Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Zement nach der Nassmethode in Drehöfen. Bei der Herstellung von Zement nach der gebräuchlichen Nassmethode, bei welcher der Zementschlamm =in die Drehöfen einfliesst, entstehen im Laufe des Vorganges in der Nähe des obern oder trockenen Endes, des Ofens grosse Ansammlungen von teilweise trockenem Schlamm. Diese Ansammlungen können beispielsweise die Form von losge löstem, runden Gebilden (gelegentlich bis zu einem Durchmesser von 30 cm) annehmen, oder können- als "Schlammringe" an den Ofenwänden kleben und dadurch den Ofen gasen den Durchgang versperren und den normalen Fluss :des Zementmaterials durch den Ofen hindern.
Inder englischen Patentschrift 22734/1902 wurde vorgeschlagen, den Zementschlamm in fein verteiltem Zustand der Wirkung der Ofengase auszusetzen, bevor sich der Schlamm an den Ofenwänden festsetzt, so dass eine besondere Kühlung der Gase vor ihrem Austritt aus dem Ofen erreicht wird.
In der eigenen englischen Patentschrift 243410 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zement beschrieben, nach dem der Ze mentschlamm mitten durch den Ofenkopf in den Ofen hineingespritzt wird mittelst Zer- stäubervorrichtungen, die ausserhalb des Ofens angeordnet sind. Obschon dieses Ver fahren gegenüber den üblichen Einspritzver- fahren grosse Vorteile bietet, sind auch durch dieses die oben erwähnten Nachteile nicht gänzlich vermieden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu vermeiden. Dies geschieht dadurch, dass der Druck unter dem der Strahl eingespritzt wird, die Ausbreitung und Rich tung des Strahls so bemessen werden, dass die Teilchen des fein verteilten Schlammes erst dann mit den Ofenwänden in Berührung kommen, wenn sie durch .die Wirkung der Ofengase soweit getrocknet sind, dass sie sich nicht mehr zu grossen Stücken zusammen ballen.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn Bedingun gen geschaffen sind, unter welchen das Mate rial nur bis zu einem gewissen Punkt, nicht aber über diesen hinaus getrocknet ist, man erreichen kann, dass sich das Material einer seits wirksam an den Ofenwänden absetzt und nicht da-s Bestreben hat, durch die Gase in zu grossem Masse ans dem Ofen herausge tragen zu werden und die innige Mischung seiner Bestandteile beibehält, und dass ander seits erreicht werden kann, .dass mit.
dem glei chen Zementschlamm und in dem gleichen Ofen praktisch die früher erwähnten unerwünsch ten Ansammlungen an den Ofenwänden sieh nicht bilden, dass also das Zementmaterial bei seiner Bewegung durch den Ofen sieh nicht in grosse Klumpen zusammenballt, sondern von Anfang an sich in verhältnismässig kleine und in der Hauptsache in regelmässige-- Gebilde kleiner Grösse formt, was eine voll kommene Calcinierung und darauffolgendes Brennen des Zementes ermöglicht.
Infolge dieser Tatsachen lässt sieh ein höherer Ertrag des Ofen; an Klinker erreichen. Dieser Klin ker besteht aus kleinen Stücken und infolge dessen aus gut gebranntem Zement und ist zudem-auch gut zu mahlen.
Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung sind auf beiliegender Zeichnung dar0,estellt, wobei in Fig. 1 schematisch eine solche Einrich tung dargestellt ist, Fig. 2 zeigt einen Teil der Fig. 1 in Richtung der Ofenöffnung gesehen; Fig. 3 bis f, zeigen weitere Ausführungs- lieispiele der Einrichtung.
In F ig. 1 und 2 ist eine Kammer 3 in die rückwärtige Wand des Ofenkopfes 5 eingefügt und in einer Flucht mit- dein Ofen 7 angeordnet. Die Vorderwand der Kammer 3 besitzt Öffnungen 9, durch welche von an Punkten 10 angeordneten, hinter diesen Öff nungen liegenden Spritz- oder Zerstäuber düsen der Zementschlamm durch den Ofen= kopf in den Ofen 7 eingespritzt wird.
Die beiden eingeführten Strahlen durch setzen sieh gegenseitig und der eine trifft auf weiterer Entfernung auf die Ofenwand auf, als der andere. Ein Abstreifer 12 kann durch einen Handgriff 13, welcher an einer durch die Vorderwand der Kammer 3 durchgehen den Stange befestigt ist, gedreht werden, um die Vorderwand der Kammer 3 von halb ge- trockneten Schlammteilen, welche aus dem Ofen ausgetrieben werden können, zu reini gen.
Ein weiterer fester Abstreifer 15, der an einem 'L'räger 7 7 befestigt ist und unter dem Ofen und ausserhalb des Weges ttes lIa- terials, d")-z von der Ofenöffnung abtrbpfi:. sich befindet, dient dazu, Material von der Ofenöffnung al.@zustreifen, wenn sieh der Ofen dreht.
