Ein vertikaler Schachtofen erhitzt Material in einem festen, aufrechten Behälter. Das Futter wird oben zugeführt. Es bewegt sich durch ein heißes Bett und verlässt es am Boden. Eine stabile Leistung erfordert einen gleichmäßigen Materialfluss, einen guten Gasfluss und die richtige Wärmezufuhr.
Kalk- und Zementöfen haben unterschiedliche Aufgaben. Ein Kalkofen verwandelt Kalkstein in Branntkalk. Ein Zementschachtofen verwandelt vorbereitetes Rohmehl in Klinker. Ihr Futter-, Wärmebedarf und Produkttests sind unterschiedlich. Diese Unterschiede spielen bei der Auswahl eines Ofens eine Rolle.
Ofenstruktur
Die Hauptbestandteile eines Schachtofens
Eine Stahlhülle trägt die feuerfeste Auskleidung. Das Futter schützt die Schale vor Hitze. Die Zuführeinrichtung verteilt das Material über die Oberseite. Das Austragssystem entfernt das Produkt vom Boden. Ventilatoren bewegen Luft und Gas durch das System.
In einem herkömmlichen Einschacht-Kalkofen bewegt sich der Stein nach unten, während heißes Gas nach oben strömt. Luft dringt in die untere Zone ein und entzieht dem Kalk Wärme. Dasselbe Gefäß sorgt für Vorwärmung, Kalzinierung und Kühlung. Diese Zonen können sich bewegen, wenn sich Zufuhr, Brennstoff und Luftstrom ändern.
Arbeitsprozess
Bereiten Sie das Futter vor und verteilen Sie es
Zur Kalkherstellung wird Kalkstein zerkleinert und gesiebt. Kleine Partikel, sogenannte Feinpartikel, können die Lücken zwischen den Steinen verstopfen. Große Steine brauchen länger zum Durchheizen. Ein enger Größenbereich trägt dazu bei, dass das Gas gleichmäßig durch das Bett strömt.
Das Futter sollte über den Schaft verteilt werden. Es sollte sich nicht auf einer Seite aufbauen. Auch Steinfestigkeit, Feuchtigkeit und Chemikaliengehalt beeinflussen den Prozess und den fertigen Kalk.
Ein Zementschachtofen verwendet vorbereitetes Rohmehl. Bei einem auf Pellets basierenden Prozess müssen Mehlmischung, Brennstoffgehalt und Pelletstärke genau kontrolliert werden. Kalksteinklumpengrößen sind kein Richtwert für die Größe von Zementpellets.
Das Material vorwärmen und kalzinieren
Aufsteigendes heißes Gas erhitzt das neue Futter. Feuchtigkeit verlässt das Material, bevor sie die Hauptheißzone erreicht.
In einem Kalkofen wird Calciumcarbonat durch Hitze in Calciumoxid und Kohlendioxid zerlegt:
CaCO₃ + Wärme → CaO + CO₂
Die Hitze muss die Mitte jedes Steins erreichen. Auch das im Inneren gebildete Gas muss entweichen. Ein Stein mag von außen verbrannt aussehen, hat aber immer noch einen unverbrannten Kern. Auch zu viel Hitze oder Zeit kann die Reaktivität des Kalks verringern.
Zementklinker braucht weitere Reaktionen. Kalk reagiert mit Kieselsäure, Aluminiumoxid und Eisenverbindungen zu Klinkermineralien. Die maximale Materialtemperatur beträgt etwa 1450 Grad. Diese Klinkertemperatur ist nicht für jeden Kalkofen ein Zielwert.
Kühlen Sie das Produkt ab und entleeren Sie es
Luft dringt in den unteren Teil des Ofens ein und kühlt das heiße Produkt ab. In einem herkömmlichen Gegenstrom-Schachtofen unterstützt diese warme Luft dann die darüber liegende Verbrennung. Diese Wärmerückgewinnung trägt zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei.
Das Entladesystem steuert, wie schnell sich das Bett nach unten bewegt. Zufuhr-, Brennstoff-, Luft- und Austragsraten müssen zusammenarbeiten. Eine ungleichmäßige Entladung kann dazu führen, dass einige Materialien länger im Ofen bleiben als andere Materialien. Das Produkt wird dann zu Förderbändern und zur Lagerung transportiert. Branntkalk sollte trocken gehalten werden.
