Schachtofen, insbesondere zum Brennen von Zement und Kalk Die Erfindung betrifft einen Schachtofen, insbesondere zum Brennen von Zement und Kalk. Derselbe zeichnet sich dadurch aus, dass auf dem Ofensehacht ein Schachtaufsatz mit geringerem Durchmesser als der Ofen- sehaeht, am Fusse des Schachtaufsatzes eine.
sieh über den ganzen Umfang des Schachtes erstreckende, ringförmige Brennkammer mit in Abständen verteilten Brennern, und min destens angenähert in der Höhe dieser Brenn- kammer ein Führungskörper vorgesehen sind, der schräge Leitflächen aufweist, so dass im Bereich der Sinterzone, und zwar unterhalb der Brenner zwischen Ofenschacht und Seliaelitaufsatz, eine ringförmige Durchgangs öffnung mit, gegenüber dem Ofenschachtduer- sehnitt verringerter Querschnittsfläehe ent steht.
In der beiliegenden Zeichnung sind Aus führungsbeispiele des Sehachtofens nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Sehnittansicht einer be vorzugten Ausführungsform eines Schacht ofens nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt die Schnittansicht gemäss Linie I-II in Fig. 3 eines Schachtofenteils, der zum Brennen von Zementklinker dient. Fig. 3 stellt die Aufsicht dar.
Fig. 4 zeigt die Teilschnittansicht eines Schachtofens gemäss Linie III-IV in Fig. 5 zum Brennen von Kalk, Dolomit, 1Vlagnesit, Ton und dergleichen. Fig. 5 zeigt die Aufsicht zu dem Schacht ofen gemäss Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht eines Schachtofens mit einem zusätzlichen Luftfüh- rungsring.
Fig. 7 zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schachtofens. Fig. 8 zeigt die Teilschnittansicht gemäss Linie _V-VI in Fig. 9 einer weiteren Aus führungsform eines Schachtofens.
Fig. 9 zeigt die Aufsieht zu dem Schacht ofen gemäss Fig. B.
Der in Fig. 1 dargestellte Schachtofen soll vorzugsweise zur Verstellung von Zement blinker dienen. Er besteht aus dem eigent lichen Ofenschaeht 1 mit einem aufgesetzten Kalzinier- und T-roekensehacht 2, der einen geringeren Durchmesser als der Schacht 1 aufweist. Am Fusse des Schachtaufsatzes 2 befindet sich die ringförmige Brennkammer 6a, die in Abständen abwechselnd am Um fang mit Öl- bzw. Gasbrennern 6 und Schau rohren 7 versehen ist und sich über den gan zen Umfang des Schachtes erstreckt.
Im Innern des Schachtofens, in der Höhe der Brennkammer, befindet. sich ein koaxial zum Schacht 1 bzw. 2 angeordneter Führungskegel 3, der an einem Rohr 5 aufgehängt ist. Die genauere Ausbildung dieses Rohres 5 wird später erläutert werden. Zwischen dem Füh rungskegel 3 und den Schaehtofenwänden be- findet sich ein ringförmiger Durchlassraum mit gegenüber dem Ofenschachtquerschnitt verringerter Querschnittsfläche. Bei dem ge zeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Wände 35 des Schachtes 2 höhenver-
schieblieh angeordnet, um die Verbrennung regulieren zu können. Hierzu sind die Schacht wände 35 an Bolzen 36 aufgehängt. Diese Bol zen tragen an ihrem obern Ende Verstell- muttern 37.
Unterhalb des Schachtes 1 befindet sich ein Austragrost 30 bekannter Ausbildung, der zur Aufnahme des Zementklinkers dient und Luft von unten in den Schacht 1 eintreten lässt. Dieser Austragrost 30 ist an einem. Rahmen 31 gelagert. Unter dem Austragrost 30 befindet sich eine Entleerungsschleuse 33 bekannter Ausführung. Der Schachtofen ist durch Säulen 32 gegen den Boden abgestützt.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist ein Schachtofen zum Brennen von Zementklinker dargestellt. Am Fusse des Schachtaufsatzes 2 ist die kom plette Brennkammer 6a mit am Umfang ver teilten Öl- bzw. Gasbrennern 6 und Schau rohren 7 angeordnet. Im Innern des Schacht ofens befindet sich ein koaxial zum Schacht 1 angeordneter Führungskegel 3, der oberhalb seiner Spitze mit einem Führungskörper 4 versehen ist. Der Führungskegel 3 ist an einer Rohrkonstruktion 5 aufgehängt, die derart hergerichtet ist, dass sie eine Luft kühlung des Führungskegels 3 ermöglicht.
