BE1025459B1 - Temperature control for a baking process of ceramic materials - Google Patents
Temperature control for a baking process of ceramic materials Download PDFInfo
- Publication number
- BE1025459B1 BE1025459B1 BE2017/0112A BE201700112A BE1025459B1 BE 1025459 B1 BE1025459 B1 BE 1025459B1 BE 2017/0112 A BE2017/0112 A BE 2017/0112A BE 201700112 A BE201700112 A BE 201700112A BE 1025459 B1 BE1025459 B1 BE 1025459B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- zone
- temperature
- burner
- ceramic materials
- heating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B9/40—Arrangements of controlling or monitoring devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
De uitvinding betreft een temperatuursturingssysteem voor een bakproces van keramische materialen doorheen een tunneloven. Daarbij bevat het bakproces een opwarm-, vuur- en koelzone, bevat de vuurzone een stookzone en een sinterzone en bevat de stookzone branderzones voorzien van gasbranders. Iedere branderzone is gekenmerkt door een voor die zone ingestelde temperatuursaanvangs- en eindwaarde, waarbij de keramische materialen stapsgewijs doorheen de voornoemde zones gevoerd worden. Kenmerk van de uitvinding is dat gedurende het verblijf van de keramische materialen in een branderzone van de stookzone, het systeem de temperatuur in de branderzone stuurt van de aanvangswaarde tot de eindwaarde volgens een curve gelijk aan of gelegen onder de lineaire curve van de aanvangswaarde tot de eindwaarde voor de branderzone.The invention relates to a temperature control system for a baking process of ceramic materials through a tunnel oven. The baking process herein includes a heating, fire and cooling zone, the fire zone contains a heating zone and a sintering zone and the heating zone contains burner zones provided with gas burners. Each burner zone is characterized by a temperature start and end value set for that zone, wherein the ceramic materials are passed step by step through the aforementioned zones. Characteristic of the invention is that during the stay of the ceramic materials in a burner zone of the combustion zone, the system controls the temperature in the burner zone from the initial value to the final value according to a curve equal to or below the linear curve from the initial value to the final value for the burner zone.
Description
Titel : Temperatuursturing voor een bakproces van keramische materialen ·Title: Temperature control for a baking process of ceramic materials ·
BESCHRIJVINGDESCRIPTION
GEBIED VAN DE UITVINDING :FIELD OF THE INVENTION:
De hùidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een systeem voor de temperatuursturing voor een bakproces van keramische materialen.The present invention relates to a method and a system for temperature control for a baking process of ceramic materials.
Meer in het bijzonder betreft de uitvinding een werkwijze en een systeem waarbij het bakproces in de branderzones van een tunneloven op een intelligente manier gestuurd wordt. Dit leidt enerzijds tot een wezenlijke gasbesparing, anderzijds tot een kwalitatiever product door vermindering van de verliezen aan af te keuren gebakken materiaal.More in particular, the invention relates to a method and a system in which the baking process in the burner zones of a tunnel oven is controlled in an intelligent manner. This leads on the one hand to a substantial saving of gas, on the other hand to a more qualitative product by reducing the losses of baked material to be rejected.
1515
ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION
Inleiding:Preface:
Een steenfabriek of steenbakkerij, vroeger ook steenplaats, steenoven of tichelwerk genoemd, is een fabriek waar grof keramiek wordt geproduceerd, in het bijzonder bakstenen en vaak ook aanverwante producten, zoals dakpannen en stenen buizen, snelbouwstenen, steenstrippen,...A brickworks or brickworks, formerly also called brickworks, brick kilns or tile work, is a factory that produces coarse ceramics, in particular bricks and often also related products such as roof tiles and stone pipes, rapid building blocks, brick slips, ...
Belangrijk voor steenfabrieken was de beschikbaarheid van kléi zodat veel steenfabrieken zich vestigden in kleigebieden of aan de rand daarvan. Zo werden de steenfabrieken en pannenfabrieken op de grens van het klei- met het veengebied gebouwd. Langs de grote rivieren is rivierklei aanwezig, en de gebakken stenen werden vroeger per schip naar de afnemers vervoerd. Door de veelal grote aanwezigheid van klei is er in Vlaanderen, België, een traditie vanImportant for brick factories was the availability of clay so that many brick factories settled in clay areas or on their outskirts. For example, the brick factories and pan factories were built on the border of the clay with the peat area. River clay is present along the major rivers, and the baked stones used to be transported by ship to customers. Due to the often large presence of clay there is a tradition of it in Flanders, Belgium
BE2017/0112 metselbouwwerk en daarbij een grote hoeveelheid fabrieken aanwezig in deze streken. ' .BE2017 / 0112 masonry work and a large number of factories present in these areas. ".
Keramische producten worden globaal op dezelfde manier gemaakt Daarbij worden eerst de grondstoffen goed gemengd waarmee ze gevormd worden. De vormgegeven producten worden hierna gedroogd en daarna gebakken. Pas na het bakken zal de vormeling zijn karakteristieke eigenschappen hebben gekregen, pas dan spreekt men over keramiek.Ceramic products are made globally in the same way. First, the raw materials are thoroughly mixed with which they are formed. The shaped products are then dried and then baked. Only after firing will the green potato have its characteristic properties, only then will one speak of ceramics.
Ongeacht welke type fabriek, spreekt men over handvormmethodes, vormbakmethodes, strengpers of welk type dan ook, het product moet gebakkenRegardless of which type of factory, one speaks of hand-forming methods, form-baking methods, extruder or whatever type, the product must be baked
I worden. Het grootste deel van deze producten worden in een geheel oxiderend milieu gebakken. Dat wil zeggen dat er altijd zuurstof aanwezig is om de minerale brandstoffen te verbranden. Deze brandstoffen kunnen olie, kolen of gas zijn. Meestal kiezen de producenten voor gas omdat gas makkelijk te controleren, aan te brengen en goedkoper is. Nog altijd blijft de kostprijs van het gas één van de drie grootste kosten voor het fabricageproces en blijft het verbrandingsproces . voor een grote luchtvervuiling zorgen.I become. The majority of these products are baked in a completely oxidizing environment. This means that oxygen is always present to burn the mineral fuels. These fuels can be oil, coal or gas. Generally the producers opt for gas because gas is easy to control, install and cheaper. The cost of the gas still remains one of the three largest costs for the manufacturing process and the incineration process remains. cause major air pollution.
Periodieke en continue ovens:Periodic and continuous ovens:
Omdat het branden een energetisch en economisch duur proces is, is het van groot 20 belang de brandtechnologie te optimaliseren.Because burning is an energetically and economically expensive process, it is of great importance to optimize fire technology.
In de keramische sector zijn twee types oven of verbranding bekend: een periodieke of een continue uitvoering van het brandproces.Two types of furnace or combustion are known in the ceramic sector: a periodic or continuous execution of the burning process.
De ontwikkeling van periodieke naar continu ovens vloeide vooral uit het terugdringen van de voor het bakproces benodigde energie. Bij periodieke ovens 25 gaat veel energie verloren doordat de hele oven na iedere cyclus afgekoeld wordt en de warmte verloren gaat. De rookgas temperatuur komt hier overeen met de actuele temperatuur van de producten, bij continu ovens wordt deze warmte grotendeels benut voor het opwarmen en drogen van producten. Desondanks zijn aan dit type ovens nog steeds zeer hoge stookkosten verbonden.The development from periodic to continuous ovens resulted mainly from reducing the energy required for the baking process. With periodic furnaces 25 a lot of energy is lost because the entire furnace is cooled after each cycle and the heat is lost. The flue gas temperature here corresponds to the current temperature of the products, with continuous ovens this heat is largely used for heating and drying products. Nevertheless, this type of furnace still has very high heating costs.
