Das Verfahren des Drehkalzinierens beinhaltet den Einsatz eines Drehofens. Dabei handelt es sich um einen zylindrischen, sich drehenden Ofen, der für thermische Behandlungsprozesse verwendet wird. Zu diesen Verfahren gehören Kalzinieren, Sintern, Pyrolyse und Brennen.
Der Drehrohrofen funktioniert, indem das Material in einer beheizten, rotierenden Trommel umgewälzt wird. Diese Trommel kann entweder direkt (innerhalb der Ofenkammer) oder indirekt (von außen) beheizt werden. Die Art der Beheizung hängt von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab.
Die Temperatur und die Verweilzeit werden im Voraus festgelegt. Dies geschieht auf der Grundlage chemischer und thermischer Analysen. Ziel ist es, das Material homogen und gemäß den gewünschten Spezifikationen zu verarbeiten.
1. Kalzinierungsverfahren
Das Kalzinieren ist ein thermisches Behandlungsverfahren. Bei diesem Verfahren wird ein Material auf eine hohe Temperatur erhitzt, um eine chemische Dissoziation oder Trennung zu bewirken.
Dieses Verfahren wird üblicherweise bei der Herstellung anorganischer Materialien eingesetzt. Beispiele hierfür sind Kalkstein, Dolomit und Magnesit.
Bei der Kalzinierung von Kalkstein wird der Drehrohrofen bei einer Korngröße von 60 mm oder weniger bevorzugt. Dies liegt daran, dass er ein gleichmäßigeres Produkt mit einer höheren Rate liefert.
Der erzeugte Branntkalk eignet sich für Anwendungen wie Stahlerzeugung und Rauchgasentschwefelung.
2. Herstellung von Zementklinker
Drehrohröfen werden fast ausschließlich für die Herstellung von Zementklinker verwendet.
Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch von Rohstoffen auf eine hohe Temperatur erhitzt. Dadurch schmelzen sie teilweise und verwandeln sich in ein körniges Material, das als Klinker bezeichnet wird.
Dieser Prozess ist sehr energieintensiv. Auf ihn entfallen bis zu 50 % der gesamten Produktionskosten.
Innovationen in der Drehrohrofentechnologie zielen darauf ab, den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Kohle als Energiequelle und die Entwicklung von Wärmetauscheröfen.
3. Reduktionsröstung
Beim Reduktionsrösten im Drehrohrofen wird einer Erzkomponente mit Hilfe eines Reduktionsmittels wie Kohlenmonoxid der Sauerstoff entzogen.
Der Drehrohrofen fungiert als Reduktionsofen. Er ist in der Lage, eine breite Palette von Kohlenstoffträgern zu verwenden.
Die Charge (Erz und Reduktionsmittel) bewegt sich im Gegenstrom zu den heißen Gasen durch den Ofen. Dies erleichtert die Reaktionen, die das Erz reduzieren und das Kohlenmonoxid regenerieren.
4. Precalciner-Trockenprozessöfen
Bedeutende Fortschritte in der Drehrohrofentechnologie haben zur Entwicklung von Vorcalcinier-Trockenprozessöfen geführt.
In diesen Öfen wird die energieaufwendige Phase der Entkohlung des Kalksteins im Rohgemisch abgeschlossen, bevor das Material in den Drehrohrofen gelangt.
Dieses Vorcalcinierungsverfahren bietet Vorteile wie eine hohe Ofenleistung bei einem relativ kurzen Drehrohrofen mit kleinem Durchmesser. Dieses Verfahren wird seit den 1980er Jahren bevorzugt eingesetzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Drehkalzinierungsverfahren eine vielseitige und wichtige Technologie in verschiedenen Industriezweigen ist. Er ermöglicht thermische Behandlungen, die für die Herstellung von Materialien wie Zement, Kalk und verarbeiteten Mineralien unerlässlich sind.
Das Verfahren wird ständig weiterentwickelt, um die Effizienz zu steigern und die Umweltbelastung zu verringern.
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