DD156391A1

DD156391A1 - Durchlaufofen mit schlittenfoerderung,insbesondere fuer den einsinkfarbenbrand

Info

Publication number: DD156391A1
Application number: DD22764181A
Authority: DD
Inventors: Hartwig Thiele; Siegfried Jacob; Peter Maier; Dietrich Thiede
Original assignee: Hartwig Thiele; Siegfried Jacob; Peter Maier; Dietrich Thiede
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1982-08-18
Also published as: DE3131603A1

Abstract

Durchlaufenofen mit Schlittenfoerderung, insbesondere fuer den Einsinkfarbenbrand mit dem Ziel,den spezifischen Waermeverbrauch dratisch zu senken und die spezifische Ofenmasse und den Bruchanteil des Besatzes zu vermindern.Das wird erreicht,indem an der Einfahrt des Durchlaufofens ein aerodynamischer Verschluss (3) realisiert wird in der Vorwaermzone durch Anordnung eines Brenners (9) im Temperaturbereich um 600 Grad C im Zusammenwirken mit Druckluftduesen (8) zur aerodynamischer Abgasumwaelzung die Temperatur Zeit - Kurve mit einer waagerechten Strecke exakt einstellbar ist, wobei die Druckluftduesen (8) und die in der Brennzone installierten Brenngasduesen im Winkel zur Querrichtung in Richtung Ofeneinfahrt blasen koenen, die Temperatur-Zeit-Kurve mit waagerechten Verlaufteil in der Kuehlzone durchDruckluftduesen (8) und einem Brenner (9) erreicht wird, an der Ausfahrt des Durchlaufofens eine spezielle Schleuse (14) Luftaustritte auch waehrend des Schiebens der Schlitten verhindert, die Verbrennungsluft direkt am Besatz vorgewaermt wird und durch eine spezielle Gestaltung und Anordnung der Schlitten und der Gleitschienen der Durchlaufofen ohne Sandtassen betrieben werden kann.

Description

Titel der Erfindung

Durchlaufofen mit Schlittenförderung, insbesondere für den Einsinkfarbenbrand

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen mit Schlittenförderung, insbesondere für den Einsinkfarbenbrand in der feinkeramischen Industrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach den Veröffentlichungen DDH - PS 109 439 und DT-OS 2634831 sind Lösungen bekannt, bei denen Durchlauföfen u. a. auch für den Einsinkfarbenbrand vorzugsweise mit Hochgeschwindigkeitsbrennern beheizt werden, deren Brennkammern sich in den Ofenseitenwänden befinden, wodurch die Wärmeentbindung in ungünstiger Weise in den zur Wärmeisolation bestimmten Ofenwänden erfolgt, die dadurch besonders stark aufgeheizt werden. Den Brennkammern wird meist ein außerhalb des Ofens hergestelltes Brenngas/Luft-Gemisch zugeführt, was die Möglichkeit einer Verbrennungsluftvorwärmung ausschließt. Es sind auch Öfen bekannt, die mit Hochgeschwindigkeitsbrennern ohne Vormischung beheizt werden, bei denen jedoch auch keine Luftvorwärmung realisiert ist, weil ein wirksames System in dem relativ kleinen Ofenkörper schwer unterzubringen ist und bei den erforderlichen großen Luftmengen für den relativ hohen Brennstoffbedarf nur geringe Luftvorwärmung möglich ist·

