WO2009127741A1 - Tubular rotary kiln with a refractory lining and coating for such a tubular rotary kiln - Google Patents
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- WO2009127741A1 WO2009127741A1 PCT/EP2009/054679 EP2009054679W WO2009127741A1 WO 2009127741 A1 WO2009127741 A1 WO 2009127741A1 EP 2009054679 W EP2009054679 W EP 2009054679W WO 2009127741 A1 WO2009127741 A1 WO 2009127741A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories or equipment specially adapted for rotary-drum furnaces
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
Definitions
- the invention relates to a rotary kiln with a metallic housing, with a refractory lining for the protection of the metallic housing, wherein the refractory lining comprises a first region of furnace bricks and at least a second region of kiln bricks having a stronger necking affinity than the kiln stones of the first region and a delivery of refractory material for such a rotary kiln.
- a rotary kiln is a long, refractory lined rotary kiln, in which a continuous production of desired products by a thermal treatment of the supplied
- Rotary kiln have long been known from practice in a variety of designs.
- a rotary kiln is an expensive capital equipment that is operated continuously. Usually this is called 24
- the heat supply can be done in rotary kilns in two different ways. Here, a distinction is made between directly and indirectly heated rotary kilns. In directly heated rotary kilns, the heat is within the
- Rotary tube for example, by a burner, wherein the reaction mixture comes into direct contact with the resulting flue gas.
- indirectly heated rotary kilns the heat is transferred from outside the reaction chamber via the rotary kiln wall. In this method, a more specific specified product room atmosphere is possible.
- an indirectly heated heat treatment device with a rotatable, cylindrical chamber is known.
- a pair of helical strips are attached to the inner surface of the chamber.
- a conveyor screw is positioned floating between the strips and held by them on the inner surface of the chamber. The feed screw, along with the rotational movement of the chamber, ensures that the feed material is continuously conveyed through the chamber.
- the surface of the chamber is heated from the outside by an enclosing this heat chamber.
- the attachment of the feed screw and the strip is associated with a certain assembly effort.
- the strips are first tack-welded to the opposite sides attached to the screw and then permanently connected by continuous welding with the chamber jacket. Weldable material is thus required for the inner surface of the chamber as well as for the feed screw.
- the surfaces of the conveyor screw running perpendicular to the chamber jacket provide a large attack surface for the conveyed material to be transported, so that the conveyor screw is exposed to great thermal, mechanical and chemical stresses during operation.
- WO 87/03672 A1 describes an indirectly heated rotary kiln, which in its interior has a feed screw and stripper screw which can be independently driven by the rotary kiln and which scrapes off the reaction material adhering to the screw conveyor.
- the rotary tube is surrounded by furnace windings, through which it is heated from the outside. Again, the assembly work is great due to the two intermeshing screws.
- Unsatisfactory with this rotary kiln is that in case of major damage of the screws, the operation of the rotary kiln needs to be adjusted, which is associated with high costs.
- the invention relates primarily to directly heated rotary kilns, for example for cement production, lime burning, waste incineration or
- the refractory lining of the rotary kiln consists of a refractory brickwork of furnace bricks (lining) or unshaped refractory materials and is high during the operation of the rotary kiln, thermal and chemical exposed to mechanical stresses that often arise from the interactions between fuel, kiln and furnace housing. As a result of these loads occurring during operation, the refractory lining only has a relatively short service life.
- the suspension of kiln operation caused by massive damage leads to very high costs such as material, personnel and repair costs, and above all costs due to lost production time.
- a rotary kiln may be subdivided into various cylindrical zones in which different conditions, such as thermal conditions, prevail. Accordingly, different types of oven bricks are used for each zone. These are usually refractory bricks with different contents of MgO or CaO, for example magnesia spinel stones or dolomite-based bricks. These stones are characterized by their good refractory properties, their chemical resistance and their good thermal shock resistance. In addition, point
- Dolomite-based refractory bricks have a high batch affinity and are therefore commonly used in the sintering zone of a rotary kiln.
- the approach offers an additional protection against extreme stresses that can occur in this zone, for example due to chemo-thermal attacks of a cement clinker melt.
- Oven stones of a rear zone in the rotary kiln a stronger approach behavior than the furnace stones of the previously arranged zone exhibit.
- the projection acts as a "dam wall" tapering the inner clear cross-section, which holds the reaction material flowing through the rotary tube, such as clinker etc. Since the reaction material is difficult to overcome the transition region between the zones mentioned above, it rolls continuously in front of the zone of kiln stones with a strong batch affinity, thus creating reaction clusters in the transition areas which cause additional thermal, mechanical and chemical stresses and shorten the life of the kilns in these areas.
- the residence time of the reaction material of a batch in the rotary kiln varies.
- the parts of a batch are thus exposed to different mechanical, chemical and thermal influences and therefore often have different qualities.
- a rotary kiln in such a design and further that a continuous flow of the reaction mixture can be ensured by the rotary tube and that the loads occurring, as explained above, are reduced.
- a special delivery of refractory furnace bricks is desired.
- the refractory lining has a lining pattern which is formed at least from the first and second region is and wherein the at least one contour of the second region extends obliquely to the longitudinal direction of the rotary kiln.
- a substantially helical extension forms on the second region.
- reaction material through the rotary tube.
- reaction material is also transported over any obstacles on the inner surface of the refractory lining.
- the lining pattern is repeated in the circumferential direction of the rotary kiln.
- the transport of the reaction mixture is improved by the fact that several areas with furnace bricks of a strong batch affinity are available for transporting the reaction mixture.
- a further embodiment of the invention provides that the lining patterns arranged in the circumferential direction of the rotary kiln form a strip-like overall pattern.
- the lining patterns arranged in the circumferential direction of the rotary kiln form a strip-like overall pattern.
