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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONVEYING HOT CEMENT CLINKER THROUGH A GRATE COOLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/087690
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to create a low-wear grate cooler having a high conveying capacity, a high efficiency and a fixed cooling grate (11), above which a number of rows of conveying elements (14) are arranged transversal to the direction of conveyance of the product to be cooled, and these conveying elements are driven from underneath the cooling grate. To this end, the invention provides that the conveying elements (14) are displaced in a controlled manner between a forward stoke position and a return stroke position either individually and/or in groups via push rods (15) that are located in the direction of conveyance of the product to be cooled. Said push rods (15) are each guided through a sleeve (16) that passes through the cooling grate (11).

Inventors:
Binninger, Thomas (186 Ridgeland Avenue Decatur, GA, 30030, US)
Schinke, Karl (Berrenrather Strasse 337 Köln, 50937, DE)
Mersmann, Matthias (Franssens Busch 14 4731 Lichtenbusch, BE)
Application Number:
PCT/EP2003/003886
Publication Date:
October 23, 2003
Filing Date:
April 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KHD HUMBOLDT WEDAG AG (Dillenburger Strasse 69 Köln, 51105, DE)
Binninger, Thomas (186 Ridgeland Avenue Decatur, GA, 30030, US)
Schinke, Karl (Berrenrather Strasse 337 Köln, 50937, DE)
Mersmann, Matthias (Franssens Busch 14 4731 Lichtenbusch, BE)
International Classes:
B65G25/00; F27D15/02; (IPC1-7): F27D15/02; B65G25/00; F28C3/16
Domestic Patent References:
WO2002081994A2
Foreign References:
EP0634619A1
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Transport eines Kühlgutes wie z. B. heißen Ze mentklinkers durch einen Rostkühler, mit einem von Kühlgas durch strömten feststehenden Kühlrost (11), oberhalb dessen quer zur Kühlguttransportrichtung mehrere Reihen benachbarter und von un terhalb des Kühlrostes angetriebener Förderelemente (14) angeord net sind, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransportrich tung und einer Rückhubposition bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (14) individuell einzeln und/oder in Gruppen über in Kühlguttransportrichtung lie gende Schubstangen (15) gesteuert bewegt werden, die jeweils durch Buchsen (16) des Kühlrostes (11) hindurch von unterhalb des Kühl rostes angetrieben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Förderelemente (14) sowohl hinsichtlich der Hublänge als auch hinsichtlich des Zeit verhaltens der Hubbewegungen von Vorhub (18) und/oder Rückhub (20) und/oder hinsichtlich der Hubfrequenz individuell variabel steuer bar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der durch den Kühlrost (11) geführten Kühlluft (10) als Sperrluft durch den Spalt zwischen Buchse (16) und Schubstange (15) geführt wird.
4. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (14) jeweils einer Reihe, die stiftförmig wie Rechenzinken von unten in das Kühlgutbett hineinragen, bei ihrer Vorhubbewegung (18) zwecks Bildung einer KühlgutSchubfront mit engem Abstand (19) voneinander und bei ih rer Rückhubbewegung (20) zwecks Minimierung einer Schubfront mit größerem Abstand (21) voneinander positioniert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (14) jeweils einer Reihe bei ihrer Vorhubbewegung (18) gemeinsam nach vorne bewegt werden und bei ihrer Rückhubbewegung (20) nicht gemeinsam, son dern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zu rückbewegt werden, bei welchen jeweils nur ein Teil der Förderele mente, z. B. jeweils nur jedes zweite Förderelement einer Reihe zur Unterdrückung des Aufbaues einer KühlgutSchubfront zurückbewegt wird.
6. Rostkühler mit einem von Kühlgas durchströmten Kühlrost (11), über den das abzukühlende Kühlgut wie z. B. heißer Zementklinker bewegbar ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale : a) oberhalb des Kühirostes (11), der feststehend ist, sind quer zur Kühlguttransportrichtung mehrere Reihen mit Abstand benachbarter Förderelemente (14) angeordnet, die indivi duell einzeln und/oder in Gruppen zwischen einer Vorhub position in Kühlguttransportrichtung und einer Rückhubpo sition gesteuert bewegbar sind, b) zum Antrieb der Förderelemente (14) sind diese jeweils mit in Kühiguttransportrichtung liegenden Schubstangen (15) verbunden, die jeweils durch eine durch den Kühlrost (11) hindurchgehende Buchse (16) hindurchgeführt und von unterhalb des Kühirostes angetrieben sind, c) die Steuerung der Bewegung der Förderelemente (14) ist so, dass im Vergleich zur Vorhubbewegung (18) bei der Rückhubbewegung (20) jeweils weniger Förderelemente einer Reihe bewegbar sind, d. h. bei der Rückhubbewe gung die Förderelemente einen größeren Abstand (21) voneinander haben als dies bei der Vorhubbewegung der Förderelemente einer Reihe der Fall ist.
7. Rostkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (14) stiftförmig ausgebildet sind, und dass sie oberhalb des Kühlrostes (11) wie Re chenzinken von unten in das Kühlgutbett hineinragen.
8. Rostkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstangen (15) zumindest in dem Längsbereich, mit dem sie in Schubrichtung aus ihren jeweiligen Buchsen (16) oberhalb des Schubrostes (11) heraustreten, sowie die Förderelemente (14) selbst mit einer Verschleißschutzschicht (22) versehen sind.
9. Rostkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unterhalb des Kühirostes (11) lie genden Enden (23) der Schubstangen (15) mit Schwingrahmen ver bunden sind, die unterhalb des Kühlrostes gelagert sind.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Transport von heißem Zementklinker durch einen Rostkühler

