NO124478B - - Google Patents

Description

Apparat for bruk i forbindelse med en ovn ved fremstilling av portlandsement, kalk o. 1.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av portlandsement, klinker, kalk o. 1. og behandling av malm og mineraler hvor materialene utsettes for varme i en ovn.

Spesielt angår oppfinnelsen fremstilling av portlandsement-klinker i en roterovn og den skal nu beskrives nærmere i denne forbindelse.

Ved fremstilling av portlandsement

blir råstoffene kalk- og ler-holdige mineraler, finmalt, proporsjonert og blandet, hvoretter de oppvarmes til de begynner å smelte, ved en temperatur i nærheten av 1450° C, hvor kjemisk reaksjon finner sted med dannelse av nye klinkemineraler som danner utgangspunktet for sementen.

Det brukes vanligvis to fremgangsmåter

ved tilberedningen av råstoffene. «Tørr-prosessen», hvor de først tørkes deretter males og blandes i tør tilstand slik at det dannes et såkalt tørt rå-mel, og «våt-prosessen» hvor malingen foregår i nær-vær av vann slik at det dannes en velling eller suspensjon som i alminnelighet inneholder ca. 40 pst. vann. Den etterfølgende oppvarming og klinkerdannelse av råstoffet kan foregå på samme eller forskjellig måte ved den våte og den tørre prosess.

Det er erkjent at den våte prosess har

visse fordeler, spesielt ved tilberedningen, malingen og blandingen av materialene, spesielt de bløte materialer f. eks. kalk, mergel, lere o. 1.

Det høye vanninnhold i den endelige

velling, ca. 40 pst., medfører imidlertid en betydelig ulempe da den brenselmengde som trenges for å tørke vellingen er nes-

ten like stor som den som trenges for klinkingen.

I kjente utførelser omfatter varmeut-vekslere et kammer som har en bunn eller herd med en midtåpning for uttagning av det tørkete eller behandlete material og for innføring av varme gasser for oppvarming av råstoffer.

Det har imidlertid vært vanskelig å oppnå en kontinuerlig passering av råstoffet som føres inn i kammeret gjennom en ventilstyrt åpning øverst og samtidig opprettholde en forholdsmessig jevn uttagning fra herden, hvor herden eller bunden holder seg effektiv over hele sin omkrets uten å bli strupet eller tilstoppet av små-deler på enkelte områder.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en uttagningsanordning slik at uttagningen av material foregår jevnt og progressivt rundt hele omkretsen av uttagningsåpnin-gen i herden eller bunnen av tørkekam-meret.

Apparat i henhold til oppfinnelsen er av den art som omfatter et behandlings-kammer, og innretninger for å føre char-geringsmaterial inn i og fordele det over den øvre del av kammeret, og det særegne består i at bunnen av kammeret er forsynt med en herd med en sentral utløpsåpning til en sjakt for tilførsel av tørrgass, idet herden er slik anordnet i forhold til en skjermanordning anbragt sentralt i kammeret at materialet bygger seg opp til et ringformet lag som på grunn av relativ radial forskyvning når kammeret og herden dreier seg om akser, som er forskjøvet i forhold til hverandre tømmes ut jevnt rundt den indre omkrets av herden, mens tørrgassene passerer oppover gjennom materiallaget.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedføyete tegninger. Fig. 1 viser et skjematisk vertikalsnitt gjennom en varmeutveksler som samvirker med en roterovn og som er utført i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et tverrsnitt etter linjen II—II i fig 1. Fig. 3 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom en varmeutveksler i en annen ut-førelse. Fig. 4, 5 og 6 viser detalj snitt gjennom herden i forskjellige utførelser. Fig. 7 viser et snitt i større målestokk etter linjen VII—VII i fig. 8 gjennom den varmeutveksler som er vist i fig. 1 og inneholder enkeltheter ved utførelsen av den dreibare herd og det tilhørende veggparti og den måte hvorpå både herden og veggpartiet er lagret for dreining. Fig. 8 viser et grunnriss av bærevalse-anordningen for herden. Fig. 9 viser i detalj en metode for inn-stillbar lagring av de valser som bærer kammeret. De aksler hvor valsene er dreibart lagret er utført eksentriske slik at valse-stillingen kan innstilles ved å dreie akslene for derved å opprettholde den nød-vendige klaring i tetningen mellom kammer og herd.

