DE2449039C3 - Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut sowie Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut wie Kalk, Dolomit, Magnesit Zement oder dergleichen, in einem gas- oder ölbeheizten Schachtofen, in dem das aus einer oberen Beschickungszone aufgegebene Gut nacheinander eine Einlaufzone. eine Vorwärmzone, eine Brennzone mit seitlich in der Ofenwandung um die Ofenlängsachse verteilt angeordneten Brennern und eine Abkühlzone durchläuft, wobei die gröberen Gutstücke den Ofen bevorzugt innerhalb einer im wesentlichen die Ofenlängsachse enthaltenden zentralen Säulen durchwandern, während die feineren Gutstücke nahe der Ofenwandung den Ofen von oben nach unten durchwandern, sowie einen Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer Beschickungszone, einer Einlaufzone. einer Vorwann/one, einer Brennzone mit wenigstens zwei in ihrem unteren Bereich in der Ofenwandung um die Ofenlängsachse verteilt angeordneten seitlichen Brennkammern mit gas- oder ölbeheizten Brennern und einer Abkühlzone.

Wird das Brenngut bei einem Schachtofen bekannter Art, welcher den vorstehend angegebenen Aufbau hat aus dei Beschickungszone ohne Vorklassierung in die Einlaufzone eingegeben, so sinken die miteinander vermischten gröberen und feineren Gutstücke im wesentlichen über den gesamten Ofenquerschnitt gleichmäßig nach unten ab. Dies ist nachteilig, weil es für eine optimale Durchdringung des zu sinternden Gutes durch die Brenngase sowie, in der Abkühlzone, durch die Kühlluft wünschenswert ist, daß die gröberen Gutstücke den Schachtofen über seine gesamte Länge möglichst nahe der Ofenlängsachse durchwandern.

Durch die DL-PS 55 581 ist bereits ein Verfahren dei eingangs genannten Gattung bekanntgeworden, be: dem das Brenngut vorWassiert und dann das sortierte Beschickungsgut unterschiedlicher Korngröße aus ir der Beschickungszone um die Ofenachse konzentnsct angeordneten Vorratskammern entlang eines Zonen teilerringes, der den Schachtquerschnitt in eine Kern und Randzone unterteilt, eingetragen wird. Diese Verfahren hat den Nachteil, daß die erwünscht diskontinuierliche Verteilung der den Schachtofei durchwandernden Gutstücke, wobei also die gröbere Gutstücke den Schachtofen möglichst nahe de Ofenlängsachse durchwandern, nur durch eine aufwer dige Vorklassierung des Brenngutes erzielt werde kann.

Auch bei anderen bekannten Schachtofen (DT-P 3 29 17ö, DT-PS 8 24 178) sind verhältnismäßig kompl zierte Beschickungsvorrichtungen erforderlich, welch gewährleisten sollen, daß die Ofenmitte bevorzugt m grobkörnigem Gut gefüllt wird, während nahe d<

Ofenwandung feinkörniges Gut abrutschen soIL Auch bei diesen bekannten Schachtofen muß nämlich das aufzugebende Gut vor dem Eingeben in den Schachtofen entmischt und klassiert werden, woraufhin es dann über verschiedene Rutschen :n den Ofen eingegeben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren sowie den Schachtofen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß durch eine entsprechende Korngrößenverteilung des Brenngutes sowohl in der Brennzone als auch in der Abkühlzone eine optimale Durchdringung des zu sinternden Gutes durch die Brenngase bzw. durch die Kühlluft gewährleitstet ist, ohne daß eine Vorklassierung des aufgegebenen Gutes erforderlich wäre.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der genannten Art dadurch gelöst, daß das nicht vorklassierte Gut beim Aufgeben in der Einlaufzone zum automatischen Entmischen hinsichtlich der Größe der einzelnen Gutstücke derart abgeböscht wird, daß sich in der Gutoberfläche eine zentrale stationäre Mulde im Bereich der Ofenlängsachse bildet in welche die gröberen Gutstücke abrollen.

