NO773583L

NO773583L - OVEN FOR HEATING MATERIALS.

Info

Publication number: NO773583L
Application number: NO773583A
Authority: NO
Inventors: Lavaun S Merrill Jr
Original assignee: Marathon Oil Co
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1978-04-21
Also published as: DE2736537A1; CA1090123A; IT1143710B; ES463377A1; PL201599A1; SU694100A3; FR2368678A1; EG12768A; DD133707A1; JPS5351201A; BR7707005A; NL7711488A

Description

Oppfinnelsen angår systemer og fremgangsmåter som er spesielt.egnedefor å bevege et materiale under termolytiske prosesser i en roterende herd. Oppfinnelsen angår mer spesielt fremgangsmåter og apparater for å tilføre, transportere og uttømme koks under en kalsineringsprosess. The invention relates to systems and methods which are particularly suitable for moving a material during thermolytic processes in a rotary hearth. The invention relates more particularly to methods and apparatus for supplying, transporting and discharging coke during a calcination process.

Ovns.systerner som anvender seg av relativ roterende bevegelse mellom en herd og omrøringsarmer, har lenge vært anvendt for oppvarming og kalsinering av materialer. Slike systemer omfatter vanligvis f.eks. et oppvarmingskamner som omfatter et tak og sylindriske sidevegger, en sirkelformig herd, et omrøringssystem, en mekanisme for å bevirke en ^relativ roterende bevegelse mellom om-røringsarmene og herden, en egnet anordning for tilførsel til ovnen av materiale som skal behandles, og en annen anordning for å ut-tømme behandlet materiale fra ovnen. Omrøringssystemer har som regel omfattet en rekke omrøringsarmer som er undersøtttet over og strekker seg til tett nær herdens gulv for å komme i inngrep med og forflytte materialene på herden fra tilførselsområdet til uttømnings-punktet ved hjelp av en relativ roterende bevegelse mellom herdens gulv og omrøringsarmene. Denne bevegelse kan erholdes ved å rotere herdens gulv mens omrøringsarmene holdes stasjonære, eller ved å dreie omrøringsarmene mens gulvet holdes stasjonært. Slike systemer kan også omfatte kanaler for tilførsel av oxyderende gasser og, om nødvendig, brennbare gasser og et avgassystem for forbrente bipro-dukter og avgasser. Furnace systems that use relative rotary motion between a hearth and stirring arms have long been used for heating and calcining materials. Such systems usually include e.g. a heating furnace comprising a roof and cylindrical side walls, a circular hearth, a stirring system, a mechanism for effecting a relative rotary motion between the stirring arms and the hearth, a suitable device for supplying the furnace with material to be treated, and another device for discharging treated material from the furnace. Stirring systems have typically included a series of stirring arms that are undercut above and extend close to the hearth floor to engage and move the materials on the hearth from the feed area to the discharge point by means of a relative rotary motion between the hearth floor and the stirring arms. This movement can be obtained by rotating the hearth floor while the stirring arms are held stationary, or by rotating the stirring arms while the floor is held stationary. Such systems can also include channels for the supply of oxidizing gases and, if necessary, flammable gases and an exhaust system for burnt by-products and exhaust gases.

For slike kjente systemer med en roterende herd antas at det materiale som skal behandles, alltid må tilføres enten ved midten av herdens gulv og transporteres av omrøringsarmene til herdens omkretskant for å uttømmes derfra, eller at materialet må til-føres til området for herdgulvets omkretskant og ved hjelp av om-røringsarmene transporteres til midten av herden for derfra å ut- tømmes. Ved slike systemer beveges det materiale som skal behandles, radialt i bare én retning under behandlingen, og i de fleste tilfeller kan bare ett materiale eller en blanding av materialer behandles i systemet til en viss tid. Slike systemer har også vært tilbøyelige til å være begrenset hva gjelder størrelse og hastighet. Små herder har vanligvis vært istand til å håndtere bare begrensede materialmengder. Store herder krever vanligvis flere omrøringsarmer og en høy relativ bevegelse mellom herden og omrøringsarmene. Dersom arbeidshastigheten er forholdsvis høy, har dette vist seg å bevirke uønskede mekaniske virkninger på det materiale som behandles, som knusing eller dannelse av ubrukbart finstoff. En hurtig arbeidsprosess forårsaker også mekanisk slitasje av utstyret. For such known systems with a rotary hearth, it is assumed that the material to be treated must always be supplied either at the center of the floor of the hearth and transported by the stirring arms to the peripheral edge of the hearth to be discharged from there, or that the material must be supplied to the area of the peripheral edge of the hearth floor and with the help of the stirring arms, it is transported to the center of the hearth to be emptied from there. With such systems, the material to be processed is moved radially in only one direction during processing, and in most cases only one material or a mixture of materials can be processed in the system at a certain time. Such systems have also tended to be limited in terms of size and speed. Small kilns have usually been able to handle only limited amounts of material. Large kilns usually require multiple stirring arms and a high relative motion between the kiln and the stirring arms. If the working speed is relatively high, this has been shown to cause undesirable mechanical effects on the material being processed, such as crushing or the formation of unusable fines. A fast work process also causes mechanical wear of the equipment.

Kalsinering i roterovner er beskrevet f.eks. i britisk patentskrift nr. 1055857 og i US patentskrift nr. 3448012. De systemer som er beskrevet i US patentskrifter nr. 319180, nr. 1503234, Calcination in rotary kilns is described e.g. in British patent document no. 1055857 and in US patent document no. 3448012. The systems described in US patent documents no. 319180, no. 1503234,

nr. 3612497 og nr. 3859172, er typiske for de mange systemer hvor materialet beveges fra midten av en herd henimot dens omkretskant. I US patentskrifter nr. 3470063, nr. 3475286 og nr. 3359172 og no. 3612497 and no. 3859172, are typical of the many systems where the material is moved from the center of a hearth towards its peripheral edge. In US patent documents No. 3470063, No. 3475286 and No. 3359172 and

en rekke andre patentskrifter er bevegelse av et materiale i en roterende herd fra dens ytre omkrets til dens midte beskrevet. a number of other patents describe the movement of a material in a rotary hearth from its outer periphery to its center.

