EP0726440A1 - Zweischichtkühler - Google Patents

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EP0726440A1
EP0726440A1 EP95120438A EP95120438A EP0726440A1 EP 0726440 A1 EP0726440 A1 EP 0726440A1 EP 95120438 A EP95120438 A EP 95120438A EP 95120438 A EP95120438 A EP 95120438A EP 0726440 A1 EP0726440 A1 EP 0726440A1
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EP
European Patent Office
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cooler
layer
ventilation
bulk material
chain conveyor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95120438A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Dipl.-Ing. Speckmann
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Krupp Polysius AG
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Filing date
Publication date
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    • F27D15/0266—Cooling with means to convey the charge on an endless belt
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0065—Lifts, e.g. containing the bucket elevators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0071—Use of a comminuting device, e.g. grinding mill
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    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F27D2009/0094—Cooling of charges therein making use of already cooled material, e.g. forming a layer

Definitions

  • the invention relates to a two-layer cooler, in which the refrigerated goods are moved on a cooling surface from the cooler start to the cooler end, an upper layer of hot bulk material being placed on a lower layer of pre-cooled bulk goods in a first goods supply zone at the cooler end and the two layers at the cooler end a separating device can be separated from one another, the material from the lower layer being drawn off as finished product and the material from the upper layer being returned as circulating material to a second material supply zone at the start of the cooler and being applied there as the lower layer to the cooling surface.
  • a two-layer cooler of the type mentioned above is known for example from DE-C-10 97 346.
  • Such a cooler has the advantage that the cooling surface is thermally protected because the lower layer is already pre-cooled and thus acts as a protective layer.
  • moving grate coolers have been used almost exclusively to cool the hot bulk material emerging from the furnace.
  • the cooling surface consists of partially fixed and partially moving grate plates, the lifting movement of which ensures that the bulk material is transported through the cooler.
  • the cooling air emerging from the grate plates and flowing through the bulk material layer transversely to the direction of movement of the bulk material protects the plates to a certain degree against overheating and thus against their premature destruction.
  • the columns between each So-called sealing air flows through plates, which should prevent or at least reduce the burning edges and the passage of fine-grained bulk material.
  • the principle of the sliding grate cooler has the disadvantages in particular that the manufacture, assembly and alignment of the individual grate plates are technically very complex and involve high costs.
  • the invention is therefore based on the object of developing a two-layer cooler which, on the one hand, is less expensive to manufacture and assemble and, on the other hand, has a longer service life for the cooling surface and less energy consumption.
  • the transport device is formed by at least one chain conveyor and the cooling surface by a static ventilation floor.
  • a special design of the ventilation floor can reliably prevent rust diarrhea caused by fine-grained bulk material.
  • the two-layer cooler shown in FIG. 1 in a schematic overall view essentially has an extending between the cooler start and the cooler end static ventilation floor 1 and an endless revolving chain conveyor 2.
  • a first material feed zone 3 is provided at the beginning of the cooler, in which an upper layer 4a of hot bulk material is applied to a lower layer 4b of already pre-cooled bulk material.
  • the chain conveyor 2 is designed, for example, as a scraper conveyor and runs in the area above the ventilation floor 1 in the lower layer 4b and transports this lower layer 4b together with the upper layer 4a above it from the cooler start to the cooler end.
  • a separating device 5 which separates the two layers 4a, 4b from one another, in that the lower layer is removed as finished goods, for example laterally from the cooler via a table.
  • the upper layer can first be fed to a crusher 6 (e.g. a roll crusher) and then returned to the start of the cooler as circulating material. This return transport could take place, for example, with the aid of the lower run 2a of the chain conveyor and a subsequent bucket elevator 7.
  • the material to be circulated is fed onto the ventilation floor 1 as a lower layer 4b at a second goods supply zone 8 provided at the start of the cooler.
  • the height of the lower layer 4b is determined by the distance between the ventilation floor 1 and a lower edge of a baffle 9.
  • the baffle 9 expediently serves at the same time as a partition between the first and second material feed zones 3, 8.
  • the chain conveyor 2 shown in Fig. 1 is designed as an endless chain that is guided over three deflection rollers 10 and a drive roller 11. In the context of the invention, however, it is also conceivable to provide several conveyors. The directions of transport of the goods are shown by arrows with dashed lines.
  • the chain conveyor has scratches or catches 2c.
  • the conveyor 2 can be arranged at a distance A from the ventilation floor 1, so that during operation of the chain conveyor 2 a resting good layer serving as wear protection remains on the ventilation floor 1.