Die räumliche Anordnung des Führungskegels 3 ist derart beschaffen, dass ein ringförmiger Durchlassraum 8 entsteht, dessen Querschnitts fläche derart beschaffen ist, dass eine Ge schwindigkeitserhöhung der Verbrennungsluft erzeugt wird. In der Darstellung sind die einzelnen Zonen angedeutet, die beim Bren nen des Zementklinkers entstehen. Diese Zo nen bestehen aus der Kühlzone 15, der Sinter zone 16, der Kalzinierzone 17, der Vorwärm- zone 18 und der Trockenzone 19.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind zwischen dem Schacht 1 und dem Schachtaufsatz 2 Verstei fungsbleche 9 angeordnet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind sämtliche Merkmale des Patentanspruches vorhanden. Das Brennen von Zementklinker erfolgt in der Weise, dass das vorgewärmte Öl oder Gas mit einem Teil der Verbrennungsluft durch die Brenner 6 in den Verbrennungs raum eingeblasen wird. Der grösste Teil der Verbrennungsluft tritt unterhalb des Aus tragrostes am untern Ende des Schachtofens in den Sehacht ein. In der Kühlzone 15 findet zwischen dein Klinker und der Verbrennungs luft ein Wärmeaustausch statt.
Es gelingt einen Klinker zu erhalten, der aus einzelnen Granalien besteht und somit eine grosse Ober fläche besitzt. Es kann deshalb eine sehr schnelle Kühlung erfolgen. Die Verbrennungs luft wird mit einer Temperatur von etwa 900 bis 1.000 C in die Brennkammer geleitet, wobei der Führungskegel der Verbrennungs luft eine geeignete Strömrichtung verleiht.
Die in der Abbildung dargestellte Querschnitts- verringen ung 8, die zwischen dem Kegel und Ofenfutter entsteht, erteilt der Luft. eine ent sprechend hohe Geschwindigkeit, so dass die Granalien in der Sinterzone in einem Schwebe zustand gehalten werden und sich in ständi ger Bewegung und Umwälzung befinden. Die hohe Geschwindigkeit der Verbrennungsluft in dem Durchgang 8 und die dadurch be dingte ständige Bewegung der Granalien sind zwei Faktoren, die zur Erzielung eines Schnellbrandes entscheidend sind.
Nach Durch gang durch die Sinterzone 16 gelangen die Abgase ans der Verbrennungskammer in den Schachtaufsatz und passieren die Kalzinier- zone 17 und sodann die Vorwärm- und Trockenzone 18 bzw.19. Die Höhe des Schacht aufsatzes 2 wird den gegebenen Verhältnissen angepasst, derart, dass die Abgase mit einer Temperatur, die nur wenig über dem Tau punkt liegt, die Trockenzone verlassen kön nen.
Dadurch, dass die Feuerung des Schachtes unmittelbar, .das heisst durch Öl, Gas oder Kohlenstaub erfolgen kann, bestehen die Crra: nalien aus reinem Rohmehl. Hierdurch wer den etwa 3-419/9 Wasser weniger zum An feuchten benötigt als bei Gxranalien, die aus einem Rohmehl-Kohlegemisch bestehen. Durch die Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes erfolgt eine wärmewirtschaftliche Verbesse rung beim. Betrieb des Schachtofens.
In den Fig. 4 und 5 ist ein Schachtofen dargestellt, der vornehmlich zum Brennen von Kalk, Dolomit. Magnesit, Ton und dergleichen Verwendung finden kann.. Die in Fig. 4 dar ,gestellte Teilansicht eines Schachtofens zeit eine Ausführungsform, die zum Brennen von Kleinmaterial. Verwendung finden kann. Bei einem derartigen Schachtofen liegen Kühl- und Vorwärmzone entsprechend höher, weil der Wärmeübersgang sehr viel langsamer vor sieh geht. Der Führungskegel 13 ist entspre chend tiefer angeordnet und durch Rippen 1.1 in der Sehaehtofenwand befestigt.
In Fig. 6 ist noch eine sehr wesentliche Ergänzung des Schachtofens dargestellt, die zu einer noch schärferen Regulierung und Leitung der Verbrennungsluft dienen soll. Dieses zusätzliche Element besteht aus einem konisch ausgebildeten Luftführungsring 23. Mit Hilfe dieses Ringes 23 kann ein Teil der ans der Kühlzone ankommenden Verbren- nun ,sluft derart in den. Verbrennungsraum 6a einzeleitet werden, dass in dem Verbrennungs raum eine zusätzliche Wirbelbewegung der Verbrennungsgase erzeugt wird.