I US patentskrift nr. 3448018 er også beskrevet en roterende herd hvor materialet beveges fra herdens omkrets henimot midten av herden, og hvor gassen over herden deles, men ikke materialet som behandles på herden. US patent no. 3448018 also describes a rotary hearth where the material is moved from the periphery of the hearth towards the center of the hearth, and where the gas above the hearth is divided, but not the material that is processed on the hearth.

US patentskrift nr. 740103 fortjener også å nevnes her da det i dette er beskrevet et omrøringssystem som omfatter to rekker av omrøringsblader og hvor en av bladrekkene kan være anordnet med en vinkel i forhold til den andre rekke. I dette patentskrift er imidlertid ikke en roterende herd, tilførsel av materiale mellom de to rekker av omrøringsanordninger eller fjernelse av materiale fra systemet både ved midten og omkretskanten beskrevet. US patent no. 740103 also deserves to be mentioned here as it describes a stirring system which comprises two rows of stirring blades and where one of the rows of blades can be arranged at an angle in relation to the other row. In this patent, however, a rotating hearth, supply of material between the two rows of stirring devices or removal of material from the system both at the center and at the peripheral edge is not described.

I US patentskrifter nr. 630510 og nr. 734492 er omrørings-systemer beskrevet, hvor naboblader eller omrøringssystemer er anordnet med en vinkel i forhold til hverandre slik at materialet beveges bakover og fremover på herden. In US patent documents no. 630510 and no. 734492 stirring systems are described, where neighboring blades or stirring systems are arranged at an angle in relation to each other so that the material is moved backwards and forwards on the hearth.

Det tas ved oppfinnelsen hovedsakelig sikte på å tilveiebringe et system hvor materialet mottas på et roterende gulv på et sted som befinner seg radialt mellom og i avstand fra midten og omkretskanten av gulvet, og hvor et omrøringssystem anvendes som samtidig tvinger materialet fra avsetningsområdet henimot både midten og omkretskanten av gulvet som følge av en relativ roterende bevegelse mellom herdgulvet og omrøringssysternet. The main aim of the invention is to provide a system where the material is received on a rotating floor at a location located radially between and at a distance from the center and the peripheral edge of the floor, and where a stirring system is used which simultaneously forces the material from the deposition area towards both the center and the perimeter edge of the floor as a result of a relative rotating movement between the hearth floor and the stirring system.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe uttømningssteder langs både midten og den ytre omkrets av gulvet for derved å muliggjøre en samtidig uttømning av materialet fra begge steder. The invention also aims to provide discharge points along both the center and the outer perimeter of the floor, thereby enabling a simultaneous discharge of the material from both places.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe et omrøringssystem som på grunn av en relativ roterende bevegelse er istand til samtidig å tvinge materiale både henimot midten og omkretskanten av gulvet. The invention also aims to provide a stirring system which, due to a relative rotary movement, is capable of simultaneously forcing material both towards the center and the peripheral edge of the floor.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe The invention also aims to provide

en anordning som gjør det mulig å avsette to adskilte materialer på en indre og ytre del av gulvet og å bevege disse hhv. henimot midten og den ytre omkretskant av gulvet uten at materialene blandes med hverandre. a device that makes it possible to deposit two separate materials on an inner and outer part of the floor and to move these respectively. towards the center and the outer perimeter of the floor without the materials mixing with each other.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe et stort roterende herdsystem som kan drives ved lave hastigheter for derved å minske knusingen av materialet, dannelsen av finstoff og mekanisk slitasje av utstyret. The invention also aims to provide a large rotary curing system which can be operated at low speeds in order to thereby reduce the crushing of the material, the formation of fines and mechanical wear of the equipment.

De ovennevnte formål kan generelt oppfylles ved en ovn med roterende herd og med minst ett sted for tilførsel av materiale som skal behandles, idet dette sted er anordnet radialt mellom og i avstand både fra midten og omkretskanten av herdens gulv. Det område av herden som befinner seg radialt innad i forhold til det område hvor materialet tilføres, vil herefter bli betegnet som "det indre område" av herden. Herdens ringformige del på utsiden av det sted hvor materialet tilføres og som omgir det indre område, vil herefter bli betegnet som herdens "ytre område". Omrør-ingsarmer som er anordnet over herdens gulv og som kan settes i en relativ roterende bevegelse i forhold til herden, er anordnet radialt utad fra midten av herden. Omrøringsarmene er anordnet forskjellig over herdens indre område og ytre område. Omrørings-armene over herdens indre område er anordnet slik at de er istand til å bevege materiale på herdens indre område innad henimot midten av herden og henimot en eller flere sentra.lt anordnede uttømnings- åpninger. Omrøringsarmene over herdens ytre område er istand til å bevege materialet på herdens ytre område henimot herdens ytre omkrets og henimot én eller flere uttømningsåpninger langs herdens ytre omkrets. The above-mentioned purposes can generally be fulfilled by a furnace with a rotary hearth and with at least one place for the supply of material to be treated, this place being arranged radially between and at a distance from both the center and the peripheral edge of the floor of the hearth. The area of the hearth which is located radially inward in relation to the area where the material is supplied will hereafter be referred to as "the inner area" of the hearth. The hearth's annular part on the outside of the place where the material is supplied and which surrounds the inner area, will hereafter be referred to as the hearth's "outer area". Stirring arms which are arranged above the floor of the hearth and which can be set in a relative rotating movement in relation to the hearth, are arranged radially outwards from the center of the hearth. The stirring arms are arranged differently over the hearth's inner area and outer area. The stirring arms above the inner area of the hearth are arranged so that they are able to move material on the inner area of the hearth inwards towards the center of the hearth and towards one or more centrally arranged discharge openings. The stirring arms above the outer area of the hearth are able to move the material on the outer area of the hearth towards the outer circumference of the hearth and towards one or more discharge openings along the outer circumference of the hearth.