BESCHREI B UNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport eines Kühlgutes wie z. B. heißen Zementklinkers durch einen Rostkühler, mit einem von Kühlgas durchströmten feststehenden Kühlrost, oberhalb dessen quer zur Kühiguttransportrichtung mehrere Reihen benachbarter und von unterhalb des Kühirostes angetriebener Förderelemente ange- ordnet sind, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransport- richtung und einer Rückhubposition bewegt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Rostkühler werden in der Steine-und Erdenindustrie eingesetzt, um das zuvor in einem Ofen gebrannte Gut wie z. B. Zementklinker oder andere mineralische Güter unmittelbar anschließend auf dem Kühl- rost stark abzukühlen. Zwecks Transports des heißen Kühlgutes über die Kühlstrecke sind neben Wanderrostkühlern besonders die Schub- rostkühler weit verbreitet, bei denen das Rostsystem aus einer Viel- zahl von abwechselnd ortsfesten und beweglichen Rostplattenträgern besteht, auf denen jeweils mehrere mit Kühlluftöffnungen versehene und im wesentlichen von unten nach oben von Kühlluft durchströmte Rostplatten befestigt sind. Dabei wechseln sich in Förderrichtung ge- sehen ortsfeste Rostplattenreihen mit hin-und herbeweglichen Rost- plattenreihen ab, die über ihre entsprechend hin-und herbeweglichen Rostplattenträger auf einem oder mehreren längsbeweglich gelager- ten angetriebenen Schubrahmen gemeinsam befestigt sind. Durch die gemeinsam oszillierende Bewegung aller beweglichen Rostplattenrei-

hen wird das zu kühlende Gut, z. B. der heiße Zementklinker, schub- weise transportiert und dabei gekühlt. Dabei ist es bekannt, zur Schonung der Rostplatten vor thermisch-mechanischer Überbean- spruchung die Plattenoberseite mit Mulden bzw. Taschen zur Auf- nahme und zum Festhalten von Kühlgut zu versehen, welches dann eine Verschleiß-Schutzlage für das darüber gleitende heiße Kühlgut bildet (EP-B-0 634 619).