Funktionsprinzipien
Gleichen Sie Futter, Wärme und Luftstrom aus
Bediener müssen mehrere Signale gemeinsam lesen. Zufuhr- und Abflussraten zeigen, wie sich das Bett bewegt. Temperaturmessungen zeigen, wo Wärme verbraucht wird. Druckmessungen helfen dabei, Veränderungen im Gasfluss durch das Bett aufzuzeigen. Gastests und Produkttests helfen, das Ergebnis zu überprüfen.
Mehr Feinanteile, Ablagerungen oder eine schlechte Futterverteilung können den Gasfluss erschweren. Eine Änderung der Abgastemperatur kann ein Hinweis darauf sein, dass sich die Wärmeübertragung geändert hat. Eine Lektüre allein zeigt nicht die vollständige Ursache. Vergleichen Sie Trends im gesamten Ofen.
Der Druck ändert sich auch je nach Standort. Der Druck über dem Bett ist nicht dasselbe wie der Luftdruck darunter. Verwenden Sie die Sollwerte für das ausgewählte Ofen- und Ventilatorsystem. Wenden Sie keinen Druckwert auf den gesamten Ofen an.
Lesen Sie jede Abbildung für den richtigen Ofen
| Ofentyp | Artikel | Wert | Verwenden |
|---|---|---|---|
| Einschacht-Kalkofen | Kalkausstoß | 100–400 t/d | Herstellung von Branntkalk |
| Zementschachtofen | Klinkerausgang | 12–35 t/h | Zementklinker |
| PFR-Kalkofen | Steingröße | 30–80 mm | Gesiebter Kalkstein |
| PFR-Kalkofen | Steingrößenverhältnis | 2:1 | Ein ausgewählter Größenbereich |
| PFR-Kalkofen | Abgas | Ungefähr 150 Grad | Verknüpftes PFR-Ofendesign |
Der gesamte 30–80-mm-Bereich weist ein Größenverhältnis von etwa 2,67:1 auf. Es sollte nicht als ein 2:1-Feed-Bereich behandelt werden. Fraktionen wie 30–60 mm oder 40–80 mm erfüllen das Verhältnis 2:1.
Die endgültigen Geräteparameter werden entsprechend den Material-, Produktions-, Prozess- und Standortanforderungen ausgewählt. Kontaktieren Sie AGICO, um die richtige Ofeneinrichtung zu besprechen.
Besprechen Sie die Ofenauswahl
Technologieoptionen
Drei Schachtofenkonstruktionen
Ein Einschachtofen verwendet ein Materialbett. Futterverteilung, Brennstoffzufuhr und Bodenentleerung sorgen für einen gleichmäßigen Prozess. Siehe dieKalkofen mit vertikalem Schachtfür eine entsprechende Kalkproduktionsmöglichkeit.
EinRingschachtofenverfügt über einen ringförmigen Materialdurchgang zwischen Innen- und Außenteil. Seine Gaswege unterscheiden sich von denen in einem einfachen Schacht. Auch die Innenteile beeinträchtigen den Einbau- und Reparaturzugang.
A Doppelschacht-Kalkofenkann die regenerative Parallelfluss- oder PFR-Technologie verwenden. Die beiden verbundenen Wellen wechseln ihre Aufgaben. Beim Brennen bewegen sich heißes Gas und Material in der Brennzone in die gleiche Richtung. Das System gewinnt Wärme zurück, bevor die Betriebsarten umgeschaltet werden.
Energie und Einschränkungen
Vergleichen Sie den Wärmeverbrauch für dasselbe Produkt
Ein Schachtofenmantel bleibt stehen. Zum Drehen eines langen Ofenkörpers ist kein Antrieb erforderlich. Ventilatoren, Zuführeinrichtungen, Austragsantriebe und Förderbänder verbrauchen weiterhin Strom. Die Motorleistung des Ofens ist nicht dasselbe wie der Gesamtstromverbrauch der Anlage.