Om ønsket kan gulvet eller omr'5ringssystemet omfatte en skilleanordning i nærheten av det sted hvor materialet kommer inn, for å få en bedre avgrensning mellom herdens indre område og ytre område. If desired, the floor or the surrounding system can include a separating device near the place where the material enters, in order to obtain a better demarcation between the hearth's inner area and outer area.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringes minst to tilførselsanordninger for materialet. Disse tilførselsanordninger ' kan om ønsket kontrolleres slik at det til herdens indre område til-føres et materiale som er forskjellig fra det materiale som til-føres til herdens ytre område, slik at to forskjellige materialer samtidig kan behandles. According to one embodiment of the invention, at least two supply devices for the material are provided. If desired, these supply devices can be controlled so that a material different from the material supplied to the outer area of the hearth is supplied to the inner area of the hearth, so that two different materials can be treated at the same time.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene, hvorav The invention will be described in more detail with reference to the drawings, of which

Fig. 1 er et skjematisk riss sett ovenfra av en roterende herd ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 er et snitt gjennom midtseksjonen 2-2 av den roterende herd ifølge Fig. 1, Fig. 3 er et delsnitt gjennom en anordning ifølge en ut-førelsesform av oppfinnelsen, og Fig. 1 is a schematic top view of a rotary hearth according to the invention, Fig. 2 is a section through the middle section 2-2 of the rotary hearth according to Fig. 1, Fig. 3 is a partial section through a device according to an embodiment of the invention, and

Fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen Fig. 4 shows a further embodiment of the invention

som vist på de ovennevnte figurer. as shown in the above figures.

Ovssysternet Ovsysternet

På tegningene betegner like henvisningstall like deler på figurene. Ifølge Fig. 1 og 2 avgrenser en ovn 10 med et tak 12, sidevegger 14 og en roterende herd 16 et torrodialt oppvarmings-kammer 18. Herden 16 er generelt rund og omfatter en sentral åpning 20 og en omkretskant 22. En tilførselssilo 24 er anordnet utenfor ovnen og står via et rør 26 i forbindelse med en renne 28 i ovnen. Rennens 28 bunn er anordnet over herden for å til- In the drawings, like reference numbers denote like parts in the figures. According to Figs. 1 and 2, an oven 10 with a roof 12, side walls 14 and a rotating hearth 16 defines a torrodial heating chamber 18. The hearth 16 is generally round and comprises a central opening 20 and a peripheral edge 22. A feed silo 24 is arranged outside the oven and is via a pipe 26 in connection with a chute 28 in the oven. The bottom of the chute 28 is arranged above the hearth in order to

føre materiale som skal behandles, til herden. Rennen 28 er radialt anordnet mellom og i avstand fra herdens 16 sentrale åpning 20 og omkretskant 22. Den sentrale åpning 20 tjener som uttømnings-åpning på samme måte som en uttømningsåpning 3 2 ved herdens omkrets. Disse utløp er innarbeidet i systemet for å gjøre det mulig å fjerne behandlet materiale fra herden. lead material to be processed to the hearth. The channel 28 is arranged radially between and at a distance from the central opening 20 and peripheral edge 22 of the hearth 16. The central opening 20 serves as a discharge opening in the same way as a discharge opening 3 2 at the hearth's circumference. These outlets are incorporated into the system to make it possible to remove treated material from the hearth.

Av referansegrunner avgrenser rennen 28 for avlevering av materiale et "indre område" 34 og "et ytre område" 36 av herden 16 som av referansegrunner på Fig. 1 er delt fra hverandre ved hjelp av en stiplet sirkel 37. "Det indre område" 34 utgjør den ringformige overflate av herden 16 mellom den sentrale åpning 20 og den omkrets som på herden beskrives av den radius som strekker seg mellom herdens 16 midte og rennen 28. "Det ytre område" 36 utgjør herdens 16 ringformige del som befinner seg radialt utenfor rennen 28 og omgir det indre område 34. For reference purposes, the material delivery chute 28 defines an "inner area" 34 and an "outer area" 36 of the hearth 16 which, for reference purposes in Fig. 1, is separated from one another by means of a dashed circle 37. The "inner area" 34 constitutes the annular surface of the hearth 16 between the central opening 20 and the circumference described on the hearth by the radius that extends between the center of the hearth 16 and the chute 28. "The outer area" 36 constitutes the annular part of the hearth 16 which is located radially outside the chute 28 and surrounds the inner area 34.

En radial fordypning i taket 12 danner en grop 38 for om-røringsanordningene, hvori en omrøringsbæredel 40 er anordnet. A radial recess in the roof 12 forms a pit 38 for the stirring devices, in which a stirring support part 40 is arranged.