  • the conveyor in the lower layer can also be arranged directly on the ventilation floor.
  • the static ventilation floor 1 consists of a plurality of cooling gas through openings which are designed such that the cooling gas can pass through these openings into the goods to be cooled, but fine-grained cooling goods cannot penetrate the openings.
  • the ventilation floor 1 each has an airfoil 13 for the bulk material to be cooled, at least one pocket-shaped recess 14 having at least one through-hole 16 at its bottom 15, and into which a ventilation cover plate 17 is fitted in such a manner, is worked into each airfoil from above that a cooling gas passage opening is formed in the form of an essentially closed annular gap.
  • a cooling gas passage opening is formed in the form of an essentially closed annular gap.
  • an essentially annular cooling gas inlet slot 19 is formed, the clear width of which is determined by the arrangement of spacer elements.
  • Such ventilation floors are characterized by an optimal cooling gas distribution in the material, which enables particularly intensive cooling of the hot bulk material.
  • the multi-part design of the ventilation base (which is formed in each case from a plate base or main body and at least one correspondingly designed and arranged ventilation cover flap) also proves to be particularly advantageous in terms of production technology if these plate parts are produced as castings.
  • each ventilation flap 17 ′ is flush with the upper side of the wing 13 ′.
  • Both the first exemplary embodiment according to FIG. 3 and the second exemplary embodiment according to FIG. 4 ensure that no bulk material (in particular dust particles) can get through the ventilation floor 1 into the lower part of the clinker.
  • the rust diarrhea cannot be avoided in the known moving grate coolers, which must then be removed in a corresponding manner.
  • the chain conveyor is arranged in the precooled lower layer 4b, it does not come into direct contact with the hot bulk material fed into the first material supply zone 3.
  • the lower layer 4b thus shields both the chain conveyor 2 and the ventilation floor 1 from excessive thermal stress.
  • the conveyor and the ventilation floor are characterized by their long service life.
  • the static ventilation floor with a transport device arranged in the bulk material layer is distinguished from a moving grate cooler by a lower overall height, since in particular the ventilation can be made much simpler and more space-saving.
  • the operation of a chain conveyor is significantly more energy efficient than the operation of a moving grate cooler.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zweischichtkühler, bei dem das Kühlgut auf einer Kühlfläche vom Kühleranfang zum Kühlerende bewegt wird, wobei in einer ersten Gutzuführzone (3) am Kühleranfang eine obere Schicht (4a) von heißem Kühlgut auf eine untere Schicht (4b) von bereits vorgekühltem Kühlgut aufgegeben wird und am Kühlerende die beiden Schichten durch eine Trenneinrichtung (5) voneinander getrennt werden, wobei das Gut der unteren Schicht (4b) als Fertiggut abgezogen und das Gut der oberen Schicht (4a) durch eine Transporteinrichtung als Umlaufgut zu einer zweiten Gutzuführzone (8) am Kühleranfang zurückgeführt und dort als untere Schicht auf die Kühlfläche aufgegeben wird. Erfindungsgemäß wird die Transporteinrichtung durch wenigstens einen Kettenförderer (2) und die Kühlfläche durch einen statischen Belüftungsboden (1) gebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zweischichtkühler, bei dem das Kühlgut auf einer Kühlfläche vom Kühleranfang zum Kühlerende bewegt wird, wobei in einer ersten Gutzuführzone am Kühleranfang eine obere Schicht von heißem Schüttgut auf eine untere Schicht von bereits vorgekühltem Schüttgut aufgegeben wird und am Kühlerende die beiden Schichten durch eine Trenneinrichtung voneinander getrennt werden, wobei das Gut der unteren Schicht als Fertiggut abgezogen und das Gut der oberen Schicht als Umlaufgut zu einer zweiten Gutzuführzone am Kühleranfang zurückgeführt und dort als untere Schicht auf die Kühlfläche aufgegeben wird.
  • Ein Zweischichtkühler der vorstehend genannten Gattung ist beispielsweise durch die DE-C-10 97 346 bekannt. Ein derartiger Kühler hat den Vorteil, daß die Kühlfläche thermisch geschont wird, indem die untere Schicht bereits vorgekühlt ist und dadurch als Schutzlage wirkt.
