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Verfahren. und Vorrichtung zum Brennen und Kühlen von keramischem,
geformtem Gut Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Brennen und Kühlen von keramischem, geformtem Gut, insbesondere von Ziegeln,
in Haubenöfen.
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Zweck der Erfindung ist es, das Verfahren so zu leiten und die Vorrichtung
so auszubilden, daß z. B. Ziegel in erheblich kürzerer Zeit als beim Ringöfen mit
überdurchschnittlicher Qualität gebrannt werden. Weiterer Erfindungszweck ist es,
zur Durchführung des Verfahrens einen Ofen zu schaffen, der billig ist, nur einen
Bruchteil des Raumes eines Ringofens benötigt und im übrigen leichter als dieser
regelbar ist.
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Es sind Verfahren zum Brennen von keramischem, geformtem Gut bekannt,
wobei ebenfalls zwei der offenbarten Verfahrensabschnitte zusammengefaßt sind und
eine Haube vorhanden ist. Bei dieser Ausführung wird mit Umluft gearbeitet, um den
thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Der Nachteil der Anwendung von Umluft ist aber,
daß beim Brennen von keramisch geformtem Gut Bestandteile der Verbrennungsgase mit
dem frischen Stapel in Berührung kommen und diesen dadurch schädigen bzw. unbrauchbar
machen. Die Ablagerung chemischer Bestandteile, die beim Umluftverfahren unvermeidlich
ist, bringt chemische Veränderungen im Ziegel, so daß eine sehr hohe Ausschußquote
vorhanden ist.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung findet ein Vorwärmen, Verbrennen
und Abkühlen statt, wobei die Luft und die Heizgase auf Grund ihres Auftriebes in
vertikaler Richtung am Gut vorbeistreichen.
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Durch eine derartige Lenkung der Kühlluft bzw. der Brenngase wird
der Brenngutstapel nur ungleichmäßig erhitzt bzw. abgekühlt, so daß mit Luftüberschuß
gearbeitet werden muß. Abgesehen von der Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrades
ergeben sich dadurch auch schlechtere Qualitäten der gebrannten Ziegel und eine
ungleichmäßige Abkühlung bzw. Erhitzung des Brenngutstapels, so daß ebenfalls in
verhältnismäßig langer Zeit ein nicht besonders guter Ziegel bei schlechtem thermischem
Wirkungsgrad mit verhältnismäßig hohen Ausschußquoten gebrannt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und
die Gase so zu führen und Verfahrensabschnitte so zusammenzufassen, daß in kurzer
Zeit ein hochwertiger Ziegel bei geringen Ausschußquoten gebrannt wird.
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Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß der Brenn-
und Kühlvorgang in vier gleichzeitig ablaufende Arbeitsgänge, nämlich Vorwärmen,
Vorbrennen, Brennen und Kühlen aufgeteilt wird, das Vorwärmen durch die erhitzte
Kühlluft und das Vorbrennen durch die Abgase der Brennkammer im jeweils einmaligen
Durchgang der Luft bzw. Heizgase erfolgt und die Luft- und Gasströmung in der Kühl-
bzw. Brennzone jeweils von oben nach unten gerichtet wird.
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Durch eine derartige Ausführung findet der Brenn-und Kühlvorgang in
einem Haubenofen nach einem bestimmten Taktverfahren statt. Die Erhitzung und der
Abkühlungsvorgang ist in vier Stufen unterteilt. Um denKühlvorgang zu beschleunigen,
wird in dieser Stufe die Kühlluft entgegen dem Gasauftrieb von oben nach unten geführt.
Der Brennvorgang spielt sich ebenfalls so ab, indem in derBrennzone dieHeizgase
den Ofen in der gleichen Richtung, d. h. entgegen dem natürlichen Gasauftrieb, durchqueren.
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Durch die Führung der Kühlluft und der Brenngase entgegen dem natürlichen
Gasauftrieb findet gewissermaßen ein Wärmestau statt. Dadurch findet eine gleichmäßige
Erhitzung beim Brennvorgang statt. Es braucht nicht mit Luftüberschuß gearbeitet
zu werden. Es bilden, sich auch keine toten Winkel. Das Brenngut wird gleichmäßig
erhitzt. Es wird auch kein Umluftverfahren angewandt, so daß die chemischenBestandteile
nicht niederschlagen können. Beim Kühlen ist nur eine sehr geringe Ausschußquote
vorhanden, da ebenfalls durch dieFührung entgegen dem Gas- bzw. Luftauftrieb ein
gleichmäßiges Abkühlen stattfindet. Starke Spannungen innerhalb des Brenngutstapels
bzw. des Ziegels werden vermieden. Durch
die Anwendung des Taktverfahrens
wird in sehr rascher Zeit das Brenngut vorgewärmt, vorgebrannt, gebrannt und abgekühlt.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß
dieHauben über derBrennkammer und Vorbrennkammer einerseits sowie die Hauben über
der Kühlkammer und Vorwärmkammer andererseits durch Gaskanäle miteinander verbunden
sind.
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Die Zusammenfassung der Verfahrensabschnitte, nämlich Brennen und
Vorbrennen einerseits sowie Kühlen und Vorwärmen andererseits, läßt nur die Brenngase
bzw. nur die vorgewärmte Luft mit dem Brenngutstapel in Berührung kommen, die in
diesem Verfahrensabschnitt dem Brenngut nicht schaden kann. Die Brenngase, die aus
der Brennkammer in die Vorbrennkammer treten, treffen auf ein so weit vorerhitztes
Brenngut, daß ein Niederschlag schädlicher, chemischer Bestandteile nicht zu befürchten
ist. Umgekehrt ist die Vorwärmluft, welche die Kühlkammer verläßt, frei von schädlichen,
chemischen Bestandteilen, so daß der frische Brenngutstapel, der in diesem Zustand
besonders leicht chemische Bestandteile aufnehmen würde, nicht geschädigt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierfür weitere Erfindungsmerkmale
hervor.
