again. This causes the perlite sand particles 1 to soften again, but the perlite sand particles 1 can no longer be cooled by an isenthalpic process due to the change in shape and therefore there is an increased risk of agglomeration on the inner wall 14.

Указанный поток за счет самотяги может без проблем выходить вверх из шахты 4 печи через свободное пространство 19. Указанное свободное пространство 19 расположено или, соответственно, образовано между направляющим элементом 13 и радиальным центром 16 шахты 4 печи вдоль всей протяженности направляющего элемента 13 параллельно направлению 12 подачи.Due to gravity, said flow can easily exit upward from the furnace shaft 4 through the free space 19. Said free space 19 is located or formed between the guide element 13 and the radial center 16 of the furnace shaft 4 along the entire length of the guide element 13 parallel to the feed direction 12 .

Кроме того, направляющий элемент 13 целенаправленно направляет перлитовый песок 1 вблизи и вдоль внутренней стенки 14, в результате чего происходит равномерный нагрев во времени и пространстве всех зерен 1 перлитового песка, что, в свою очередь, приводит к равномерному результату вспучивания.In addition, the guide element 13 purposefully guides the perlite sand 1 near and along the inner wall 14, resulting in uniform heating in time and space of all pearlite sand grains 1, which in turn leads to a uniform swelling result.

В примере осуществления по фиг. 1 направляющий элемент 13 проходит в шахте 4 печи от верхнего конца 5 приблизительно до конца первой трети пути 7 подачи. Однако вызванная направляющим элементом 13 гомогенизация движения, в частности направления движения, зерен 1 перлитового песка в зазоре 15 действует также на некотором протяжении за концом направляющего элемента 13. В представленных примерах осуществления направляющий элемент 13 изготовлен из высокожаропрочной стали и соответственно хорошо отражает тепловое излучение, вызванное нагревательными элементами 9. Это означает, что направляющий элемент 13 действует дополнительно в качестве нагревателя для перлитового песка 1, находящегося между внутренней стенкой 14 и направляющим элементом 13.In the embodiment of FIG. 1 guide element 13 extends in the furnace shaft 4 from the upper end 5 to approximately the end of the first third of the feed path 7 . However, the homogenization of movement, in particular the direction of movement, of the pearlite sand grains 1 in the gap 15 caused by the guide element 13 also acts for some extent beyond the end of the guide element 13. In the presented embodiments, the guide element 13 is made of high-heat-resistant steel and accordingly well reflects the thermal radiation caused by heating elements 9. This means that the guide element 13 additionally acts as a heater for the perlite sand 1 located between the inner wall 14 and the guide element 13.

В примере осуществления по фиг. 1 направляющий элемент 13 полностью расположен и, соответственно, закреплен в шахте 4 печи, причем для крепления предусмотрены разъемные крепежные средства (не показаны) для обеспечения возможности извлечения, при необходимости, направляющего элемен- 9 045056 та 13 из шахты 4 печи и его повторной установки. За исключением областей вдоль направления 12 подачи, где предусмотрены указанные крепежные элементы, зазор 15 проходит по всему периметру вокруг радиального центра 16 шахты 4 печи.In the embodiment of FIG. 1 guide element 13 is completely located and, accordingly, fixed in the furnace shaft 4, and detachable fasteners (not shown) are provided for fastening to ensure the possibility of removing, if necessary, the guide element 13 from the furnace shaft 4 and its re-installation . Except in areas along the feed direction 12 where said fastening elements are provided, the gap 15 extends all the way around the radial center 16 of the furnace shaft 4.

Как следует из вида в разрезе, приведенного на фиг. 1, форма направляющего элемента 13 согласована с поперечным сечением шахты 4 печи посредством того, что направляющий элемент 13 проходит по существу параллельно внутренней стенке 14. Соответственно зазор 15 имеет ширину 17 зазора, которая в представленном примере осуществления по всей протяженности направляющего элемента 13 в направлении 12 подачи изменяется только незначительно и предпочтительно почти постоянна. Однако следует заметить, что возможны и варианты осуществления, в которых ширина 17 зазора в направлении 12 подачи изменяется по меньшей мере на 50%, чтобы целенаправленно регулировать время пребывания зерен 1 перлитового песка в различных областях вдоль пути 7 подачи.As can be seen from the sectional view shown in FIG. 1, the shape of the guide element 13 is matched to the cross section of the furnace shaft 4 in that the guide element 13 extends substantially parallel to the inner wall 14. Accordingly, the gap 15 has a gap width 17, which in the illustrated embodiment is along the entire length of the guide element 13 in the direction 12 feed varies only slightly and is preferably almost constant. However, it should be noted that embodiments are also possible in which the gap width 17 in the feed direction 12 is varied by at least 50% in order to specifically regulate the residence time of the pearlite sand grains 1 in different areas along the feed path 7.