I fig. 1 på tegningen er det vist en roterovn K av vanlig utførelse, dreibart lagret på bærevalser P og fyrt ved sin nedre ende ved hjelp av brennstoff som tilføres gjennom et brenner-rør B. De varme gas-sene fra forbrenningen av brenselet strøm-mer ut av ovnen inn i en vertikal sjakt S som ved sin øvre ende er forbundet med en vertikal ringformet varmeutveksler som i sin helhet er betegnet A. Inne i sjakten er en rasplate C slik at faste stoffer fra varmeutveksleren som tømmes mot platen automatisk vil føres inn i roterovnen.

Råstoffet, som kan være i form av små klumper dannet av velling-filterkake eller rå-mel føres i ønsket mengde pr. tidsenhet gjennom en trakt D med en roterende luftlås E som står i forbindelse med det øvre avsnitt av varmeutveksleren A.

Foreliggende oppfinnelse angår utfø-relsen og driften av varmeutveksleren A og et trekk ved oppfinnelsen går ut på at den omfatter et kammer som er utført i to partier, et nedre parti 1 som utgjør selve herden og over den et veggparti i form av et kammer 2, som øverst er omsluttet av et faststående takparti 3 hvorfra tørkegassene

føres bort gjennom et utløp 4 som fører til en skorsten H, idet det er anordnet en vifte

F i utløpet 4 for å bidra til avtrekket av de varme gasser og føringen av dem gjennom laget av råstoff-klumper inne i herden og kammeret, slik som det skal beskrives nedenfor.

Herden 1 er ringformet slik at det dannes en midtåpning 5 for uttagning av det varme og tørkete råstoff, hvorigjennom det faller ned i sjakten S og derfra mot

platen C før det passerer inn i ovnen K.

Rundt den øvre del av ovnen K er det anordnet et stativ som i sin helhet er betegnet 6 og som er forsynt med en horisontal

platform 7 hvor den vertikale sjakt 5 er

lagret på midten. På platformen 7 og kon-sentrisk med åpningen 5 er det anordnet en sirkelformet bane som dannes av en rekke valser 9 som i den utførelsesform som er vist har konisk form. Disse valser bærer herden 1 som på undersiden har en stål-ring 8 som samvirker med valsene. I tilligg til bærevalsene 9 er det anordnet en

rekke støttevalser 10 som samvirker med

den ytre omkrets på ringen 8 og som holder herden riktig sentrert i forhold til sin om-dreiningsakse som er vist ved linjen x—x.

Veggpartiet eller kammeret 2 har et vertikalt veggavsnitt 11 og motstående av-skrånede koniske partier 2. På det vertikale parti 1 er det festet utvendige vegg-knekter 13 som bærer en bære-bane 4 som samvirker med øvre og nedre valsesett 15 henholdsvis 16 som er dreibart lagret på aksler 17 som bæres av indre ramme-stolper 18 på platformen 7.

I tillegg til bærevalsene 15, 16 holdes kammeret 2 riktig sentrert ved hjelp av en rekke støttevalser 20 som bæres av stolper 18 i den indre ramme.

Veggpartiet eller kammeret 2 holdes riktig sentrert i forhold til sin omdreinings-akse y—y som er forskjøvet i forhold til omdreiningsaksen x—x, slik som tydelig vist i fig. 2. Både bærevalsene 9 og støtte-valsene 10 for herden 1 er hensiktsmessig lagret på en under-ramme 27 som kan innstilles i sideretningen som en enhet for å fastlegge omdreiningsaksen for herden 1 i forhold til omdreiningsaksen for kammeret 2 ved hjelp av hensiktsmessig anbrakte donkrafter hvorav en er betegnet 28 i fig. 1.

Det kan også være sørget for innbyrdes vertikal innstilling av kammeret 2 og herden 1, mellom hvis sammenstøtende flater det er anordnet en lufttetning, som ikke er vist. Denne innstilling er ønskelig for å unngå enhver overføring av vekt fra kammeret til herden, noe som kan foranledige for sterk friksjon når de to deler beveger seg i forhold til hverandre.