BE2017/0112BE2017 / 0112
De huidige uitvinding heeft betrekking op het type continu oven; dit type is ook het meest voorkomende.The present invention relates to the continuous oven type; this type is also the most common.
In Figuur 1 is een schematische weergave van een continu type bakoven getoond. De plateauwagens, waarop de te bakken keramische materialen geladen worden, worden links in de ovengalerij ingebracht, en bewegen naar rechts doorheen de oven tot ze helemaal rechts uit de oven uitgereden worden.Figure 1 shows a schematic representation of a continuous type of baking oven. The platform wagons, on which the ceramic materials to be fired are loaded, are introduced into the oven gallery on the left, and move through the oven to the right until they are driven out of the oven to the far right.
Dit type continue bakoven wordt tunneloven genoemd, vermits de te bakken producten er doorheen verplaatst worden als in een tunnel.This type of continuous baking oven is called tunnel oven, since the products to be baked are moved through it like in a tunnel.
II
In de oven dienen drie zones onderscheiden: bij het binnenkomen van deThree zones must be distinguished in the oven: on arrival
I producten in de tunnel (links in de figuur) de opwarmzone, in het midden de vuurzone en bij het verlaten van de tunnel (rechts in de figuur) de koelzone.I products in the tunnel (left in the figure) the heating zone, in the middle the fire zone and when leaving the tunnel (right in the figure) the cooling zone.
Verloop van het bakproces in een continue oven:Course of the baking process in a continuous oven:
De bakprocessen van de diverse keramische producten onderscheiden zich in de eerste plaats van elkaar door een sterk verschillend tempëratuurverloop in de tijd. De opwarm en koelsnelheden kunnen sterk variëren van enkele graden tot wel honderden graden per uur. Ook de toptemperaturen lopen sterk uit elkaar van 800 tot wel 2000 graden.The baking processes of the various ceramic products distinguish themselves from each other in the first place by a strongly different temporal course of time. The heating and cooling speeds can vary greatly from a few degrees to hundreds of degrees per hour. The top temperatures also vary widely from 800 to 2000 degrees.
Figuur 2 toont een voorbeeld van de zogenaamde bakcurve: deze curve geeft de temperatuur weer doorheen de oven (in ordinaat, gaande van kamertemperatuur tot maximaal 1 200 °C; in abscis is de verblijftijd van de keramische materialen in de oven uitgezet in minuten.Figure 2 shows an example of the so-called baking curve: this curve shows the temperature throughout the oven (in ordinate, ranging from room temperature to a maximum of 1 200 ° C; in abscissa the residence time of the ceramic materials in the oven is plotted in minutes.
In het voorbeeld in de figuur 2 getoond, verblijven de te bakken keramische materialen in totaal 3630 minuten in de oven, dus 60 uur en 30 minuten.In the example shown in Figure 2, the ceramic materials to be fired remain in the oven for a total of 3630 minutes, i.e. 60 hours and 30 minutes.
Ook hier kunnen we de verschillende zones en overeenstemmende verblijfsperiodes van de keramische materialen in deze zones in de oven onderscheiden:Here too we can distinguish the different zones and corresponding residence periods of the ceramic materials in these zones in the oven:
BE2017/0112BE2017 / 0112
- een opwarmzone, onderverdeeld in een voorverwarmperiode/zone en opwarmperiode/zone;- a heating zone, subdivided into a pre-heating period / zone and heating-up period / zone;
- een vuurzone, onderverdeeld in een stookperiode/zone en een sinterperiode/zone;- a fire zone, subdivided into a heating period / zone and a sintering period / zone;
- een koelzone, onderverdeeld in een snelkoelperiode/zone en een koelperiode/zone.- a cooling zone, subdivided into a rapid cooling period / zone and a cooling period / zone.
Het verloop van de opwarming dient zodanig gekozen dat de veranderingen die het product ondergaat tijdens het opwarmproces, zoals krimp en uitzetting (met 10 name bij de kwartssprong) geen aanleiding géven tot schade. Daartoe laat men doorgaans de opwarmsnelheid dalen tot max 25°C graden per uur rond de kwartssprong temperatuur van 580°C graden in plaats van een gemiddelde van 50°C graden per uur in de voorverwarmzone. In de voorverwarmzone wordt niet gestookt. Hier wordt enkel gebruik gemaakt van de restwarmte van de stookzone.The course of the heating must be chosen in such a way that the changes that the product undergoes during the heating process, such as shrinkage and expansion (in particular during the quarter jump), do not give rise to damage. For this purpose, the heating rate is usually lowered to a maximum of 25 ° C degrees per hour around the quartz jump temperature of 580 ° C degrees instead of an average of 50 ° C degrees per hour in the preheating zone. There is no heating in the preheating zone. Only the residual heat from the heating zone is used here.
De ontstekingstemperatuur van gas wordt bereikt in de stookzone. In deze zone wordt effectief gas verbruikt. Meestal wordt in deze zone in een aantal stappen opgestookt tot het product de nodige top temperatuur heeft bereikt. De top temperatuur wordt aangehouden tot het product volledig dicht gesinterd is, wat plaatsvindt in de sinterzone.The ignition temperature of gas is reached in the heating zone. Gas is used effectively in this zone. In this zone, heating is usually carried out in a number of steps until the product has reached the required top temperature. The top temperature is maintained until the product is completely sintered, which takes place in the sintering zone.
In de stookzone wordt het temperatuursturingssysteem volgens de uitvinding toegepast en zal er gas bespaard worden.In the heating zone the temperature control system according to the invention is applied and gas will be saved.
Van zodra het product de nodige top temperatuur heeft bereikt, Wordt er na het verlaten van de sinterzone, in de snelkoelzone gekoeld tot net boven het bereiken van de gevoelige kwartssprong. Daarna vindt de verdere afkoeling van het gebakken product plaats in de koelzone.As soon as the product has reached the necessary top temperature, after leaving the sintering zone, cooling takes place in the rapid cooling zone until just above the sensitive quartz jump. The further cooling of the baked product then takes place in the cooling zone.
Koellucht wordt gerecupereerd voor het droogproces van de producten.Cooling air is recovered for the drying process of the products.
Huidige ontwikkelingen om gas te besparen:Current developments to save gas:
BE2017/0112BE2017 / 0112
De laatste decennia, gekenmerkt door een stijgend bewustzijn van de uitputtelijkheid van de energiebronnen en de effecten op de leefbaarheid op de aarde, zijn steeds geavanceerdere technieken ontwikkeld om effectiever en zuiniger met energie om te gaan.In recent decades, characterized by an increasing awareness of the exhaustion of energy sources and the effects on the quality of life on the earth, increasingly sophisticated techniques have been developed to deal with energy more effectively and economically.
De theoretische hoeveelheid energie nodig voor het bakken is slechts 400 KJ per kg materiaal. In werkelijkheid wordt veel meer energie aangewend in het huidige bakproces, met name voor tunnelovens 3500 tot 5500 KJ per kilogram product.The theoretical amount of energy required for baking is only 400 KJ per kg of material. In reality, much more energy is used in the current baking process, particularly for tunnel kilns 3500 to 5500 KJ per kilogram of product.
De energiecrisis in de jaren zeventig zorgde yoor processen die minder verliezen teweeg brachten met het stookproces. In deze periode gebruikten ze betere isolatie materialen zodat de verliezen hiervóór gedeeltelijk werden weggewerkt. Met de opkomst van de moderne industrie bleek al snel dat de menselijke zintuigen alleen niet in staat waren om processen onder controle te houden. Dit had als gevolg dat er nauwkeurige meetmethodes, veelal thermokoppels, werden ontwikkeld zodat de stokers het proces betëri onder controle kregen.The energy crisis in the 1970s caused yoor processes that caused fewer losses with the heating process. During this period they used better insulation materials so that the losses before this were partially eliminated. With the rise of modern industry it soon became apparent that the human senses alone were unable to control processes. As a result, accurate measuring methods, mostly thermocouples, were developed so that the distillers got the process under control.
