Verfahren zum Brennen von keramischen Rohren Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Brennen von keramischen Rohren oder Stangen in einem
Schachtofen.Method of Firing Ceramic Tubes The present invention
relates to a method for firing ceramic tubes or rods in one
Shaft furnace.
Es ist bekannt, daß man keramische Rohre, z. B. Pyrometerrohre, Gasabnahmerohre,
Reaktionsrohre od. d-1., und auch keramische Stangen brennen. kann, indem man diese
Rohre in dem Deckel oder der Zwischendecke eines Schachtofens aufhängt. Der Schachtofen
wird auf seiner ganzen Höhe durch eine größere Anzahl Brenner beheizt, so daß eine
gleichmäßige Aufheizung des Brenngutes und dadurch eine gleichmäßige Schwindung
erreicht wird. Auf diese Weise kann. vermieden werden, daß sich die Rohre beim Brennen
krümmen oder verziehen..It is known that ceramic tubes, e.g. B. pyrometer tubes, gas sampling tubes,
Burning reaction tubes or d-1., And also ceramic rods. can by doing this
Hanging pipes in the lid or the false ceiling of a shaft furnace. The shaft furnace
is heated over its entire height by a large number of burners, so that one
even heating of the material to be fired and therefore even shrinkage
is achieved. That way you can. be avoided that the tubes when burning
bend or warp ..
Bei der praktischen Durchführung dieses Brennverfahrens hat sich eine
gewisse Schwierigkeit ergeben, die durch die vorliegende Erfindung behoben werden
soll. Bei der bisherigen Brennweise werden die senkrecht aufgehängten Rohre oder
Stangen dadurch zum Pendeln gebracht, daß sich in den. radial oder tangential gegen
die Rohre strömenden und stoßenden Verbrennungsgaren starke Wirbel bilden, die einseitig
gerichtete Kräfte auf das Rohr ausüben. Diese Kräfte sind um so wirksamer, je länger
die Rohre sind. Wie festgestellt werden konnte, bedarf es nur geringer Strömungsenergien,
beispielsweise vom untersten Brenner des Schachtes ausgehend, um Rohre von 2 m Länge
zum Pendeln zu bringen. Da die Rohre nicht alle in derselben Richtung und mit derselben
Frequenz pendeln, stoßen sie unter Umständen aneinander. Dabei kann es vorkommen,
daß das eine oder andere Rohr abreißt und beim Herunterfallen andere Rohre, gegebenenfalls
den ganzen Besatz, mit herunterreißt. Diese Erscheinung tritt insbesondere in dem
Temperaturbereich auf, welchen das keramische Gut beim Aufheizen durchläuft. Dieser
Temperaturbereich erstreckt sich je nach dem keramischen Material bis zu 800 bis
1200° C. Innerhalb dieses Temperaturbereiches für die Aufheizu.ng lockert sich das
Gefüge des: keramischen Materßals durch Austreiben des Hydratwassers sowie durch
Verbrennen der bei der Verformung verwendeten. Bindemittel. Die Rohre sind dann
äußerst empfindlich gegen mechanische Beanspruchung. Insbesondere der oberste Teil
der Rohre ist sehr gefährdet, weil sich hier zu den Zugspannungen, verursacht durch
das Eigengewicht des Rohres, die durch das Pendeln erzeugten wechselnden Biegespannungen
addieren. In der Tat konnte beobachtet werden, daß das Abreißen der Rohre am häufigsten
im obersten Bereich erfolgt. Ist der Anheizbereich durchlaufen, d. h. ist eine Temperatur
oberhalb 800 bis 1200° C je nach Material erreicht, so werden die Rohre mechanisch
unempfindlicher, weil in zunehmendem Maße eine Verfestigung des Materials durch
das Brennen eintritt. Gemäß der Erfindung wird das Verfahren zum Brennen von senkrecht
und frei aufgehängten keramischen Rohren. oder Stangen in der Weise ausgeführt,
daß das Brenngut bis zu. einer Temperatur von 800-bis 1200° C mittelbar innerhalb
einer Muffel und anschließend durch unmittelbare Berührung mit heißen Verbrennungsgasen
auf Fertigbrandtemperatur erhitzt wird.In the practical implementation of this combustion process has a
give rise to certain difficulties which the present invention overcomes
target. In the previous way of burning, the vertically suspended tubes or
Rods caused to oscillate that in the. radial or tangential against
the pipes pouring and pushing the incineration form strong eddies that are one-sided
exert directed forces on the pipe. These forces are the more effective the longer
the pipes are. As could be determined, only low flow energies are required