- furnace stones of a further material are present in the boundary region of abutting regions.
- the boundary areas which are often subject to greater voltages than the other areas during operation of the rotary kiln with
- Furnace stones are made of a special, for example, a high-strength, lined material.
- schaufei- or helical mold sections are formed obliquely to the longitudinal direction of the rotary kiln on the inner surface of the refractory lining. With these, the reaction mixture can be transported through the rotary kiln and lifted over any obstacles.
- the furnace stones of the first region are essentially MgO-containing, for example magnesia spinel stones, and those of the second region essentially CaO-containing, for example kiln stones based on dolomite.
- the greater batch affinity of the dolomite stones is utilized to achieve a desirable buildup in the second area during operation of the rotary kiln.
- a step-like shoulder between the two areas, which promotes a driving of the reaction mixture through the rotary kiln forms.
- the inner circumference of the rotary tube in the region of the schaufei- or helical shape sections on a wave-shaped cross-section. This improves the entrainment of the reaction material at a rotating in operation about its longitudinal axis rotary tube.
- the mold sections for conveying the reaction product can be designed in different ways.
- the mold sections are formed by coating. This forms in areas with the furnace stones of a strong batch affinity.
- the coating is formed from the reaction mixture.
- the mold sections can also be formed from projecting Ofenstein Letn. These may be, for example, areas in which the furnace stones have a greater height than the furnace stones of the adjacent areas. With this step-like paragraph between the areas a propulsion of the reaction material is supported by the rotary kiln.
- the mold section may be formed according to a further teaching of the invention from a refractory guide element.
- This is preferably made of a refractory material to withstand the thermal conditions in the rotary kiln.
- the refractory guide element is another way to convey the reaction mixture through the rotary kiln.
- FIG. 1 shows a section of a refractory lining of a rotary kiln according to the invention in longitudinal section;
- FIG. 2 shows the object from FIG. 1 in a view onto the plane of the section line II - II in FIG. 1;
- FIG. Fig. 3 shows a part of a refractory lining of a second embodiment of the rotary kiln in plan view of a part of a settlement and
- Fig. 4 shows a part of a refractory lining of a third embodiment of the rotary kiln in plan view of a part of a settlement.
- the refractory lining 1 of a (not shown) rotary kiln is formed from many furnace bricks 2 and 3, which are arranged in parallel juxtaposed rings 4. Likewise, a subdivision of the furnace stones 2 and 3 of the refractory lining 1 in rows 5 is possible, which extend in the longitudinal direction of the rotary kiln.
- a sufficiently large inner diameter of the refractory lining 1 is formed to convey the reaction mixture through the rotary tube.
- the inner circumference of the refractory lining 1 is therefore designed so large enough so that the areas of the refractory lining 1 are not continuously exposed to the loads by the reaction mixture.
- the substantially parallel to the longitudinal axis of the rotary kiln surfaces of the furnace blocks 2 and 3 are preferably rectangular. Due to the radial course of the refractory lining 1, the visible decreases
- Fig. 2 is a longitudinal half of a refractory lining 1 of a first embodiment of an inventive
- the refractory lining 1 now has a first region 6 of furnace stones 2 and a second region 7 of furnace stones 3, the furnace stones 3 of the second
- Region 7 have a stronger approach affinity than the furnace stones 2 of the first region 6.
- the first region 6 and the second region 7 engage each other substantially in the longitudinal direction of the refractory lining 1 like a finger. They together form a lining pattern 8.
- the lining pattern 8 is repeated over the circumference of the refractory lining 1 and thus forms a strip-like overall pattern 9, wherein in Fig. 1, only a part of the overall pattern 9 can be seen.
- the lining pattern 8 is arranged at regular intervals over the circumference of the refractory lining 1. It can be seen a finger-like portion 10 of the second region 7, which extends substantially obliquely to the longitudinal direction of the refractory lining 1 of the rotary kiln.
- the overall pattern formed from the lining pattern 8 acts as a propulsion device during operation of the rotary kiln according to the invention.
- a deposit called "coating" is formed on the furnace stones 3 with a strong attack affinity of the second area 7.
- the resulting heel on the contours 10 of the second area reliably ensures propulsion of the reaction material.
- the second region 7 is delimited by an upper contour 11 and by a lower contour 12 and by a lateral contour 13.
- Fig. 3 shows a refractory lining in a second embodiment, which is unwound for simplicity.
- the lining pattern 8 ' is similar to that of Fig. 1.
- the embodiment of Fig. 3 further furnace stones 20 in the boundary region between the first region 6' and the second region 7 '.
- the second area 7 ' is delimited by a lower contour 11' and by an upper contour 12 'and by a lateral contour 13'.
- the first boundary region 14 adjoins the lower contour 11 'and the second boundary region 15 adjoins the upper contour 13' of the second region 7 '.
- the third boundary region 16 is arranged on the lateral contour 13 'of the second region 7' and in the illustrated embodiment has a further variety of furnace bricks 20 '.
- the furnace stones 20, 20 'of all border areas 14 to 16 are preferably provided with a high-strength material, since they are exposed during operation of the rotary kiln greater loads than the other furnace stones 3.
- the lining pattern 8 'of the refractory lining 1 of the rotary kiln according to the invention can be designed in many ways to achieve the desired effect of propulsion of the reaction material during operation.
- FIG. 4 a developed part of a refractory lining 1 of a third embodiment is shown in FIG. 4.
- the lining pattern 8 formed essentially of furnace blocks of the first region 6" and of the second region 1 "is configured in a different manner than in the exemplary embodiments described above.
- the second regions 7 "represent island-like individual patterns.
- the upper contour 12 "and lower contour H" of the second area 1 extendend essentially parallel to one another, the second area 1" in the illustrated lining pattern 8 "for each ring 4 having five oven blocks 3.