  • Seit einigen Jahren werden insbesondere in der Zementindustrie fast ausschließlich sogenannte Schubrostkühler zum Abkühlen des aus dem Ofen austretenden heißen Schüttguts eingesetzt. Die Kühlfläche besteht dabei aus teilweise feststehenden und teilweise bewegten Rostplatten, deren Hubbewegung den Transport des Schüttguts durch den Kühler sicherstellt. Die aus den Rostplatten austretende und durch die Schüttgutschicht quer zur Bewegungsrichtung des Schüttgutes strömende Kühlluft schützt die Platten bis zu einem bestimmten Grad vor Überhitzung und somit vor ihrer frühzeitigen Zerstörung. Gleichzeitig werden die Spalten zwischen den einzelnen Platten von sogenannter Sperrluft durchströmt, die ein Verbrennen der Schubkanten sowie einen Durchtritt feinkörnigen Schüttguts verhindern oder zumindest reduzieren sollen.
  • In einem Schubrostkühler werden demnach die beiden Funktionen Kühlung und Transport durch das gleiche Bauteil, nämlich die Rostplatte, erfüllt.
  • Das Prinzip des Schubrostkühlers hat jedoch insbesondere die Nachteile, daß die Fertigung, Montage und Ausrichtung der einzelnen Rostplatten technisch sehr aufwendig und mit hohen Kosten verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweischichtkühler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu entwickeln, der einerseits in der Herstellung und Montage kostengünstiger ist und andererseits längere Standzeiten der Kühlfläche sowie einen geringeren Energieverbrauch aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, indem die Transporteinrichtung durch wenigstens einen Kettenförderer und die Kühlfläche durch einen statischen Belüftungsboden gebildet wird.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Indem der Kettenförderer mit Abstand vom Belüftungsboden angeordnet wird, verbleibt eine ruhende Gutschicht auf dem Belüftungsboden, die als Verschleißschutz dient.
  • Durch eine spezielle Ausgestaltung des Belüftungsbodens kann durch feinkörniges Schüttgut gebildeter Rostdurchfall zuverlässig verhindert werden.
  • Im Vergleich zu dem bekannten Schubrostkühler kann bei der erfindungsgemäßen Kombination von Kettenförderer und statischem Belüftungsboden insbesondere auf Sperrluftventilatoren und Einrichtungen zum Abtransport von Rostdurchfall verzichtet werden. Zudem sind die Investitionskosten für die Rostbeplattung und Rostbelüftung wesentlich geringer.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Zweischichtkühlers,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung von Kettenförderer und statischem Belüftungsboden,
    Fig. 3
    ein erstes Ausführungsbeispiel für den statischen Belüftungsboden und
    Fig. 4
    ein zweites Ausführungsbeispiel für den statischen Belüftungsboden.
  • Der in Fig. 1 in einer schematischen Gesamtansicht dargestellte Zweischichtkühler weist im wesentlichen einen sich zwischen Kühleranfang und Kühlerende erstreckenden statischen Belüftungsboden 1 und einen endlos umlaufenden Kettenförderer 2 auf.
  • Am Kühleranfang ist eine erste Gutzuführzone 3 vorgesehen, bei der eine obere Schicht 4a von heißem Schüttgut auf eine untere Schicht 4b von bereits vorgekühltem Schüttgut aufgegeben wird. Der Kettenförderer 2 ist beispielsweise als Kratzerförderer ausgebildet und verläuft im Bereich über dem Belüftungsboden 1 in der unteren Schicht 4b und transportiert diese untere Schicht 4b zusammen mit der darüberliegenden oberen Schicht 4a vom Kühleranfang zum Kühlerende.
  • Am Kühlerende ist eine Trenneinrichtung 5 vorgesehen, die die beiden Schichten 4a, 4b voneinander trennt, indem die untere Schicht als Fertiggut beispielsweise seitlich aus dem Kühler über einen Tisch abgezogen wird. Die obere Schicht hingegen kann zunächst einem Brecher 6 (z. B. einem Walzenbrecher) zugeführt und anschließend als Umlaufgut zum Kühleranfang zurückgeführt werden. Dieser Rücktransport könnte beispielsweise mit Hilfe des Untertrums 2a des Kettenförderers und einem sich anschließenden Becherwerk 7 erfolgen.