En kileformet omrøringsanordning 4 2 som bæres av omrøringsstøtte-anordningen 40, er anordnet i den samme radiale avstand som rennen 28 fra herdens midte. Omrøringsanordningen 42 tvinger nytilført materiale henimot herdens indre område og ytre område i takt med herdens rotasjon i en retning mot urviseren som antydet ved pilen på Fig. 1. Andre omrøringsanordninger er også tilstede i systemet. Som kjent har hver omrøringsanordning en aktiv flate, ikke vist, som er slik orientert at den kommer i kontakt med og tiltagende beveger materiale på herden i en retning innad eller utad. Om-røringsanordningene 44 som er understøttet av støttedelen 40 over herdens 16 indre område 34, er anordnet med spiss vinkel i forhold til herdens radius, slik at omrøringsanordningenes aktive flater får en slik orientering at materialet på herden som de kommer i kontakt med, tiltagende beveges henimot midten av herden. Den innerste omrøringsanordning 4 6 som også henger ned fra omrørings-støttedelen 40, er slik anordnet at den vil pløye materiale bort fra herden 16 og inn i det sentrale uttømningsutløp 20 som fører til f.eks. en i og for seg kjent varmekjele og kjøler, ikke vist. På lignende måte er omrøringsanordningene 48 som bæres av støtte-delen 40 over det ytre område 36, anordnet med deres aktive flater i stump vinkel i forhold til herdens radius for å bevege materiale som de kommer i kontakt med under den relative roterende bevegelse, tiltagende henimot herdens omkrets. Den ytterste omrøringsan-ordning 50 er anordnet slik at den pløyer materiale bort fra herden og inn i et omkretsutløp 32. Det sentrale uttømingsutløp 20 og omkretsuttømningsutløpet 3 2 kan efter ønske anvendes for å avgi materiale til en felles efterbehandlingsstasjon eller til adskilte efterbehandlingsstasjoner. Vanligvis opprettholdes en avstand av 1,25 - 10 cm mellom omrøringsanordningenes bunn og herdens 16 lag. Støttedelen 40 for omrøringsanordningen kan reguleres slik at omrøringsanordningenes inntrengning vertikalt nedad i laget av materiale som behandles, også kan reguleres og varieres. Ytterligere detaljer angående dette system og driften av dette i forbindelse med et materiale som skal behandles, er angitt nedenfor. A wedge-shaped stirring device 4 2 carried by the stirring support device 40 is arranged at the same radial distance as the chute 28 from the center of the hearth. The stirring device 42 forces newly added material towards the hearth's inner area and outer area in step with the hearth's rotation in an anti-clockwise direction as indicated by the arrow in Fig. 1. Other stirring devices are also present in the system. As is known, each stirring device has an active surface, not shown, which is oriented so that it comes into contact with and progressively moves material on the hearth in an inward or outward direction. The stirring devices 44, which are supported by the support part 40 above the inner area 34 of the hearth 16, are arranged at an acute angle in relation to the radius of the hearth, so that the active surfaces of the stirring devices are oriented in such a way that the material on the hearth with which they come into contact is increasingly moved towards the center of the hearth. The innermost stirring device 46, which also hangs down from the stirring support part 40, is arranged so that it will plow material away from the hearth 16 and into the central discharge outlet 20 which leads to e.g. a boiler and cooler known in and of themselves, not shown. Similarly, the agitators 48 carried by the support member 40 above the outer area 36 are arranged with their active surfaces at an obtuse angle to the radius of the hearth to move material with which they come into contact during the relative rotary motion, increasing towards hearth circumference. The outermost stirring device 50 is arranged so that it plows material away from the hearth and into a peripheral outlet 32. The central discharge outlet 20 and the peripheral discharge outlet 3 2 can be used as desired to deliver material to a common finishing station or to separate finishing stations. Usually a distance of 1.25 - 10 cm is maintained between the bottom of the stirring devices and the 16 layers of the hearth. The support part 40 for the stirring device can be regulated so that the penetration of the stirring devices vertically downwards into the layer of material being processed can also be regulated and varied. Further details regarding this system and its operation in connection with a material to be processed are set out below.

Drift av systemet Operation of the system

Under henvisning igjen til Fig. 1 og 2 vil drift av ovnssystemet 10 for f.eks. kalsinering av koks bli detaljert beskrevet. Ovnssystemet 10 forvarmes ved anvendelse av en i og for seg kjent anordning, ikke vist, til en temperatur av 450-1800°C, fortrinnsvis 1000-1550°C. Herden 16 settes i rotasjon mot urviseren ved hjelp av en i og for seg kjent anordning som heller ikke er vist. Egnede oppvarmingsapparater, roterende drivapparater og andre detaljer angående herden er beskrevet f.eks. i US patentskrift nr. 3612497. Forsinket petroleumskoks som skal behandles og som har en gjennom-snittlig partikkelstørrelse av ca. 1,28 cm og en største partikkel-størrelse av ca. 5,8 cm, tilføres via. røret 26 fra siloen 24 til tilførselsrennen 28. Denne reguleres slik at dens laveste ende befinner seg ca. 15,2 - 20,1 cm over den roterende herd 16, slik at det på herden fås et omkretsbånd av koks som ligger over grenseflaten 37 mellom herdens indre område 34 og ytre område 36. Ved den på Fig. 1 og 2 viste utførelsesform er den kileformede om-røringsanordning 4 2 anordnet straks på oppstrømssiden av rennen 28. Efter nesten en fullstendig omdreining av herden 16 beveges koks som er blitt avsatt fra rennen 23, slik at det kommer i kontakt med den kileformede omrørinasanordninq 42 og derved deles. With reference again to Fig. 1 and 2, operation of the furnace system 10 for e.g. calcination of coke be described in detail. The oven system 10 is preheated using a device known per se, not shown, to a temperature of 450-1800°C, preferably 1000-1550°C. The hearth 16 is set in anti-clockwise rotation by means of a device known per se which is also not shown. Suitable heating devices, rotary drive devices and other details regarding the hearth are described e.g. in US Patent No. 3612497. Delayed petroleum coke to be treated and which has an average particle size of approx. 1.28 cm and a largest particle size of approx. 5.8 cm, supplied via. the pipe 26 from the silo 24 to the supply chute 28. This is regulated so that its lowest end is located approx. 15.2 - 20.1 cm above the rotating hearth 16, so that a circumferential band of coke is obtained on the hearth that lies above the boundary surface 37 between the hearth's inner area 34 and outer area 36. In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the wedge-shaped stirring device 4 2 is arranged immediately on the upstream side of the chute 28. After almost a complete revolution of the hearth 16, coke which has been deposited from the chute 23 is moved so that it comes into contact with the wedge-shaped stirring device 42 and thereby splits.

En del av koksen tvinges på det indre område 3 4 og en del på det ytre område 36 av herden 16, slik at koksen danner et. par- av til-støtende, konsentriske, opphøyde render. Herden holdes i fortsatt rotasjon mot urviseren som vist ved pilen på fig. 1. Efter en ytterligere fullstendig omdreining vil den koks som er blitt tvunget på defcindre område- 34, og den koks som er blitt tvunget på det ytre område 36, komme i kontakt med hverandre og derefter begynne å bygges opp mot de førende eller aktive flater av de indre og ytre omrøringsanordninger 44 og 48 som befinner seg nærmest den kileformede omrøringsanordning 42. Efter hvert som koksen opp-hopes mot omrøringsanordningenes 44 og 48 aktive.flater, vil en del av koksen renne vekk ved hver omrørings anordnings bakre kant,slik at det dannes et par av ytterligere adskilte opphøyde, render, ikke vist. Disse opphøyde render beveges på sin side rundt på grunn av den fortsatte rotasjon av herden 16 inntil de kommer i kontakt med de neste nærmest liggende indre eller ytre omrørings-anordninger 44 og 48. Denne prosess gjentas stadig inntil materialet når omrøringsanordningene 4 6 og 50 ved midten 20 og den ytre omkrets 22 av herden. En ytterligere rotasjon av herden vil da tvinge materialet radialt innad og utad i forhold til de siste omrøringsanordninger hhv. 46 og 50 og inri i uttømningsåpninger 20 og 3 2. A part of the coke is forced on the inner area 3 4 and a part on the outer area 36 of the hearth 16, so that the coke forms a. pairs of adjacent, concentric, raised grooves. The hearth is kept in continued anti-clockwise rotation as shown by the arrow in fig. 1. After a further complete revolution, the coke which has been forced on the inner area 34, and the coke which has been forced on the outer area 36, will come into contact with each other and then begin to build up towards the leading or active surfaces of the inner and outer stirring devices 44 and 48 which are located closest to the wedge-shaped stirring device 42. As the coke accumulates against the active surfaces of the stirring devices 44 and 48, part of the coke will flow away at the rear edge of each stirring device, so that a pair of further separate ridges are formed, not shown. These raised grooves are in turn moved around due to the continued rotation of the hearth 16 until they come into contact with the next nearest inner or outer stirring devices 44 and 48. This process is constantly repeated until the material reaches the stirring devices 4 6 and 50 at the center 20 and the outer circumference 22 of the hearth. A further rotation of the hearth will then force the material radially inwards and outwards in relation to the last stirring devices or 46 and 50 and insert into drain openings 20 and 3 2.