Zur Vermeidung des Verschleißproblems beim Schubrostkühler im Überlappungsbereich benachbarter bewegter und nicht bewegter Rostplattenreihen, hervorgerufen durch Zementklinkerabrieb und Gutverklemmungen im Überlappungsbereich der Rostplatten, ist als Alternative zu einem konventionellen Schubrostkühler z. B. aus der WO 98/48231 ein Rostkühlertyp bekannt, bei dem der von Kühlluft durchströmte Kühlrost nicht bewegt wird, sondern feststeht, wobei oberhalb der feststehenden Rostfläche quer zur Kühlguttransport- richtung mehrere Reihen benachbarter hin-und herbeweglicher bal- kenförmiger Förderelemente angeordnet sind, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung und einer Rückhubposi- tion bewegt werden, so dass durch die Hin-und Herbewegung dieser balkenförmigen Förderelemente im abzukühlenden Gutbett das Gut- material vom Kühleranfang zum Kühlerende sukzessive bewegt und dabei gekühlt wird. Bei diesem Transportverfahren wird die Förder- leistung entscheidend durch die Differenz zwischen dem bei jedem Vorhub in Förderrichtung bewegten Zementklinkervolumen und dem bei der Rückhubbewegung unerwünscht entgegen der Förderrichtung bewegten Klinkervolumen beeinflusst. Bei diesem Rostkühlertyp sind die querbalkenförmigen Förderelemente auf der Oberseite von verti- kalen in Kühlerlängsrichtung ausgerichteten Antriebsplatten befestigt, die sich durch entsprechende Längsschlitze des Kühirostes hindurch praktisch über die gesamte Kühlerlänge erstrecken, so dass durch Antrieb der Antriebsplatten von unterhalb des Kühirostes die balken- förmigen Förderelemente im Kühlgutbett hin-und herbewegt werden.

Es versteht sich, dass es aufwendig ist, den mit Kühlgut beladenen Kühlrost an den langen Durchtrittsschlitzen der Antriebsplatten gegen Rostdurchfall abzudichten und dabei den auftretenden Materialver- schleiß in Grenzen zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rostkühlertyp der letztgenannten Art zu schaffen mit einem neuartigen Antriebs-und Steuerungskonzept der Förderelemente, wobei die Förderleistung und der Wirkungsgrad des Rostkühlers erhöht und die Verschleiß- probleme vermindert sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit einem Rostkühler mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprü- chen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der erfindungsge- mäßen Vorrichtung zum Transport eines Kühlgutes wie z. B. heißen Zementklinkers durch einen Rostkühler mit oberhalb eines festste- henden von Kühlluft durchströmten Kühlrostes angeordneten Reihen von Förderelementen, die zwischen einer Vorhubposition in Kühlgut- transportrichtung und einer Rückhubposition bewegbar sind, werden die einzelnen Förderelemente, die z. B. stiftförmig ausgebildet sind und oberhalb des Kühlrostes wie Rechenzinken von unten in das Kühlgutbett hineinragen, jeweils über in Kühlguttransportrichtung lie- gende Schubstangen gesteuert bewegt, die jeweils in durch den Kühl- rost hindurchgehenden Buchsen abgedichtet und ggf. geführt sind.

Dabei nehmen die Buchsen eine etwa horizontale Lage bzw. eine Lage mit geringem Neigungswinkel zur Horizontalen ein. Die Schubstangen mit den daran befestigten Förderelementen werden von unterhalb des Kühlrostes über Linearantriebe angetrieben. Der gesamte Kühlrost hat praktisch keine Durchbrüche oder Spalten

mehr, die aufwendig abgedichtet werden müssten. Die Gefahr des Eindringens von feinem Schüttgutmaterial in den Ringspalt zwischen Buchse und jeweiliger Schubstange ist minimiert, und sie kann noch dadurch weiter abgesenkt werden, dass ein Teil der durch den Kühl- rost geführten Kühlluft als Sperrluft durch den Spalt zwischen Buchse und Schubstange geführt wird, wobei die Sperrluft gleichzeitig der Kühlung des Schiebesitzes dient. Statt Anwendung der Sperrluft wäre auch der Einbau eines austauschbaren verschleißfesten Ringdich- tungselementes möglich.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass infolge der Be- festigung der Förderelemente an den geführten Schubstangen die Förderelemente individuell einzeln und/oder in Gruppen gesteuert bewegt werden können. Als Beispiel wird angegeben, dass die För- derelemente jeweils einer Reihe bei ihrer Vorhubbewegung gemein- sam nach vorne bewegt werden und bei ihrer Rückhubbewegung nicht gemeinsam, sondern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfol- genden Schritten zurückbewegt werden, bei welchen jeweils nur ein Teil der Förderelemente, z. B. jeweils nur jedes zweite Förderelement einer Reihe zurückbewegt wird. Das heißt : Bei ihrer Vorhubbewegung sind die benachbarten stiftförmigen Förderelemente einer Reihe mit engem Abstand voneinander positioniert, so dass sich die Körner bzw. Bruchstücke des Zementklinkers zwischen den Förderelementen verhaken, wenn diese gemeinsam nach vorne bewegt werden und sich dabei nicht nur eine virtuelle, sondern eine tatsächliche Kühlgut- Schubfront bildet. Damit bei der Rückhubbewegung der Förderele- mente gar kein oder nur ein vergleichsweise geringes Zementklinker- volumen bewegt wird, werden die Förderelemente nicht gemeinsam, sondern in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zurückgefahren, indem zunächst z. B. nur jedes zweite Förderelement in die Ursprungslage zurückkehrt, während die restlichen Förderele- mente erst im zweiten Schritt zurückbewegt werden. Auf diese Weise werden die Abstände zwischen den Förderelementen bei der Rück-