  • Das Umlaufgut wird an einer am Kühleranfang vorgesehenen zweiten Gutzuführzone 8 als untere Schicht 4b auf den Belüftungsboden 1 aufgegeben. Die Höhe der unteren Schicht 4b wird durch den Abstand zwischen dem Belüftungsboden 1 und einer Unterkante einer Stauwand 9 bestimmt. Die Stauwand 9 dient zweckmäßigerweise gleichzeitig als Trennwand zwischen der ersten und zweiten Gutzuführzone 3, 8.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Kettenförderer 2 ist als endlos umlaufende Kette ausgebildet, die über drei Umlenkrollen 10 und eine Antriebsrolle 11 geführt ist. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch denkbar, mehrere Förderer vorzusehen. Die Transportrichtungen des Gutes sind durch Pfeile mit gestrichelten Linien dargestellt.
  • Das Ober- und Untertrum 2b, 2a ist luftdurchlässig ausgebildet, so daß das aus dem Belüftungsboden austretende Kühlgas durch die untere und obere Schicht 4b, 4a strömen kann. Die Strömungsrichtungen des Kühlgases innerhalb des Zweischichtkühlers sind durch Pfeile mit durchgezogenen Linien dargestellt.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Kettenförderer Kratzer oder Mitnehmer 2c auf. Der Förderer 2 kann mit einem Abstand A vom Belüftungsboden 1 angeordnet sein, so daß während des Betriebes des Kettenförderers 2 eine ruhende, als Verschleißschutz dienende Gutschicht auf dem Belüftungsboden 1 verbleibt.
  • Im Rahmen der Erfindung kann der Förderer in der unteren Schicht auch unmittelbar auf dem Belüftungsboden angeordnet werden.
  • Der statische Belüftungsboden 1 besteht aus einer Vielzahl von Kühlgasdurchtrittsöffnungen, die derart ausgebildet sind, daß das Kühlgas durch diese Öffnungen in das zu kühlende Gut gelangen kann, jedoch feinkörniges Kühlgut die Öffnungen nicht durchdringen kann.
  • In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Belüftungsbodens dargestellt. Der Belüftungsboden 1 weist je eine Tragfläche 13 für das zu kühlende Schüttgut auf, wobei in jeder Tragfläche von oben her wenigstens eine taschenförmige Vertiefung 14 eingearbeitet ist, die an ihrem Boden 15 zumindest ein Durchgangsloch 16 aufweist, und in die eine Belüftungs-Abdeckplatte 17 derart eingepaßt angeordnet ist, daß jeweils eine Kühlgasdurchtrittsöffnung in Form eines im wesentlichen geschlossenen Ringspaltes ausgebildet ist. Zwischen dem unterseitigen Randbereich 17a jeder Belüftungs-Abdeckplatte 17 und dem gegenüberliegenden Randbereich 15a des Bodens 15 ist ein im wesentlichen ringförmig umlaufender Kühlgas-Eintrittsschlitz 19 ausgebildet, dessen lichte Weite durch Anordnung von Distanzelementen festgelegt ist.
  • Derartige Belüftungsböden zeichnen sich durch eine optimale Kühlgasverteilung im Gut aus, wodurch eine besonders intensive Kühlung des heißen Schüttguts ermöglicht wird. Ferner erweist sich die mehrteilige Ausbildung des Belüftungsbodens (der jeweils aus einem Plattengrund bzw. Hauptkörper und wenigstens einer entsprechend ausgebildeten und angeordneten Belüftungs-Abdeckklappe gebildet wird) auch in fertigungstechnischer Hinsicht als besonders vorteilhaft, wenn diese Plattenteile als Gußstücke hergestellt werden.
  • In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Belüftungsboden 1' dargestellt. Auch hier werden die ringspaltförmigen Kühlgas-Durchtrittsöffnungen 18' dadurch gebildet, daß in die Tragfläche 13' des Belüftungsbodens 1' von oben her zwei taschenförmige Vertiefungen 14' eingearbeitet sind, die an ihrem Boden 15' mehrere Durchgangslöcher 16' aufweisen und in die jeweils eine Belüftungs-Abdeckklappe 17' unter Ausbildung des genannten Ringspalts eingepaßt und angeordnet ist. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel schließt die Oberseite jeder Belüftungsklappe 17' bündig mit der Oberseite der Tragfläche 13' ab.
  • Sowohl das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 als auch das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 gewährleisten, daß kein Schüttgut (insbesondere Staubpartikel) durch den Belüftungsboden 1 in den unteren Teil des Klinkers gelangen kann. Im Gegensatz hierzu ist der Rostdurchfall bei den bekannten Schubrostkühlern nicht vermeidbar, der dann in entsprechender Weise abtransportiert werden muß.