Inne i kammeret 2 er det anordnet en indre skjerm 21 som utgjør en del av en dom 22 slik at det mellom domen 22 og det øvre koniske parti 12 av kammeret 2 dannes en ringformet kanal 24 hvor varmeut-vekslingen finner sted mellom de opp-stigende varme gasser fra ovnen og det råstoff som beveger seg nedover.

Kammeret 2 og skjermen 21 kan være utført av stål og foret på sine arbeidsflater med et lag av ildfast material 25 og iso-lerende material 26 i form av et selvbær-ende hvelv.

Anordningen 22 kan være båret på tre eller flere knekter 26a som inneholder etter-givende eller glidende ekspansjons-skjøter for å tillate forskjellig utvidelse av anordningen 22 og bollen 2.

Som vist i fig. 1 er både herden 1 og kammeret 2 tettet der hvor de støter sammen med den vertikale sjakt S, henholdsvis det faststående øvre parti 3 ved hjelp av tetninger 30 henholdsvis 31, som kan være av den type som har normal gnide-berøring, sand eller vanntrau.

Det kan være sørget for særskilt meka-nisk drift for dreining av kammeret 2 og av herden 1, enten ved hjelp av tannhjul eller ved hjelp av friksjonsvalser, som også kan tjene som bærevalser. Under normale forhold har det vist seg å være tilstrekkelig å drive enten det nedre parti 1 eller det øvre parti 2 da den annen del vil følge med som følge av friksjonstrekket mellom de to deler og den charge av råstoff som inne-holdes.

I den utførelsesform som er vist drives herden ved hjelp av elektromotor N, re-duksjonsoversetning R på hvis utgangsaksel et tannhjul 33 er i inngrep med en tann-drivring 34 på den ytre omkrets av herden 1.

Foreliggende oppfinnelse går således ut på et varmeutvekslerkammer i to partier som omfatter et nedre parti 1 som danner selve herden med en midtre tømme-åpning og et øvre veggparti 2, idet de to partier 1 og 2 bringes til å rotere med tilnærmet samme hastighet og har en lufttetning der hvor de støter sammen, slik som antydet ved 35.

Under drift blir råstoffet, som kan være i form av små klumper ført inn i den faststående del 3 av varmeutveksleren gjennom en trakt D og roterende luftlås E hvorfra det faller ned på det konisk skrå parti av sprede-domen 22 hvor det passerer

nedover gjennom den ringformede kanal 24 og bygger seg etterhvert opp på den øvre

flate 32 av den roterende herd 1 slik at det dannes et tett pakket lag av material på herden hvorfra materialet tømmes ut gjennom den midtre åpning. Under drift får materialet anledning til å bygge seg opp inntil det når en høyde omtrent halveis opp i det ringformede rom 24 og holdes i denne høyde ved den tilmålte innføring av material i og uttagning av material fra varmeutveksleren.

På grunn av den omstendighet at herden 1 og det tilhørende veggparti 2 er lagret for dreining om aksler x—x og y—y, som ligger forskjøvet i forhold til hverandre, vil det bli en relativ forskyvning av bunnen 1 i herden likeoverfor veggpartiet 2 med den følge at materialet vil bli skjø-vet av herden 1 på det område av herden som ligger like overfor det område som har størst eksentrisitet. Tilfredsstillende resul-tater er oppnådd med en så liten forskyvning som 7,5 cm mellom de to akser.

I fig. 3 er det vist en alternativ utfø-relse av varmeutveksleren hvor det veggparti i kammeret som er betegnet 36 er sylindrisk og den midtre konstruksjon bæres ovenfra ved hjelp av en vertikal aksel 37 som er hengt opp i lagre 38 fra en tverr-bjelke 39 i stativet 18. Denne anordning gjøre det nødvendig å flytte gass-uttaket 40 til et sted i nærheten av omkretsen av det faststående parti 3.