Hierdurch kann gegebenenfalls der Verbrennungsvor gang noch verbessert werden. Die Anwen dungsweise ist bei einer Sehaehtofenausfüh- rung dargestellt, bei der die Brenner 6 schräg nach unten gegen das Innere des Schachtofens gerichtet sind. Gleichermassen ist eine Anwen dung bei einem Schachtofen möglich, der für ein tangentiales Einblasen des Brennstoffes eingerichtet ist. Die Anwendung des beschrie benen Luftführungsringes ist sowohl beim Brennen von Zement als auch Kalk und ähn lichen Stoffen möglich.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungs beispiel. eines Schachtofens dargestellt, bei dem die Schachtwände des Schachtaufsatzes 2 in der Höhe verstellbar angeordnet sind. Die Anordnung ist hierbei derart getroffen, dass durch den untern Teil der verstellbaren Sehaehtwände 2 eine Regulierung des Gra- nalienzuflusses zur Sinterzone erfolgen kann. Hierdurch kann auch in noch schärferem Masse der zu erzielende Schwebezustand der Granalien in der Sinterzone beeinflusst wer den.
In Fig. 8 und 9 ist schliesslich eine wei tere Ausführungsform einer Brenneranord- nung dargestellt. Bei dieser Anordnung; die insbesondere zum Brennen von Kalk dienen kann, wird der Brennstoff, also das Öl, das Gas oder der Kohlenstaub tangential in eine Verbrennungskammer 25 eingeblasen. Es sind hier sechs Düsen 24 am Umfang der Verbren nungskammer vorgesehen. Wesentlich bei die ser Brenneranordnung ist, dass gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen ein längerer Verbrennungsweg erzielt wird.
Aus den Fig. 4 bis 9 ist leicht zu erken nen, dass auch bei diesen Ausführungsformen sämtliche Merkmale des Patentanspruches vor handen sind.
Shaft furnace, in particular for burning cement and lime The invention relates to a shaft furnace, in particular for burning cement and lime. It is characterized by the fact that on the furnace shaft there is a shaft attachment with a smaller diameter than the furnace, and one at the foot of the shaft attachment.
See the ring-shaped combustion chamber extending over the entire circumference of the shaft with burners distributed at intervals, and at least approximately at the height of this combustion chamber a guide body is provided which has inclined guide surfaces so that in the area of the sintering zone, namely below the burner Between the furnace shaft and Seliaelit attachment, there is an annular through opening with a cross-sectional area that is reduced compared to the furnace shaft throat.
In the accompanying drawings, exemplary embodiments of the Sehacht furnace according to the invention are shown.
Fig. 1 shows a sectional view of a preferred embodiment be a shaft furnace according to the invention.
FIG. 2 shows the sectional view according to line I-II in FIG. 3 of a shaft furnace part which is used for burning cement clinker. Fig. 3 shows the top view.
Fig. 4 shows the partial sectional view of a shaft furnace according to line III-IV in Fig. 5 for burning lime, dolomite, 1vlagnesite, clay and the like. FIG. 5 shows the top view of the shaft furnace according to FIG. 4.
6 shows a partial sectional view of a shaft furnace with an additional air guide ring.
7 shows a partial sectional view of a further embodiment of a shaft furnace. Fig. 8 shows the partial sectional view according to line _V-VI in Fig. 9 of a further embodiment of a shaft furnace.
Fig. 9 shows the view of the shaft furnace according to Fig. B.
The shaft furnace shown in Fig. 1 is preferably used to adjust cement blinkers. It consists of the actual furnace shell 1 with an attached calcining and T-roekensehacht 2, which has a smaller diameter than the shaft 1. At the foot of the shaft attachment 2 is the annular combustion chamber 6a, which is provided at intervals alternately at the start with oil or gas burners 6 and show tubes 7 and extends over the whole circumference of the shaft.
Located inside the shaft furnace, at the level of the combustion chamber. a guide cone 3 which is arranged coaxially to the shaft 1 or 2 and is suspended from a pipe 5. The more precise design of this tube 5 will be explained later. Between the guide cone 3 and the furnace walls there is an annular passage space with a reduced cross-sectional area compared to the furnace shaft cross-section. In the embodiment shown in FIG. 1, the walls 35 of the shaft 2 are vertically
Slidably arranged to be able to regulate the combustion. For this purpose, the shaft walls 35 are suspended from bolts 36. These bolts have adjusting nuts 37 at their upper end.
Below the shaft 1 there is a discharge grate 30 of known design, which serves to receive the cement clinker and allows air to enter the shaft 1 from below. This discharge grate 30 is on one. Frame 31 stored. An emptying sluice 33 of known design is located under the discharge grate 30. The shaft furnace is supported against the ground by columns 32.