- the lining pattern 8 '' is repeated over the circumference of the refractory lining 1. Due to the higher loads occurring during operation of the rotary kiln 1, also in this embodiment in the boundary region 19 between the first region 6 '' and the second region 1 '' 20 arranged from a high strength material.
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Abstract
Description
Drehrohrofen mit einer feuerfesten Auskleidung und Zustellung für einen solchen Drehrohrofen Rotary kiln with a refractory lining and delivery for such a rotary kiln
Die Erfindung betrifft einen Drehrohrofen mit einem metallischen Gehäuse, mit einer feuerfesten Auskleidung zum Schutz des metallischen Gehäuses, wobei die feuerfeste Auskleidung einen ersten Bereich aus Ofensteinen und wenigstens einen zweiten Bereich aus Ofensteinen aufweist, die eine stärkere Ansatzaffinität als die Ofensteine des ersten Bereiches aufweisen sowie eine Zustellung aus feuerfestem Material für einen solchen Drehrohrofen.The invention relates to a rotary kiln with a metallic housing, with a refractory lining for the protection of the metallic housing, wherein the refractory lining comprises a first region of furnace bricks and at least a second region of kiln bricks having a stronger necking affinity than the kiln stones of the first region and a delivery of refractory material for such a rotary kiln.
Ein Drehrohrofen ist ein langes, feuerfest ausgekleidetes Drehrohr, in dem eine kontinuierliche Herstellung gewünschter Produkte durch eine thermische Behandlung des zugeführtenA rotary kiln is a long, refractory lined rotary kiln, in which a continuous production of desired products by a thermal treatment of the supplied
Materials erfolgt. Das Drehrohr ist gegenüber der Horizontalen leicht geneigt, um unter Einwirkung der Schwerkraft sowie der Drehbewegung des Drehrohres um seine Längsachse einen Transport des zugeführten Materials von dem oberen Beschickungsende des Rohres zu seinem unteren Auslassende zu ermöglichen. Drehrohrofen sind in unterschiedlichsten Ausführungen seit langem aus der Praxis bekannt.Material takes place. The rotary tube is slightly inclined relative to the horizontal, to allow under the influence of gravity and the rotational movement of the rotary tube about its longitudinal axis, a transport of the supplied material from the upper feed end of the tube to its lower outlet end. Rotary kiln have long been known from practice in a variety of designs.
Ein Drehrohrofen ist ein teures Investitionsgut, das kontinuierlich betrieben wird. In der Regel heißt das 24A rotary kiln is an expensive capital equipment that is operated continuously. Usually this is called 24
Stunden am Tag, 7 Tage die Woche und 50 oder 51 Wochen des Jahres. Dies hängt damit zusammen, dass der Betrieb eines Drehrohrofens aufgrund schwieriger thermischer Verhältnisse nicht unterbrochen werden darf. Bei einem Antriebs; einem etwaigen Stromausfall muss eine Notfall-Einr: einsetzen, die ein Weiterdrehen des Drehrohres gewährleistet, bis das zu behandelnde Reaktionsgut aus dem Ofeninneren entleert worden ist. Ansonsten würde die einseitige Hitze- Einbringung aufgrund des stillstehenden Drehrohres zu teuren und häufig nicht mehr rückgängig zu machenden Schäden führen.Hours a day, 7 days a week and 50 or 51 weeks of the year. This is due to the fact that the operation of a rotary kiln may not be interrupted due to difficult thermal conditions. In a drive; A possible power failure requires an emergency unit: use, which ensures further rotation of the rotary tube until the reaction mixture has been emptied from the furnace interior. Otherwise, the one-sided heat input due to the stationary rotary tube would lead to expensive and often irreversible damage.
Die Wärmezufuhr kann bei Drehrohröfen auf zwei unterschiedliche Arten erfolgen. Hierbei wird zwischen direkt und indirekt beheizten Drehrohröfen unterschieden. Bei direkt beheizten Drehrohröfen findet die Wärmezufuhr innerhalb desThe heat supply can be done in rotary kilns in two different ways. Here, a distinction is made between directly and indirectly heated rotary kilns. In directly heated rotary kilns, the heat is within the
Drehrohres beispielsweise durch einen Brenner statt, wobei das Reaktionsgut unmittelbar in Kontakt mit dem entstehenden Rauchgas kommt. Bei indirekt beheizten Drehrohröfen, wird die Wärme von außerhalb des Reaktionsraumes über die Drehrohrwand übertragen. Bei diesem Verfahren ist eine genauere spezifizierte Produktraumatmosphäre möglich.Rotary tube, for example, by a burner, wherein the reaction mixture comes into direct contact with the resulting flue gas. In indirectly heated rotary kilns, the heat is transferred from outside the reaction chamber via the rotary kiln wall. In this method, a more specific specified product room atmosphere is possible.
Aus der DT 25 38 356 Al ist eine indirekt beheizte Wärmebehandlungsvorrichtung mit einer drehbaren, zylinderförmigen Kammer bekannt. An der Innenfläche der Kammer ist ein Paar von schraubenförmigen Streifen befestigt. Eine Förderschraube ist zwischen den Streifen frei schwimmend positioniert und durch diese an der Innenfläche der Kammer gehalten. Die Förderschraube sorgt zusammen mit der Drehbewegung der Kammer dafür, dass das zugeführte Material kontinuierlich durch die Kammer gefördert wird. Die Oberfläche der Kammer wird von außen durch eine diese umschließende Wärmekammer erwärmt.From DT 25 38 356 Al an indirectly heated heat treatment device with a rotatable, cylindrical chamber is known. A pair of helical strips are attached to the inner surface of the chamber. A conveyor screw is positioned floating between the strips and held by them on the inner surface of the chamber. The feed screw, along with the rotational movement of the chamber, ensures that the feed material is continuously conveyed through the chamber. The surface of the chamber is heated from the outside by an enclosing this heat chamber.
