Verfahren und Vorrichtung zum Transport von heißem Zementklinker durch einen Rostkühler
B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport eines Kühlgutes wie z. B. heißen Zementklinkers durch einen Rostkühler, mit einem von Kühlgas durchströmten feststehenden Kühlrost, oberhalb dessen quer zur Kühlguttransportrichtung mehrere Reihen benachbarter und von unterhalb des Kühlrostes angetriebener Förderelemente angeordnet sind, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung und einer Rückhubposition bewegt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Rostkühler werden in der Steine- und Erdenindustrie eingesetzt, um das zuvor in einem Ofen gebrannte Gut wie z. B. Zementklinker oder andere mineralische Güter unmittelbar anschließend auf dem Kühlrost stark abzukühlen. Zwecks Transports des heißen Kühlgutes über die Kühlstrecke sind neben Wanderrostkühlem besonders die Schub- rostkühler weit verbreitet, bei denen das Rostsystem aus einer Vielzahl von abwechselnd ortsfesten und beweglichen Rostplattenträgern besteht, auf denen jeweils mehrere mit Kühlluftöffnungen versehene und im wesentlichen von unten nach oben von Kühlluft durchströmte Rostplatten befestigt sind. Dabei wechseln sich in Förderrichtung ge- sehen ortsfeste Rostplattenreihen mit hin- und herbeweglichen Rostplattenreihen ab, die über ihre entsprechend hin- und herbeweglichen Rostplattenträger auf einem oder mehreren längsbeweglich gelagerten angetriebenen Schubrahmen gemeinsam befestigt sind. Durch die gemeinsam oszillierende Bewegung aller beweglichen Rostplattenrei-
hen wird das zu kühlende Gut, z. B. der heiße Zementklinker, schubweise transportiert und dabei gekühlt. Dabei ist es bekannt, zur Schonung der Rostplatten vor thermisch-mechanischer Überbeanspruchung die Plattenoberseite mit Mulden bzw. Taschen zur Auf- nähme und zum Festhalten von Kühlgut zu versehen, welches dann eine Verschleiß-Schutzlage für das darüber gleitende heiße Kühlgut bildet (EP-B- 0 634 619).
Zur Vermeidung des Verschleißproblems beim Schubrostkühler im Überlappungsbereich benachbarter bewegter und nicht bewegter Rostplattenreihen, hervorgerufen durch Zementklinkerabrieb und Gutverklemmungen im Überlappungsbereich der Rostplatten, ist als Alternative zu einem konventionellen Schubrostkühler z. B. aus der WO 98/48231 ein Rostkühlertyp bekannt, bei dem der von Kühlluft durchströmte Kühlrost nicht bewegt wird, sondern feststeht, wobei oberhalb der feststehenden Rostfläche quer zur Kühlguttransportrichtung mehrere Reihen benachbarter hin- und herbeweglicher bal- kenförmiger Förderelemente angeordnet sind, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung und einer Rückhubposi- tion bewegt werden, so dass durch die Hin- und Herbewegung dieser balkenförmigen Förderelemente im abzukühlenden Gutbett das Gutmaterial vom Kühleranfang zum Kühlerende sukzessive bewegt und dabei gekühlt wird. Bei diesem Transportverfahren wird die Förderleistung entscheidend durch die Differenz zwischen dem bei jedem Vorhub in Förderrichtung bewegten Zementklinkervolumen und dem bei der Rückhubbewegung unerwünscht entgegen der Förderrichtung bewegten Klinkervolumen beeinflusst. Bei diesem Rostkühlertyp sind die querbalkenförmigen Förderelemente auf der Oberseite von vertikalen in Kühlerlängsrichtung ausgerichteten Antriebsplatten befestigt, die sich durch entsprechende Längsschlitze des Kühlrostes hindurch praktisch über die gesamte Kühlerlänge erstrecken, so dass durch Antrieb der Antriebsplatten von unterhalb des Kühlrostes die balkenförmigen Förderelemente im Kühlgutbett hin- und herbewegt werden.