Hochgeschwindigkeitsbrenner haben bei öfen mit unzureichend abgedichteten Ofenräumen, zu denen Durchlauföfen mit Sandtassen zu zählen sind, wegen des hohen Ansaugeffektes eine schnelle Vermischung des heißen Abgases mit der kühleren Ofenatmosphäre und angesaugter Falschluft zur Folge, weswegen die erforderlichen Prozeßtemperaturen nur mit entsprechendem Mehraufwand an Brenngas erreichbar sind. Die wegen der Eigenschaften dichtgebrannter Scherben im Temperaturbereich um 600 ⁰C bestehende Bruchempfindlichkeit erfordert eine sehr schonende Wärmebehandlung, dem wird durch Temperaturhaltezonen entsprochen, die durch Einblasen größerer Kaltluffemengen in die Vorwärmzone bzw. durch Parallelführung von Brenngut und Kühlluft in der Kühlzone mehr oder weniger gut ausgeprägt realisiert werden. In der Vorwärmzone sind damit gleichzeitig eine Abgasverdünnung (bezüglich Kohlendioxid und Wasserdampf) und eine Abgas temperatürabsenkung verbunden, wodurch die Wärmeübertragung verschlechtert wird, und die' Volumenzunahme des Abgases führt zu höheren Abg8swarmeverlusten des Ofens. Das um so mehr, als durch den zum Zwecke der Temperaturvergleichmäßigung z· B. nach DT-OS 2311179 praktizierten stufenweisen Abgasabzug über eine längere Ofenzoüe Abgas höherer Temperatur den Ofen verläßt. Zur Kühlung des Brenngutes nach dem Brand wird Sturzkühlluft am Beginn der Kühlzone und Schiebeluft an der Ofenausfahrt eingeblasen und mit der Zwischenabsaugung wieder aus dem Ofen entfernt, soweit sie nicht durch die zur Abgrenzung des Kanals des Durchlaufofens zwischen Seitenwand und Schlitten befindliche Sandtasse entweicht.

Die Sandtassen sind zudem mit dem Nachteil verbunden, daß sie die für den Schlittentransport erforderlichen Schubkräfte stark erhöhen, weshalb energieintensive Schubmaschinen und sehr kräftige Schlittenkonstruktionen notwendig sind. Bei den bekannten Durchlaufofen ist gemäß DDR-PS 51 24-3 und 125 04-2 eine saubere Atmosphärentrennung zwischen Brenn- und Kühlzone schwierig realisierbar. Um nicht durch Luft aus der Kühlzone die Brennzone zu kühlen, wird daher meist ein gewisser - z. T. erheblicher - Abgasstrom aus der Brennzone in die Kühlzone in Kauf genommen, wodurch die.Wirksamkeit der Kühlzone beeinträchtigt und der Abgaswärmeverlust vergrößert werden.

Die Nachteile der bekannten Durchlauföfen summieren sich, dergestalt, daß ihre Wärmewirtschaft im Vergleich zu der von Tuntelöfen ausgesprochen schlecht ist. Der Energiebedarf - auf den Besatz bezogen - ist zwei- bis viermal höher als bei Tunnelöfen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, unter Beibehaltung des Grundprinzips eines Durchlaufofens mit Schlittenförderung den Einsinkfarbenbrand mit einem Drittel des bisher erforderlichen Energieaufwandes realisieren zu können, die Ofen- und Schlittenmasse zu vermindern und den Brenngutbruchanteil zu senken.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Brenngutes zur Verbrennungsluftvorwärmung auf Temperaturen um 1000 ⁰C, durch Vermeidung von Palschluftansaugung und Abgasverlusten, durch weitgehende Nutzung der Abgaswärme zur Besätζvorwärmung und durch Verminderung des Wärme transportes mit den Brennschlitten den spezifischen Wärmebedarf für den Einsinkfarbenprozeß um 70 % zu senken, die Ofenmasse durch Einsparung der Brennkammern und dadurch verminderte Außenabmessungen der Brennzone zu senken und den Anteil an Brenngutbruch durch exakte Einstellung der Temperaturhaltezpnen im Temperaturbereich um 600 ⁰C zu vermindern. Der neue Durchlaufofen ist gekennzeichnet dadurch, daß Brennschlitten mit Leichtbau-Metallrahmen verwendet werden, daß der Abschluß des Kanals des Durchlaufofons von der Umgebung zwischen Schlitten und Ofenwand nicht an der sogenannten Sandrinne, sondern an den speziell ausgeführten Gleitschienen geschieht,

daß an der Einfahrt des Durchlaufofens zwischen Einfahrebene und Abgasabzugsebene Druckluftdüsen derart angeordnet sind, daß durch Injektorwirkung Strömungskegel aufgebaut werden, die die Einfahrt des Durchlaufofens möglichst vollständig ausfüllen, wobei der Staudruck der Strömungskegel in der Einfahrebene des Durchlaufofens den Druckunterschied zwischen Kanal und