Das Anbringen der Förderschraube und der Streifen ist mit einem gewissen Montageaufwand verbunden. Die Streifen werden zunächst durch Heftschweißen an den gegenüberliegenden Seiten der Schraube befestigt und dann durch kontinuierliches Schweißen dauerhaft mit dem Kammermantel verbunden. Schweißbares Material ist somit für die Innenfläche der Kammer als auch für die Förderschraube erforderlich. Zudem bieten die senkrecht zum Kammermantel verlaufenden Flächen der Förderschraube eine große Angriffsfläche für das zu transportierende Fördergut, so dass die Förderschraube großen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen während des Betriebes ausgesetzt ist.The attachment of the feed screw and the strip is associated with a certain assembly effort. The strips are first tack-welded to the opposite sides attached to the screw and then permanently connected by continuous welding with the chamber jacket. Weldable material is thus required for the inner surface of the chamber as well as for the feed screw. In addition, the surfaces of the conveyor screw running perpendicular to the chamber jacket provide a large attack surface for the conveyed material to be transported, so that the conveyor screw is exposed to great thermal, mechanical and chemical stresses during operation.
Die WO 87/03672 Al beschreibt einen indirekt beheizten Drehrohrofen, der in seinem Inneren eine vom Drehrohr unabhängig antreibbare Förderschnecke und AbstreifSchnecke aufweist, die das an der Förderschnecke anhaftende Reaktionsgut abstreift. Das Drehrohr ist von Ofenwicklungen umgeben, durch die es von außen beheizt wird. Auch hier ist der Montageaufwand aufgrund der zwei ineinander greifenden Schnecken groß. Unbefriedigend an diesem Drehrohrofen ist, dass bei größeren Schäden der Schnecken der Betrieb des Drehrohrofens eingestellt werden muss, was mit hohen Kosten verbunden ist.WO 87/03672 A1 describes an indirectly heated rotary kiln, which in its interior has a feed screw and stripper screw which can be independently driven by the rotary kiln and which scrapes off the reaction material adhering to the screw conveyor. The rotary tube is surrounded by furnace windings, through which it is heated from the outside. Again, the assembly work is great due to the two intermeshing screws. Unsatisfactory with this rotary kiln is that in case of major damage of the screws, the operation of the rotary kiln needs to be adjusted, which is associated with high costs.
Die Erfindung betrifft in erster Linie direkt beheizte Drehrohröfen, beispielsweise zur Zementherstellung, zum Kalkbrennen, zur Müllverbrennung oder zurThe invention relates primarily to directly heated rotary kilns, for example for cement production, lime burning, waste incineration or
Aktivkohleaktivierung. Solche Drehrohröfen weisen keine inneren Einbauten auf.Activated carbon activation. Such rotary kilns have no internal installations.
Die feuerfeste Auskleidung des Drehrohrofens besteht aus einem feuerfesten Mauerwerk aus Ofensteinen (Futter) oder ungeformten Feuerfestmaterialien und ist während des Betriebes des Drehrohrofens hohen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, die häufig aus den Wechselwirkungen zwischen Brennstoff, Brenngut und Ofengehäuse entstehen. Durch diese während des Betriebes auftretenden Belastungen weist die feuerfeste Auskleidung nur eine relativ geringe Standzeit auf. Die durch massive Schäden verursachte Aussetzung des Ofenbetriebs führt zu sehr hohen Kosten wie beispielsweise Material-, Personal- sowie Reparaturkosten, und vor allem Kosten aufgrund verlorener Produktionszeit.The refractory lining of the rotary kiln consists of a refractory brickwork of furnace bricks (lining) or unshaped refractory materials and is high during the operation of the rotary kiln, thermal and chemical exposed to mechanical stresses that often arise from the interactions between fuel, kiln and furnace housing. As a result of these loads occurring during operation, the refractory lining only has a relatively short service life. The suspension of kiln operation caused by massive damage leads to very high costs such as material, personnel and repair costs, and above all costs due to lost production time.
Ein Drehrohrofen kann in verschiedene zylindrische Zonen unterteilt werden, in denen unterschiedliche, wie beispielsweise thermische, Verhältnisse vorherrschen. Dementsprechend werden für die einzelnen Zonen verschiedenartige Ofensteine verwendet. Üblicherweise handelt es sich hierbei um Feuerfeststeine mit unterschiedlichen Gehalten an MgO bzw. CaO, wie beispielsweise Magnesiaspinellsteine oder Steine auf Dolomitbasis. Diese Steine zeichnen sich durch ihre guten Feuerfesteigenschaften, ihre chemische Beständigkeit und ihre gute Thermoschockbeständigkeit aus. Darüber hinaus weisenA rotary kiln may be subdivided into various cylindrical zones in which different conditions, such as thermal conditions, prevail. Accordingly, different types of oven bricks are used for each zone. These are usually refractory bricks with different contents of MgO or CaO, for example magnesia spinel stones or dolomite-based bricks. These stones are characterized by their good refractory properties, their chemical resistance and their good thermal shock resistance. In addition, point
Feuerfeststeine auf Dolomitbasis eine große Ansatzaffinität auf und werden daher üblicherweise in der Sinterzone eines Drehrohrofens eingesetzt. Der Ansatz (sog. „Coating") bietet hierbei einen zusätzlichen Schutz gegen extreme Belastungen, die in dieser Zone beispielsweise aufgrund chemothermischer Angriffe einer Zementklinkerschmelze auftreten können.Dolomite-based refractory bricks have a high batch affinity and are therefore commonly used in the sintering zone of a rotary kiln. The approach (so-called "coating") offers an additional protection against extreme stresses that can occur in this zone, for example due to chemo-thermal attacks of a cement clinker melt.