De huidige systemen maken gebruik van meet en regelinstrumenten in het proces gekoppeld aan een PLC, programmable Logic Controller en een centrale computer. Via het scherm worden gewenste waarden ingegeven en meetwaarden afgelezen. Via dit systeem kunnen ook de kleppen voor de toevoer van het gas in de stookzone gestuurd worden.The current systems use measuring and control instruments in the process linked to a PLC, programmable Logic Controller and a central computer. Desired values are entered and the readings read from the screen. The valves for supplying the gas to the heating zone can also be controlled via this system.
Echter, tot óp heden is het bakproces voor keramische materialen in een tunneloven verre van geoptimaliseerd, voornamelijk uit oogpunt gasverbruik.However, to date, the baking process for ceramic materials in a tunnel oven is far from being optimized, mainly from the point of view of gas consumption.
Er bestaat daarom een behoefte aan methodes en systemen om het gasverbruik bij het bakken van keramische materialen in een tunneloven te verminderen, zonder daarbij de kwaliteit van de gebakken producten nadelig te beïnvloeden, en zonder, de capaciteit van de ovens te reduceren.There is therefore a need for methods and systems to reduce gas consumption when baking ceramic materials in a tunnel oven, without thereby adversely affecting the quality of the baked products, and without reducing the capacity of the ovens.
BE2017/0112BE2017 / 0112
SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION
De huidige uitvinding heeft betrekking op een tunneloven ‘voor een bakproces van keramische materialen,The present invention relates to a tunnel oven "for a baking process of ceramic materials,
- bevattende een opwarm-, vuur- en koelzone,- containing a heating, fire and cooling zone,
- de vuurzone bevattende een stookzone en een sinterzone,- the fire zone comprising a heating zone and a sintering zone,
- de stookzone bevattende branderzones voorzien van gasbranders,- the burner zone containing burner zones with gas burners,
- iedere branderzone gekenmerkt door een voor die zone ingestelde temperatuursaanvangs- en eindwaarde.- each burner zone characterized by a temperature start and end value set for that zone.
De tunneloven is daarbij geschikt voor het stapsgewijs doorvoeren van de keramische materialen doorheen de voornoemde zones,The tunnel oven is thereby suitable for stepwise passage of the ceramic materials through the aforementioned zones,
De tunneloven heeft als kenmerk dat hij voorzien is van een temperatuursturingssysteem, geschikt om gedurende het verblijf van de keramische materialen in een branderzone van de stookzone, de temperatuur in de ' branderzone van de aanvangswaarde tot de eindwaarde te sturen volgens een curve gelijk aan of gelegen onder de lineaire curve van de aanvangswaarde tot de eindwaarde voor de branderzone.The tunnel oven is characterized in that it is provided with a temperature control system suitable for controlling the temperature in the burner zone from the initial value to the final value according to a curve equal to or located during the stay of the ceramic materials in a burner zone of the heating zone. below the linear curve from the initial value to the final value for the burner zone.
Tenslotte heeft de uitvinding eveneens betrekking op een werkwijze voor het bakken van keramische materialen, waarbij de temperatuur doorheen het bakproces gestuurd wordt door het hoger vermelde sturingssysteem.Finally, the invention also relates to a method for baking ceramic materials, wherein the temperature throughout the baking process is controlled by the aforementioned control system.
Meer in het bijzonder omvat de uitvinding de werkwijzen en systemen zoals beschreven in de bijgevoegde conclusies.More in particular, the invention comprises the methods and systems as described in the appended claims.
BE2017/0112 .BE2017 / 0112.
korte Beschrijving van de tekeningenbrief Description of the drawings
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, alsWith the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, below, as
Λ voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een systeem en een werkwijze volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen.Example without any limiting character, some preferred embodiments of a system and a method according to the invention described, with reference to the accompanying drawings.
In deze tekeningen wordt het volgende weergegeven :The following is shown in these drawings:
Figuur 1 toont een schematische weergave van een continu type bakoven of tunneloven waarin het systeem volgens de uitvinding kan toegepast worden; Figuur 2 toont het temperatuursverloop doorheen de verschillende zones van een tunneloven;Figure 1 shows a schematic representation of a continuous type of baking oven or tunnel oven in which the system according to the invention can be applied; Figure 2 shows the temperature trend through the different zones of a tunnel oven;
Figuur 3 toont het temperatuursverloop volgens de stand van de techniek en volgens de uitvinding van een vracht keramische materialen doorheen de stookzone en sinterzone van een tunneloven;Figure 3 shows the temperature trend according to the state of the art and according to the invention of a load of ceramic materials through the firing zone and sintering zone of a tunnel oven;
Figuur 4 toont schematisch de stookzone van een tunneloven met negen branderzones;Figure 4 shows schematically the heating zone of a tunnel oven with nine burner zones;
Figuur 5 toont schematisch de sturing volgens de uitvinding;Figure 5 shows schematically the control according to the invention;
Figuur 6 toont schematisch een gasbrander voor gebruik in een tunneloven;Figure 6 schematically shows a gas burner for use in a tunnel oven;
Figuur 7 toont schematisch het verloop van de temperatuur doorheen één branderzone in functie van het doorvoeren van verschillende ladingen keramische materialen door die branderzone;Fig. 7 schematically shows the variation of the temperature through one burner zone as a function of the passage of different loads of ceramic materials through that burner zone;
Figuur 8 toont het detail van het temperatuursverloop doorheen één branderzone voor één enkele doorvoer van een lading keramische materialen.Figure 8 shows the detail of the temperature variation through one burner zone for a single passage of a load of ceramic materials.
BESCHRIJVING VAN DE UITVINDINGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Zoals hoger aangegeven, betreft de uitvinding drie aspecten:As stated above, the invention concerns three aspects:
1) een sturingssysteem voor de temperatuur doorheen een tunneloven;1) a temperature control system through a tunnel oven;
BE2017/0112BE2017 / 0112
2) een tunneloven waarin zulk systeem tóegepast of geïmplementeerd wordt;2) a tunnel oven in which such a system is applied or implemented;
3) een werkwijze voor het bakken van keramische materialen in een tunneloven waarbij de temperatuur gestuurd wordt volgens het vermelde sturingssysteem.3) a method for baking ceramic materials in a tunnel oven in which the temperature is controlled according to the stated control system.
In de hiernavolgende gedetailleerde beschrijving zal in het bijzonder het eerste aspect toegelicht worden, met name de sturing op zich.In the following detailed description, the first aspect in particular will be explained, in particular the control per se.
Het sturingssysteem volgens de uitvinding en/of de werkwijze op basis van dit sturingssysteem kan door de vakman zonder noemenswaardige problemen in een bestaande tunneloven, of eventueel in een nieuw te bouwen tunnelovenThe control system according to the invention and / or the method based on this control system can be carried out by the person skilled in the art without significant problems in an existing tunnel oven, or possibly in a new tunnel oven to be built.
I geïmplementeerd worden.I be implemented.
Ter illustratie hiervan is achteraan de beschrijving vermeld hoe de sturing b.v. vanuit een Siemens ® PLC kan plaatsvinden.To illustrate this, it is stated at the end of the description how the control e.g. can take place from a Siemens ® PLC.
In een voorkeur uitvoeringsvorm van de uitvinding verloopt de temperatuurscurve parabolisch van de aanvangstemperatuur tot de eindtemperatuur van een gegeven branderzone.In a preferred embodiment of the invention, the temperature curve runs parabolic from the initial temperature to the final temperature of a given burner zone.