Umgebung abbaut,

daß für den Abgasabzug aus dem Kanal des Durchlaufofens sich nur Дп der Mitte des ersten Ofenfeldes in beiden Seitenwänden in der Höhe des Besatzes je ein Schlitz befindet, daß in der sich anschließenden Vorwärmzone durch beide Seitenwände horizontal Druckluftdüsen mit kleinen Düsendurchmessern für Luft mit 30 bis 80 kPa Überdruck eingeführt sind(mit steigender Temperatur nimmt auch der Düsendurchmesser zu, so daß der umgewälzte Massenstrom angenähert konstant bleibt, der bei konstantem Treibgasdruck und konstanten Düsendurchmessern infolge bestehender mathematisch-physikalischer Zusammenhänge mit steigender Temperatur des anzusaugenden Gases abnehmen würde), wobei die Druckluftdüsen innerhalb der Wand 0,5 bis 1,0 m Abstand voneinander besitzen, auf beiden Seiten versetzt angeordnet sind, die AusblashÖhe mit der Mitte zwischen Besatzoberkante und Kanaldecke identisch ist. und die Ausblasrichtuhg von der Senkrechten zur Längsachse des Durchlaufofens um 20 bis 30° zur Einfahrt des Durchlaufofens hin abweichen kann,

daß im Temperaturbereich um 600 G in der Voxwärmzone Brenner angeordnet sind, die es gestatten, mit kleiner Wärmeleistung im Bereich der Bruchempfindlichkeit des Besatzes eine sehr schonende Wärmebehandlung durch Einstellen einer Temperaturhaltesone zu realisieren,

daß analog zu der Anordnung der Druckluftdüsen der Vorwärmzone in der sich anschließenden Brennzone Brenngaseinblasvorrichtungen angebracht sind, die kontinuierlich oder intermittierend betrieben werden können,

daß in der sich anschließenden Kühlzone analog zu ,Art und Anordnung der Druckluftdüsen in der· Vorwärmzone beidseitig in den Seitenwänden Druckluftdüsen installiert werden, die mit vernachlässigbar kleine» Kaltlufttreibstrahl bei Überdrücken von ЗО bis 80 kPa in wirksamer Weise den Wärmeübergang und damit die Kühlwirkung verbessern,

daß in der Kühlzone im Temperaturbereich über 700 ⁰C Luftdüsen mit Durchmessern über 6 mm für Überdrücke bis 10 kPa angebracht sind,

daß im Temperaturbereich um 600 ⁰C in der Kühlzone Brenner angeordnet sind, die es gestatten, mit kleiner Wärmeleistung im Bereich der Bruchempfindlichkeit des Besatzes eine sehr schonende Wärmebehandlung durch Einstellen einer Temperaturhaltezone zu realisieren,

daß sich an der Ausfahrt des Durchlaufofens in der Decke ein quer über die Kanalbreite reichender Schlitz zum Einblasen der Verbrennungsluft befindet, dessen Einblasrichtung um 20 bis 25° zur Horizontalen geneigt ist und daß die Ausfahrt des Durchlaufofens in Form einer speziellen Schleuse ausgebildet ist, die die Ofenausfahrt auch während der Schlittenbewegung und selbst bei sehr kurzen Schubzeiten wirksam abdichtet, indem der in Schlittenfahrtrichtung erste Verschluß beim Rückholtakt der Schlittenschubmaschine auf die Vorderkante des letzten im Durchlaufofen befindlichen Schlittens aufsetzt und anschließend der zweite Verschluß gemeinsam mit dem verfahrbaren Schleusenboden durch einen Hubmechanismus um 0,5 m auf dem Teil einer Kreisbahn angehoben werden kann, wodurch die Ausfahrt für den in der Schleuse befindlichen Schlitten freigegeben wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die zugehörigen Figuren zeigen

Figur 1ί Durchlaufofen, senkrechter Längsschnitt Figur 2t Schnitt A-A des Durchlaufofens nach Figur 1