Der eingangs beschriebene Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungszone eine den nahe der Ofenlängsachse liegenden Zentralbereich der Einlaufzone abdeckende, das aufgegebene Gut in Form eines abrutschenden Ringmantels ausschließlich nane der Ofen-Umfangswandung an die Einlaufzone heranführende und in dieser in eine zentrale Mulde abböschende Beschickungsglocke aufweist

Die überraschend einfache Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe beruht mit anderen Worten auf dem Vorschlag, in der Beschickungszone durch entsprechendes Abböschen des aufgegebenen Gutes in der Einlaufzone ein derartiges »Muster« von grob- und feinstückigem Gut zu erzeugen, daß sich im Bereich der Ofenlängsachse eine Säule bildet, welche vorzugsweise grobstückiges Gut enthält. Dies wird dutch die zentrale, stationäre Mulde bewirkt in die von der Ofenwandung aus beim Aufgeben des Gutes die gröberen Gutstücke abrollen. Durch dieses Abrollen, welches durch eine starke Abböschung in den Zentralbereich der Einlaufzone sowie durch entsprechend große Dimensionierung der Beschickungsglocke erzielt wird, läßt sich ein automatisches Entmischen des Gutes in nahe der Ofenwandung abrutschendes, relativ feinkörniges Gut sowie im Bereich der Ofenlängsachse abrutschendes grobkörniges Gut erreichen, ohne daß komplizierte Klassierungs- und Beschickungsvorrichtungen erforderlich wären, wie es bei den bekannten Verfahren und Schachtofen (DL-PS 55 581. DT-PS 8 24 178. DTPS 3 21170) der Fall ist. Die erzielte Korngrößenverteilung, bei der also von der Ofenwandung /ur Ofenlängsachse hin die Stückigkeit bzw. Grobkörnigkeit des Gutes immer mehr zunimmt, gewährleistet eine optimale Durchdringung des Gutes mit Brenngasen, welche von den Brennkammern aus bis zur Ofenlängsachse vordringen und dort bevorzugt aufsteigen. Dies beruht einmal darauf, daß in der Ofenlängsachse eine Säule von grobstückigem Material absinkt. Die Tendenz der Brenngase, bis zur Ofep.längsachse vorzudringen, wird noch dadurch gefördert, daß der Weg der Brenngase von den Brennkammern aus bis zur zentralen Mulde in der Gutoberfläche am oberen Ende der Einlaufzone kurzer ist als nahe den Ofenwandungen, so daß die Brenngase den nahe der Olfenlängsachse gelegenen Weg bevorzugen und die gröberen, in der Mitte liegenden Stücke nicht verdichtet, sondern besonders locker liegen.

Es war in keiner Weise voraussehbar, daß es durch die außerordentlich einfachen Maßnahmen, welche erfindungsgemäß vorgesehen sind, gelingen würde, ein Verteüungsmuster der beschriebenen Art zu schaffen, welches über die gesamte Ofenlänge konstant bleibt und ein optimales Durchdringen des abrutschenden Gutes sowohl in der Brennzone durch die aus den Brennkammern austretenden Brenngase als auch in der Abkühlzone durch die bevorzugt in den gröberen Gutbereichen aufsteigende Kühlluft gewährleistet Von besonderer Bedeutung ist es, daß die Gutverteilung auch in der Abkiihlzone erhalten bleibt Hierdurch wird auch die Luft bevorzugt in den von dickeren Steinen besetzten Gebieten aufsteigen und sich daher zweckmäßigerweise mit dem Brenngas mischen und zur Verbrennung beitragen, wobei noch zu berücksichtigen ist daß die dickeren Kalkstücke eine stärkere Kühlung erfordern als die weniger dicken Stücke. Insgesamt ergibt sich daraus, daß in der Mulde und in der Umgebung derselben grobstückiges, reines und mit weniger Flußmittel behaftetes Gut vorhanden ist daß das Gut im Muldenbereich sehr viel lockerer abgelagert wird als das durch den Aufprall beim Aufgeben an den Randzonen verdichtete Feingut und schließlich daraus, daß der Weg für die Rauchgase zum Boden der Mulde kürzer ist als der Weg zu den hoherliegenden Feinanteilen, eine beträchtlich verbesserte Durchgasung in der Ofenmitte.