Volgens een verdere voorkeuruitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding stuurt het systeem de temperatuur van alle branderzones van de stookzone vanaf de branderzone waarvoor de ingestelde temperatuursaanvangswaarde gelijk is aan of hoger is dan de gasontstekingstemperatuur.According to a further preferred embodiment of the system according to the invention, the system controls the temperature of all burner zones of the heating zone from the burner zone for which the set temperature starting value is equal to or higher than the gas ignition temperature.
Volgens een verdere voorkeuruitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding wordt de temperatuur gestuurd door regeling van de gastoevoer en/of luchttoevoer in de branderzones in functie van de volgende inputparameters:According to a further preferred embodiment of the system according to the invention, the temperature is controlled by control of the gas supply and / or air supply in the burner zones in function of the following input parameters:
- de in de branderzone conform de curve gewenste temperatuur,- the temperature desired in the burner zone in accordance with the curve,
- de in de branderzone gemeten temperatuur.- the temperature measured in the burner zone.
BE2017/0112BE2017 / 0112
Volgens een nog verdere voorkeur uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding wordt de gastoevoer in ieder van de in de stookzone voorziene branders in functie van de inputparameters gestuurd door optimalisatie van de pulstijd van de gasbranders en/of luchttoevoer.According to a still further preferred embodiment of the system according to the invention, the gas supply in each of the burners provided in the combustion zone is controlled as a function of the input parameters by optimizing the pulse time of the gas burners and / or air supply.
Bij voorkeur wordt de temperatuur in de branderzone gemeten bij middel van een thermokoppel.The temperature in the burner zone is preferably measured by means of a thermocouple.
Zoals hoger aangegeven, figuur 4 toont de stookzone van een tunneloven waarin, enkel ter illustratie en zonder beperkend karakter, negen branderzones worden aangegeven.As indicated above, Figure 4 shows the firing zone of a tunnel oven in which, for illustration only and without limitation, nine burner zones are indicated.
In elk van deze branderzones dient bij aankomst van een plateauwagen gevuld met keramische materialen, de temperatuur te stijgen van een vooraf ingestelde aanvangswaarde naar een eveneens vooraf voor die branderzone ingestelde eind15 of te bereiken temperatuurs-waarde.In each of these burner zones, upon arrival of a platform trolley filled with ceramic materials, the temperature must rise from a pre-set initial value to an end value 15 or temperature value to be reached, also pre-set for that burner zone.
De waarden van déze temperaturen nemen gradueel toe naarmate de plateauwagen verder in de tunnelover voortschrijdt. In de laatste branderzone zal de top temperatuur bereikt en aangehouden worden.The values of these temperatures gradually increase as the platform trolley progresses further into the tunnel. The top temperature will be reached and maintained in the last burner zone.
In de volgende figuur, figuur 5, wordt getoond hoe het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding de gasbranders via hun respectieve gaskleppen zal aansturen om deze gewenste eindtemperatuur in een gegeven branderzone te bereiken volgens een welgedefiniëerde curve.The following figure, Figure 5, shows how the temperature control system according to the invention will control the gas burners via their respective gas valves in order to achieve this desired end temperature in a given burner zone according to a well-defined curve.
Dit systeem wordt bij voorkeur toegepast op alle branderzones van de stookzone van de tunneloven. Daartoe wordt gebruik gemaakt van een thermokoppel, geplaatst in ieder van deze branderzones, zoals op de figuren 4 en 5 weergegeven. Het thermokoppel zal op ieder ogenblik van de werking van de tunneloven de op dat ogenblik in die branderzone heersende temperatuur opmeten en doorgeven als zogenaamde '1ST' waarde, of reëel gemeten waarde, doorgeven aan het sturingssysteem volgens de; uitvinding.This system is preferably applied to all burner zones of the firing zone of the tunnel oven. Use is made for this purpose of a thermocouple, placed in each of these burner zones, as shown in figures 4 and 5. The thermocouple will at any time during the operation of the tunnel oven measure the temperature prevailing in that burner zone and transmit it as so-called '1ST' value, or real measured value, to the control system according to the; invention.
BE2017/0112BE2017 / 0112
Het sturingssysteem zal deze actuele of'1ST' waarde dan vergelijken met de op dat ogenblik voor die branderzone gewenste of'SOLL' waarde en in functie van het verschil tussen beide waarden, de gaskleppen sturen zoals hierna beschreven.The control system will then compare this current or '1ST' value with the desired or 'SOLL' value at that moment for that burner zone and, depending on the difference between the two values, control the gas valves as described below.
Figuur 5 toont hoe het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding de gasbranders aanstuurt. Ter illustratie zijn in de betreffende branderzone twaalf gasbranders opgesteld. In een typische opstelling worden deze aan beide zijden van een centrale gastoevoerleiding in de branderzone opgesteld.Figure 5 shows how the temperature control system according to the invention controls the gas burners. Twelve gas burners have been installed in the relevant burner zone as an illustration. In a typical arrangement, these are arranged on both sides of a central gas supply line in the burner zone.
In het midden van de branderzone wordt het thermokoppel geplaatst dat de effectieve temperatuur in de branderzone meet en doorstuurt naar het sturingssysteem volgens de uitvinding.The thermocouple is placed in the middle of the burner zone, which measures the effective temperature in the burner zone and forwards it to the control system according to the invention.
Het sturingssysteem volgens de uitvinding wordt aangeduid door de blok met opschrift Esa-technics, dit is de (voorlopige) benaming van het sturingssysteem volgens de uitvinding. IThe control system according to the invention is indicated by the block with the inscription Esa-technics, this is the (provisional) name of the control system according to the invention. I
De output van deze sturing is de door het aardgasventiel en luchtklep voor deze branderzone aan te houden stand te stureri : als inputparameters verwerkt het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding de in de branderzone gewenste begin en eindtemperaturen, alsmede de schuiftijd, dit is de voor de betreffende tùnneloven en voor de betreffende lading aan keramische materialen 20 bepaalde verblijftijd in de branderzone.The output of this control is to control the position to be maintained by the natural gas valve and air valve for this burner zone. and determined residence time in the burner zone for the relevant load of ceramic materials.
Doorgaans worden er op een plateauwagen verschillende stapels te bakken keramische materialen naast elkaar geplaatst, waarbij openingen tussen de verschillende stapels gelaten worden opdat de hete lucht en de bakwarmte voor 25 iedere stapel min of meer gelijk toegankelijk is.Usually, on a platform trolley, different stacks of ceramic materials to be fired are placed next to each other, leaving openings between the different stacks so that the hot air and the baking heat are more or less equally accessible for each stack.
Doorgaans worden er twee stapels of rijen achter elkaar in de rijrichting van de plateauwagen geladen, met de nodige afstand tussen beide stapels stenen.Usually two stacks or rows are loaded one after the other in the direction of travel of the platform cart, with the necessary distance between both stacks of bricks.
De plateauwàgens rijden doorgaans onder de hoger geplaatste branders door. Desgevallend worden ook branders aan de zijkant van de branderzone geplaatstThe plateau wagon usually drives under the higher-placed burners. If necessary, burners are also placed on the side of the burner zone
BE2017/0112BE2017 / 0112
Bij doorschuiven van de plateauwagen in een branderzone, worden de plateauwagen doorgaans zo gepositioneerd dat de vlammen van zowel de bovenaan als aan de zijkanten gepositioneerde branders in het midden tussen deze stapels in gericht worden.When the platform carts are slid through in a burner zone, the platform carts are generally positioned such that the flames of both the top and side-positioned burners are centered between these stacks.
Voor de bovenaan de branderzone geplaatste branders worden de vlammen neerwaarts gericht; voor de aan de zijkanten van de branderzone geplaatste branders worden de vlammen zijwaarts gericht.For the burners placed at the top of the burner zone, the flames are directed downwards; for the burners placed on the sides of the burner zone, the flames are directed sideways.