  • Indem der Kettenförderer in der vorgekühlten unteren Schicht 4b angeordnet ist, kommt er nicht unmittelbar mit dem in der ersten Gutzuführzone 3 aufgegebenen heißen Schüttgut in Kontakt. Die untere Schicht 4b schirmt somit sowohl den Kettenförderer 2 als auch den Belüftungsboden 1 vor zu hoher thermischer Belastung ab. Der Förderer und der Belüftungsboden zeichnen sich dadurch durch lange Standzeiten aus.
  • Der statische Belüftungsboden mit einer in der Schüttgutschicht angeordneten Transporteinrichtung zeichnet sich gegenüber einem Schubrostkühler durch eine geringere Bauhöhe aus, da insbesondere die Belüftung wesentlich einfacher und raumsparender ausgebildet werden kann. Schließlich ist der Betrieb eines Kettenförderers im Vergleich zum Betrieb eines Schubrostkühlers wesentlich energiesparender.
  • Im Rahmen der Erfindung sind neben den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen auch andere statische Belüftungsböden denkbar.

Claims (8)

  1. Zweischichtkühler für heißes Schüttgut, insbesondere für Zementklinker, Erzmaterial oder dergleichen, enthaltend
    a) eine sich zwischen Kühleranfang und Kühlerende erstreckende Kühlfläche,
    b) eine am Kühleranfang vorgesehene erste Gutzuführzone (3), bei der eine obere Schicht (4a) von heißem Schüttgut auf eine untere Schicht (4b) von bereits vorgekühltem Schüttgut aufgegeben wird,
    c) eine das Schüttgut vom Kühleranfang zum Kühlerende transportierende Transporteinrichtung,
    d) eine am Kühlerende vorgesehene Trenneinrichtung (5), die die beiden Schichten (4a, 4b) voneinander trennt, wobei die untere Schicht (4b) als Fertiggut abgezogen wird,
    e) eine Einrichtung zum Zurückführen der oberen Schicht (4a) als Umlaufgut zum Kühleranfang,
    f) eine am Kühleranfang vorgesehene zweite Gutzuführzone (8), bei der das Umlaufgut als untere Schicht (4b) auf die Kühlfläche aufgegeben wird,
    gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    g) die Transporteinrichtung wird durch wenigstens einen Kettenförderer (2) und
    h) die Kühlfläche wird durch einen statischen Belüftungsboden (1) gebildet.
  2. Zweischichtkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenförderer (2) im Bereich der unteren Schicht (4b) angeordnet ist.
  3. Zweischichtkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenförderer (2) endlos umlaufend ausgebildet ist und ein luftdurchlässig ausgebildetes Ober- und Untertrum (2a, 2b) aufweist.
  4. Zweischichtkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Obertrum (2b) zum Transport des Schüttguts vom Kühleranfang zum Kühlerende und das Untertrum (2a) zum Transport des Umlaufguts vom Kühlerende zum Kühleranfang vorgesehen ist.
  5. Zweischichtkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenförderer (2) mit einem Abstand (A) vom Belüftungsboden (1) angeordnet ist, so daß eine ruhende Gutschicht auf dem Belüftungsboden verbleibt.
  6. Zweischichtkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsboden Kühlgasdurchtrittsöffnungen (18, 18') aufweist.
  7. Zweischichtkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsboden (1) aus wenigstens einer Tragfläche (13, 13') für das zu kühlende Schüttgut besteht, wobei in die Tragfläche (13, 13') von oben her wenigstens eine taschenförmige Vertiefung (14, 14') eingearbeitet ist, die an ihrem Boden (15, 15') zumindest ein Durchgangsloch (16, 16') aufweist, und in die eine Belüftungs-Abdeckplatte (17, 17') derart eingepaßt und angeordnet ist, daß jeweils eine Kühlgasdurchtrittsöffnung (18, 18') in Form eines im wesentlichen geschlossenen Ringspaltes ausgebildet ist.
  8. Zweischichtkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unterseitigen Randbereich (17a) jeder Belüftungsklappe (17, 17') und dem gegenüberliegenden Randbereich (15a) des Bodens (15, 15') jeder Vertiefung (14, 14') ein im wesentlichen ringförmig umlaufender Kühlgaseintrittsschlitz (19, 19') ausgebildet ist, dessen lichte Weite durch Anordnung von Distanzelementen festgelegt ist.
EP95120438A 1995-02-09 1995-12-22 Zweischichtkühler Withdrawn EP0726440A1 (de)

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