Das von den A1jtreifern 12 und<B>15</B> al)ge- schabte@IVIaterial, @ozcie auch alles Material, das direkt durch den Ofenkopf 5 hinunter fällt, wird in einer rliissi",-heii, die vorzugs weise aus frisclieni Zeinentscjlanini bestebi, aufgefangen. Dieser Zementsehlanim befindet sieh am Fusse des Ofenkopfes 5, wo die Gase aus dein Ofen durch die Öffnung 1.9 in das Kamin übertreten.
Das hier in rler FlussiLy- keit 1-,esiiinmelte Zementmaterial kann nach Belieben wiefer inil der und dadurch zii ciiir.r weiteren Zerstäubung und Einfiilirung in den ()
fen geeignet ge macht -erden. Durch die Rührwerke 21 wird eine gute Mischung des gesammelten Mate rials mit der Flüssigkeit gewährleistet.
In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die notwendige Zerstä.ubung durch eine Anzahl von Zerstäubern erfolgt. welche alle den Zenientsehlamm in eine ein zige Zone in den Ofen hineinbefördern. Der ganze Querschnitt clc@s Ofens ist in der er wähnten Gegend von fein verteiltem Schlamm erfüllt, durch welchen alle austretenden Ofen gase treten müssen.
Die Axxen der Strahlen konvergieren so, dass die grösste Ausbreitung der Strahlen, welche ungefähr dem Innendurchmesser des Ofens entspricht, in der gleichen Distanz von der Ofenöffnung liegen, und zwar an der jenigen Stelle, an der ungefähr die Strahlen- 21 die Ofenair schneiden. Die Zerstäuber können entweder innerhalb oder ausserhalb des Ofens angeordnet sein.
In Fig. 4- ist die Verwendung eines ein zigen Zerstäubers dargestellt, in welchem Falle der Strahl nötigenfalls von beträcht licher Länge it, damit die verlangte Trocken wirkung auf den Schlamm erzielt wird, be vor dieser sich auf die Ofenwände absetzt. Diese Anordnung besitzt den Nachteil, dass ein wesentlicher Teil der Ofenwand zwischen der Ofenöffnung und dem Punkt grösster Ausdehnung des Strahls keinen Zement schlamm erhält und nutzlos ist für den wei teren Verlauf der Trocknung.
Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, dass der Teil C-D, welcher näher an der Ofenöffnung liegt, nur wenig Zementschlamm erhält im Vergleich niit dein Teil C-D, der näher an der Strecke B-b' liegt, oder mit dem Teil, welcher auf dem der Ofenöffnung abgelegenen Teil der Strecke B-B liegt.
Um diesen Mangel zu vermeiden. können ein oder mehrere Strahlen unter ungewöhn lich hohem Druck eingespritzt werden, wobei der oder die Ausgangspunkte der Strahlen nach rückwärts verlegt. werden, wie es in den Fällen gemäss Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist. In diesem Falle ist es von Vorteil, wenn eine weite Ofenöffnung zur Verwendung gelangt. Die verlangte Entfernung zwischen dem oder den Ausgangspunkten des oder der Strahlen und der Ofenöffnung kann in einem solchen Fall dadurch reguliert werden, dass eine Düsenkammer 300 vorgesehen ist (Fig. 5), welche der beim Beispiel nach Fig.. 1 erwähn ten Kammer 3 entspricht und welche in den Ofenkopf 5 hinein verschoben werden kann.
Nenn die Grösse des Ofenkopfes 5 eine solche Verschiebung nicht erlaubt, kann eine Ver längerung 30 (Fig. 6) des Ofenkopfes 5 vor gesehen werden, welche in gleicher Flucht wie der Ofen angeordnet ist und der oder die Strahlen können von einem oder mehreren Punkten 10 ausserhalb dieser Verlängerung 30 ausgehen.
Bei dem Beispiel der Anlage, wie es schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, bei welcher die Distanz zwischen den Punkten 10 und der Stelle A-A, an welcher der Strahl seine grösste Ausbreitung besitzt, un gefähr 9 m beträgt, wurde bei Verwendung einer gewissen Sorte Zementschlammes ge funden, dass die Gase, welche den Ofen ver lassen, auf eine Temperatur von<B>150'</B> C ge kühlt waren, im Gegensatz zu einer Tempe ratur von 400' C, wenn mit demselben Ofen nach der früheren Methode, bei welcher der Schlamm als Flüssigkeitsstrom in den Ofen gelangt, gearbeitet wurde.
Ferner wurde konstatiert, dass die Leistung des Ofens in der Tat von 4,6 Tonnen pro Stunde, welches die Leistung des Ofens darstellte beim Ein laufenlassen des Flüssigkeitsstromes in das obere Ende des Ofens nach der alten Methode, gesteigert wurde auf 6,2 Tonnen pro Stunde bei Anwendung des beschriebenen Verfah rens. Berechnungen und Beobachtungen zei gen, dass der durchschnittliche Wassergehalt des verwendeten Zementmaterials, der 40% beim Zerstäuben betrug, unter diesen Be dingungen noch zwischen 20 und 25% lag, im Momente, wo das Zementmaterial auf die Ofenwände auftraf.