Dit levert de meest gelijkaardige bak voor alle op de plateauwagen geplaatste keramische materialen.This provides the most similar container for all ceramic materials placed on the platform trolley.
Tijdens de verplaatsing van een plateauwagen van één naar de volgende branderzone, zijn de.branders gedoofd. Zoniet zou de bovenste, resp. de buitenste rij stenen van iedere stapel te fel gebakken worden.During the movement of a platform trolley from one to the next burner zone, the burners are extinguished. Otherwise the upper resp. the outer row of bricks from each pile is fired too brightly.
Ervan uitgaande dat bijvoorbeeld bij aankomst in de eerste branderzone de temperatuur van de plateauwagen en de omgevende rookgassen ongeveer 800°C 15 bedraagt, en er tot een finale baktemperatuur van 1 000°C dient opgewarmd, dient bijgevolg, indien er zeven branderzones in de tunneloven voorzien zijn, in iedere branderzone gemiddeld een temperatuurstijging van ongeveer 30°C bereikt te· worden (1000 - 800 = 200, /7 = ong 30°C).Assuming, for example, that on arrival in the first burner zone the temperature of the platform trolley and the surrounding flue gases is approximately 800 ° C, and that a final baking temperature of 1 000 ° C is to be heated, therefore, if there are seven burner zones in the tunnel oven provided that an average temperature rise of approximately 30 ° C can be achieved in each burner zone (1000 - 800 = 200, / 7 = approx. 30 ° C).
Echter, het is niet noodzakelijk dat eenzelfde temperatuurssprong in iedere branderzone dient gerealiseerd; mogelijk wordt in de eerste zones een grotere temperatuurstijging nagestreefd, waardoor in de latere branderzones de temperatuur stijging iets gematigder kan verlopen.However, it is not necessary that the same temperature jump must be realized in every burner zone; a higher temperature rise may be sought in the first zones, so that the temperature rise in the later burner zones may be somewhat more moderate.
Voor de situatie dat de schuiftijd of verblijftijd van een plateauwagen in een branderzone ongeveer één uur bedraagt, impliceert dit dat een delta van 30°C in dit uur dient bereikt, dus gemiddeld 1°C per 2 minuten. Daarna kan de plateauwagen naar de eropvolgende branderzone doorgeschoven worden, waarbij hetzelfde proces dient herhaald.For the situation that the sliding time or residence time of a platform trolley in a burner zone is approximately one hour, this implies that a delta of 30 ° C should be reached in this hour, i.e. an average of 1 ° C per 2 minutes. The platform trolleys can then be moved to the subsequent burner zone, with the same process being repeated.
BE2017/0112BE2017 / 0112
De tabel hierna weergegeven illustreert voor een tunnelöven met negen branderzones, wat de gewenste aanvangs- en eindtemperaturen kunnen zijn:The table below illustrates for a tunnel oven with nine burner zones, what the desired start and end temperatures can be:
Het temperatuursverloop in ieder van de branderzones van dit voorbeeld is geïllustreerd in figuur 3, bovenste curve.The temperature variation in each of the burner zones of this example is illustrated in Figure 3, upper curve.
De negen zones hierboven in de tabel aangeduid, vinden we ook op deze curve terug.The nine zones indicated above in the table can also be found on this curve.
In de eerste zone, voor de ontstekingstemperatuur, wordt bij voorkeur het sturingssysteem volgens de uitvinding nog niet toegepast.In the first zone, before the ignition temperature, the control system according to the invention is preferably not yet applied.
Ook wordt deze niet toegepast in de laatste twee zones, de zogenaamde sinterperiode.It is also not applied in the last two zones, the so-called sintering period.
In de zeven zones van de zogenaamde ‘bespaarzone’ wordt het systeem volgens de uitvinding wel degelijk toegepast.The system according to the invention is indeed used in the seven zones of the so-called "saving zone".
De bovenste curve geeft het temperatuursverloop volgens de stand van deThe upper curve shows the temperature trend according to the position of the
BE2017/0112 techniek.BE2017 / 0112 technique.
In iedere branderzone zal daarbij volgens de sturingssystemen tot op heden gekend in de stand van de techniek de temperatuur van de aanvangswaarde voor die branderzone tot de eindwaarde op die wijze gestuurd worden dat bij aanvang een zeer sterke stijging bewerkstelligt wordt. Van zodra de gewenste eindtemperatuur bereikt is, wordt de temperatuur constant gehouden, hetgeen getoond wordt door het horizontale gedeelte in de curve voor iedere branderzone. In het bovenstaand voorbeeld is de eerste zone genummerd 0. De aanvangstemperatuur daarvan ligt onder de gasontstekingstemperatuur, vandaar dat deze niet in de bespaarzone volgens het sturingssysteem van de huidige uitvinding is opgenomen.In each burner zone, according to the control systems known to date, the temperature from the initial value for that burner zone to the final value will be controlled in such a way that a very strong rise is achieved at the start. As soon as the desired end temperature is reached, the temperature is kept constant, which is shown by the horizontal part in the curve for each burner zone. In the above example, the first zone is numbered 0. The initial temperature thereof is below the gas ignition temperature, hence it is not included in the saving zone according to the control system of the present invention.
ss
Verder zijn de laatste twee zones genummerd 8 en 9, sinterzones, waarin de temperatuur van de keramische materialen constant gehouden wordt en geen verdere temperatuursstijging doorgevoerd wordt.Furthermore, the last two zones are numbered 8 and 9, sintered zones, in which the temperature of the ceramic materials is kept constant and no further temperature rise is carried out.
Volgens het sturingssysteem volgens de uitvinding zal de temperatuur in ieder van de branderzones van de 'bespaarzone’, dit is dus de zone vanaf de ontstekingstemperatuur tot het bereiken van de maximale temperatuur in de tunneloven, dit is de temperatuur waarop het sinterproces start, verlopen volgens een curve die duidelijk lager ligt dan de hoger aangegeven curve volgens de stand van de techniek. Ofwel wordt hierbij een lineaire curve gevolgd, zoals de curve aangeduid door 0000 in de figuur 2, ofwel wordt een curve gevolgd die globaal onder zulke lineaire curve gesitueerd is.According to the control system according to the invention, the temperature in each of the burner zones of the 'saving zone', this is the zone from the ignition temperature to reaching the maximum temperature in the tunnel oven, this is the temperature at which the sintering process starts, proceeds according to a curve that is clearly lower than the curve indicated in the prior art. Either a linear curve is followed here, such as the curve indicated by 0000 in Figure 2, or a curve is followed which is situated globally below such a linear curve.
Onder een lineaire curve voor een branderzone dient verstaan de curve die voor de betreffende branderzone het verloop van de temperatauur in functie van de tijd weergeeft, en waarbij de temperatuur gelijkmatig, dus lineair, in de betreffende branderzone oploopt van de temperatuursaanvangswaarde voor de betreffende branderzone, tot de temperatuurseindwaarde voor de betreffende branderzone, inA linear curve for a burner zone is understood to be the curve that for the relevant burner zone represents the variation of the temperature as a function of time, and wherein the temperature rises uniformly, i.e. linearly, in the relevant burner zone from the temperature starting value for the relevant burner zone, up to the temperature end value for the relevant burner zone
BE2017/0112' functie van de verblijftijd van de te bakken keramische materialen in deze branderzone, hoger de zogenaamde 'doorschuiftijd’ genoemd.BE2017 / 0112 'function of the residence time of the ceramic materials to be fired in this burner zone, referred to above as the' pass-through time '.