Die Wärmenutzung ändert sich je nach Ofentyp. Die BVT-Schlussfolgerungen der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2013 geben die folgenden Bandbreiten für die Kalk- und Dolomitkalkproduktion an.
| Ofentyp | Wärmeverbrauch (GJ/t Produkt) |
|---|---|
| GGR-Schachtofen | 3.2–4.2 |
| Ringschachtofen | 3.3–4.9 |
| Vorwärmer-Drehrohrofen | 5.1–7.8 |
| Langer Drehrohrofen | 6.0–9.2 |
Der Brennstoffverbrauch hängt auch von der Steinqualität, der Produktqualität, der Ofenbeladung und der Wärmerückgewinnung ab. Diese Zahlen umfassen Kalk und Dolomit. Zementklinker hat einen anderen Prozess und eine andere Wärmebilanz.
Teilen Sie AGICO die Material-, Produktions-, Brennstoff- und Standortdetails für eine Projektüberprüfung mit.
Überprüfen Sie die Prozessanforderungen
Schachtofen: Gaswege offen halten
Ein Schachtofen benötigt offene Lücken im Bett, damit Gas durchströmen kann. Zu viel Feinkorn, schwache Steine oder ungleichmäßige Fütterung können diese Wege blockieren. Aufgabegröße und Austragskontrolle sind daher zentrale Aufgaben.
Seine feste, aufrechte Schale vereint mehrere Wärmezonen in einem Gefäß. Im Anlagenlayout ist noch Platz für Zuführgeräte, Ventilatoren, Gasreinigung und Reparaturzugang erforderlich.
Drehrohrofen: Material durch den Mantel bewegen
Ein Drehrohrofen verwendet einen rotierenden, leicht geneigten Mantel. Der Drehmantel bewegt und vermischt das Material, während es durch den Ofen läuft. Außerdem benötigt die Anlage den Antrieb, Stützrollen, Dichtungen und ein passendes Kühlsystem.
Die beste Wahl hängt vom Futtermittel, Produkt und Prozess ab. Siehe dieVergleich zwischen Drehrohrofen und Vertikalschachtofenfür weitere Einzelheiten.
Integrieren Sie die Gasreinigung in die Anlage
Die Gasreinigung ist Teil des Ofensystems. Gasfluss, Temperatur und Staubbelastung beeinflussen die Geräteauswahl. Auch Kraftstoff- und Verbrennungsbedingungen wirken sich auf die Emissionen aus. Kohlendioxid entsteht sowohl bei der Kalzinierung von Kalkstein als auch bei der Verbrennung von Kraftstoff. Ein Staubfilter entfernt Staub; Durch diesen Prozess wird kein CO₂ entfernt.
Kostenfaktoren
Planen Sie die gesamten Anlagenkosten
Der Ofenpreis ist nur ein Teil des Budgets. Eine funktionierende Anlage benötigt außerdem Futterhandhabung, Brennstoffversorgung, Ventilatoren, Gasreinigung, Steuerungen und Produkthandhabung. Fundamente, Stahlarbeiten und Baustellenarbeiten erhöhen die Installationskosten.
Beginnen Sie mit der erforderlichen Leistung und Produktqualität. Anschließend legen Sie fest, welche Ausstattung und Leistungen im Preis enthalten sind. Dies erleichtert den Vergleich von Anbieterangeboten.
Leistung und Produktqualität
Kraftstoff- und Strompreise
Ausstattung und Standortumfang
Ausrüstung und Baustellenarbeiten
Sehen Sie sich die vollständige Ausrüstungsliste an. Dazu gehören Lagerung, Förderbänder, Elektroarbeiten, Fundamente und Installation. Auch der Zugang zum Standort und der Hubraum wirken sich auf den Arbeitsaufwand und die Kosten aus.
Kraftstoff und Strom
Die Brennstoffkosten pro Tonne entsprechen dem Wärmeverbrauch in GJ/t multipliziert mit dem Brennstoffpreis pro GJ. Die Stromkosten pro Tonne entsprechen dem Stromverbrauch in kWh/t multipliziert mit dem lokalen Strompreis.