Problematisch an den bekannten feuerfesten Auskleidungen der Drehrohröfen sind häufig die Übergangsbereiche zwischen den einzelnen zylindrischen Zonen, insbesondere dann, wenn dieThe problem with the known refractory linings of rotary kilns are often the transition areas between the individual cylindrical zones, especially when the
Ofensteine einer hinteren Zone im Drehrohrofen ein stärkeres Ansatzverhalten als die Ofensteine der davor angeordneten Zone aufweisen. In diesem Fall wirkt der Ansatz wie eine den inneren lichten Querschnitt verjüngende „Staumauer", die das durch das Drehrohr strömende Reaktionsgut, wie beispielsweise Klinker, aufhält. Da das Reaktionsgut den Übergangsbereich zwischen den voranstehend genannten Zonen nur schwer überwinden kann, rollt es somit kontinuierlich vor der Zone aus Ofensteinen mit einer starken Ansatzaffinität ab. Auf diese Weise entstehen in den Übergangsbereichen Reaktionsgutanhäufungen, die zusätzliche thermische, mechanische sowie chemische Belastungen verursachen und die Lebensdauer der Ofensteine in diesen Bereichen verkürzen.Oven stones of a rear zone in the rotary kiln a stronger approach behavior than the furnace stones of the previously arranged zone exhibit. In this case, the projection acts as a "dam wall" tapering the inner clear cross-section, which holds the reaction material flowing through the rotary tube, such as clinker etc. Since the reaction material is difficult to overcome the transition region between the zones mentioned above, it rolls continuously in front of the zone of kiln stones with a strong batch affinity, thus creating reaction clusters in the transition areas which cause additional thermal, mechanical and chemical stresses and shorten the life of the kilns in these areas.
Des Weiteren variiert durch das voranstehend beschriebene Phänomen die Verweildauer des Reaktionsgutes einer Charge im Drehrohrofen. Die Teile einer Charge sind somit unterschiedlichen mechanischen, chemischen und thermischen Einflüssen ausgesetzt und weisen daher häufig verschiedene Qualitäten auf.Furthermore, by the phenomenon described above, the residence time of the reaction material of a batch in the rotary kiln varies. The parts of a batch are thus exposed to different mechanical, chemical and thermal influences and therefore often have different qualities.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehrohrofen so auszugestalten und weiterzubilden, dass ein kontinuierlicher Fluss des Reaktionsgutes durch das Drehrohr gewährleistet werden kann und dass die auftretenden Belastungen, wie voranstehend erläutert, verringert werden. Hierzu ist auch eine spezielle Zustellung aus feuerfesten Ofensteinen erwünscht.Therefore, it is the object of the present invention, a rotary kiln in such a design and further that a continuous flow of the reaction mixture can be ensured by the rotary tube and that the loads occurring, as explained above, are reduced. For this purpose, a special delivery of refractory furnace bricks is desired.
Diese Aufgabe wird sowohl bei einem Drehrohrofen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 als auch bei einer Zustellung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12 dadurch gelöst, dass die feuerfeste Auskleidung ein Auskleidungsmuster aufweist, welches mindestens aus dem ersten und zweiten Bereich gebildet ist und bei dem mindestens eine Kontur des zweiten Bereiches schräg zur Längsrichtung des Drehrohrofens verläuft. Während des Betriebes des Drehrohrofens bildet sich auf dem zweiten Bereich ein im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufender Ansatz. Somit fördert die Kontur des zweiten Bereiches dasThis object is achieved both in a rotary kiln according to the preamble of claim 1 and in a delivery according to the preamble of claim 12, characterized in that the refractory lining has a lining pattern which is formed at least from the first and second region is and wherein the at least one contour of the second region extends obliquely to the longitudinal direction of the rotary kiln. During operation of the rotary kiln, a substantially helical extension forms on the second region. Thus, the contour of the second area promotes that
Reaktionsgut durch das Drehrohr. Darüber hinaus wird auf diese Weise das Reaktionsgut auch über etwaige Hindernisse an der Innenfläche der feuerfesten Auskleidung befördert.Reaction material through the rotary tube. In addition, in this way the reaction material is also transported over any obstacles on the inner surface of the refractory lining.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Auskleidungsmuster in Umfangsrichtung des Drehrohrofens wiederholt. Die Beförderung des Reaktionsgutes wird dadurch verbessert, dass gleich mehrere Bereiche mit Ofensteinen einer starken Ansatzaffinität zum Transport des Reaktionsgutes zur Verfügung stehen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the lining pattern is repeated in the circumferential direction of the rotary kiln. The transport of the reaction mixture is improved by the fact that several areas with furnace bricks of a strong batch affinity are available for transporting the reaction mixture.