Es versteht sich, dass es aufwendig ist, den mit Kühlgut beladenen Kühlrost an den langen Durchtrittsschlitzen der Antriebsplatten gegen Rostdurchfall abzudichten und dabei den auftretenden Materialverschleiß in Grenzen zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rostkühlertyp der letztgenannten Art zu schaffen mit einem neuartigen Antriebs- und Steuerungskonzept der Förderelemente, wobei die Förderleistung und der Wirkungsgrad des Rostkühlers erhöht und die Verschleiß- probleme vermindert sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit einem Rostkühler mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Transport eines Kühlgutes wie z. B. heißen Zementklinkers durch einen Rostkühler mit oberhalb eines feststehenden von Kühlluft durchströmten Kühlrostes angeordneten Reihen von Förderelementen, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung und einer Rückhubposition bewegbar sind, werden die einzelnen Förderelemente, die z. B. stiftförmig ausgebildet sind und oberhalb des Kühlrostes wie Rechenzinken von unten in das Kühlgutbett hineinragen, jeweils über in Kühlguttransportrichtung liegende Schubstangen gesteuert bewegt, die jeweils in durch den Kühlrost hindurchgehenden Buchsen abgedichtet und ggf. geführt sind. Dabei nehmen die Buchsen eine etwa horizontale Lage bzw. eine Lage mit geringem Neigungswinkel zur Horizontalen ein. Die Schubstangen mit den daran befestigten Förderelementen werden von unterhalb des Kühlrostes über Linearantriebe angetrieben. Der gesamte Kühlrost hat praktisch keine Durchbrüche oder Spalten
mehr, die aufwendig abgedichtet werden müssten. Die Gefahr des Eindringens von feinem Schüttgutmaterial in den Ringspalt zwischen Buchse und jeweiliger Schubstange ist minimiert, und sie kann noch dadurch weiter abgesenkt werden, dass ein Teil der durch den Kühlrost geführten Kühlluft als Sperrluft durch den Spalt zwischen Buchse und Schubstange geführt wird, wobei die Sperrluft gleichzeitig der Kühlung des Schiebesitzes dient. Statt Anwendung der Sperrluft wäre auch der Einbau eines austauschbaren verschleißfesten Ringdichtungselementes möglich.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass infolge der Befestigung der Förderelemente an den geführten Schubstangen die Förderelemente individuell einzeln und/oder in Gruppen gesteuert bewegt werden können. Als Beispiel wird angegeben, dass die För- derelemente jeweils einer Reihe bei ihrer Vorhubbewegung gemeinsam nach vorne bewegt werden und bei ihrer Rückhubbewegung nicht gemeinsam, sondern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zurückbewegt werden, bei welchen jeweils nur ein Teil der Förderelemente, z. B. jeweils nur jedes zweite Förderelement einer Reihe zurückbewegt wird. Das heißt: Bei ihrer Vorhubbewegung sind die benachbarten stiftförmigen Förderelemente einer Reihe mit engem Abstand voneinander positioniert, so dass sich die Körner bzw. Bruchstücke des Zementklinkers zwischen den Förderelementen verhaken, wenn diese gemeinsam nach vorne bewegt werden und sich dabei nicht nur eine virtuelle, sondern eine tatsächliche Kühlgut- Schubfront bildet. Damit bei der Rückhubbewegung der Förderelemente gar kein oder nur ein vergleichsweise geringes Zementklinkervolumen bewegt wird, werden die Förderelemente nicht gemeinsam, sondern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zurückgefahren, indem zunächst z. B. nur jedes zweite Förderelement in die Ursprungslage zurückkehrt, während die restlichen Förderelemente erst im zweiten Schritt zurückbewegt werden. Auf diese Weise werden die Abstände zwischen den Förderelementen bei der Rück-
hubbewegung (im Vergleich zur Vorhubbewegung) wesentlich vergrößert, das Schüttgut wie z. B. der Zementklinker kann sich nicht mehr zwischen den stiftförmigen Förderelementen halten und es wird nicht zurückgefördert. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jeweils die Hälfte der Schubstangen und damit Hälfte der etwa vertikal von unten nach oben in das Schüttgut ragenden Förderelemente über zwei voneinander unabhängige Schwingrahmen bewegt werden, die im Rostkühler unterhalb der Rostfläche gelagert sind.
Beim erfindungsgemäßen Rostkühler ist der Fördermechanismus zum Transport des Kühlgutes völlig unabhängig von der Belüftung des Kühlrostes. Der Fördermechanismus kann dazu dienen, die Verteilung des Zementklinkers in einer Weise aktiv zu beeinflussen, wie es bei bisher bekannten Klinkerkühlern nicht möglich ist. Die Länge der stiftförmigen Förderelemente gesehen über die Kühlerlänge und/oder die Kühlerbreite kann unterschiedlich gewählt werden, um die Fördereigenschaften über die Kühlerlänge und Kühlerbreite zu optimieren. Möglich wäre auch, die Förderelemente nicht in kompletten Reihen anzuordnen, sondern gegeneinander zu versetzen oder ganze Bereiche der Rostfläche auszulassen. Es wäre auch möglich, einzelne Antriebsreihen oder -Sektionen mit eigenen kleinen Antrieben auszurüsten, um mit deren Hilfe den Zementklinker in bestimmten Bereichen bzw. Zonen des Klinkerkühlers gezielt zu verteilen, zu beschleunigen oder zu bremsen. Diese Technologie kann eine sehr wir- kungsvolle Ergänzung zum Belüftungssystem des Rostkühlers sein, da auf die erfindungsgemäße Weise der Zementklinker zur Örtlichkeit der Kühlluft transportiert wird.
Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an- hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 : ausschnittsweise schematisch einen Vertikallängsschnitt durch den Kühlrost eines erfindungsgemäßen Rostkühlers zur Kühlung von aus einem Drehrohrofen ausgetragenen heißen Zementklinker, und
Fig. 2: ausschnittsweise und etwas vergrößert schematisch die
Draufsicht auf den Rost des Rostkühlers der Figur 1 mit seinen Förderelementen.
Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Rostkühler mit einem von Kühlluft 10 im wesentlichen von unten nach oben durchströmten feststehenden, d. h. nicht bewegten Kühlrost 11 , über den das abzuküh- lende Kühlgut wie z. B. heißer Zementklinker im Ausführungsbeispiel von links nach rechts in Pfeilrichtung 12 vom Kühlguteintritt zum Kühlgutaustritt bewegbar ist. Der Kühlrost 11 ist aus einzelnen Feldern oder Rostplatten zusammengesetzt, die mit Vorteil mit Kühlgutmulden bzw. Kühlguttaschen 13 zur Aufnahme und zum Festhalten von Kühlgut ausgestattet sind, so dass beim Betrieb des Rostkühlers auf dem statischen Kühlrost 11 eine untere vorgekühlte Gutbettlage bzw. Schutzlage gebildet wird, über welche das abzukühlende heiße Gut mittels angetriebener Förderelemente 14 bewegt wird.
Oberhalb des Kühlrostes 11 sind quer zur Kühlguttransportrichtung 12 mehrere Reihen mit Abstand benachbarter Förderelemente 14 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel stiftförmig ausgebildet sind und oberhalb des Kühlrostes wie Rechenzinken etwa vertikal von unten in das nicht dargestellte Kühlgutbett hineinragen. Zum Antrieb dieser Förderelemente 14 sind diese jeweils mit in Kühlguttransportrichtung liegenden Schubstangen 15 verbunden, die jeweils in einer durch den Kühlrost 11 hindurchgehenden Buchse 16 abgedichtet und ggf. geführt und von unterhalb des Kühlrostes angetrieben sind, wie durch
den Doppelpfeil 17 angezeigt, nämlich von einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung in eine Rückhubposition und umgekehrt. Ist die Buchse 16 ausschließlich eine Dichtungsbuchse, erfolgt die Führung und Lagerung der Schubstange 15 über das unterhalb der Kühl- rostes 11 liegende Schubstangenende 23. In diesem Falle ist die Führung/Lagerung der Schubstange 15 von ihrer Abdichtung getrennt.
Wie aus der Draufsicht der Figur 2 ersichtlich, sind die Förderele- mente 14 jeweils einer Reihe bei ihrer Vorhubbewegung in Pfeilrichtung 18 zwecks Bildung einer Kühlgut-Schubfront mit engem Abstand 19 voneinander und bei ihrer Rückhubbewegung in Pfeilrichtung 20 zwecks Minimierung einer Schubfront mit größerem Abstand 21 voneinander positioniert, was z. B. dadurch erreicht wird, wenn die För- derelemente 14 beim Rückhub nicht gemeinsam, sondern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zurückbewegt werden, bei welchen jeweils nur ein Teil der Förderelemente, z. B. jeweils nur jedes zweite Förderelement 14 einer Reihe zur Unterdrückung des Aufbaues einer Kühlgut-Schubfront zurückbewegt wird. Auf diese Weise wird die Förderleistung des erfindungsgemäßen Rostkühlers hoch gehalten.
Der Querschnitt der stiftförmigen Förderelemente 14 muss nicht zylindrisch sein. Der Querschnitt kann auch etwa keilförmig sein, so dass bei den Förderelementen beim Vorhub eine ausgeprägte vordere Schubfläche wirksam wird, während beim Rückhub der Förderelemente diese wie ein Keilmesser mit vergleichsweise geringem Widerstand durch das Schüttgutbett gleiten. Zur Erhöhung der Standzeit können die Schubstangen 15 zumindest in dem Längsbereich, mit dem sie in Schubrichtung aus ihren jeweiligen Buchsen 16 oberhalb des Schubrostes 11 heraustreten, sowie die stiftförmigen Förderelemente 14 selbst mit einer Verschleißschutzschicht 22 versehen sein.
Die unterhalb des Kühlrostes 11 liegenden Enden 23 der Schubstangen 15 können mit mehreren Schwingrahmen verbunden sein, die unterhalb des Kühlrostes gelagert und mit Linearantrieben verbunden sind.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können die Förderelemente 14 beim erfindungsgemäßen Rostkühler individuell einzeln und/oder in wählbaren Gruppen zwischen ihrer Vorhubposition und ihrer Rückhubposition gesteuert bewegt werden, um die Fördereigen- schatten des Rostkühlers sowie die Verteilung des Zementklinkers über die Kühlerbreite und die Kühlerlänge optimieren zu können, so dass auch der thermische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Rostkühlers hoch ist. Denn der erfindungsgemäße Rostkühler ermöglicht es, den heißen Zementklinker in bestimmten Bereichen bzw. Zo- nen des Kühlers gezielt zu verteilen, zu beschleunigen oder zu bremsen.
Als Zahlenbeispiel wird angegeben, dass die einzelnen Reihen der stiftförmigen Förderelemente 14 in Kühlerlängsrichtung in einem Ab- stand von etwa 0,5 - 1 ,5 m angeordnet sind. Die Förderelemente 14 können z. B. 120 mm hoch sein, das entspricht etwa der zweifachen Höhe der Rostplatten-Schubkanten beim konventionellen Schubrostkühler. Die Hublänge der bewegten stiftförmigen Förderelemente 14 kann z. B. 120 mm betragen.