Figur 3: Frontalansicht des Durchlaufofens nach Figur 1 mit der Schleuse an seiner Ausfahrt (entspricht Schnitt B-B nach Figur 4)

Figur 4* Schleuse an der Ausfahrt des Durchlaufofens, senkrechter Längsschnitt, ohne Hubmechanismus gezeichnet. Betriebsphase: Schlittenvorschub "ein¹¹

Figur 5* Schleuse an der Ausfahrt des Durchlauf ofens nach Figur 4, Seitenansicht. Betriebsphase: Zweiter Verschluß mit Sculeusenboden angehoben, Schlittenabzug "ein"

Die Brennschlitten 1 mit der Doppelfunktion "unterer Abschluß des Durchlaufofens" und "Brenngutträger" werden auf Gleitschienen 2 in den Durchlaufofen geschoben. Dabei passieren sie zunächst die mit einem aerodynamischen Verschluß 3 versehene Einfahrt des Durchlaufofens, d. h. mit Druckluft beaufschlagte Düsen, die aus dem Kanal des Durchlaufofens heraus in Richtung Einfahrt Strömungskegel aufbauen, die der eindringenden Falschluft entgegenwirken. Unmittelbar daran anschließend befindet sich in jeder Seitenwand eine Abgasabsaugöffnung 4, durch die das aus der Brennzone 6 kommende Abgas die Vorwärmzone 5 unter Verwirklichung eines durchgehenden Gegenstromes Abgas/Besatz wieder verläßt* Die Wärmeübertragung Abgas/Besatz wird durch die mittels Druckluftdüsen 8 bewirkte Umwälzung intensiviert, wobei der Düsendurchmesser mit der Kanaltemperatur steigt« Gleichzeitig v/erden dadurch größere Temperaturdifferenzen im Kanal zwischen oben und unten vermindert. Je Ofenfeld und Seite sind zwei Druckluftdüsen horizontal eingebaut (auf beiden Seiten versetzt)·, die von der Senkrechten zur Ofenlängsachse um 24° zur Einfahrt hin gerichtet sind. Im Temper3turbereich um 600 C wird ein Deckenstrahlungsbrenner 9 angeordnet zur schonenden Wärmebehandlung des Besatzes unter Realisierung einer Temperaturhaltezone 10 im Bereich erhöhter Bruchempfindlichkeit_β In der sich anschließenden Brennzone 6 sind analog zu den Druckluftdüsen Brenngasdüsen 11 angeordnet, die Brenngas intermittierend in den aus der Kühlzone 7 kommenden hocherhitzten Luftstrom einblasen, wobei die Wärmeentbindung ic günstiger V/eise direkt im Kanal erfolgt. In der Kühlzone 7 sind wie in der Vorwärmzone 5 Druckluftdüsen ·8 angeordnet, die zur Luftumwälzung dienen und dafür nur einen geringen, aber sehr schnellen Luftstrom benötigen, wobei der Düsendurchmesser mit fallender Temperatur abnimmt. Im Temperaturbereich etwa zwischen 7QO und 1000 ⁰C wird auf die Druckluf tdüsen versichtet und dafür sind Luftdüsen 12 mit acht Mil-