For å fremme en effektiv tømmevirk-ning fra varmeutveksleren, er herden for-trinnsvis utført med et trinn, som vist i fig. 1, på sin øvre flate, idet avstanden mellom motsatte sider av trinnet er tilnærmet lik diameteren for den indre kant ved bunnen av kammeret 2, minus den dobbelte verdi av forskyvningen mellom de vertikale akser for kammeret og herden. Høyden av dette trin kan være fra ca. 2,5 til ca. 15 cm, men det har vist seg at en høyde på ca. 7,5 cm er tilfredsstillende i praksis hvis diameteren tvers over bunnen av kammeret er av størrelsesordenen 5,5 m.

Alternativt kan trinnet være skrått, slik som vist i fig. 4, i stedet for å være loddrett, eller alternativt kan det midtre avsnitt av herden være konisk nedover, slik som vist i fig. 5 eller skålformet som vist i fig. 5.

Det er klart at tømmehastigheten fra varmeutveksleren er proporsjonal med forskyvningen mellom de vertikale akser for herden 1 og kammeret 2 og med omdreiningshastigheten. Innretningen kan derfor varieres med hensyn på tømmehastighet enten ved å lagre de enkelte deler slik at forskyvningen mellom de vertikale akser i kan varieres, mens omdreiningshastigheten holdes konstant, eller ved å holde konstant i forskyvning og variere omdreiningshastigheten, eller på begge måter samtidig.

I den utførelsesform som er vist i fig. 7, 8 og 9 omfatter det nedre parti eller

herden 1 en ytre ring 45 med kasseformet tverrsnitt, med et trinn eller en platform 46 som strekker seg innover og er forsynt med et ildfast overflatedekke 47. På den , vertikale vegg av den ytre ring 45 er det festet flenser 48 hvor det er lagret bolter ;

49 som virker som en ringformet tannstang, som er i inngrep med et tannhjul 50 som er fast forbundet med utgangsakslen for reduksjonsutvekslingskassen R for driften av apparatet fra motoren M. Bærevalsene 51 for herden 1 er festet på radiale aksler 52 som er dreibart lagret i lagre 53 som bæres ved hjelp av par av knekter 54, som hver er festet på et sete 55.

De enkelte seter 55, som ligger på linje med en rekke radiale platformer 56 utgjør en del av en ringformet underlagsplate 63 som kan beveges som helhet sammen med bærevalsesetene 55 på føringsplaten 67. Hydrauliske donkrafter 57,57' samvirker med to diametralt motstående seter 55 slik at beliggenheten av underlagsplaten 63 og lermed av bærevalsene 51 kan innstilles i sideretningen etter behov.

Hvis det skulle være nødvendig å øke eller minske den innbyrdes forskyving mellom herden 1 og kammeret 2, foregår dette ved hjelp av donkraftene 57,57'. I den stilling som er vist i fig. 8 er det klart at den venstre donkraft er trukket tilbake og underlagsplaten 63 er forskjøvet omtrent så meget som mulig. På et sted midt mellom platformen 56 som bærer donkraftene 57, har underlagsplaten flater 63, for sam-virke med føringen 67' på den tilhørende føringsflate 67.

Støtteruller 59 er dreibart lagret om vertikale akser som er dreibart lagret på akseltapper 60 som er festet i tapplagre 61, som på sin side kan gli på plattformene 62 som bæres av den ringformede underlagsplate 63. Innstilling av lagrene 61 foregår ved hjelp av settskruer 64, 65 i gjengeinn-grep med indre og ytre kneformete knekter 66. Eventuelt nødvendig om-innstilling av støtterullene 59 med herden kan således foretas lett ved hjelp av settskruene 64,65.

Det veggparti som hører til herden kan bestå av en bolle med øvre og nedre koniske avsnitt 68,69 som skråner innover fra et vertikalt veggparti 70. En rekke ribbefor-mede knektplater 71 er festet til det vertikale parti 70 av bollen og til disse er det festet en baneskinne 72. Bæreruller 73, 74 som ligger i vertikal avstand fra hverandre er i inngrep med hver sin side av skinnen 72.

Støtteruller 75 er anordnet for sam-virke med yttersiden av skinnen 72. Disse ruller 75 kan også være lagret på eksen-trisk innstillbare aksler 77, for å lette inn-stillingen av løp-klaringene mellom kammeret 2 og hvilken som helst av rullene hvis det skulle vise seg nødvendig.