Кроме того, в примере осуществления по фиг. 1 ширина 17 зазора практически не изменяется также в окружном направлении 18 и предпочтительно почти постоянна. Это действительно для всех частей или, соответственно, областей вдоль пути 7 подачи, вдоль которого проходит направляющий элемент 13, в частности в области загрузки перлитового песка 1, т.е. в примере осуществления по фиг. 1 - в области верхнего конца 5. Однако следует заметить, что возможны и варианты осуществления, в которых ширина 17 зазора в окружном направлении 18 значительно изменяется, хотя, как правило, гораздо меньше, чем в направлении 12 подачи, например не более чем на 5%.Moreover, in the embodiment of FIG. 1, the gap width 17 also remains practically unchanged in the circumferential direction 18 and is preferably almost constant. This is valid for all parts or areas along the supply path 7 along which the guide element 13 runs, in particular in the area of loading the perlite sand 1, i.e. in the embodiment of FIG. 1 - in the area of the upper end 5. However, it should be noted that embodiments are also possible in which the width 17 of the gap in the circumferential direction 18 varies significantly, although, as a rule, much less than in the feed direction 12, for example by no more than 5 %.

Наиболее явное отличие варианта осуществления, показанного на фиг. 2, от варианта осуществления по фиг. 1 состоит в том, что загрузка вспучиваемого перлитового песка 1 (для ясности на фиг. 2 дополнительно не показан) в шахту 4 печи выполняется снизу, причем направление 12 подачи направлено снизу вверх. Соответственно, по меньшей мере один направляющий элемент 13 расположен в шахте 4 печи по меньшей мере в области нижнего конца 6 шахты 4 печи и вместе с внутренней стенкой 14 образует в указанном месте зазор 15. В этом случае по меньшей мере одно средство подачи содержит всасывающее сопло 11, расположенное перед шахтой 4 печи, и вентилятор 34 и выполнено с возможностью, всасывать в шахту 4 печи невспученный перлитовый песок 1 вместе с некоторым количеством воздуха на нижнем конце 6 шахты 4 печи в направлении верхнего конца 5 шахты 4 печи таким образом, что перлитовый песок 1 загружается в зазор 15. При этом указанное количество воздуха образует воздушный поток, текущий снизу вверх, посредством которого перлитовый песок 1 подается снизу вверх вдоль пути 7 подачи для его вспучивания в верхней половине, предпочтительно в верхней трети, пути 7 подачи.The most obvious difference between the embodiment shown in FIG. 2 from the embodiment of FIG. 1 is that the loading of intumescent perlite sand 1 (for clarity, not shown in Fig. 2) into the furnace shaft 4 is performed from below, with the supply direction 12 directed from bottom to top. Accordingly, at least one guide element 13 is located in the furnace shaft 4 at least in the region of the lower end 6 of the furnace shaft 4 and, together with the inner wall 14, forms a gap 15 at this location. In this case, the at least one supply means comprises a suction nozzle 11, located in front of the furnace shaft 4, and the fan 34 and is configured to suck into the furnace shaft 4 unexpanded perlite sand 1 together with a certain amount of air at the lower end 6 of the furnace shaft 4 towards the upper end 5 of the furnace shaft 4 so that the perlite sand 1 is loaded into the gap 15. In this case, the specified amount of air forms an air flow flowing from bottom to top, through which perlite sand 1 is fed from bottom to top along the supply path 7 for swelling in the upper half, preferably in the upper third, of the supply path 7.

В примере осуществления по фиг. 2 средства подачи, кроме того, содержат диффузор 30, который расположен после всасывающего сопла 11 и к которому примыкает нижний конец 6 шахты 4 печи. Диффузор 30 может способствовать диспергированию перлитового песка 1 в указанном количестве воздуха для достижения или поддержания равномерного распределения перлитового песка 1 в воздушном потоке.In the embodiment of FIG. The 2 supply means further comprise a diffuser 30, which is located after the suction nozzle 11 and to which the lower end 6 of the furnace shaft 4 is adjacent. The diffuser 30 may help disperse the perlite sand 1 in a specified amount of air to achieve or maintain uniform distribution of the perlite sand 1 in the air stream.