hubbewegung (im Vergleich zur Vorhubbewegung) wesentlich ver- größert, das Schüttgut wie z. B. der Zementklinker kann sich nicht mehr zwischen den stiftförmigen Förderelementen halten und es wird nicht zurückgefördert. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jeweils die Hälfte der Schubstangen und damit Hälfte der etwa vertikal von unten nach oben in das Schüttgut ragenden Förderelemente über zwei voneinander unabhängige Schwingrahmen bewegt werden, die im Rostkühler unterhalb der Rostfläche gelagert sind.

Beim erfindungsgemäßen Rostkühler ist der Fördermechanismus zum Transport des Kühlgutes völlig unabhängig von der Belüftung des Kühlrostes. Der Fördermechanismus kann dazu dienen, die Vertei- lung des Zementklinkers in einer Weise aktiv zu beeinflussen, wie es bei bisher bekannten Klinkerkühlern nicht möglich ist. Die Länge der stiftförmigen Förderelemente gesehen über die Kühlerlänge und/oder die Kühlerbreite kann unterschiedlich gewählt werden, um die För- dereigenschaften über die Kühlerlänge und Kühlerbreite zu optimie- ren. Möglich wäre auch, die Förderelemente nicht in kompletten Rei- hen anzuordnen, sondern gegeneinander zu versetzen oder ganze Bereiche der Rostfläche auszulassen. Es wäre auch möglich, ein- zelne Antriebsreihen oder-sektionen mit eigenen kleinen Antrieben auszurüsten, um mit deren Hilfe den Zementklinker in bestimmten Be- reichen bzw. Zonen des Klinkerkühlers gezielt zu verteilen, zu be- schleunigen oder zu bremsen. Diese Technologie kann eine sehr wir- kungsvolle Ergänzung zum Belüftungssystem des Rostkühlers sein, da auf die erfindungsgemäße Weise der Zementklinker zur Örtlichkeit der Kühlluft transportiert wird.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an- hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs- beispieles näher erläutert.

Es zeigt : Fig. 1 : ausschnittsweise schematisch einen Vertikallängsschnitt durch den Kühlrost eines erfindungsgemäßen Rostkühlers zur Kühlung von aus einem Drehrohrofen ausgetragenen heißen Zementklinker, und Fig. 2 : ausschnittsweise und etwas vergrößert schematisch die Draufsicht auf den Rost des Rostkühlers der Figur 1 mit seinen Förderelementen.

Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Rostkühler mit einem von Kühlluft 10 im wesentlichen von unten nach oben durchströmten fest- stehenden, d. h. nicht bewegten Kühlrost 11, über den das abzuküh- lende Kühlgut wie z. B. heißer Zementklinker im Ausführungsbeispiel von links nach rechts in Pfeilrichtung 12 vom Kühlguteintritt zum Kühlgutaustritt bewegbar ist. Der Kühlrost 11 ist aus einzelnen Fel- dern oder Rostplatten zusammengesetzt, die mit Vorteil mit Kühlgut- mulden bzw. Kühlguttaschen 13 zur Aufnahme und zum Festhalten von Kühlgut ausgestattet sind, so dass beim Betrieb des Rostkühlers auf dem statischen Kühlrost 11 eine untere vorgekühlte Gutbettlage bzw. Schutzlage gebildet wird, über welche das abzukühlende heiße Gut mittels angetriebener Förderelemente 14 bewegt wird.