Kenmerk van de uitvinding is dus dat de temperatuur in een branderzone zodanig door het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding gestuurd wordt dat de bekomen temperatuurscurve in de betreffende branderzone gesitueerd is onder deze lineaire of gelijkmatige curve voor de betreffende branderzone.Characteristic of the invention is therefore that the temperature in a burner zone is controlled by the temperature control system according to the invention in such a way that the obtained temperature curve in the relevant burner zone is situated under this linear or uniform curve for the relevant burner zone.
De zo volgens de uitvinding gestuurde temperatuurscurve kan bijvoorbeeld een parabolische curve zijn, waarvan de aanvangswaarde gelijk is aan deThe temperature curve thus controlled according to the invention can for instance be a parabolic curve, the initial value of which is equal to the
I begintemperatuur in een gegeven branderzone, en waarvan de eindwaarde gelijk 10 is aan de voor die branderzone gewenste eindtemperatuur. Kenmerk van zulke curve is dat de temperatuurstijging in de branderzone bij aanvang van de verblijftijd van de keramische materialen in de branderzone beperkter is, en dat naar het einde toe van deze verblijftijd, de temperatuur sterker, met name volgens de parabolische curve, toeneemt tot finaal de voor de betreffende branderzone 15 gewenste eindtemperatuur bereikt is.I starting temperature in a given burner zone, the end value of which is equal to the end temperature desired for that burner zone. Characteristic of such a curve is that the temperature rise in the burner zone at the start of the residence time of the ceramic materials in the burner zone is more limited, and that towards the end of this residence time, the temperature increases more strongly, in particular according to the parabolic curve, to final the end temperature desired for the respective burner zone 15 has been reached.
Een voorbeeld van dergelijke parabolische curve is weergegeven in de figuren 7 enAn example of such a parabolic curve is shown in Figures 7 and
8. In deze figuren staat voor een branderzone in ordinaat de temperatuur en in absis de tijd.8. In these figures, for a burner zone, the temperature stands in ordinate and time in absis.
Figuur 7 toont hoe de temperatuur in een gegeven branderzone gestuurd wordt en 20 dus variëert in functie van de tijd, meer in concretu in functie van het doorvoeren van te bakken ladingen aan keramische materialen.Figure 7 shows how the temperature in a given burner zone is controlled and thus varies with function of time, more specifically with function of passing through chargeable loads to ceramic materials.
In totaal worden vier ‘cycli’ getoond in deze figuur 7, waarbij iedere cyclus gekenmerkt is door een opgaande curve, gevolgd door een (sterk) dalende curve. Het opgaande gedeelte van de curve toont de stijgende temperatuur in de betreffende branderzone, van zodra een lading keramische materialen in de betreffende branderzone is toegekomen.A total of four "cycles" are shown in this figure 7, with each cycle being characterized by an ascending curve, followed by a (strongly) descending curve. The ascending part of the curve shows the rising temperature in the relevant burner zone as soon as a load of ceramic materials has arrived in the relevant burner zone.
In het voorbeeld getoond in deze figuur 7, loopt de temperatuur in deze branderzone op van ongeveer 780 °C to ongeveer 800°C, dit is de gewenste eindtemperatuur in deze branderzone.In the example shown in this figure 7, the temperature in this burner zone rises from approximately 780 ° C to approximately 800 ° C, this is the desired end temperature in this burner zone.
BE2017/0112BE2017 / 0112
Op de figuur is duidelijk te zien dat het opgaande temperatuursverloop globaal onder de lineaire curve ligt van de aanvangstemperatuur van 780°C tot de gewenste eindtemperatuur van 800°C. Van zodra de eindtemperatuur voor de betreffende branderzone bereikt is, in dit voorbeeld 800°C, wordt de lading ‘ keramische materialen doorgeschoven naar de volgende branderzone, en bereikt een nieuwe lading keramische materialen de betreffende branderzone.The figure clearly shows that the rising temperature trend is roughly below the linear curve from the initial temperature of 780 ° C to the desired final temperature of 800 ° C. As soon as the end temperature for the burner zone in question has been reached, in this example 800 ° C, the load of "ceramic materials" is shifted to the next burner zone, and a new load of ceramic materials reaches the relevant burner zone.
Tijdens deze periode daalt de temperatuur in de betreffende branderzone van de eindtemperatuur van 800°C tot de initiële temperatuur van, in dit concrete geval, 780°C. De gasbranders werken gedurende deze periode niet. Van zodra de nieuwe 10 lading keramische materialen in de branderzqne is toegekomen, worden de gasbranders volgens het sturingssysteem volgens de uitvinding opnieuw geactiveerd en zal de temperatuur opnieuw oplopen tot de voor de betreffende branderzone gewenste eindtemperatuur.During this period, the temperature in the burner zone in question falls from the final temperature of 800 ° C to the initial temperature of, in this specific case, 780 ° C. The gas burners do not work during this period. As soon as the new load of ceramic materials has arrived in the burner zone, the gas burners according to the control system according to the invention are reactivated and the temperature will rise again to the final temperature desired for the burner zone in question.
Dit wordt geïllustreerd door de tweede oplopende temperatuurscurve van deze figuur 7. Eens de eindtemperatuur opnieuw bereikt, verschuiven de ladingen aan keramische materialen opnieuw doorheen de tunneloven, en daalt de temperatuur in de betreffende branderzone opnieuw, geïllustreerd door de tweede dalende lijn in de curve getoond in figuur 7.This is illustrated by the second rising temperature curve of this figure 7. Once the end temperature is reached again, the loads of ceramic materials shift through the tunnel oven again, and the temperature in the relevant burner zone drops again, illustrated by the second falling line shown in the curve in figure 7.
Dit temperatuursverloop doorheen een branderzone blijft zich herhalen zolang de 20 doorvoer aan keramische materialen doorheen de tunneloven voortduurt.This temperature variation through a burner zone continues to repeat itself as long as the transit of ceramic materials through the tunnel oven continues.
Figuur 7 toont in totaal zo’n vier cycli.Figure 7 shows a total of four cycles.
Het temperatuursverloop in iedere cyclus volgt het parcours van een parabolische curve.The temperature curve in each cycle follows the course of a parabolic curve.
Figuur 8 toont een variante van zulke parabolisch temperatuursverloop en dit concreet voor één enkele cyclus.Figure 8 shows a variant of such parabolic temperature variation and this concretely for a single cycle.
De temperatuur loopt ook voor de in deze figuur getoonde branderzone op van ongeveer 780°C tot ongeveer 800°C. In vergelijking met het temperatuursverloop getoond in figuur 7, verloopt de temperatuurstijging en daling hier trager.The temperature also rises for the burner zone shown in this figure from about 780 ° C to about 800 ° C. In comparison with the temperature trend shown in Figure 7, the temperature rise and fall here is slower.
BE2017/0112BE2017 / 0112
Het temperatuursverloop tijdens de opwarmfaze in de betreffende branderzone verloopt ook hier parabolisch.The temperature variation during the heating phase in the burner zone in question also runs parabolic here.
Volgens de wijze van aansturing van de branders volgens de stand van de techniek, branden de gasbranders bij aankomst van de plateauwagen in de branderzone op volle kracht tot de voor die branderzone gewenste temperatuurstijging bekomen is. Van zodra het thermokoppel die gewenste temperatuurwaarde meet, worden de branders gedoofd. Enkel wanneer in de daaropvolgende tijd de temperatuur onder een bepaalde waarde daalt, b.v. 1°C, worden dé branders tijdelijk terug geaktiveerd tot opnieuw de ingestelde gewenste waarde bereikt is.According to the method of controlling the burners according to the state of the art, the gas burners burn at full power on arrival of the platform wagons in the burner zone until the desired temperature rise for that burner zone has been achieved. As soon as the thermocouple measures that desired temperature value, the burners are extinguished. Only when the temperature falls below a certain value in the following time, e.g. 1 ° C, the burners are temporarily reactivated until the set desired value is reached again.