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Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in Draufsicht,
zum Teil im Schnitt; Fig. 2 ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt; Fig.3 ist
ein Längsschnitt durch eine Haube mit ihren beiden durch Längskanäle verbundenen
Kammern; Fig. 4 zeigt die Abkühl- bzw. Brennkammer schematisch im Querschnitt.
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In den Figuren ist eine Grundplatte 1 gezeichnet, auf der sich Kammerunterteile
2 befinden. Es sind vier Kammern vorhanden, und zwar die Abkühlkammer 5, die Vorwärmkammer
6, die Vorbrennkammer 7 und die Brennkammer B. Die Haube 3 überdeckt die Vorbrennkammer
7 und die Brennkammer 8, während die Haube 4 die Abkühlkammer 5 und die Vorwärmkammer
6 überdeckt. Die Verfahrensabschnitte in diesen Kammern werden dadurch zusammengefaßt,
indem Längskanäle 15 es gestatten, daß die in die Brenn- oder Abkühlkammer 5, 8
eintretenden Brenngase bzw. Kühlluft zur Vorbrennkammer 7 bzw. Vorwärmkammer 6 geführt
werden und von dort dann durch den Abzugskamin 20 bzw. 11 abgeführt werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen derartigen Verlauf. Die dort gezeichnete Brennkammer
8 besitzt oben Lufteinströmkanäle 13, die auch in der Fig. 1 dargestellt sind. Durch
die Öffnung 16 werden die heißen Brenngase, z. B. bei der Verwendung von Ölfeuerung
oder im Ausführungsbeispiel vonStaubkohle, zugeführt. DieBrenngase gehen dann in
der Brennkammer 8 in Pfeilrichtung 23 von oben nach unten, d. h. entgegen
dem natürlichen Gasauftrieb. Die Längskanäle 15, welche, wie aus der Fig.1 hervorgeht,
die jeweilig zusammengefaßten Kammern verbinden, sind durch Absperrschieber 17 in
ihrem freien Querschnitt einstellbar. Bei den Fig. 3 und 4 werden dann die Brenngase
in Pfeilrichtung 23 durch die Längskanäle 15 in Pfeilrichtung 24 geführt und gelangen
dann in die Vorbrennkammer 7. Von dort strömen sie in Pfeilrichtung 25 nach oben,
um durch die Öffnungen 35 oben die Vorbrennkammer zu verlassen. Steuerschieber 12
dienen zur Regelung der Luftzufuhr. Die Brenngase gehen nach Verlassen der Vorwärmkammer
in Pfeilrichtung 26 aus dem Abzugskamin 20.
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Der Vorgang in der Abkühl- und Vorwärmkammer spielt sich genauso ab.
In der Abkühlkammer 5 wird die zugeführte Kühlluft ebenfalls in Pfeilrichtung 23
von oben nach unten geführt, d. h. entgegen dem thermischen Auftrieb. Die Abkühlkammer
5 -entspricht in bezug auf die Gasführung also der Brennkammer B. Nachdem Abkühlkammer
5 und Vorwärmkammer 6 ebenfalls durch Längskanäle 15 miteinander verbunden sind,
werden die Verfahrensabschnitte, Abkühlen und Vorwärmen, unter der Haube 4 zusammengefaßt.
Aus der Vorwärmkammer tritt dann die durch die Abkühlkammer geführte Kühlluft in
Pfeilrichtung 27 aus, wobei hier der Abzugskamin 11 benutzt wird.
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Das Taktverfahren spielt sich dann wie folgt ab: Auf der Schiebebühne
22 wird auf den Hebewagen 10
der frische Brenngutstapel 36 bereitgestellt.
Nach Heben der Hauben 3 und 4 gehen in einem Arbeitstakt der abgekühlte
Brenngutstapel 36 aus der Abkühlkammer 5 nach außen, der frische Brenngutstapel
36 kommt in die Vorwärmkammer 6, der dort befindliche Brenngutstapel gelangt in
die Vorbrennkammer 7 und der dort befindliche Brenngutstapel in die Brennkammer
B. Der in der Brennkammer befindliche Stapel gelangt in die Abkühlkammer
5. Es wird, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, im Kreis herum also ausgetauscht. Durch
die Führung der Kühlluft bzw. der Brenngase entgegen dem Gasauftrieb wird erreicht,
daß dieses Taktverfahren eingehalten werden kann, weil das Abkühlen verzögert und
das Brennen beschleunigt wird. Eine Hebevorrichtung 9 dient zum Aufundabbewegen
der Hauben 3 und 4. Ein Luftleitungsrohr 18 dient der Zufuhr der Kühlluft für die
Abkühlkammer 5 und gleichzeitig der Zufuhr der Verbrennungsluft für die Brennkammer
B. Umsteuerklappen 19 in den Längskanälen 15, die zwischen der Vorwärmkammer 6 und
der Abkühlkammer 5 angeordnet sind, haben die gleiche Wirkung wie die Absperrschieber
17 in den Längskanälen 15 zwischen der Brennkammer 8 und der Vorbrennkammer 7. Ein
Ständer 21 dient der Aufnahme der Hebevorrichtung 9.
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Es ist selbstverständlich möglich, das Taktverfahren durchzuführen,
wenn die Kammern nicht kreisförmig angeordnet sind, ebenso kann statt staubförmiger
Kohle ölfeuerung verwandt werden. Wesentlich ist immer nur die Zusammenfassung der
verschiedenen Verfahrensabschnitte und die Gasführung entgegen dem Gasauftrieb in
der Abkühl- und Brennkammer.