Når koksen beveger seg fra rennen 28 til uttømningsåpningene 20 og 32, blir koksen gradvis oppvarmet. Oppvarmingen kan utføres ved hj<sl>p av luft og brennbare gasser som injiseres i ovnen via innløp, ikke vist, og antennes, eller ved forbrenning av flyktige brennbare gasser som avgis fra koksen efterhvert som denne oppvarmes. I det sistnevnte tilfelle er det fremdeles nødvendig at luft eller en annen oxyderende gass injiseres i kammeret for å støtte forbrenningen. Ved kalsineririg av koks vil temperaturen som fås fra begge disse typer av forbrenning i kammeret 18, over-skride 1093°C. Varmen i kammeret 18 avgis ved stråling direkte på det materiale som behandles, og den reflekteres også fra ovnens tak 12 og sidevegger 14 og letter således oppvarmingen av koksen på herden. As the coke moves from the chute 28 to the discharge ports 20 and 32, the coke is gradually heated. The heating can be carried out by means of air and flammable gases which are injected into the furnace via an inlet, not shown, and ignited, or by burning volatile flammable gases which are released from the coke as it is heated. In the latter case, it is still necessary for air or another oxidizing gas to be injected into the chamber to support combustion. In the case of calcining rich coke, the temperature obtained from both of these types of combustion in the chamber 18 will exceed 1093°C. The heat in the chamber 18 is given off by radiation directly on the material being treated, and it is also reflected from the roof 12 and side walls 14 of the furnace and thus facilitates the heating of the coke on the hearth.

Herden roterer med en forholdsvis lav hastighet av ca. en fullstendig omdreining pr. 4 minutter. Da gjentatte omdreininger av herden derfor er nødvendige for at koksen skal forflyttes radialt innad og utad fra omrøringsanordning til omrørings-anordning, kan hele behandlingsprosessen kreve 1 time eller lenger. The hearth rotates at a relatively low speed of approx. one complete revolution per 4 minutes. As repeated revolutions of the hearth are therefore necessary for the coke to be moved radially inwards and outwards from stirring device to stirring device, the entire treatment process may require 1 hour or longer.

Koks som behandles ved denne fremgangsmåte ved anvendelse av dette system, kalsineres til et tett carbon som er fritt for flyktige bestanddeler. Det har stor anvendbarhet f.eks. ved fremstilling av elektroder for elektrolytisk fremstilling av aluminium og for andre elektrolyseprosesser. Coke that is treated by this method using this system is calcined to a dense carbon that is free of volatile components. It has great applicability, e.g. in the production of electrodes for the electrolytic production of aluminum and for other electrolysis processes.

Ved anvendelse av det foreliggende system kan det ved anvendelse av en gitt herd som roterer med en gitt hastighet, behandles mer materiale i en gitt tid enn den materialmengde som kan behandles ved kjente prosesser hvor materialet som skal be handles', tilføres ved midten av herden og beveges henimot herdens omkrets, og vice versa. Dette skyldes den kjensgjerning at den kritiske parameter for behandlingen er temperaturen istedenfor tiden. Dette system gjør det også mulig for herdens indre og ytre halvdeler å behandle halve mengden av en vanlig material-charge med mindre opphopning av materiale på omrøringsanordningene og ved en langsommere omdreiningshastighet. På lignende måte gjør dette system det også mulig å anvende større herder ved forholdsvis langsomme hastigheter for behandling av en større materialmengde i en gitt tid. When using the present system, by using a given hearth that rotates at a given speed, more material can be processed in a given time than the amount of material that can be processed by known processes where the material to be treated is supplied at the center of the hearth and is moved towards the circumference of the hearth, and vice versa. This is due to the fact that the critical parameter for the treatment is the temperature instead of the time. This system also enables the inner and outer halves of the hearth to process half the amount of a normal material charge with less build-up of material on the agitators and at a slower rotational speed. In a similar way, this system also makes it possible to use larger hardeners at relatively slow speeds for processing a larger amount of material in a given time.

Andre utførelsesformer Other embodiments

På Fig. 3 er en annen utførelsesform av oppfinnelsen vist. Ved denne utf ørelsesf orm er et par tilf ør.selsrenner 28a og 28b anordnet hhv. innenfor og utenforkileanordningen 52 som er under-støttet på herdens 16 gulv. Ved denne anordning kan den materialmengde som behandles på herdens 'indre og ytre seksjoner, reguleres. Den gjør det også mulig å behandle, forskjellige materialer på herdens indre og ytre deler uten at materialene blandes med hverandre. Another embodiment of the invention is shown in Fig. 3. In this embodiment, a pair of supply channels 28a and 28b are arranged respectively. inside and outside the wedge device 52 which is supported on the hearth 16 floor. With this arrangement, the amount of material processed on the hearth's inner and outer sections can be regulated. It also makes it possible to process different materials on the inner and outer parts of the hearth without the materials mixing with each other.