Gelet op de capaciteit van dé branders, wordt in de meeste tunnelovens en voor het overgrote deel van de belandingen die gewenste waarde van de temperatuur als vrij snel bereikt, b.v. na vijf minuten van de ingestelde schuiftijd van 60 min.In view of the capacity of the burners, in most tunnel furnaces and for the vast majority of landings, the desired value of the temperature is achieved as fairly quickly, e.g. after five minutes of the set shift time of 60 minutes.
Dit irhpliceerdt dat gedurende 55 minuten de te bakken keramische materialen op de plateauwagen in de betreffende branderzone op die temperatuur gestabiliseerd worden.This implies that the ceramic materials to be fired on the platform trolleys in the relevant burner zone are stabilized at that temperature for 55 minutes.
Figuur 6 toont een gasbrander zoals die gebruikelijk in een tunneloven geïnstalleerd wordt.Figure 6 shows a gas burner as is usually installed in a tunnel oven.
Deze heeft een toevoer voor de gas, en een aparte toevoer voor de lucht.This has a gas supply and a separate air supply.
Elke brander zoals in een tunneloven geplaatst heeft variabele kleppen voor gas en lucht. Deze worden bij installatie van het temperatuursturingssysteem volgens de uitvinding niet gewijzigd, maar behouden hun vaste, bij afregeling van de tunneloven ingestelde stand. Enkel de pulstijd van de branders wordt via het systeem van de uitvinding gestuurd.Each burner as placed in a tunnel oven has variable valves for gas and air. These are not changed when the temperature control system according to the invention is installed, but retain their fixed position adjusted when the tunnel oven is adjusted. Only the pulse time of the burners is controlled via the system of the invention.
'"
In het sturingssysteem volgens de uitvinding branden de gasbranders niet continu tot de gewenste temperatuur bereikt is, maar met tussenpozen.In the control system according to the invention, the gas burners do not burn continuously until the desired temperature is reached, but at intervals.
In een sturingssysteem volgens de stand van de techniek branden de branders enkel op volle kracht indien het verschil tussen de gewenste temperatuur en deIn a control system according to the prior art, the burners only burn at full power if the difference between the desired temperature and the
BE2017/0112 door het thermokoppel gemeten temperatuur voldoende hoog is. Wanneer het te overbruggen temperatuurbereik kleiner is, zal een traditioneel sturingssystem de branders niet op volle kracht laten werken, maar op een lager regime. In zulk geval varieert echter de lengte van de vlam. Dit heeft echter een nadelige invloed op de kwaliteit van de gebakken keramische materialen, in het bijzonder levert het ongelijkmatig gebakken producten op.BE2017 / 0112 temperature measured by the thermocouple is sufficiently high. When the temperature range to be bridged is smaller, a traditional control system will not let the burners operate at full power, but at a lower regime. In such a case, however, the length of the flame varies. However, this has an adverse effect on the quality of the baked ceramic materials, in particular it produces unevenly baked products.
Immers de materialen die zich bovenaan de stapel op de plateauwagen bevinden, zullen het sterkst gebakken worden omdat ze langduriger aan de vlam blootgesteld worden in vergelijking met materialen die zich eerder onderaan de 10 stapel bevinden.After all, the materials that are at the top of the stack on the platform trolley will be fired the strongest because they are exposed to the flame for a longer period of time in comparison with materials that are previously at the bottom of the stack.
Om dit euvel te vermijden wordt in een aantal gevallen met een hogere luchtovermaat gewerkt, om voldoende turbulentie en bijgevolg gelijkmatige opwarming in de branderzones te bereiken.To avoid this problem, a higher excess of air is used in a number of cases in order to achieve sufficient turbulence and consequently uniform heating in the burner zones.
Volgens het temperatuursturingssysteem volgens de uitvinding wordt met een pulserende branderaansturing gewerkt.According to the temperature control system according to the invention, a pulsating burner control is used.
Hierbij worden de branders regelmatig uit- en terug aan-gezet (pulserend stoken).The burners are regularly switched off and on again (pulsating firing).
Dit heeft het grote voordeel dat permanent - telkens de branders aanstaan - met een constante vlamlengte gewerkt wordt, terwijl tegelijk voldoende turbulentie in de branderzone ontstaat. Dit komt ten goede van de kwaliteit van de gebakken 20 materialen. De branders worden pulsgewijs met een kleine luchtovermaat, mogelijk om beurten, aangestuurd zodat de ovenbelading veel gelijkmatiger wordt verdeeld. Door het verlagen van de beladingsgraad kan een betere productkwaliteit bereikt worden.This has the great advantage that a constant flame length is used continuously - each time the burners are on - while at the same time generating sufficient turbulence in the burner zone. This benefits the quality of the baked materials. The burners are controlled in pulses with a small excess of air, possibly in turns, so that the oven load is distributed much more evenly. A better product quality can be achieved by reducing the load factor.
Om in de oven een voldoende hoge turbulentie op te wekken wordt aan de branders een extra luchtstroom toegevoerd. De luchtovermaat is daardoor te hoog, namelijk meer dan 2. Dat wil zeggen: meer dan tweemaal zoveel lucht dan gas. De lucht/gas verhouding wordt geregeld op basis van de oventemperatuur. De luchtovermaat kan daarbij laag blijven. Maar mits er veel variabele factoren zijn die het stooktempo beïnvloeden heeft dit geen ideaal effect op het gasverbruikIn order to generate a sufficiently high turbulence in the furnace, an extra air flow is supplied to the burners. The excess air is therefore too high, namely more than 2. That means: more than twice as much air as gas. The air / gas ratio is regulated based on the oven temperature. The excess air can remain low. But provided there are many variable factors that influence the rate of heating, this has no ideal effect on gas consumption
BE2017/0112 omdat men hier manueel de instellingen van brand en pauze tijd moet instellen. Men kan nooit handmatig snel genoeg de nodige correctie doorvoeren om de ideale stookcurve te bereiken mits er teveel externe factoren zijn die deze beïnvloeden oa: volume van belading, trek-en schuiflucht, lekverlies,etc....BE2017 / 0112 because here you have to manually set the settings for fire and pause time. One can never manually make the necessary correction quickly enough to achieve the ideal heating curve provided that there are too many external factors that influence this, among other things: volume of loading, traction and sliding air, leakage loss, etc ....
Het temperatuursturingssysteem volgens de uitvinding maakt geen gebruik van een manueel instelbare puls en pauze tijd. Deze reageren immers te traag op veranderingen in de oven om effectief gas te besparen. Op vooraf ingestelde tijden, bijvoorbeeld om de 0.20 seconden berekent het systeem de noodzakelijke puls om 10 hetgewenste temperatuursverloop in een branderzone te verkrijgen. Op deze manier zal dit systeem snel en zelfstandig afwijkingen van de door het thermokoppel opgemeten temperatuur in een branderzone ten opzichte van de gewenste temperatuur detecteren en wegwerken door de puls en pauze tijd van de branders aan te passen. Deze wijze van sturing laat bijgevolg toe om de gevraagde 15 temperatuur pas te bereiken wanneer het einde van de vooraf ingestelde stooktijd voor een branderzone is bereikt. Hoe later deze temperatuur bereikt wordt hoe minder gas er verbruikt wordt.The temperature control system according to the invention does not use a manually adjustable pulse and pause time. After all, these react too slowly to changes in the oven to effectively save gas. At pre-set times, for example every 0.20 seconds, the system calculates the necessary pulse to obtain the desired temperature curve in a burner zone. In this way, this system will quickly and independently detect and eliminate deviations from the temperature measured by the thermocouple in a burner zone relative to the desired temperature by adjusting the pulse and pause time of the burners. This method of control therefore makes it possible to achieve the requested temperature only when the end of the preset heating time for a burner zone has been reached. The later this temperature is reached, the less gas is used.