Anzumerken ist noch, daß der Fachmann aus einem in Schiele/Berens »Kalk« 1972, Seiten 123, 124. Fig.96 und dazugehörende Beschreibung, gezeigten Schachtofen keine Anregung zur vorstehend dargelegten Lehre der Erfindung gewinnen konnte, weil bei dem dort gezeigten koksbeheizten Kalkschachtofen zwar das Gut in der Beschichkungs/one durch Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Gichtglocke bevorzugt nahe der Umfangswandung aufgegeben wird, jedoch ist ein wirksames Abböschen des Gutes in der erfindungsgemäß vorgesehenen Art nicht möglich, weil diesem die dort verwendeten Prallplatten entgegenstehen, die gerade im Gegensatz zur Erfindung, eine fast horizontale Ablagerung ergeben sollen. Es wäre zudem widersinnig, bei einem koksbeheizten Kalkschachtofen in der Ofenmitte nach Art des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Schachtofens eine Mulde zu bilden, in welche gröbere Gutstücke abrollen, we-l nämlich bei einem deratigen koksbeheizten Ofen infolge des unterschiedlichen Rollverhaltens des Kokses und der Kalk-Gutstücke der Kalkstein in die Ofenmitte, also in die zentrale Mulde, abrollen und dort in eine"" Säule in höchst unerwünschter Weise den Ofen durchwandern wurde.

Fine bevorzugte AusFührungxform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das Gut beim aufgeben in der tinlaufzone zum Entmischen der Gutstücke unterschiedlicher Größe derart abgeböscht wird, daß sich zusätzlich zu der zentralen Mulde in der Gutoberfläche weitere Mulden oberhalb der einzelnen Brenner bilden, in welche die gröberen Gutstücke abrollen, so daß diese bevorzugt innerhalb einer im wesentlichen die Ofenlängsachse enthaltenden zentralen Säule sowie weiterer, mit der zentralen Säule und den einzelnen Brennern fluchtender seitlicher Säulen den Ofen durchwandern, wobei die seitlichen Säulen mit der zentrallen Säule in Verbindung stehen.

Dementsprechend ist eine Weiterbildung des Schachtofens nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungszone mit Abstand unterhalb der Beschickungsglocke oberhalb der einzelnen Brennkammern mit diesen und der zentralen Säule im wesentlichen fluchtende, von der Ofenwandung vorspringende Sättel zum zusätzlichen Abböschen des nahe der Ofenwandung aufgegebenen Gutes in wandungsnahen Mulden aufweist, die auf den Fluchtlinien üer zentralen Säulen mit den Brennkammern liegen.

Diese Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des Schachtofens nach der Erfindung sehen mit anderen Worten vor, zusätzlich zu der genannten zentralen Säule aus grobstückigem Gut mehrere nahe der Ofenwandung gelegene weitere Säulen zu bilden, weiche miteinander in Verbindung stehen und vorzugsweise grobstückiges Gut enthalten. Die weiteren, stationären Säulen bilden sich dabei im wesentlichen vertikal oberhalb der Brennkammern und stehen mit der zentralen Säule in Verbindung. Auch in den seitlichen Säulen befindet sich verhältnismäßig grobstückiges Gut, wobei die seitlichen Mulden etwas weniger tief sind als die zentrale Mulde. Hierdurch wird insgesamt gewährleistet, daß die Grobkörnigkeit von der Ofenwandung zur Ofenlängsachse hin in allen Bereichen des Ofens kontinuierlich zunimmt. Das erhaltene Muster der Verteilung von grob- und feinstückigem Gut bleibt über die gesamte Ofenlänge erhalten.

Auch für den Strömungswiderstand der Gase ergibt sich also eine allmähliche Abnahme bis zur Ofenmitte. Dies ist für die Gleichmäßigkeit des Brennganges von erheblicher Bedeutung. Dabei ist außerdem zu beachten, daß es für die gesamte Steinaufbereitung eines Werkes von Vorteil ist, wenn eine Entmischung der beschriebenen Art, also nach GutgröBe, von selbst im Schachtofen stattfindet und sich automatisch an die entsprechend dem Steinbruch und den sonstigen Verhältnissen wechselnde Gesamtkörnung anpaßt.

Weitere, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgetnäßen Schachtofens anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schachtofens im vertikalen Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II von Fig-1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill von Fig. 1;

F i g. 4 einen Schnitt durch die Vorwärmzone entlang der Linie IV-IV von Fig. 1. in vergrößertem Maßstab: und

F i g. 5 einen Schnitt durch die Abkühlzone entlang der Linie V-V von Fig. 1. ebenfalls in vergrößertem Maßstab.