Ved den på Fig. 4 viste utførelsesform er herden skrånet bort fra materialtilførselsområdet ved grenseflaten 37a under rennen 28 og henimot den sentrale utløpsrenne 20 og omkretsutløpsrennen 32. Ved denne utførelsesform eller de innen teknikken kjente avtrappede eller terrasserte utførelsesformer, ikke vist, vil tyngekraften lette omrøringsanordningene i å bevege materialet over herden. In the embodiment shown in Fig. 4, the hearth is sloped away from the material supply area at the boundary surface 37a under the chute 28 and towards the central outlet chute 20 and the peripheral outlet chute 32. In this embodiment or the stepped or terraced embodiments known in the art, not shown, the force of gravity will facilitate the stirring devices in moving the material over the hearth.

Andre utførelsesformer som omfatter den foreliggende oppfinnelse, vil fremstå for fagmannen. Således kan f.eks. mer enn én radialrekke av omrøringsanordninger anvendes for å øke om-røringen eller for å opprettholde en regulering av materialet som behandles på herden. Omrøringsanordningene kan være anordnet på annen måte enn langs en rett radial linje. De kan anordnes slik at de danner f.eks. en spiral eller et vilkårlig mønster. Det eneste krav er at hver omrørings anordning skal være anordnet med den riktige vinkel og at den fremre kant og den bakre kant av hver tilstøtende omrøringsanordning skal overlappe eller være anordnet tilstrekkelig nær hver annen tilstøtende omrøringsanordning til at materialet effektivt vil beveges fra det område på herden hvor det tilføres, til det sentrale uttømningsutløp og omkretsuttømningsut- Other embodiments comprising the present invention will be apparent to the person skilled in the art. Thus, e.g. more than one radial row of stirring devices is used to increase stirring or to maintain a regulation of the material being processed on the hearth. The stirring devices can be arranged in a different way than along a straight radial line. They can be arranged so that they form e.g. a spiral or an arbitrary pattern. The only requirement is that each stirring device must be arranged at the correct angle and that the leading edge and the trailing edge of each adjacent stirring device must overlap or be arranged sufficiently close to each other adjacent stirring device that the material will be effectively moved from that area of the hearth where it is supplied, to the central discharge outlet and peripheral discharge outlet

løpet. the race.

Selv om avstanden mellom de radialt anordnede omrøringsan-ordninger om ønsket kan være lik, kan disse avstander også varieres for å kompensere for forandringer i de konsentriske områder av herden, slik at det opprettholdes en i det vesentlige konstant lagdybde av materiale over herden. For å opprettholde en i det vesentlige konstant materialdybde på herden kan omrøringsanordningene som er anordnet over herdens ytre del 3 6 og utad fra rennen 28 for tilførsel av materiale og henimot omkretsen 22, f.eks. ha en stadig minskende avstand for å kompensere for en økning av det ringformede område av den del av herden som overstrykes av hver omrøringsanordning efterhvert som det befinner seg lenger bort fra herdens midte. På lignende måte kan de omrøringsanordninger som er anordnet innad i forhold til rennen 28 for tilførsel av materiale og henimot midten, ha en stadig tiltagende radialavstand for å kom-<p>ensere for en minskning av det ringformede område av herden som overstrykes av hver indre omrøringsanordning efterhvert som det befinner seg nærmere mot midten av herden. Although the distance between the radially arranged stirring devices can be equal if desired, these distances can also be varied to compensate for changes in the concentric areas of the hearth, so that an essentially constant layer depth of material above the hearth is maintained. In order to maintain an essentially constant material depth on the hearth, the stirring devices which are arranged above the outer part of the hearth 3 6 and outward from the chute 28 for supplying material and towards the circumference 22, e.g. having an ever-decreasing distance to compensate for an increase in the annular area of the part of the hearth which is crossed by each stirring device as it is further away from the center of the hearth. In a similar manner, the agitators which are arranged inward in relation to the chute 28 for supplying material and towards the center may have an ever-increasing radial distance to compensate for a reduction in the annular area of the hearth which is overlapped by each inner stirring device as it is located closer to the center of the hearth.

Omrøringsanordningene kan være laget av høytemperaturfaste materialer, som stål eller bløtt stål belagt med et keramisk materiale. De kan avkjøles ved hjelp av fluida som sirkuleres gjennom omrøringsanordningene. En spesielt gunstig type av om-røringsanordning er laget av et åpent metallgitter som er fylt med et varmeisolerende, keramisk materiale, og omfatter en anordning for sirkulering av kjølefluida, som beskrevet i US patentskrift nr. 3740184. The stirring devices can be made of high-temperature resistant materials, such as steel or mild steel coated with a ceramic material. They can be cooled by means of fluids that are circulated through the stirring devices. A particularly favorable type of stirring device is made of an open metal grid which is filled with a heat-insulating, ceramic material, and includes a device for circulating cooling fluid, as described in US patent document no. 3740184.

Bortsett fra at den må være anordnet i avstand både fra Except that it must be arranged at a distance both from

kanten 22 og midten 20 av herden, er plasseringen av rennen 28 the edge 22 and the center 20 of the hearth, is the location of the chute 28

for tilførsel av materiale ikke av avgjørende betydning. I enkelte tilfeller kan-det være ønsket å anordne rennen 28 på et slikt sted at herdens indre område 34 og herdens ytre område 36 tilnærmet vil bli like. Et slikt sted vil tilnærmet kunne bestemmes ved hjelp for supply of material not of decisive importance. In some cases, it may be desired to arrange the chute 28 in such a place that the hearth's inner area 34 and the hearth's outer area 36 will be approximately the same. Such a place can be approximately determined with help

av formelen: of the formula:

hvori r er den radiale avstand for rennen fra midten av herden, og R er radius for hele herden. where r is the radial distance of the chute from the center of the hearth, and R is the radius of the entire hearth.

For denne formel antas det at den sentrale åpnings 20 areal For this formula, it is assumed that the central opening's 20 area

er en meget liten del av herdens samlede areal. is a very small part of the hearth's total area.

Andre variable kan være utslagsgivende for en vurdering av hvor tilførselsrennen 28 skal plasseres. Dersom tiden for behandlingen av materialet på hver halvdel av herden er av avgjørende betydning, kan antallet, avstanden og størrelsen av omrøringsan-ordningene som virker på herdens indre område 34 og ytre område 36, være like viktige eller mer viktige enn arealet av de indre og ytre områder. Other variables may be decisive for an assessment of where the supply chute 28 should be placed. If the time for processing the material on each half of the hearth is of decisive importance, the number, distance and size of the stirring devices acting on the inner area 34 and outer area 36 of the hearth may be as important or more important than the area of the inner and outer areas.