for example, starting from the lowest burner of the shaft, around pipes of 2 m length
to commute. Because the pipes are not all in the same direction and with the same
If the frequency fluctuates, they may collide with each other. It can happen
that one or the other pipe tears off and when falling other pipes, if necessary
all the trimmings, with tears down. This phenomenon occurs particularly in the
Temperature range which the ceramic material passes through when it is heated. This
Depending on the ceramic material, the temperature range extends up to 800 to
1200 ° C. This loosens within this temperature range for the heating
Structure of the: ceramic materßals by expelling the water of hydration as well as by
Burn the used in the deformation. Binder. The pipes are then
extremely sensitive to mechanical stress. Especially the top part
the pipe is very endangered, because it is here to the tensile stresses caused by
the weight of the pipe, the alternating bending stresses generated by the pendulum
add. Indeed, it has been observed that the most frequent ruptures of the pipes
takes place in the top area. Has the heating-up area been passed, i. H. is a temperature
Reached above 800 to 1200 ° C depending on the material, the pipes are mechanical
less sensitive, because increasingly a solidification of the material by
the burning occurs. According to the invention, the method for burning is perpendicular
and freely suspended ceramic tubes. or rods executed in such a way
that the material to be fired up to. a temperature of 800 to 1200 ° C indirectly within
a muffle and then through direct contact with hot combustion gases
is heated to the final firing temperature.
Es ist aus der keramischen Technik, soweit sie sich auf das Brennen
von Gegenständen üblicher Abmessungen bezieht, bekannt, beim Brennen Muffeln zu
verwenden, innerhalb deren das Brenngut angeordnet ist. Es ist auch bekannt, Isolatoren
in Form von Langstäben einzeln in Kapseln zu brennen, wobei das Brenngut nicht von
Anfang an frei hängt, sondern zunächst auf dem Boden der Kapsel aufstößt und erst
durch die Sehwindung zum Hängen kommt. Außerdem wurde der Fertigbrand lediglich
durch indirekte Wärmezufuhr durchgeführt, was bei hochfeuerfestem Brenngut starke
Beanspruchungen der Kapsel sowie einen unwirtschaftlichen Wärmeverbrauch zur Folge
hat.It is from the ceramic technique insofar as it relates to firing
of objects of normal dimensions relates, known, to muffles when firing
use, within which the item to be fired is arranged. It is also known to be isolators
in the form of long sticks to be burned individually in capsules, whereby the material to be burned is not of
At the beginning it hangs freely, but first and foremost it hits the bottom of the capsule
comes to hang due to the curvature of sight. In addition, the finished fire was only
carried out by indirect heat supply, which is strong for highly refractory items to be fired
Stresses on the capsule and uneconomical heat consumption result
Has.
Im übrigen hat man bisher keramische Rohre, insbesondere solche größerer
Länge, praktisch immer so gebrannt, daß man- die .heißen Verbrennungsgase in unmittelbare
Berührung mit dem Brenngut gebracht hat, und zwar auch schon während des Aufheizen.s.In addition, ceramic tubes, especially larger ones, have hitherto been used
Length, practically always burned in such a way that one - the .hot combustion gases in immediate
Came into contact with the item to be fired, even while it was being heated.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein störungsfreies Brennen auch
von Rohren erheblicher Länge gewährleistet. Außerdem kann man durch geeignete Einstellung
der Brenndauer eine äußerst gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Brenngutes,
insbesondere hinsichtlich seiner Längenerstreckung, erreichen.
In
der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer
schematisch dargestellten Einrichtung erläutert.Trouble-free burning is also achieved by the present invention
guaranteed by pipes of considerable length. In addition, one can through appropriate setting
the burning time an extremely even temperature distribution within the objects to be fired,
in particular with regard to its length, achieve.