Zum optimalen Transport des Reaktionsgutes sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die in Umfangsrichtung des Drehrohrofens angeordneten Auskleidungsmuster ein streifenartiges Gesamtmuster bilden. Somit sind über den kompletten Umfang der feuerfesten Auskleidung Bereiche mit Ofensteinen einer starken Ansatzaffinität verteilt, wodurch das Reaktionsgut gleichmäßig und kontinuierlich gefördert wird.For optimal transport of the reaction material, a further embodiment of the invention provides that the lining patterns arranged in the circumferential direction of the rotary kiln form a strip-like overall pattern. Thus, over the entire circumference of the refractory lining areas are distributed with furnace bricks of a strong batch affinity, whereby the reaction mixture is promoted uniformly and continuously.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung sind im Grenzbereich aneinanderstoßender Bereiche Ofensteine aus einem weiteren Material vorhanden. Hierdurch können die Grenzbereiche, die während des Betriebes des Drehrohrofens häufig größeren Spannungen als die anderen Bereiche unterliegen mitAccording to another teaching of the invention, furnace stones of a further material are present in the boundary region of abutting regions. As a result, the boundary areas, which are often subject to greater voltages than the other areas during operation of the rotary kiln with
Ofensteinen aus einem speziellen, beispielsweise aus einem hochfesten, Material ausgekleidet werden. Nach einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind an der Innenfläche der feuerfesten Auskleidung schaufei- oder schraubenlinienförmige Formabschnitte schräg zur Längsrichtung des Drehrohrofens angeformt. Mit diesen kann das Reaktionsgut durch den Drehrohrofen befördert und über etwaige Hindernisse gehoben werden.Furnace stones are made of a special, for example, a high-strength, lined material. According to a particularly preferred embodiment of the invention schaufei- or helical mold sections are formed obliquely to the longitudinal direction of the rotary kiln on the inner surface of the refractory lining. With these, the reaction mixture can be transported through the rotary kiln and lifted over any obstacles.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Ofensteine des ersten Bereiches im wesentlichen MgO-haltig, beispielsweise Magnesiaspinellsteine, und die des zweiten Bereiches im wesentlichen CaO-haltig, beispielsweise Ofensteine auf Dolomitbasis. Die größere Ansatzaffinität der Dolomitsteine wird genutzt, um eine erwünschte Ansatzbildung in dem zweiten Bereich während des Betriebes des Drehrohrofens zu erzielen. Hierdurch bildet sich ein stufenartiger Absatz zwischen den beiden Bereichen, der ein Vorantreiben des Reaktionsgutes durch den Drehrohrofen unterstützt.In a further embodiment of the invention, the furnace stones of the first region are essentially MgO-containing, for example magnesia spinel stones, and those of the second region essentially CaO-containing, for example kiln stones based on dolomite. The greater batch affinity of the dolomite stones is utilized to achieve a desirable buildup in the second area during operation of the rotary kiln. As a result, a step-like shoulder between the two areas, which promotes a driving of the reaction mixture through the rotary kiln forms.
Zum Erreichen einer besseren Förderung des Reaktionsgutes durch den Drehrohrofen weist der Innenumfang des Drehrohres in dem Bereich der schaufei- oder schraubenlinienförmigen Formabschnitte einen wellenförmigen Querschnitt auf. Dieser verbessert die Mitnahme des Reaktionsgutes bei einem sich im Betrieb um seine Längsachse rotierenden Drehrohr.To achieve a better promotion of the reaction material through the rotary kiln, the inner circumference of the rotary tube in the region of the schaufei- or helical shape sections on a wave-shaped cross-section. This improves the entrainment of the reaction material at a rotating in operation about its longitudinal axis rotary tube.
Die Formabschnitte zur Beförderung des Reaktionsgutes können auf unterschiedliche Arten ausgestaltet werden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Formabschnitte durch Coating gebildet. Dieses bildet sich in Bereichen mit den Ofensteinen einer starken Ansatzaffinität. Das Coating bildet sich aus dem Reaktionsgut. Darüber hinaus ist auch eine Coatingbildung durch ein dem Drehrohrofen zusätzlich zugeführtes Material möglich. In diesem Fall bilden sich die Formabschnitte während des Betriebes des Drehrohrofens "automatisch" heraus.The mold sections for conveying the reaction product can be designed in different ways. In one embodiment of the invention, the mold sections are formed by coating. This forms in areas with the furnace stones of a strong batch affinity. The coating is formed from the reaction mixture. In addition, there is also one Coating formed by a rotary kiln additionally supplied material possible. In this case, the mold sections during the operation of the rotary kiln "automatically" out.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Formabschnitte auch aus vorspringenden Ofensteinhöhen gebildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Bereiche handeln, in denen die Ofensteine eine größere Höhe als die Ofensteine der angrenzenden Bereiche aufweisen. Mit diesem stufenartigen Absatz zwischen den Bereichen wird ein Vorantreiben des Reaktionsgutes durch den Drehrohrofen unterstützt .According to a further embodiment of the invention, the mold sections can also be formed from projecting Ofensteinhöhen. These may be, for example, areas in which the furnace stones have a greater height than the furnace stones of the adjacent areas. With this step-like paragraph between the areas a propulsion of the reaction material is supported by the rotary kiln.
Der Formabschnitt kann nach einer weiteren Lehre der Erfindung aus einem feuerfesten Leitelement gebildet sein. Dieses besteht vorzugsweise aus einem feuerfesten Material, um den thermischen Bedingungen im Drehrohrofen standzuhalten. Das feuerfeste Leitelement stellt eine weitere Möglichkeit dar, um das Reaktionsgut durch den Drehrohrofen zu befördern.The mold section may be formed according to a further teaching of the invention from a refractory guide element. This is preferably made of a refractory material to withstand the thermal conditions in the rotary kiln. The refractory guide element is another way to convey the reaction mixture through the rotary kiln.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating only several embodiments. In the drawing show:
Fig. 1 einen Abschnitt einer feuerfesten Auskleidung eines erfindungsgemäßen Drehrohrofens im Längsschnitt;1 shows a section of a refractory lining of a rotary kiln according to the invention in longitudinal section;
Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in einer Ansicht auf die Ebene der Schnittlinie II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Teil einer feuerfesten Auskleidung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Drehrohrofens in Draufsicht auf einen Teil einer Abwicklung undFIG. 2 shows the object from FIG. 1 in a view onto the plane of the section line II - II in FIG. 1; FIG. Fig. 3 shows a part of a refractory lining of a second embodiment of the rotary kiln in plan view of a part of a settlement and
Fig. 4 einen Teil einer feuerfesten Auskleidung eines dritten Ausführungsbeispiels des Drehrohrofens in Draufsicht auf einen Teil einer Abwicklung.Fig. 4 shows a part of a refractory lining of a third embodiment of the rotary kiln in plan view of a part of a settlement.