Wie die Zeichnung zeigt, weist ein Schachtofen nach der Erfindung, der sich zum Brennen, insbesondere zum Hartbrennen und Sintern, von Kalk, Dolomit, Magnesit Zement oder dergleichen eignet, von oben nach unten aneinander anschließend eine Beschickungszone to, eine Einlaufzone IZ eine Vorwärmzone 14. eine Brennzone 16 sowie eine Abkühlzone 18 auf. Eine Einlaufzone 12 des Schachtofens, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durchgehend einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. obwohl natürlich auch andere Querschnittsformcn denkbar sind, verjüngt sich vom oberen IJmfangsrand 20 aus konisch nach unten zum oberen Umfangsrand 22 der Vorwärmzone 14 hin, die sich ihrerseits von ihrem oberen Umfangsrand 22 in Richtung auf die Brennzone 16 leicht konisch erweitert. In der Brennzone 16 sind, symmetrisch um die Längsmittelachse 24 des Schachtofens versetzt, beispielsweise vier Brennkammern 26angeordnet, in denen gas- oder ölbeheizte Brenner sitzen. Unterhalb der Brennkammern ist die Ofenwandung in der Abkühlzone 18 gegenüber der Brennzone 16 zurückgesetzt, so daß

ίο sich das Sintergut, ohne in die Brennkammern zu fallen, abböschen kana Natürlich können, je nach Große des Ofens, auch zwei oder mehr als die gezeigten vier Brennkammern vorgesehen sein. Am unteren Ende der Abkühlzone 18 befindet sich ein Austragungsrost 28.

der. insbesondere zum Brennen von stark sinterndem Gut, wie Magnesit, beweglich, beispielsweise als Drehrost, ausgebildet sein kann. Gegebenenfalls, insbesondere dann, wenn sich das zu sinternde Gut innerhalb der Abkühlzone 18 aufgrund der Materialbeschaffenheit zu einem verhältnismäßig festen Ofenstock erhärtet oder aber die Zufuhr von durch den Austragungsrost 28 von unten her eingetragener Kühlluft durch die Brennzoiie 16 hindurch nach oben unerwünscht ist. können in der Ofenwandung seitliche Abzugsöffnungen für die Kühlluft vorgesehen sein.

Wie die Zeichnung weiterhin zeigt, erfolgt die Beschickung des Schachtofens durch eine relativ weite Glocke 30, welche das aufgegebene Rohmaterial beim Absenken mit Sicherheit in die Nähe der Ofenwandung bi ingt, während der um die Ofenlingsachse 24 gelegene Bereich der Gutoberfläche durch das Glockenmittelteil abgedeckt wird Außerdem sind in der Beschickungszo ne oberhalb jeder Brennkammer 26. mit jeweils einer der Brennkammern und der zentralen Säule vertikal fluchtend, vier Sättel 32 angeordnet- Die Richtungen der Brennkammer- und Satteldurchmesser sind in der Zeichnung durchgehend mit A. B angegeben. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schachtofens ist wie folgt:

Durch die emndungsgemäße Querschnittsausgestaltung des Schachtofens, bei der sich also sowohl die Vorwärmzone 14 als auch die Brennzone 16 sowie, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, die Abkühlzone 18 nach unten erweitern — im dargestellten Fall infolge des im wesentlichen kreisförmigen Ofenquerschnittes konisch, bei anderer Querschnittsgestaltung des Ofens natürlich in entsprechender anderer Konfiguration —. wird ein Ankleben von Sintergut an den Wänden erschwert. Die Zufuhr der Brenngase, bestehend aus mit Luft vermischtem Gas oder aus mittels Luft zerstäubtem Öl, erfolgt über die Brennkammern 26. wobei die Brenngase, ebenso wie die durch den Austragungsrost 28 eingeblasene Kühlluft, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach oben abgeführt werden. Die eingeblasene Kühlluft, die also hier nach oben durch die aufgelockerten Steine wandert, wird als Sekundärluft zur Verbrennung herangezogen, falls nicht, wie dies grundsätzlich auch möglich ist. die Kühlluft vorher ganz oder teilweise abgesaugt wird.