Det er dessuten kjent å anvende flere tilførselsrenner ved midten eller omkretsen av herden sammen med flere omrøringssystemer for å bevege en rekke materialer over herdens samlede radius uten• av materialene blandes med hverandre, til på forhånd valgte utløp, se US patentskrift nr. 3859172. Slike systemer kan forbedres f.eks. ved å anordne tilførselsrennene innen områder som befinner seg i avstand både fra midten og omkretskanten av herden, sammen med flere omrøringssystemer, i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, for å bevege en rekke materialer selektivt til på forhånd valgte utløp ved midten eller omkretsen av herden, i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. It is also known to use several feed chutes at the center or the perimeter of the hearth together with several stirring systems to move a number of materials over the overall radius of the hearth without the materials mixing with each other, to pre-selected outlets, see US patent document no. 3859172. Such systems can be improved, e.g. by arranging the feed chutes within areas spaced from both the center and the peripheral edge of the hearth, together with multiple agitation systems, in accordance with the present invention, to move a variety of materials selectively to pre-selected outlets at the center or periphery of the hearth; in accordance with the present invention.

Ifølge det viste eksempel roterer herden og omrøringsan-ordningene er stasjonære, og dette er den foretrukne utførelses-form. Den foreliggende oppfinnelse omfatter imidlertid også systemer hvor herden er stasjonær og omrøringssystemet roterer rundt midten av herden. According to the example shown, the hearth rotates and the stirring devices are stationary, and this is the preferred embodiment. However, the present invention also includes systems where the hearth is stationary and the stirring system rotates around the center of the hearth.

Selv om den foreliggende fremgangsmåte og det foreliggende apparat er blitt beskrevet ovenfor som nyttig for f.eks. kalsinering av koks for anvendelse ved fremstilling av elektroder, er de også anvendbare for kontinuerlig kalsinering, forkoksning og/eller forflyktigelse av et hvilket som helst carbonholdig materiale, Although the present method and the present apparatus have been described above as being useful for e.g. calcination of coke for use in the manufacture of electrodes, they are also applicable for continuous calcination, coking and/or volatilization of any carbonaceous material,

som ikke-forkoksende kull, anthrasittkull, briketter eller pellets som inneholder bituminøst forkoksende kull, rå petroleumskoks, treprodukter og andre lignende carbonholdige materialer. De kan også anvendes for kalsinering av kalksten, dolomitt og sementsten, spaltning av carbonater, klorider og sulfater og aktivering eller reaktivering av trekull. such as non-coking coal, anthracite coal, briquettes or pellets containing bituminous coking coal, raw petroleum coke, wood products and other similar carbonaceous materials. They can also be used for calcining limestone, dolomite and cement stone, splitting carbonates, chlorides and sulphates and activating or reactivating charcoal.

Det fremgår derfor at oppfinnelsen angår et system og en fremgangsmåte for mottagelse av materiale innen et område som befinner seg mellom og i avstand både fra et sirkelformig gulvs midte og kant, for derefter å tvinge materiale henimot både midten og kanten av det sirkelformige gulv i takt med en relativ roterende bevegelse mellom gulvet og et tilstøtende omrøringssystem som er anordnet over gulvet. Det fremgår også av den ovenstående be-skrivelse hvorledes en slik fremgangsmåte og et system kan anvendes for samtidig å uttømme materiale både ved midten og den ytre omkrets av et slikt gulv. Et omrøringssystem er blitt detaljert beskrevet som på grunn av dets relative roterende bevegelse samtidig tvinger materiale henimot både midten og omkretskanten av gulvet. Modifiserte systemer som er istand til å motta to adskilte materialer og å bevege disse uten at de blandes med hverandre, hvorav ett beveges henimot midten og det annet henimot den ytre omkrets av herden, er også blitt beskrevet. Dessuten er det blitt beskrevet hvorledes et slikt system og en slik fremgangsmåte kan anvendes for å håndtere vanlige mengder av materialer ved lave hastigheter uten opphopning av materialet, og for behandling av store materialmengder ved forholdsvis lave rotasjonshastigheter, og også hvorledes forholdsvis store herder kan anvendes og drives ved forholdsvis lave rotasjonshastigheter. It therefore appears that the invention relates to a system and a method for receiving material within an area that is located between and at a distance from both the center and edge of a circular floor, to then force material towards both the center and the edge of the circular floor in step with a relative rotary movement between the floor and an adjacent stirring system arranged above the floor. It is also clear from the above description how such a method and system can be used to simultaneously exhaust material both at the center and the outer circumference of such a floor. A stirring system has been detailed which, due to its relative rotary motion, simultaneously forces material towards both the center and the peripheral edge of the floor. Modified systems capable of receiving two separate materials and moving them without mixing, one moving towards the center and the other towards the outer periphery of the hearth, have also been described. In addition, it has been described how such a system and such a method can be used to handle normal amounts of materials at low speeds without accumulation of the material, and for processing large amounts of material at relatively low rotational speeds, and also how relatively large hardeners can be used and operated at relatively low rotational speeds.

Claims

1. Furnace system characterized in that it comprises a heated chamber comprising a roof and side walls, a substantially round hearth in the chamber, the hearth having a center and a peripheral edge, a series of radially spaced stirring devices in the chamber, the stirring devices being arranged above , but close to, the hearth, a device for providing a relative rotational movement between the hearth and the stirring devices, a device for supplying material to the hearth, the supply device being arranged above the hearth and radially between and at a distance from both the center and the peripheral edge of the hearth, a material outlet at the center of the hearth and a material outlet at the peripheral edge of the hearth, the supply device serving to delimit an inner area and an outer area of the hearth, the area of the hearth between the center of the hearth and a circumference described on the hearth by the radius between the center of the hearth and the supply device constitute the inner area, and the remaining annular area of the hearth radially outside the supply device and which surrounds the inner area constitutes the outer area, and where the radially spaced apart stirring devices above and near the inner area are arranged with a angle of attack to move material on the inner area of the hearth increasing towards the center of the hearth and the central material outlet, and the stirring devices above and near the outer area are arranged with an angle of attack to move material on the outer area of the hearth increasing outward towards the peripheral material outlet in step with the relative rotational movement between the hearth and stirrer the devices.