Feuerfeste Materialien und Ersatzteile
Ermöglichen Sie Feuerfestprüfungen, Auskleidungsreparaturen und Ersatzteile. Auch Zuführgeräte, Austragsteile, Ventilatoren, Dichtungen und Instrumente müssen gewartet werden. Verwenden Sie die ausgewählte Ausrüstungsliste, um Ersatzteile zu planen.
Reparaturzugang und Ausfallzeiten
Schlechter Zugang kann dazu führen, dass eine einfache Reparatur länger dauert. Planen Sie sichere Plattformen, Hebepunkte und Platz zum Entfernen von Teilen. Das Budget sollte auch Produktionsausfälle bei geplanten Stillständen berücksichtigen.
Installation
Bauen Sie eine solide Basis und Auskleidung
Das Fundament muss den Rohbau, die feuerfeste Auskleidung, die Ausrüstung und die Materiallast tragen. Bodenbedingungen, Wind und örtliche seismische Anforderungen beeinflussen den Entwurf. Überprüfen Sie vor Beginn der Arbeiten die Anker, die Wasserwaage und den Hebeplan.
Schalenabschnitte werden zusammengefügt und ausgerichtet. Die Feuerfestarbeiten folgen dem genehmigten Auskleidungsdesign. Jede Zone benötigt den richtigen Ziegel, die richtige Isolierung, die richtigen Fugen und den richtigen Raum für Wärmeausdehnung.
Richten Sie die Zufuhr- und Abfuhrausrüstung auf den Ofen und die Förderbänder aus. Überprüfen Sie Ventilatoren, Kanäle, Steuerungen und Instrumente als ein System. Die Inbetriebnahme umfasst Antriebstests, Feuerfesttrocknung und kontrolliertes Aufheizen.
Wartung
Finden Sie Probleme frühzeitig
Überprüfen Sie Gehäusetemperaturen, Drucktrends, Antriebszustand, Futterverteilung und Produktqualität. Ein neuer heißer Bereich auf der Schale erfordert Aufmerksamkeit. Die Temperatur allein gibt keinen Aufschluss über die genaue Dicke der verbleibenden Auskleidung.
Zuführeinrichtungen, Dichtungen, Austragsteile, Ventilatoren und Lager prüfen. Halten Sie die Kraftstoffauslässe sauber. Ein ungleichmäßiger Kraftstofffluss kann zu heißen und kalten Bereichen im Bett führen.
Überprüfen Sie bei einem geplanten Stillstand die Auskleidung auf Verschleiß, Risse, lose Steine und chemische Schäden. Vergleichen Sie diese Ergebnisse mit Betriebsaufzeichnungen. Halten Sie geeignete Ersatzteile bereit und sorgen Sie für einen sicheren Zugang für Reparaturarbeiten.
FAQ
Warum kann ein Ofen sowohl untergebrannten als auch übergebrannten Kalk produzieren?
Hitze und Zeit können je nach Bett unterschiedlich sein. Überprüfen Sie die Steingröße, die Futterverteilung, den Kraftstoffdurchfluss und die Entladung. Senden Sie AGICO die Produkttestergebnisse und Ofenaufzeichnungen, um das Problem zu überprüfen.
Kann aus der Kalkofentabelle ein Zementofen ausgewählt werden?
Die beiden Öfen haben unterschiedliche Aufgaben. Zementklinker benötigt aufbereitetes Rohmehl und klinkerbildende Reaktionen. Branntkalk wird durch Kalksteinkalzinierung hergestellt. Teilen Sie AGICO mit, welches Produkt und welches Futtermittel Ihr Projekt verwenden wird.
Was wird für einen sinnvollen Kostenvergleich benötigt?
Senden Sie AGICO das Ausgabeziel, die Ergebnisse der Materialtests, den Steingrößenbereich, die Brennstoffdetails und den Lageplan. Geben Sie an, welche Geräte und Dienstleistungen das Angebot umfassen soll. Vergleichen Sie den gleichen Anlagenumfang sowie den Preis.
Was sollte vor der Installation vereinbart werden?
Vereinbaren Sie Zeichnungen, Fundamentlasten, Hebepläne, Feuerfestdetails und Inbetriebnahmepflichten. Besprechen Sie den Zugang, Ersatzteile und die Vorbereitung des Bedieners mit AGICO, bevor mit den Arbeiten vor Ort begonnen wird.