Det er sørget for mulighet for innstilling av begge sett ruller 73, 74 oppover eller nedover slik at kammeret kan løftes eller senkes i forhold til herden 1. I den anordning som er vist dreier rullene seg om tap-per 88 og hver tapp kan innstilles for seg ved hjelp av en kamstyring 76 som er vist skjematisk i fig. 9 og som er anordnet slik at ved å løsne låsmutterne 89 kan kam-lagringen dreies ved hjelp av en liten stang slik at tappen 88 beveges opp eller ned.

Alternativt kan tappene være lagret i kloss-lagre og lager-klossen, som kan gli i vertikale føringer i stolpene 18 løftes og senkes ved hjelp av skrue-donkrafter.

Vanntetningen mellom sjakten S som fører fra herden 1 til ovnen K er oppnådd ved hjelp av et ringformet trau som er dannet av en flens 80 på den ytre vegg av sjakten S og hvori det raker ned en flens 81 som er festet til undersiden av plattfor-men 46 for herden. Vanntetningen mellom det faststående parti 3 av herden og kammeret 2 er oppnådd ved hjelp av en lik-nende forlengelse 80' av bolleveggen i sam-virke med en nedadrettet flens 81'. Denne vanntetning tilføres vann gjennom en til-førselsledning 82 og vannet føres bort gjennom en avløpsledning 83 som fører til en avløpskanal 84.

Det er klart at det kan opprettholdes tett berøring mellom den nedre flate av det koniske parti 68 av trommelen 3 og platformen 45 av selve herden ved passende innstilling av bærevalsene 73, 74 for løfting eller senking av kammeret og enhver an-tydning til at gass slipper ut kan unngås ved hjelp av en passende pakningsinnret-ning. I denne hensikt er kammeret forsynt med en horisontal flensplate 85 og delvis omsluttet av en oppstående flens 86 på platformen 45. 87 betegner tetningsringer av asbest.

I enkelte tilfeller kan det være ønskelig å koble sammen bollen og herden ved

hjelp av et antall hengslete eller bøyelige

lenker for å sikre at de to partier roterer i

takt og uten kumulativ slipp.

Claims (6)

1. Apparat for bruk i forbindelse med

en ovn for fremstilling av portlandsement, kalk o. 1. eller for tørking eller varmebe-handling av malm, mineraler eller andre materialer eller for annen behandling av fast material i form av små klumper, korn, pulver eller annen spesiell form ved hjelp av en gass, omfattende et behandlingskam-mer og innretninger for å føre chargerings-material inn i og fordele det over den øvre del av kammeret, karakterisert ved at bunnen av kammeret er forsynt med en herd (1) .med en sentral utløpsåpning til en sjakt for tilførsel av tørregass, idet herden er slik anordnet i forhold til en skjermanordning (21) anbragt sentralt i kammeret (2) at materialet bygger seg opp til et ringformet lag som på grunn av relativ radial forskyvning når kammeret (2) og herden (1) dreier seg om akser (x—x), (y— y) som er forskjøvet i forhold til hverandre, tømmes ut jevnt rundt den indre omkrets av herden ,mens tørrgassene pas- serer oppover gjennom materiallaget.

2. Apparat som angitt i påstand 1, karakterisert ved at herden (1) og den nederste del av kammerveggen (2) har samme omkretsform, og at omdreiningsaksene er forskjøvet litt, f. eks. 7,5 cm i forhold til hverandre.

3. Apparat som angitt i påstand 1—2, karakterisert ved at kammeret og herden drives uavhengig av hverandre for dreining med samme hastighet.

4. Apparat som angitt i påstand 1—3, karakterisert ved at bare herden (1) er direkte drevet, mens dreiningen av kammeret under drift foregår ved friksjonstrekk gjennom materialet.

5. Apparat som angitt i påstand 1—4, karakterisert ved at herden er av-trappet nedover (41) i retningen for tømmingen av materialet.

6. Apparat som angitt i påstand 5, hvor forskyvningen skyldes at omdreiningsaksen for det ringformete kammer (2) og herden (1) er forskjøvet i forhold til hverandre, karakterisert ved at trinnet ligger i en avstand fra herdaksen lik den indre radius på det nederste sted av kammerveggen som fremkaller forskyvning iav material fra herden.