Всасывающее сопло 11 снабжается перлитовым песком 1 посредством виброжелоба 35, причем перлитовый песок 1 при помощи шнекового дозатора 33 дозировано подается в виброжелоб 35 из бункера 29. Кроме того, посредством всасывающего сопла 11 (при помощи вентилятора 34) также всасывается воздух, вследствие чего образуется поток 31 всасываемого воздуха. При этом воздушный поток или, соответственно, поток 31 всасываемого воздуха может быть отрегулирован путем соответствующего выбора или, соответственно, исполнения всасывающего сопла 11 и/или путем выбора соответствующей скорости всасывания (при помощи вентилятора 34). Последнее, в принципе, также может осуществляться автоматизированно с помощью блока регулирования и управления (не показан).The suction nozzle 11 is supplied with perlite sand 1 through a vibrating chute 35, and the perlite sand 1 is dosed into the vibrating chute 35 from the hopper 29 using a screw dispenser 33. In addition, air is also sucked in through the suction nozzle 11 (using a fan 34), resulting in the formation of a flow 31 intake air. In this case, the air flow or the intake air flow 31 can be adjusted by appropriate selection or design of the suction nozzle 11 and/or by selecting the appropriate suction speed (using the fan 34). The latter, in principle, can also be carried out automatically using a regulation and control unit (not shown).

В примере осуществления по фиг. 2 направляющий элемент 13 проходит приблизительно вдоль одной четверти или, соответственно, вдоль первой четверти пути 7 подачи, однако он может проходить и значительно дальше, в частности вдоль всего пути 7 подачи в шахте 4 печи. Последнее показано на фиг. 2 штрихпунктирными линиями.In the embodiment of FIG. 2, the guide element 13 extends approximately along one quarter or along the first quarter of the feed path 7, but it can also extend significantly further, in particular along the entire feed path 7 in the furnace shaft 4. The latter is shown in Fig. 2 dash-dotted lines.

В примере осуществления по фиг. 2 направляющий элемент 13 также в принципе согласован с формой поперечного сечения шахты 4 печи. Как и в примере осуществления по фиг. 1, в примере осуществления по фиг. 2 ширина 17 зазора в окружном направлении 18 почти не изменяется и предпочтительно по существу постоянна. Это действительно для всех частей или, соответственно, областей вдоль пути 7 подачи, вдоль которого проходит направляющий элемент 13, в частности в области загрузки перлитового песка 1, т.е. в примере осуществления по фиг. 2 - в области нижнего конца 6. Однако и в данном случае следует заметить, что возможны и варианты осуществления, в которых ширина 17 зазора в окружном направлении 18 значительно изменяется, хотя, как правило, гораздо меньше, чем в направлении 12 подачи, например, не более чем на 5%.In the embodiment of FIG. 2, the guide element 13 is also in principle matched to the cross-sectional shape of the furnace shaft 4. As in the embodiment of FIG. 1, in the embodiment of FIG. 2, the width 17 of the gap in the circumferential direction 18 hardly changes and is preferably substantially constant. This is valid for all parts or areas along the supply path 7 along which the guide element 13 runs, in particular in the area of loading the perlite sand 1, i.e. in the embodiment of FIG. 2 - in the area of the lower end 6. However, in this case it should be noted that embodiments are also possible in which the width 17 of the gap in the circumferential direction 18 changes significantly, although, as a rule, much less than in the feed direction 12, for example, no more than 5%.

Хотя на фиг. 2 изменение ширины 17 зазора в направлении 12 подачи не показано, вдоль пути 7 подачи или, соответственно, в примере, показанном на фиг. 2, ширина 17 зазора в направлении 12 подачи также может изменяться гораздо сильнее, чем в окружном направлении 18, например по меньшей мере на 50%, чтобы целенаправленно регулировать время пребывания зерен 1 перлитового песка в различных областях вдоль пути 7 подачи.Although in FIG. 2, the change in the gap width 17 in the feed direction 12 is not shown, along the feed path 7 or, respectively, in the example shown in FIG. 2, the gap width 17 in the feed direction 12 can also vary much more than in the circumferential direction 18, for example by at least 50%, in order to specifically regulate the residence time of the pearlite sand grains 1 in different areas along the feed path 7.

- 10 045056- 10 045056

Однако в обоих показанных вариантах осуществления ширина 17 зазора составляет не более 10 см.However, in both embodiments shown, the gap width 17 is no more than 10 cm.