In diesem speziellen Fall wurde konstatiert, dass, während nach der früheren Methode Klinker erhalten wurde, der sich hauptsächlich aus Stücken von ungefähr 12,7 mm Durchmesser zusammen setzte, nach der neuen Methode ein Klinker erhalten werden kann, der aus Stücken von nicht mehr als 3,1 bis 4,7 mm Durchmesser besteht.
In den verschiedenen beschriebenen Fäl len werden die Mittel zur Zerstäubung ausserhalb des Ofens angeordnet; doch sei be merkt, dass dies nicht absolut notwendig ist; und solche Mittel auch innerhalb des Ofens angeordnet sein können. Der Strahl oder die Strahlen werden dadurch erzeugt, dass die Flüssigkeit unter geeignetem Druck durch eine oder mehrere Düsen von geeigneter Form ausgespritzt wird, wobei dem aus der Düse austretenden Strahl beispielsweise eine rotie rende Bewegung erteilt wird: Die feine Ver teilung kann durch Zerstäuber oder auf an dere Weise erreicht werden, beispielsweise durch einen Strahl von komprimierter Luft, der über das Ende eines Rohres, aus welchem die Flüssigkeit austritt, geleitet ist, und so die Flüssigkeit in fein verteilten Zustand bringt.
Die Geschwindigkeitsenergie des Strahls wird zweckmässig so gewählt, da.ss sie im wesentlichen auf dem Wege durch den Gas raum des Ofens aufgebraucht wird. Das Auf treffen des Strahls auf die Ofenwand darf erst nach einer solchen Bewegung des Strahls durch die Ofengase geschehen, dass der auf treffende Teil vor seinem Auftreffen schon zu einem wesentlichen Teil getrocknet ist und seine Fähigkeit, sich zu grossen Stücken zusammen zu ballen, bereits verloren hat.
Ein Kriterium für die Richtigkeit der Bedingungen kann in vielen Fällen die Form des Klinkers sein, welcher im Durchschnitt von merklich kleinerer und mehr regelmässi ger Gestalt ist im Vergleich mit dem Klin ker, der erhalten wird, wenn der gleiche Ofen mit der gleichen Art von Zementschlamm nach der früheren Einfüllmethode gespeist wird.
Drehöfen zur Zementherstellung sind ge- icöhnlich in einem gewissen Abstand von der Ofenmündung nach innen mit Vorrichtungen zum Heben und Mischen des Schlammes ver sehen, damit bei der Rotation des Ofens Teile des Materials gehoben .und dann durch den Gasstrom fallen gelassen werden, .damit fer ner Ansammlungen, die sich gebildet haben, aufgebrochen werden und damit die Ober fläche des Zementes, die den Gasen ausge setzt ist, vergrössert wird und die Teile. die an der Ofenwand anhaften, losgelöst werden.
Solche Vorrichtungen können beispielsweise aus Rippen bestehen, die in der Längsrich tung des Ofens angeordnet sind und sich ra dial nach innen erstrecken oder können aus losen Stangen oder Ketten bestellen.
Beim Einspritzen von Schlamm in den Ofen ist die Verwendung solcher Eilirich- tungen in demjenigen Teil des Ofens, der voll der Ofenmündung weiter @ weg liegt, als die Zone der Zerstäubung, also in demjenigen Teil, in welchen das Material durch Rollen entlang dem Ofen sich bewegt hat, von Vor teil, -währenddem sie in demjenigen Teil des Ofens, in welchem das Material frisch ab gelagert wird, von Nachteil ist.
Obschon das Zementmaterial sich beim Absetzen und durch die nachfolgende Bewegung in dem Ofen zu verhältnismässig kleinen Kügelchen oder runden Stücken formt, die keine Nei gung mehr zeigen, sich zusammenzuballen. so können grosse Stüehe doch noch entstehen, wenn das Material stark herumgeworfen wird.
Das bestr@ INlittel, das Material in klei nen Stücken zii erhalten, liegt in einer lang samen Rollbe-,vegung der Stücke auf der glatten Innenseite de.. Ofens, solange, bis durch die fortgesetzte Berührung die Mög lichkeit des Zusammenballens verschwunden ist und eine heftigere Bewegung des M.ate- rials durch die erwähnten Mittel- zum Heben und Mischen im Ofen vorteilhaft wird, indem nun Ansammlungen, die sich vielleicht ge bildet haben, gebrochen werden und indem die Masse,
die nunmehr aus kleinen und nicht zusammenhängenden St:üchen besteht, in vol lem Mass der Wirkung der Gase ausgesetzt wird. Es ist also zweckmässig, diese Mittel nur da anzuordnen, #o ein Niederschlag von wesentlichen Mengen von Material an den Wänden nicht mehr zii erwarten ist.
Nicht nur die innern Zusatzvorrichtungen, durch deren Beseitigung der innere wirksame Durchmesser vergrössert wird, sondern auch das gewöhnliche Baeksteinfutter kann @eg- gelassen werden, so dass der Ofen ins entspre chenden Teil mir aus seiner 31etallsehale und eventuell einem äussern Futter zum Schutze gegen Wärmeverlust zu bestehen braucht.