Oberhalb des Kühirostes 11 sind quer zur Kühlguttransportrichtung 12 mehrere Reihen mit Abstand benachbarter Förderelemente 14 an- geordnet, die im Ausführungsbeispiel stiftförmig ausgebildet sind und oberhalb des Kühlrostes wie Rechenzinken etwa vertikal von unten in das nicht dargestellte Kühlgutbett hineinragen. Zum Antrieb dieser Förderelemente 14 sind diese jeweils mit in Kühiguttransportrichtung liegenden Schubstangen 15 verbunden, die jeweils in einer durch den Kühlrost 11 hindurchgehenden Buchse 16 abgedichtet und ggf. ge- führt und von unterhalb des Kühirostes angetrieben sind, wie durch

den Doppelpfeil 17 angezeigt, nämlich von einer Vorhubposition in Kühlguttransportrichtung in eine Rückhubposition und umgekehrt. Ist die Buchse 16 ausschließlich eine Dichtungsbuchse, erfolgt die Füh- rung und Lagerung der Schubstange 15 über das unterhalb der Kühl- rostes 11 liegende Schubstangenende 23. In diesem Falle ist die Führung/Lagerung der Schubstange 15 von ihrer Abdichtung ge- trennt.

Wie aus der Draufsicht der Figur 2 ersichtlich, sind die Förderele- mente 14 jeweils einer Reihe bei ihrer Vorhubbewegung in Pfeilrich- tung 18 zwecks Bildung einer Kühlgut-Schubfront mit engem Abstand 19 voneinander und bei ihrer Rückhubbewegung in Pfeilrichtung 20 zwecks Minimierung einer Schubfront mit größerem Abstand 21 von- einander positioniert, was z. B. dadurch erreicht wird, wenn die För- derelemente 14 beim Rückhub nicht gemeinsam, sondern in wenigs- tens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten zurückbewegt wer- den, bei welchen jeweils nur ein Teil der Förderelemente, z. B. je- weils nur jedes zweite Förderelement 14 einer Reihe zur Unter- drückung des Aufbaues einer Kühlgut-Schubfront zurückbewegt wird.

Auf diese Weise wird die Förderleistung des erfindungsgemäßen Rostkühlers hoch gehalten.

Der Querschnitt der stiftförmigen Förderelemente 14 muss nicht zy- lindrisch sein. Der Querschnitt kann auch etwa keilförmig sein, so dass bei den Förderelementen beim Vorhub eine ausgeprägte vor- dere Schubfläche wirksam wird, während beim Rückhub der Förder- elemente diese wie ein Keilmesser mit vergleichsweise geringem Wi- derstand durch das Schüttgutbett gleiten. Zur Erhöhung der Standzeit können die Schubstangen 15 zumindest in dem Längsbereich, mit dem sie in Schubrichtung aus ihren jeweiligen Buchsen 16 oberhalb des Schubrostes 11 heraustreten, sowie die stiftförmigen Förderele- mente 14 selbst mit einer Verschleißschutzschicht 22 versehen sein.

Die unterhalb des Kühirostes 11 liegenden Enden 23 der Schubstan- gen 15 können mit mehreren Schwingrahmen verbunden sein, die un- terhalb des Kühlrostes gelagert und mit Linearantrieben verbunden sind.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können die Förder- elemente 14 beim erfindungsgemäßen Rostkühler individuell einzeln und/oder in wählbaren Gruppen zwischen ihrer Vorhubposition und ihrer Rückhubposition gesteuert bewegt werden, um die Fördereigen- schaften des Rostkühlers sowie die Verteilung des Zementklinkers über die Kühlerbreite und die Kühlerlänge optimieren zu können, so dass auch der thermische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Rostkühlers hoch ist. Denn der erfindungsgemäße Rostkühler ermög- licht es, den heißen Zementklinker in bestimmten Bereichen bzw. Zo- nen des Kühlers gezielt zu verteilen, zu beschleunigen oder zu brem- sen.

Als Zahlenbeispiel wird angegeben, dass die einzelnen Reihen der stiftförmigen Förderelemente 14 in Kühlerlängsrichtung in einem Ab- stand von etwa 0,5-1, 5 m angeordnet sind. Die Förderelemente 14 können z. B. 120 mm hoch sein, das entspricht etwa der zweifachen Höhe der Rostplatten-Schubkanten beim konventionellen Schubrost- kühler. Die Hublänge der bewegten stiftförmigen Förderelemente 14 kann z. B. 120 mm betragen.