В примере осуществления по фиг. 2 направляющий элемент 13 закреплен, предпочтительно с возможностью извлечения, в диффузоре 30. Соответственно, при рассмотрении вдоль направления 12 подачи предусмотрено прохождение зазора 15 по всему периметру вокруг радиального центра 16.In the embodiment of FIG. 2, the guide element 13 is secured, preferably removably, in the diffuser 30. Accordingly, when viewed along the feed direction 12, a gap 15 is provided to extend all the way around the radial center 16.

В примере осуществления по фиг. 2 происходит, как правило, абсолютное измерение температуры (однако для ясности температурные датчики не показаны). Дополнительно определяется потребление мощности нагревательными элементами 9 или, соответственно, определяется, изменяется ли указанное потребление мощности вдоль пути 7 подачи. Непосредственно после процесса вспучивания и сопровождающего его резкого падения температуры разность температур между вспученным гранулятом 2 (для ясности на фиг. 2 дополнительно не показан) и нагревательными элементами 9 значительно больше, чем между перлитовым песком 1 и нагревательными элементами 9 непосредственно перед процессом вспучивания. Соответственно также увеличивается тепловой поток, поскольку измеренная температура поддерживается постоянной. Это означает, что определенное изменение теплового потока или, соответственно, мощности, потребляемой нагревательными элементами 9, от одной зоны 8 нагрева к другой представляет собой увеличение, тогда как вследствие постепенного нагрева перлитового песка 1 перед процессом вспучивания изменение потребляемой мощности вдоль пути 7 подачи представляет собой уменьшение.In the embodiment of FIG. 2, as a rule, an absolute temperature measurement occurs (however, for clarity, temperature sensors are not shown). Additionally, the power consumption of the heating elements 9 is determined or, accordingly, it is determined whether the specified power consumption varies along the supply path 7. Immediately after the swelling process and the accompanying sharp drop in temperature, the temperature difference between the expanded granulate 2 (for clarity, not shown in Fig. 2) and the heating elements 9 is significantly greater than between the perlite sand 1 and the heating elements 9 immediately before the swelling process. Accordingly, the heat flow also increases since the measured temperature is kept constant. This means that a certain change in the heat flow or, accordingly, the power consumed by the heating elements 9, from one heating zone 8 to another represents an increase, whereas due to the gradual heating of the perlite sand 1 before the expansion process, the change in power consumption along the supply path 7 represents decrease.

Для регулирования, в частности для регулирования вдоль пути 7 подачи, остающегося после резкого падения температуры, нагревательные элементы 9 соединены с блоком регулирования и управления (не показан), так что, например, вдоль остающегося пути 7 подачи может целенаправленно предотвращаться или обеспечиваться увеличение температуры материала до критической температуры или выше.For regulation, in particular for regulation along the supply path 7 remaining after a sudden temperature drop, the heating elements 9 are connected to a regulation and control unit (not shown), so that, for example, along the remaining supply path 7 an increase in the temperature of the material can be specifically prevented or ensured. to critical temperature or higher.

Разгрузка вспученного гранулята 2 (вместе с нагретым воздухом) из шахты 4 печи производится через коллекторную секцию 32, примыкающую к верхнему концу 5 шахты 4 печи. Посредством подачи во взвешенном потоке или всасывающего потока 26, которые функционируют с использованием холодного воздуха 27, вспученный гранулят 2 подается дальше. При этом, как сказано выше, холодный воздух 27 или, соответственно, холодный воздух 28 с расширенным перлитовым песком 2 всасывается, например, вакуумным насосом или вентилятором (не показан).Unloading of the expanded granules 2 (together with heated air) from the furnace shaft 4 is carried out through the collector section 32 adjacent to the upper end 5 of the furnace shaft 4. By means of a suspended flow or suction flow 26, which operates using cold air 27, the expanded granules 2 are fed further. In this case, as stated above, cold air 27 or, respectively, cold air 28 with expanded perlite sand 2 is sucked in, for example, by a vacuum pump or a fan (not shown).