2. Furnace according to claim 1, characterized in that it comprises a device for injecting oxidizing gas into the heated chamber and a device for removing gases from the chamber.

3. Oven according to claim 1 or 2, characterized in that the hearth rotates and that the stirring devices are essentially stationary.

4. Furnace according to claims 1-3, characterized in that the stirring devices are arranged in a row generally radially outward from the center of the hearth and towards the outer circumference, the stirring devices which are arranged inwards in relation to the material supply device being oriented in such a way way that during a relative rotational movement between the hearth and the stirring system, the active surface of essentially each internal stirring device describes an acute angle in relation to the radius of the hearth, while the stirring devices which are arranged outwards in relation to the material supply device are oriented in such a way that the active surface of essentially each external stirring device describes an obtuse angle in relation to the radius of the hearth.

5. Oven according to claims 1-4, characterized in that a device is arranged on the hearth to physically separate the inner area from the outer area.

6. Furnace according to claims 1-5, characterized in that at least one complex stirring device is arranged at approximately the same radial distance from the center of the hearth as the material supply device, the complex stirring device having at least two active surfaces, one of which is oriented such that the will move a material on the hearth with which it comes into contact under a relative rotational movement, towards the inner region of the hearth, while the other active surface is oriented so that it will move a material on the hearth with which it comes into contact under a relative rotational movement, towards the outer area of the hearth.

7. Oven according to claim 6, characterized in that the complex stirring device is wedge-shaped.

8. Furnace according to claim 1, characterized in that the hearth slopes downwards from below the area of the material supply device and towards the material outlets both at the center of and the peripheral edge of the hearth.

9. Furnace according to claim 1, characterized in that the material supply device is arranged at a distance r from the center of the hearth, where

and where R is the radius of the entire hearth.

10. Furnace according to claim 1, characterized in that the material supply device comprises at least two separate material supply chutes which are arranged radially between and at a distance from both the center and the peripheral edge of the hearth.

11. Furnace according to claim 10, characterized in that at least one supply chute is arranged so that it supplies material preferentially to the inner area of the hearth, and that at least one supply chute is arranged so that it supplies material preferentially to the outer area of the hearth.

12. Oven according to claim 11, characterized in that the hearth is provided with a device for physically separating the inner area from the outer area.

13. A rotary hearth type furnace comprising a heating chamber defined by a roof, generally cylindrical side walls and a generally circular hearth having a center and a peripheral edge, a stirring system disposed above the hearth, means for providing a relative rotational movement between the hearth and the stirring system, a device for supplying the hearth with material to be processed, the supply device being arranged above the hearth, a device for removing material from the hearth and a device for bringing the furnace up to the desired temperature, characterized in that the material supply device is arranged radially between and at a distance both from the center of the hearth and from the peripheral edge of the hearth, the device for removing material comprising at least one central outlet arranged approximately at the center of the hearth and at least one peripheral outlet arranged approximately at the peripheral edge of the hearth, and where the stirring system comprises at least an inner and an outer row of stirring devices, ide t each row comprises a number of stirring devices which have an active surface for engagement with material on the hearth during a relative rotational movement between the hearth and the stirring system, the inner row of stirring devices being arranged at a distance from each other increasing radially outwards from approximately the central outlet of the hearth approximately to the radial distance of the material supply device, substantially each agitator in the inner row of the agitator having an active surface oriented at an angle to move a material on the hearth with which it contacts in a relative rotational motion, increasing inwardly the central outlet, and in that the outer row of stirring devices are arranged at a distance from each other increasing radially outward from approximately the radial distance of the material supply device approximately to the circumferential edge of the hearth, and in that each stirring device in the outer row has an active surface which is oriented at an angle to move a material on the hearth and with which it comes into contact during a relative rotational movement, increasing outwards towards the circumferential outlet.

14. A material handling system, characterized in that it comprises a generally circular, substantially horizontal floor with a center and a peripheral edge, a series of radially spaced stirring devices arranged above, but close to, the floor, a device for providing a relative rotational movement between the floor and the stirring devices, and a device for supplying material to the floor, the supply devices being arranged above the floor and radially between and at a distance from both the center of and from the peripheral edge of the floor, the supply device delimiting an inner area and an outer area on the floor, of which the area of the floor located between the center of the floor and a circumference described on the floor by the radius between the center of the floor and the supply device constitutes the inner area, and the remaining annular area of the floor located radially outside the supply device and which surrounds the inner region, constitutes the outer region, and where stirring the sanding devices above and near the inner area are arranged with an angle of attack to move material on the inner area of the floor increasingly towards the center of the floor, and where the stirring devices above and near the outer area are arranged with an angle of attack to move material on the floor's outer area increasingly outwards towards the floor's peripheral edge in step with the relative rotational movement between the floor and the stirring devices.

15. Procedure for handling material in a system comprising an essentially round floor with a center and a peripheral edge and a stirring system arranged above the floor, characterized in that a relative rotational movement is provided between the floor and the stirring system, that material to be handled, is supplied to the floor within an area between both the center of and the peripheral edge of the floor, and that the material is simultaneously moved progressively from the supply area towards both the center of and the peripheral edge of the floor in step with the rotational movement.

16. Method according to claim 15, characterized in that the material is supplied to a number of areas between both the center of and the peripheral edge of the floor.

17. Method according to claim 15 or 16, characterized in that at least two different materials are supplied to at least two areas of the floor, one material being moved increasingly from its supply area towards the center of the floor and the other material being moved increasingly from its supply area towards the peripheral edge of the floor.

18. Method according to claim 15, characterized in that the material handling system is fitted in a heating chamber, that the materials being processed contain volatile, flammable components, that the materials are heated to drive off the volatile, flammable components into the heating chamber, that oxidizing gas is injected into the chamber and mixture with the combustible components, and that the gaseous mixture is ignited to develop heat in the chamber.

19. Method according to claim 18, characterized in that coke is treated and that the temperature in the chamber is increased to at least 1000°C.