Die feuerfeste Auskleidung 1 eines (nicht dargestellten) Drehrohrofens ist aus vielen Ofensteinen 2 und 3 gebildet, die in parallel nebeneinander angeordneten Ringen 4 angeordnet sind. Ebenso ist eine Unterteilung der Ofensteine 2 und 3 der feuerfesten Auskleidung 1 in Reihen 5 möglich, die sich in Längsrichtung des Drehrohrofens erstrecken.The refractory lining 1 of a (not shown) rotary kiln is formed from many furnace bricks 2 and 3, which are arranged in parallel juxtaposed rings 4. Likewise, a subdivision of the furnace stones 2 and 3 of the refractory lining 1 in rows 5 is possible, which extend in the longitudinal direction of the rotary kiln.
In den dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die feuerfeste Auskleidung 1 in Umfangsrichtung des Drehrohres fast 200 Reihen aus Ofensteinen auf. Somit bildet sich ein ausreichend großer Innendurchmesser der feuerfesten Auskleidung 1, um das Reaktionsgut durch das Drehrohr zu befördern. Der Innenumfang der feuerfesten Auskleidung 1 ist auch deshalb so ausreichend groß ausgebildet, damit die Bereiche der feuerfesten Auskleidung 1 den Belastungen durch das Reaktionsgut nicht kontinuierlich ausgesetzt sind.In the illustrated and insofar preferred embodiments, the refractory lining 1 in the circumferential direction of the rotary tube on almost 200 rows of furnace bricks. Thus, a sufficiently large inner diameter of the refractory lining 1 is formed to convey the reaction mixture through the rotary tube. The inner circumference of the refractory lining 1 is therefore designed so large enough so that the areas of the refractory lining 1 are not continuously exposed to the loads by the reaction mixture.
Die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Drehrohrofens verlaufenden Oberflächen der Ofensteine 2 und 3 sind bevorzugt rechteckig ausgebildet. Aufgrund des radialen Verlaufes der feuerfesten Auskleidung 1 verkleinert sich der sichtbareThe substantially parallel to the longitudinal axis of the rotary kiln surfaces of the furnace blocks 2 and 3 are preferably rectangular. Due to the radial course of the refractory lining 1, the visible decreases
Bereich der Oberfläche der Ofensteine 2 und 3 in der Ansicht aus Fig. 1 von der mittleren Reihe 5 der feuerfesten Auskleidung 1 in Umfangsrichtung.Area of the surface of the oven stones 2 and 3 in the view from the middle row 5 of the refractory lining 1 in the circumferential direction.
In Fig. 2 ist eine Längshälfte einer feuerfesten Auskleidung 1 eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßenIn Fig. 2 is a longitudinal half of a refractory lining 1 of a first embodiment of an inventive
Drehrohrofens im Querschnitt in Richtung der Pfeile II-II aus Fig. 1 dargestellt. Das die feuerfeste Auskleidung 1 umgebende metallische Gehäuse ist in dieser Ansicht nicht dargestellt. In Fig. 1 ist somit lediglich die Hälfte eines aus Ofensteinen 3 gebildeten Ringes 4 erkennbar, der sich radial zurRotary kiln in cross section in the direction of arrows II-II of Fig. 1 shown. The surrounding the refractory lining 1 metallic housing is not shown in this view. In Fig. 1, therefore, only half of a ring formed of furnace stones 3 4 can be seen, which is radially to
Längsrichtung des nicht abgebildeten Ofengehäuses erstreckt.Longitudinal direction of the not shown furnace housing extends.
Erfindungsgemäß weist nun die feuerfeste Auskleidung 1 einen ersten Bereich 6 aus Ofensteinen 2 und einen zweiten Bereich 7 aus Ofensteinen 3 auf, wobei die Ofensteine 3 des zweitenAccording to the invention, the refractory lining 1 now has a first region 6 of furnace stones 2 and a second region 7 of furnace stones 3, the furnace stones 3 of the second
Bereiches 7 eine stärkere Ansatzaffinität als die Ofensteine 2 des ersten Bereiches 6 aufweisen.Region 7 have a stronger approach affinity than the furnace stones 2 of the first region 6.
Der erste Bereich 6 und zweite Bereich 7 greifen im Wesentlichen in Längsrichtung der feuerfesten Auskleidung 1 fingerartig ineinander. Sie bilden zusammen ein Auskleidungsmuster 8. Das Auskleidungsmuster 8 wiederholt sich über den Umfang der feuerfesten Auskleidung 1 und bildet somit ein streifenartiges Gesamtmuster 9, wobei in Fig. 1 nur ein Teil des Gesamtmusters 9 zu erkennen ist. In demThe first region 6 and the second region 7 engage each other substantially in the longitudinal direction of the refractory lining 1 like a finger. They together form a lining pattern 8. The lining pattern 8 is repeated over the circumference of the refractory lining 1 and thus forms a strip-like overall pattern 9, wherein in Fig. 1, only a part of the overall pattern 9 can be seen. By doing
Ausführungsbeispiel ist das Auskleidungsmuster 8 in regelmäßigen Abständen über den Umfang der feuerfesten Auskleidung 1 angeordnet. Man erkennt einen fingerartigen Abschnitt 10 des zweiten Bereiches 7, der im Wesentlichen schräg zur Längsrichtung der feuerfesten Auskleidung 1 des Drehrohrofens verläuft. Das sich aus dem Auskleidungsmuster 8 bildende Gesamtmuster wirkt während des Betriebes des erfindungsgemäßen Drehrohrofens wie eine Vortriebseinrichtung. Während des Betriebes bildet sich auf den Ofensteinen 3 mit einer starken Ansatzaffinität des zweiten Bereiches 7 eine „Coating" genannte Ablagerung. Der sich hierdurch bildende Absatz an den Konturen 10 des zweiten Bereiches sorgt zuverlässig für einen Vortrieb des Reaktionsgutes.In the exemplary embodiment, the lining pattern 8 is arranged at regular intervals over the circumference of the refractory lining 1. It can be seen a finger-like portion 10 of the second region 7, which extends substantially obliquely to the longitudinal direction of the refractory lining 1 of the rotary kiln. The overall pattern formed from the lining pattern 8 acts as a propulsion device during operation of the rotary kiln according to the invention. During operation, a deposit called "coating" is formed on the furnace stones 3 with a strong attack affinity of the second area 7. The resulting heel on the contours 10 of the second area reliably ensures propulsion of the reaction material.