limeter Durchmesser angebracht, die zu einer merklichen Vergrößerung der Kühlluftmenge beitragen, so daß im Bereich ihrer Wirksamkeit eine Sturzkühlung eintritt. Im Temperaturbereich um 600 ⁰C wird auch in der Kühlzone 7 ein Deckenstrahlungsbrenner 9 mit kleiner Wärmeleistung zur schonenden Wärmebehandlung des Besatzes unter Realisierung einer Temperaturhaltezone im Bereich erhöhter Bruchempfindlichkeit angeordnet, wobei wegen des in der Kühlzone erreichten Gegenstromprinzips zwischen der als Kühlluft wirkenden Verbrennungsluft im "Kanal αηά dem zu kuhlericiem Besatz praktisch keine zusätzlichen Wärmeverluste auftreten, da die heißen Verbrennungsgase in Richtung Brennzone strömen. Am Ausfahrende des Durchlaufofens wird über die Kühlluftleitung 13 eine dosierbare Luftmenge eingeblasen, die wegen der an der Ausfahrt des Durchlaufofens befindlichen Schleuse 14 nicht entweichen kann, sondern gemeinsam mit der aus den Luftdüsen 12 und den Druckluftdüsen δ der Kühlzone 7 stammenden Luft zur Verbrennung in der Brennzone 6 zur Verfügung steht, so daß eine genaue Verbrennungseinstellung möglich ist. Die spezielle Schleuse 14 (Figur 3 bis 5) besteht aus einem feststehenden Blechgehäuse 15 mit dem auf den Gleitschienen 2 beweglichen Schleusenboden 16, einem vertikal beweglichen Verschluß 17» mit dem der Kanal des Durchlaufofens und die Schleuse voneinander getrennt werden können, sowie einem zweiten Verschluß 18. Letzterer wird von der Eigenmasse mittels schräg an dem äußeren Stirnrahmen der Schleuse befestigter Halterungen I9 diciit an die Schleuse 14 gedrückt. Unter ihm ist der Schleusenboden 16 horizontal verschiebbar, dieser berührt dabei nur die als Dichtleiste 20 ausgebildete Unterkante des Verschlusses 18. Figur 4 und 5 zeigen diesen Vorgang. Der letzte im Kanal des Durchlaufofens befindliche Schlitten 1 bewegt sich unter dem angehobenen Verschluß 17 hindurch in die Schleuse 14 und schiebt dabei den Schleusenboden 16 vor sich her, bis Lasche 21 über Dorn 22 greift, wobei gleichzeitig die Vorderkante des verletzten Schlittens unter Verschluß 17 angelangt ist. Jetzt bleibt der Schlittenvorschub stehen (Rückholtakt der Schubmaschine setzt ein),

und Verschluß T/ senkt sich big auf den achlitten herab. Anschließend kann die Hydraulik 23 des Hubgestänge 24 bevvegen, wodurch die Greifer 25 den Verschluß 18 und Greifer 26 die Anschlagarme 27 erfassen und Verschluß 18 und Schleusenboden 16 gemeinsam um 0,5 m anheben. Gleichzeitig mit diesem Hubvorgang kann das Herausziehen des Schlittens 1 aus der Schleuse 14 beginnen. Hab der Schlitten 1 den Schwenkbereich des Schleusenbodens 16 verlassen, fährt der Hubmechanismus 23 bis 27 in die Ausgangsl3ge zurück. Dabei wird der Verschluß 18 wieder eingehangen, und der Schleusenboden 15 wird auf die Gleitschienen 2 aufgesetzt, so daß er in die Schleuse 14 zurückgeschoben v/erden kann, bis er den nächsten Schlitten 1 berührt. Dann kann der Verschluß 17 hochgezogen werden und der Schlittenvorschub wieder anfahren. Die Schleuse 14 ist so konzipiert, daß sie auch bei Taktzeiten um 5 min die Stillstandszeiten .des Schiittenvorschubs nicht beeinflußt und immer einen dichten Verschluß der Ausfahrt des Durchlaufofens gewährleistet, so daß maximale Verbrennungslufttemperaturen bei direkter Luftvorwärmung und exakte Verbrennungseinstellung möglich sind.

Die Abdichtung des Kanals ?9 des Durchlaufofens nach unten erfolgt mit Hilfe der gasdicht ausgeführten Schlittenböden. Die Gleitschienen 2 sind gasdicht'mit dem Blechmantel 28 des Durchlaufofens verbunden. Die Schubkraftübertragung von Schlitten su Schlitten geschieht über die direkt aneinanderstoßenden Gleitkufen 30.

Zur Abdichtung zwischen den Schlitten wird Asbeststrick in die zwischen den Gleitkufenenden eingeschweißten Profilstähle eingelegt.