Список ссылочных обозначений:List of reference designations:

- перлитовый песок,- perlite sand,

- вспученный гранулят,- expanded granulate,

- печь,- bake,

- шахта печи,- furnace shaft,

- верхний конец шахты печи,- the upper end of the furnace shaft,

- нижний конец шахты печи,- the lower end of the furnace shaft,

- путь подачи,- feeding path,

- зона нагрева,- heating zone,

- нагревательный элемент,- a heating element,

- клапан,- valve,

- всасывающее сопло,- suction nozzle,

- направление подачи,- feed direction,

- направляющий элемент,- guide element,

- внутренняя стенка шахты печи,- the inner wall of the furnace shaft,

- зазор,- gap,

- радиальный центр шахты печи,- radial center of the furnace shaft,

- ширина зазора,- gap width,

- окружное направление,- circumferential direction,

- свободное пространство,- free space,

- водоохлаждаемый желоб,- water-cooled trench,

- технологический воздух,- process air,

- позиция для измерения температуры,- position for temperature measurement,

- температурный датчик,- temperature sensor,

- теплоизоляция,- thermal insulation,

- позиция или, соответственно, область резкого падения температуры,- position or, accordingly, area of a sharp drop in temperature,

- подача во взвешенном потоке/всасывающий поток,- supply in suspended flow/suction flow,

- холодный воздух подачи во взвешенном потоке,- cold supply air in a suspended flow,

- холодный воздух со вспученным перлитовым песком или, соответственно, вспученным гранулятом,- cold air with expanded perlite sand or expanded granulate,

- бункер,- bunker,

- диффузор,- diffuser,

- поток всасываемого воздуха,- intake air flow,

- коллекторная секция,- collector section,

- дозирующий шнек,- dosing screw,

- 11 045056- 11 045056

- вентилятор,- fan,

- виброжелоб.- vibration chute.

Claims (10)