De reële gasbesparing is afhankelijk van het type oven en het proces.The real gas saving depends on the type of oven and the process.
De kwaliteitsvoordelen die een conventioneel type pulsregeling teweegbrengt zijn 20 blijvend in ons systeem. De vlakkere temperatuurstijgingen kunnen zelfs tot een extra kwaliteitsverbetering leiden.The quality advantages that a conventional type of pulse control brings about are permanent in our system. The flatter temperature rises can even lead to an additional quality improvement.
Andere externe factoren (weer, trek- schuiflucht, lekken, defecten,...), die een invloed kunnen hebben op het verbruik, worden tevens in rekening gebracht in het sturingsprogramma.Other external factors (weather, draft air, leaks, defects, etc.) that may have an effect on consumption are also taken into account in the control program.
Het sturingssysteem volgens de uitvinding wordt enkel toegepast in de branderzone’s die de kwaliteit en kleur van de steen beïnvloeden. Namelijk niet in de zone’s die onder de gas ontstekingstemperatuur branden en niet in deThe control system according to the invention is only used in the burner zones that influence the quality and color of the stone. Namely not in the zones that burn under the gas ignition temperature and not in the
19'19 '
BE201 7/0112 sinterzone’s die de top temperatuur aanhouden zodat het product aan de opgelegde normen blijft voldoen.BE201 7/0112 sinter zones that maintain the top temperature so that the product continues to meet the imposed standards.
Praktische implementatie van het sturingssysteem volgens de uitvinding:Practical implementation of the control system according to the invention:
Om de gestelde doelstellingen te bereiken plaatsten de uitvinders een sturingskast bij de klant. Hierin zit het door de uitvinders geschreven programma Esa-technics, géschreven op het platform Siemens Simatic manager S7-1200. De uitvinders kregen van de klant de meetwaarde van hun oven op het systeem volgens de uitvinding waardoor remote de bakcurves konden gemonitord worden.To achieve the set objectives, the inventors placed a control box with the customer. This contains the Esa-technics program, written by the inventors, written on the Siemens Simatic manager S7-1200 platform. The inventors received from the customer the measured value of their oven on the system according to the invention, so that the baking curves could be remotely monitored.
Praktisch uitvoeringsvoorbeeld:Practical example of implementation:
Het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding is toegepast in een reëel productie-bakproces in een tunneloven en vergeleken met de werking van een klassiek of traditioneel sturingssysteem.The temperature control system according to the invention has been used in a real production baking process in a tunnel oven and compared with the operation of a traditional or traditional control system.
Dit gaf volgende resultaten:This gave the following results:
Systeem volgens de stand van de techniek:System according to the prior art:
In deze situatie bedroeg het energieverbruik van de oven 1797 MWh per maand met deze maand 450 ovenwagens.In this situation the energy consumption of the oven amounted to 1797 MWh per month with 450 oven trolleys this month.
Systeem volgens toepassing van het systeem volgens de uitvinding:System according to application of the system according to the invention:
-het aardgasverbruik bedroeg 1509 MWh per maand met hetzelfde aantal cyclus.natural gas consumption amounted to 1509 MWh per month with the same number of cycles.
Zoals bovenstaand voorbeeld illustreert, leverde de toepassing van het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding een wezenlijke besparing van 25 gas op.As the above example illustrates, the use of the temperature control system according to the invention yielded a substantial saving of gas.
Een gasbesparing lijkt evidenter wijze tot een overeenkomstige vermindering van de uitstoot van CO2. Ook aan de opgelegde vermindering van de CO2 uitstoot door de industrie levert het systeem volgens de uitvinding dus een wezenlijke bijdrage.A gas saving seems more likely to lead to a corresponding reduction in CO2 emissions. The system according to the invention therefore also makes a substantial contribution to the reduction in CO2 emissions imposed by industry.
BE2017/0112BE2017 / 0112
Onverwachter wijze kon ook de uitval aan afgekeurd product op grond van de sturing van de temperatuur volgens het systeem volgens de uitvinding wezenlijk gereduceerd worden. Dit is een onverwachts maar belangrijk effect bekomen door 5 toepassing van het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding.Unexpectedly, the failure of rejected product could also be substantially reduced on the basis of the control of the temperature according to the system according to the invention. This is an unexpected but important effect obtained by applying the temperature control system according to the invention.
Immers, naast de bekomen gasbesparing, levert dit een aanzienlijke meerwaarde op voor de exploitanten van tunnelovens voor het bakken van keramische materialen waarin het temperatuurssturingssysteem volgens de uitvinding wordt toegepast.After all, in addition to the gas savings achieved, this provides considerable added value for the operators of tunnel kilns for baking ceramic materials in which the temperature control system according to the invention is applied.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2017/0112A BE1025459B1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Temperature control for a baking process of ceramic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2017/0112A BE1025459B1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Temperature control for a baking process of ceramic materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1025459A1 BE1025459A1 (en) | 2019-03-04 |
| BE1025459B1 true BE1025459B1 (en) | 2019-03-11 |
Family
ID=59738066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2017/0112A BE1025459B1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Temperature control for a baking process of ceramic materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1025459B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438347A1 (en) * | 1984-10-19 | 1986-04-24 | Wolfgang Dr.-Ing. 6312 Laubach Leisenberg | METHOD FOR ADAPTING A TUNNEL STOVE TO DIFFERENT PERFORMANCES AND COMPUTERED TUNNEL STOVES |
-
2017
- 2017-08-08 BE BE2017/0112A patent/BE1025459B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438347A1 (en) * | 1984-10-19 | 1986-04-24 | Wolfgang Dr.-Ing. 6312 Laubach Leisenberg | METHOD FOR ADAPTING A TUNNEL STOVE TO DIFFERENT PERFORMANCES AND COMPUTERED TUNNEL STOVES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1025459A1 (en) | 2019-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5778170B2 (en) | Parallel flow regenerative lime calciner and its operating method | |
| CN108317866A (en) | A kind of heating furnace pulse-control system and control method | |
| CN107238289B (en) | A kind of roaster roasting control method | |
| CN107245570A (en) | A kind of cold rolled annealed stove heat combination control method | |
| CN105258504A (en) | Tunnel kiln and combustion control method thereof | |
| BE1025459B1 (en) | Temperature control for a baking process of ceramic materials | |
| WO2024087412A1 (en) | Intelligent temperature control system and method for ceramic kiln | |
| CN202007261U (en) | Combusting system of coiling furnace | |
| KR101839097B1 (en) | Assembly of firewood kiln | |
| EA017973B1 (en) | Burning system | |
| GB2567415A (en) | Kiln Control | |
| CN112695193B (en) | Coordination control method for ensuring efficient operation of hot rolling heating furnace burner | |
| EP3663688A1 (en) | Tunnel furnace for a baking process for ceramic materials | |
| WO2004038315A1 (en) | Continuous furnace | |
| RU123507U1 (en) | MINING GAS FURNACE FOR FIRING LUMBAR MATERIALS (OPTIONS) | |
| SU1567527A1 (en) | Method of glass melting | |
| US3511487A (en) | Method of lighting a fluidised bed furnace | |
| US20220178614A1 (en) | Kiln control | |
| JP3437427B2 (en) | Firing furnace for glass lining | |
| EP0035865B1 (en) | Vertical-shaft type kiln provided with means for transporting goods therethrough | |
| CN110542309B (en) | Fuel furnace and method of using same | |
| SU1700345A1 (en) | Method of running pelletizing machine | |
| JP2014037906A (en) | Method for controlling combustion in annealing furnace | |
| Weiren et al. | Tunnel Kiln | |
| CN105974876A (en) | Industrial gas temperature control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20190311 |