Der zweite Bereich 7 wird von einer oberen Kontur 11 und von einer unteren Kontur 12 sowie von einer seitlichen Kontur 13 umgrenzt .The second region 7 is delimited by an upper contour 11 and by a lower contour 12 and by a lateral contour 13.
Fig. 3 zeigt eine feuerfeste Auskleidung in einem zweiten Ausführungsbeispiel, die zur vereinfachten Darstellung abgewickelt ist. Das Auskleidungsmuster 8' ähnelt dem aus Fig. 1. Zusätzlich weist das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 weitere Ofensteine 20 im Grenzbereich zwischen dem ersten Bereich 6' und zweiten Bereich 7' auf. Der zweite Bereich 7' wird von einer unteren Kontur 11' und von einer oberen Kontur 12' sowie von einer seitlichen Kontur 13' umgrenzt. Der erste Grenzbereich 14 schließt sich an der unteren Kontur 11' und der zweite Grenzbereich 15 sich an der oberen Kontur 13' des zweiten Bereiches 7' an. Der dritte Grenzbereich 16 ist an der seitlichen Kontur 13' des zweiten Bereiches 7' angeordnet und hat im dargestellten Ausführungsbeispiel eine weitere Sorte an Ofensteinen 20'.Fig. 3 shows a refractory lining in a second embodiment, which is unwound for simplicity. The lining pattern 8 'is similar to that of Fig. 1. In addition, the embodiment of Fig. 3 further furnace stones 20 in the boundary region between the first region 6' and the second region 7 '. The second area 7 'is delimited by a lower contour 11' and by an upper contour 12 'and by a lateral contour 13'. The first boundary region 14 adjoins the lower contour 11 'and the second boundary region 15 adjoins the upper contour 13' of the second region 7 '. The third boundary region 16 is arranged on the lateral contour 13 'of the second region 7' and in the illustrated embodiment has a further variety of furnace bricks 20 '.
Die Ofensteine 20, 20' aller Grenzbereiche 14 bis 16 werden bevorzugt mit einem hochfesten Material versehen, da diese während des Betriebes des Drehrohrofens größeren Belastungen, als die anderen Ofensteine 3 ausgesetzt sind. Das Auskleidungsmuster 8' der feuerfesten Auskleidung 1 des erfindungsgemäßen Drehrohrofens kann auf vielfältige Weise gestaltet werden, um während des Betriebes den erwünschten Effekt eines Vortriebes des Reaktionsgutes zu erreichen.The furnace stones 20, 20 'of all border areas 14 to 16 are preferably provided with a high-strength material, since they are exposed during operation of the rotary kiln greater loads than the other furnace stones 3. The lining pattern 8 'of the refractory lining 1 of the rotary kiln according to the invention can be designed in many ways to achieve the desired effect of propulsion of the reaction material during operation.
Beispielhaft hierfür ist in Fig. 4 ein abgewickelter Teil einer feuerfesten Auskleidung 1 eines dritten Ausführungsbeispiels dargestellt. Hierbei ist das im Wesentlichen aus Ofensteinen des ersten Bereiches 6' ' und zweiten Bereiches 1' ' gebildete Auskleidungsmuster 8'' auf andere Art und Weise gestaltet als in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Hier stellen nämlich die zweiten Bereiche 7' ' jeweils inselartige Einzelmuster dar.By way of example, a developed part of a refractory lining 1 of a third embodiment is shown in FIG. 4. In this case, the lining pattern 8 "formed essentially of furnace blocks of the first region 6" and of the second region 1 "is configured in a different manner than in the exemplary embodiments described above. Namely, the second regions 7 "represent island-like individual patterns.
In diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die obere Kontur 12' ' und untere Kontur H'' des zweiten Bereiches 1' ' im Wesentlichen parallel zueinander, wobei der zweite Bereich 1'' im dargestellten Auskleidungsmuster 8'' je Ring 4 fünf Ofensteine 3 aufweist. In dem Ausführungsbeispiel wiederholt sich das Auskleidungsmuster 8'' über den Umfang der feuerfesten Auskleidung 1. Aufgrund der im Betrieb des Drehrohrofens 1 höheren auftretenden Belastungen sind auch in diesem Ausführungsbeispiel im Grenzbereich 19 zwischen dem ersten Bereich 6' ' und zweiten Bereich 1'' Ofensteine 20 aus einem hochfesten Material angeordnet. In this exemplary embodiment, the upper contour 12 "and lower contour H" of the second area 1 "extend essentially parallel to one another, the second area 1" in the illustrated lining pattern 8 "for each ring 4 having five oven blocks 3. In the exemplary embodiment, the lining pattern 8 '' is repeated over the circumference of the refractory lining 1. Due to the higher loads occurring during operation of the rotary kiln 1, also in this embodiment in the boundary region 19 between the first region 6 '' and the second region 1 '' 20 arranged from a high strength material.
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