Dadurch, daß die Beschickung des Ofens durch die relativ weite Glocke 30 gebildet ist wird das zu sinternde Gut mit Sicherheit beim Absenken bis zur Ofenwand am oberen Ende der Einlaufzone 12 gebracht Vom Ofenumfang aus böscht das Material sich, entsprechend der gestrichelt eingezeichneten, die Gutoberfläche im Ofen andeutenden Linie 34. zur Ofenmit'.e hin ab. die ja durch das Glocken-Mittelteil abgedeckt ist so daß sich in der Ofenmitte eine große

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Mulde bildet

Insgesamt bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung der Glocke 30 sowie der Sättel 32 eine Entmischung des zu sinternden stückigen Gutes, die aus den F i g. 4 und 5 besonders deutlich ersichtlich ist Wie F i g. 4 zeigt, sammeln sich die gröberen Materialstücke um die Ofenlängsachse 24 sowie entlang der Brennkamme durchmesser A, B an, wobei Fig.5 zeigt, daß d entsprechende Entmischung des Materials auch nai dem Durchlaufen der Vorwärmzone und der Brennzoi bis in die Abkühlzone 18 erhalten bleibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen und Sintern von stückigem Gut, wie Kalk, Dolomit, Magnesit, a Zement oder dergleichen, in einem gas- oder ölbeheizten Schachtofen, in dem das aus einer oberen Beschickungszone aufgegebene Gut nacheinander eine Einlaufzone, eine Vonvärmzone, eine Brennzone mit seitlich in der Ofcnwandung um die Ofenlängsachse verteilt angeordneten Brennern und eine Abkühlzone durchläuft, wobei die gröberen Gutstücke den Ofen bevorzugt innerhalb einer im wesentlichen die Ofenlängsachse enthaltenden zentralen Säulen durchwandern,, während die feineren Gutstücke nahe der Ofenwimdung den Ofen von oben nach unten durchwandern, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht vorklassierte Gut beim Aufgeben in der Einlaufzone zum automatischen Entmischen hinsichtlich der Größe der einzelnen Gutstücke derart abgeböscht wird, daß sich in der Gutoberfläche eine zentrale stationäre Mulde im Bereich der Ofenlängsachse bildet, in welche die gröberen Gutstücke abrollen.

2. Verfahren nach Anspaich 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gut beim Aufgeben in der Einlaufzone zum Entmischen der Gutstücke unterschiedlicher Größe derart abgeböscht wird, daß sich zusätzlich zu der zentralen Mulde in der Gutoberfläche weitere Mulden oberhalb der einzelnen Brenner bilden, in welche die gröberen Gutstücke abrollen, so daß diese bevorzugt innerhalb einer im wesentlichen die Ofenlängsachse enthaltenden zentralen Säule sowie weiterer mit der zentralen Säule und den einzelnen Brennern fluchtender seitlicher Säulen den Ofen durchwandern, wobei die seitlichen Säulen mit der zentralen Säule in Verbindung stehen.

3. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Beschickungszone, einer Einlaufzone, einer Vorwärmzone, einer Brennzone mit wenigstens zwei in ihrem unteren Bereich in der OFenwandung um die Ol'enlängsachse verteilt angeordneten seitlichen Brennkammern mit gas- oder ölbeheizten Brennern und einer Abkühlzone, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungszone (10) eine den nahe der Ofenlängsachse (24) liegenden Zentralbereich der Einlaufzone (12) abdeckende, das aufgegebene Gut in Forrr eines abrutschenden Ringmantels ausschließlich nahe der Ofen-Umfangswandung an die Einlauf/one (12) heranführende und in dieser in eine zentrale Mulde abböschende Beschickungsglocke (30) aufweist.

4. Schachtofen nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungszone (10) mit Abstand unterhalb der Beschickungsglocke (30) oberhalb der einzelnen Brennkammern (26) mit diesen und der zentralen Säule im wesentlichen fluchtende, von der Ofenwandurig vorspringende Sättel (32) zürn zusätzlichen Abböschen des nahe der Ofenwandung aufgegebenen Gutes in wandungsnahe Mulden aufweist, die auf den Fluchtlinien der zentralen Säule mit den Brennkammern liegen.

5. Schachtofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufzone (12) an ihrem oberen Umfaftgsrand einen größeren Querschnitt aufweist als die darunterliegende Vorwärmzone (l4) und sich von ihrem oberen Umfangsrand (20) zum oberen Umfangsrand (22) der Vorwärmzone (14) konisch verjüngt; daß die Vorwärmzone (14) sich von ihrem oberen Umfangsrand (22) za der darunterliegenden Brennzone (16) konisch erweitert; und daß sich auch die Brennzone (16) nach unten konisch erweitert

6. Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, , daß die Ofenwandung unterhalb der Brennkammern (26) zurückgesetzt ausgebildet ist; und daß die unterhalb der Brennkammern (26) mit zurückgesetzter Ofenwandung angesetzte Abkühlzone {18) sich zu einer an ihrem unteren Ende angeordneten Austragung (28) konisch erweitert