Claims

Erfindungsansprüche

1. Durchlaufofen mit Schlittenförderung, insbesondere für den Einsinkfarbenbrand, bestehend aus Vorwärm-, Brenn- und Kühlzone, dadurch gekennzeichnet,

daß auf je einer rechts und links an der Unterkante des Kanals (29) mit dem Blechmantel (28) des Gehäuses des Durchlaufofens dicht verbundenen Gleitschiene (2).Brennschlitten (1 ) verschiebbar sind, die extrem leicht und gasdicht ausgeführt sind,

daß an der Einfahrt des Durchlaufofens Druckluftdüsen zur Gewährleistung eines aerodynamischen Verschlusses (3) installiert sind,

daß in den Seitenwänden in der Nähe der Einfahrt des Durchlaufofens je eine Abgasabsaugöffnung (4-) angeordnet ist, daß in den Seitenwänden der sich anschließenden Vorwärmzone (5) Druckluftdüsen (8) mit kleinen aber mit der Temperatur des Kanala größer werdenden Durchmessern für Druckluft mit 30 bis 80 kPa Überdruck horizontal angeordnet sind in einer Ebene, die zwischen Besatzoberkante und Deckenunterkante liegt, mit Ausblasrichtungen, die von der Senkrechten sur Ofenlängsachse um 20 bis 30° zur Einfahrt des Durchlaufofens hin abweichen können, wobei die einander gegenüberliegenden Druckluftdüsen zueinander versetzt angeordnet sind, .

daß in der Vorwärmzone (5) zu Beginn des Temperaturbereiches der erhöhten Bruchempfindlichkeit (10) um 600 ⁰C ein oder mehrere Brenner, die mit Brenngas und Verbrennungsluft beaufschlaft werden, angeordnet sind,

daß in der sich anschließenden Brennzone (6) Brenngssdüsen (11) in gleicher Weise wie die vorgenannten Druckluftdüsen angeordnet sind, die kontinuierlich oder intermittierend mit Brenngas beaufschlagbar sind und deren Strahlrichtung von der Horizontalen abweichen kann, daß in den Seitenwänden der sich anschließenden Kühlzone (7) Druckluftdüsen (S) mit kleiuen aber mit fallender Temperatur im Kanal kleiner werdendes Durchmessern für Druckluft mit 30 bis 80 kPa Überdruck horizontal angeordnet sind in einer Ebene analog zu den Druckluftdüsen (8) in der Vorwärmzone (5)» wobei im Temperaturbereich zwischen etwa 700 und 1000 ⁰C Luftdüsen (12) mit Durchmessern über 6 mm und Luftdrücken unter 10 kPa angeordnet sind, daß in der Kühlzone im Temperaturbereich erhöhter Bruchempfindlichkeit um 600 C (10) eine oder mehrere Brenner, die mit Brenngas und Verbrennungsluft beaufschlagt werden, angeordnet sind,

daß iß der Decke des Durchlaufofens unmittelbar an der Ausfahrt ein Einblasschlitz für einen Teil der Verbrennungsluft angeordnet ist mit der Blasrichtung zur Einfahrt des Durchlaufofens hin, aber um 20 bis 25° von der Horizontalen abwärt geneigt,

daß die Ausfahrt des Durchlaufofens mit einer für kurze Arbeitstakte geeigneten speziellen Schleuse (14) versehen ist, bestehend aus einem Blechgehäuse (15)» einem vertikal beweglichen ersten Verschluß (17), einem auf Gleitschienen (2) beweglichen Schleusenboden (16) und einem zweiten Verschluß (18), der gemeinsam mit dem Schleusenboden (16) von einem Hubmechanismus (23 bis 27) auf einer Kreisbahn angehoben und anschließend wieder abgesenkt werden kann.
2. Durchlaufofen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Xnder Kühlzone (7) im Temperaturbereich um 600 ⁰C beidseitig" in den Seitenwänden öffnungen in Besatzhöhe für ѳіпѳ Teilluftabsaugung vorgesehen sind.

Durchlaufofen, nach Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen der Teilluftabsaugung nach Anspruch 2 und dem Verbrennungsluftzuführungssystem für einen oder mehrere Brenner besteht.

Hierzu JL·.. Seiten Zeichnungen