1. Устройство для изготовления вспученного гранулята (2) из песчаного минерального материала (1) с использованием порообразователя, например для изготовления вспученного гранулята (2) из перлитового (1) или обсидианового песка со связанной водой в качестве порообразователя, которое содержит печь (3) с расположенной по существу вертикально шахтой (4) печи, имеющей верхний конец (5) и нижний конец (6), причем между обоими концами (5, 6) проходит путь (7) подачи, идущий через множество зон (8) нагрева, в направлении (12) подачи расположенных отдельно друг от друга, причем каждая из зон (8) нагрева имеет по меньшей мере один управляемый независимо от других нагревательный элемент (9), для нагрева материала (1) по меньшей мере до критической температуры и вспучивания зерен (1) песка, причем также предусмотрено по меньшей мере одно средство (10, 11) подачи, выполненное с возможностью загрузки по меньшей мере невспученного материала (1) в шахту (4) печи на одном из обоих концов (5, 6) шахты (4) печи в направлении другого из обоих концов (6, 5) шахты (4) печи, для вспучивания материала (1), при рассмотрении в направлении (12) подачи, на последней половине пути (7) подачи, причем предусмотрен по меньшей мере один направляющий элемент (13), по меньшей мере на участках расположенный в шахте (4) печи, причем направляющий элемент (13) по меньшей мере в области одного из обоих концов (5, 6) шахты (4) печи образует с внутренней стенкой (14) шахты (4) печи зазор (15), причем указанное по меньшей мере одно средство (10, 11) подачи выполнено с возможностью загрузки невспученного материала (1) в зазор (15), отличающееся тем, что для указанного по меньшей мере одного направляющего элемента (13) предусмотрены разъемные крепежные средства для обеспечения возможности, при необходимости, извлечения указанного по меньшей мере одного направляющего элемента (13) из шахты (4) печи и его повторной установки в ней.1. A device for producing expanded granulate (2) from sandy mineral material (1) using a blowing agent, for example for producing expanded granulate (2) from perlite (1) or obsidian sand with bound water as a blowing agent, which contains a furnace (3) with a substantially vertical furnace shaft (4) having an upper end (5) and a lower end (6), and between both ends (5, 6) there is a supply path (7) passing through a plurality of heating zones (8), in feed direction (12) located separately from each other, and each of the heating zones (8) has at least one independently controlled heating element (9), for heating the material (1) at least to a critical temperature and swelling of the grains ( 1) sand, and at least one supply means (10, 11) is also provided, configured to load at least unexpanded material (1) into the furnace shaft (4) at one of both ends (5, 6) of the shaft (4 ) of the furnace in the direction of the other of both ends (6, 5) of the furnace shaft (4), for swelling the material (1), when viewed in the feeding direction (12), on the last half of the feeding path (7), wherein at least one a guide element (13), at least in sections located in the furnace shaft (4), and the guide element (13) at least in the area of one of both ends (5, 6) of the furnace shaft (4) forms with the inner wall (14 ) of the furnace shaft (4) gap (15), wherein said at least one supply means (10, 11) is configured to load non-expanded material (1) into the gap (15), characterized in that for said at least one guide element (13) is provided with detachable fasteners to enable, if necessary, removal of said at least one guide element (13) from the furnace shaft (4) and its re-installation therein. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, при рассмотрении в направлении (12) подачи, указанный по меньшей мере один направляющий элемент (13) проходит самое большее до конца первой половины пути (7) подачи.2. Device according to claim 1, characterized in that, when viewed in the feed direction (12), said at least one guide element (13) extends at most to the end of the first half of the feed path (7). 3. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один направляющий элемент (13) проходит по меньшей мере вдоль четверти пути (7) подачи.3. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that said at least one guide element (13) extends along at least a quarter of the supply path (7). 4. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что, при рассмотрении вдоль направления (12) подачи, зазор (15), по меньшей мере на участках, проходит вокруг радиального центра (16) шахты (4) печи по всему периметру.4. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that, when viewed along the feed direction (12), the gap (15), at least in sections, extends around the radial center (16) of the furnace shaft (4) along the entire perimeter. 5. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что зазор (15) имеет ширину (17) зазора, изменяющуюся в направлении (12) подачи по меньшей мере на 50%.5. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that the gap (15) has a gap width (17) varying in the feed direction (12) by at least 50%. 6. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что зазор (15) имеет ширину (17) зазора, изменяющуюся в окружном направлении (18) вокруг радиального центра (16) шахты (4) печи самое большее на 35%.6. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that the gap (15) has a gap width (17) varying in the circumferential direction (18) around the radial center (16) of the furnace shaft (4) by at most 35% . 7. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что по меньшей мере вдоль участка пути (7) подачи шахта (4) печи поперечно к направлению (12) подачи имеет, по меньшей мере на участках, круглое поперечное сечение, ограниченное внутренней стенкой (14), и/или что по меньшей мере вдоль участка пути (7) подачи шахта (4) печи поперечно к направлению (12) подачи имеет, по меньшей мере на участках, многоугольное поперечное сечение, ограниченное внутренней стенкой (14).7. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that at least along a section of the supply path (7), the furnace shaft (4) transverse to the supply direction (12) has, at least in sections, a circular cross-section, limited by the inner wall (14), and/or that at least along a section of the feed path (7), the furnace shaft (4) transverse to the feed direction (12) has, at least in sections, a polygonal cross-section limited by the inner wall (14 ). 8. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что внутренняя стенка (14) образована посредством по меньшей мере одного ограничителя, а указанный по меньшей мере один направляющий элемент (13) изготовлен от того же материала, что и указанный по меньшей мере один ограничитель.8. Device according to one of claims 1, 2, characterized in that the inner wall (14) is formed by at least one limiter, and said at least one guide element (13) is made of the same material as specified in at least one limiter. 9. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно средство (11) подачи выполнено с возможностью всасывания в шахту (4) печи невспученного материала (1) вместе с некоторым количеством воздуха на нижнем конце (6) шахты (4) печи в направлении верхнего конца (5) шахты (4) печи таким образом, что указанное количество воздуха образует текущий снизу вверх воздушный поток, посредством которого материал (1) перемещается снизу вверх вдоль пути (7) подачи для его вспучивания в верхней половине пути (7) подачи.9. A device according to one of claims 1, 2, characterized in that said at least one supply means (11) is configured to suck unexpanded material (1) into the furnace shaft (4) together with a certain amount of air at the lower end ( 6) the furnace shaft (4) in the direction of the upper end (5) of the furnace shaft (4) in such a way that the specified amount of air forms an air flow flowing from bottom to top, through which the material (1) moves from bottom to top along the supply path (7) for its swelling in the upper half of the feed path (7). 10. Устройство по одному из пп.1, 2, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно средство (10) подачи выполнено с возможностью загрузки в шахту (4) печи невспученного материала (1) на верхнем конце (5) шахты (4) печи в направлении нижнего конца (6) шахты (4) печи таким образом, что материал (1) по меньшей мере посредством силы тяжести перемещается сверху вниз вдоль пути (7) подачи для его вспучивания в нижней половине пути (7) подачи.10. A device according to one of claims 1, 2, characterized in that said at least one supply means (10) is configured to load non-expanded material (1) into the furnace shaft (4) at the upper end (5) of the shaft (4 ) of the furnace in the direction of the lower end (6) of the furnace shaft (4) in such a way that the material (1), at least by force of gravity, moves from top to bottom along the feed path (7) for swelling in the lower half of the feed path (7).