In Fig. 2 and Fig. 3, a shaft furnace for burning cement clinker is shown. At the foot of the shaft attachment 2, the com plete combustion chamber 6a with the circumference ver divided oil or gas burners 6 and show tubes 7 is arranged. In the interior of the shaft furnace there is a guide cone 3 which is arranged coaxially to the shaft 1 and is provided with a guide body 4 above its tip. The guide cone 3 is suspended from a tubular structure 5 which is prepared in such a way that it enables air to cool the guide cone 3.
The spatial arrangement of the guide cone 3 is such that an annular passage space 8 is created, the cross-sectional area of which is such that an increase in the speed of the combustion air is generated. The illustration shows the individual zones that arise when the cement clinker is burned. These zones consist of the cooling zone 15, the sintering zone 16, the calcining zone 17, the preheating zone 18 and the drying zone 19.
As can be seen from the figures, reinforcement plates 9 are arranged between the shaft 1 and the shaft attachment 2. In this exemplary embodiment, too, all the features of the claim are present. The burning of cement clinker takes place in such a way that the preheated oil or gas is blown with part of the combustion air through the burner 6 into the combustion chamber. Most of the combustion air enters the viewing shaft below the support grate at the lower end of the shaft furnace. In the cooling zone 15 there is an exchange of heat between the clinker and the combustion air.
It is possible to obtain a clinker which consists of individual granules and therefore has a large surface. A very rapid cooling can therefore take place. The combustion air is fed into the combustion chamber at a temperature of around 900 to 1,000 C, with the guide cone giving the combustion air a suitable flow direction.
The cross-sectional reduction 8 shown in the figure, which arises between the cone and the furnace lining, gives the air. a correspondingly high speed, so that the granules in the sintering zone are kept in a suspended state and are in constant motion and circulation. The high speed of the combustion air in the passage 8 and the resulting constant movement of the granules are two factors that are decisive for achieving rapid fire.
After passing through the sintering zone 16, the exhaust gases reach the combustion chamber in the shaft attachment and pass through the calcining zone 17 and then the preheating and drying zone 18 and 19, respectively. The height of the shaft attachment 2 is adapted to the given conditions in such a way that the exhaust gases with a temperature that is only slightly above the dew point can leave the dry zone.
The fact that the shaft can be fired directly, i.e. using oil, gas or coal dust, means that the granules consist of pure raw meal. As a result, who needs about 3-419 / 9 less water to humid than Gxranalien, which consists of a raw meal-coal mixture. By reducing the moisture content, there is an economic improvement in the. Operation of the shaft furnace.
4 and 5, a shaft furnace is shown, which is primarily used for burning lime, dolomite. Magnesite, clay and the like can be used .. The partial view of a shaft furnace shown in FIG. 4 is an embodiment which is used for burning small material. Can be used. In such a shaft furnace, the cooling and preheating zones are correspondingly higher because the heat transfer takes place much more slowly. The guide cone 13 is accordingly arranged lower and fixed by ribs 1.1 in the Sehaehtofenwand.
In Fig. 6 a very important addition to the shaft furnace is shown, which is intended to serve for an even more precise regulation and guidance of the combustion air. This additional element consists of a conically designed air guide ring 23. With the help of this ring 23, part of the combustion air arriving at the cooling zone can now flow into the. Combustion chamber 6a are individually led that an additional vortex movement of the combustion gases is generated in the combustion chamber.
In this way, the combustion process can be improved if necessary. The application is shown in a visual furnace design in which the burners 6 are directed obliquely downwards towards the interior of the shaft furnace. It can also be used in a shaft furnace that is set up for tangential injection of fuel. The air guide ring described can be used for burning cement as well as lime and similar substances.
In Fig. 7 is another embodiment example. a shaft furnace, in which the shaft walls of the shaft attachment 2 are arranged adjustable in height. The arrangement is such that the lower part of the adjustable eye walls 2 can regulate the granule inflow to the sintering zone. In this way, the floating state of the granules to be achieved in the sintering zone can also be influenced to an even greater extent.
Finally, in FIGS. 8 and 9, another embodiment of a burner arrangement is shown. With this arrangement; which can serve in particular for burning lime, the fuel, that is to say the oil, the gas or the coal dust, is blown tangentially into a combustion chamber 25. There are six nozzles 24 provided on the circumference of the combustion chamber. What is essential with this burner arrangement is that a longer combustion path is achieved compared with the embodiments described so far.
From FIGS. 4 to 9 it is easy to see that all the features of the claim are present in these embodiments as well.