In
the drawing is an embodiment of the method according to the invention on a
schematically illustrated device explained.
Der Schachtofen besteht aus dem feuerfesten Mauerwerk 1, welches den
Brennraum 2 umschließt. Der Brennraum ist nach oben durch einen Deckel 12 abgeschlossen,
der das keramische Gut 6, z. B. langgestreckte Rohre, trägt. Durch zahlreiche über
die Länge des Brennschachtes verteilte Düsen 7 wird ein: Gemisch eines festen oder
flüssigen Brennstoffes mit Luft eingeblasen, welches sich nach Eintritt in den Brennraum
2 sofort entzündet und die Muffel 4 von außen beheizt. Die heißen Rauchgase ziehen
durch die Abzugsöffnungen 8 und 9 aus dem Brennraum 2 ab. Die der -Muffel von außen
durch die heißen Verbrennungsgase zugeführte Wärme wird nach innen auf das Brenngut
abgestrahlt und heizt dieses bei genügend langer Brennzeit gleichmäßig auf eine
bestimmte Temperatur auf. Diese Temperatur liegt zwischen 800 und 1200° C und richtet
sich nach der Art des keramischen -Materials. In der Muffel ist am oberen Ende eine
Öffnung 10 vorgesehen, durch welche Wasserdampf sowie sonstige gasförmige Stoffe,
die beim Aufheizen aus dem Brenngut entwickelt werden, entweichen können.The shaft furnace consists of the refractory masonry 1, which the
Combustion chamber 2 encloses. The combustion chamber is closed at the top by a cover 12,
the ceramic good 6, z. B. elongated tubes carries. Through numerous over
the length of the combustion shaft distributed nozzles 7 is a: mixture of a solid or
liquid fuel blown with air, which is after entering the combustion chamber
2 ignites immediately and the muffle 4 is heated from the outside. Draw the hot smoke
through the exhaust openings 8 and 9 from the combustion chamber 2. That of the muffle from the outside
The heat supplied by the hot combustion gases is directed towards the inside of the item to be fired
radiated and heats this evenly to one if the burning time is long enough
certain temperature. This temperature is between 800 and 1200 ° C and is aimed
depending on the type of ceramic material. There is one at the top of the muffle
Opening 10 provided through which water vapor and other gaseous substances,
which are developed from the items to be fired when they are heated, can escape.
Die Muffel 4 ist ortsfest innerhalb des Brennraumes 2 angeordnet,
beispielsweise indem sie durch Stützen 11 in einem gewissen Abstand von dem Boden
des Schachtes gehalten wird. Wenn die Aufheiz-Endtemperatur erreicht ist, wird der
Deckel angehoben und das Brenngut aus der ortsfesten Muffel 4 nach oben herausgezogen.
Dann wird der Deckel 12 mit dem darünfierhängenden Brenngut unmittelbar in einen
anderen Schachtofen: übergeführt, in welchem der Fertigbrand in an sich bekannter
Weise stattfindet, indem nämlich die heißen Verbrennungsgase in unmittelbare Berührung
mit den frei hängenden Rohren gebracht werden. Ein schädlicher Einfluß, der durch
die kinetische Energie der Verbrennungsgase bewirkt werden könnte, ist nun nicht
mehr zu befürchten, da die Rohre durch die inzwischen erfolgte Aufheizung eine gewisse
mechanische Festigkeit erreicht haben, so daß die Gefahr eines Abreißens der Rohre
von dem Tragdeckel praktisch nicht mehr besteht.The muffle 4 is arranged in a stationary manner within the combustion chamber 2,
for example by being supported by supports 11 at a certain distance from the ground
of the shaft is held. When the final heating temperature is reached, the
The lid is raised and the items to be fired are pulled out of the stationary muffle 4 upwards.
Then the lid 12 with the items to be fired is directly in a
other shaft furnace: transferred, in which the finished fire is known per se
Way takes place, namely by putting the hot combustion gases in direct contact
be brought with the freely hanging pipes. A harmful influence by
the kinetic energy of the combustion gases that could be caused is now not
more to be feared, as the pipes have a certain degree of heating up in the meantime
have reached mechanical strength, so that there is a risk of the pipes tearing off
of the support cover practically no longer exists.