DE1152652B

DE1152652B - Kiln for the production of ceramic goods, especially blue clay

Info

Publication number: DE1152652B
Application number: DED33422A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dennert
Original assignee: Veit Dennert KG
Current assignee: Veit Dennert KG
Priority date: 1960-05-25
Filing date: 1960-05-25
Publication date: 1963-08-08

Description

Brennofen für die Herstellung von keramischem Gut, insbesondere Blähton Die Erfindung betrifft einen Brennofen für die Herstellung von keramischem Gut. Da es sich insbesondere um die Herstellung von Blähton handelt, sei die Erfindung an diesem bevorzugten Anwendungsfall erläutert.Kiln for the production of ceramic goods, especially expanded clay The invention relates to a kiln for the production of ceramic goods. Since it is in particular the production of expanded clay, the invention is explained on this preferred application.

Bei der Herstellung von Blähton wird das granulierte Gut so hoch erhitzt, daß die im Korn enthaltenen, Gasbildner frei werden und das Korn auf ein Mehrfaches seines Volumens aufblähen. Wie man das Blühverfahren. führt, hängt von den Eigenschaften ab, die man vom fertigen Gut verlangt. Will man ein geblähtes Korn mit einer rauhen, zerklüfteten, unregelmäßig gestalteten Oberfläche, so bringt man das Korn möglichst schnell in eine sehr heiße Flamme. Es setzt eine rapide Gasentwicklung ein, die das Korn auftreibt. Das ist jedoch der seltenere Fall. Im allgemeinen strebt man ein geblähtes Korn von im wesentlichen Kugelfonn mit einer geschlossenen Oberfläche an. Die geschlossene Oberfläche wird durch eine Glashaut gebildet, die man vor dem Einsetzen einer merklichen Gasentwicklung im Korn bilden muß. Die Schwierigkeit liegt nun darin, vor dieser Gasentwicklung eine Glashaut genügender Dicke zu bilden, so daß die entstehenden Gase das Korn zwar aufblähen können, ohne aber die Glashaut zu zerstören und nach außen auszutreten.In the production of expanded clay, the granulated material is heated to such an extent that that the gas-forming agents contained in the grain are released and the grain multiples inflate its volume. How to do the flowering process. leads depends on the properties that one demands from the finished product. If you want a distended grain with a rough one, craggy, irregularly shaped surface, so you bring the grain as possible quickly into a very hot flame. A rapid evolution of gas sets in, the find the grain. However, this is the rarer case. Generally one strives an expanded grain of essentially spherical shape with a closed surface at. The closed surface is formed by a glass skin that is placed in front of the Must form onset of a noticeable evolution of gas in the grain. The difficulty lies in the formation of a glass skin of sufficient thickness before this gas development, so that the resulting gases can indeed inflate the grain, but without the glass skin to destroy and to step outside.

Für die Durchführung des Blähvorganges bestehen verschiedene Möglichkeiten, Behandlung im Drehrohrofen, in der Wirbelschicht, im strömenden Gasstrom und auf dem Drehteller. Die Erfindung betrifft die Behandlung des Gutes auf dem Drehteller. Man weiß, daß man das Frischgut, bevor man es dem Blähvorgang unterwirft, zunächst in einer Vorheizzone behandeln muß, um das freie und gebundene Wasser auszutreiben. Das Gut erreicht dabei eine Temperatur von etwa 800' C, also eine Temperatur, die noch unterhalb der Sintertemperatur liegt. Dann gibt man nach dem bisherigen Stand der Technik dieses Gut in eine Brennkammer mit einem um eine senkrechte Achse umlaufenden Teller ein, auf dem es in dünner Schicht gleichmäßig ausgebreitet wird. Im Brennofen durchläuft dann das Gut den Temperaturbereich von 800 bis etwa 1200' C, wird hierbei gebläht und dann durch eine Schurre ausgetragen. Es ist wichtig, daß der Temperaturbereich zwischen der Vorheiztemperatur und der Sintertemperatur schnell übersprungen wird, wenn man ein einwandfreies geblähtes Korn von im wesentlichen Kugelform mit geschlossener Oberfläche erzielen will. Dazu ist erforderlich, das Gut mit der Vorheiztemperatur unmittelbar in den Bereich der Sintertemperatur zu bringen. Wenn man nämlich das Korn den Bereich zwisehen den beiden Temperaturen langsam durchlaufen läßt, so setzt die Gasentwicklung im Korn bereits ein, ehe sich eine Glashaut genügender Stärke bilden könnte. Durch die Treibwirkung der Gase wird die Glashaut schon im Zustand ihrer Bildung wieder zerstört. Nur wenn man das Korn aus der Vorheizzone unmittelbar in eine Zone mit Sintertemperatur einbringt, ist die Gewähr für die Bildung einer einwandfreien Glashaut gegeben, da die relativ große Masse des Kornes eine gewisse Zeit benötigt, um auf eine die Gasbildung hervorrufende Temperatur zu kommen.There are various options for carrying out the expansion process, treatment in the rotary kiln, in the fluidized bed, in the flowing gas stream and on the turntable. The invention relates to the treatment of the goods on the turntable. It is known that the fresh material, before it is subjected to the expansion process, must first be treated in a preheating zone in order to drive out the free and bound water. The material reaches a temperature of around 800 ° C, i.e. a temperature that is still below the sintering temperature. Then, according to the prior art, this material is placed in a combustion chamber with a plate rotating around a vertical axis, on which it is spread out evenly in a thin layer. In the kiln, the material then passes through the temperature range from 800 to about 1200 ° C, is expanded and then discharged through a chute. It is important that the temperature range between the preheating temperature and the sintering temperature is quickly skipped if one wants to achieve a perfect expanded grain of substantially spherical shape with a closed surface. For this it is necessary to bring the material with the preheating temperature directly into the range of the sintering temperature. If the grain is allowed to slowly pass through the area between the two temperatures, the development of gas in the grain begins before a glass skin of sufficient thickness can form. Due to the driving effect of the gases, the glass skin is destroyed again as soon as it is formed. Only if you bring the grain from the preheating zone directly into a zone with sintering temperature, the guarantee for the formation of a perfect glass skin is given, since the relatively large mass of the grain needs a certain time to come to a temperature causing gas formation.

Um die darg gelegte Wärmebehandlung auf vorteilhafte Weise durchzuführen, wurde der Brennofen gemäß der Erfindung mit einem Teller nach Art eines Granuliertellers versehen, der einen hochstehenden Rand aufweist und um eine schrägstehende Achse drehbar ist; -über ihm ist eine Brenneranlage ange- ordnet, deren Flammen von oben her unmittelbar auf das sich am Tellerrand abböschende Gut gerichtet sind und die die Sinterung des Blähtons bewirken. Der hochstehende Tellerrand ist so bemessen, daß das fertigbehandelte Gut über die Randkante in einen Austrag überläuft. Wird das vorgeheizte Gut auf den schrägliegenden umlaufenden Teller aufgegeben, so bedeckt es nicht dessen gesamte Fläche, sondern nur eine kleine Teilfläche des unteren Tellersektors. Hier wird es unmittelbar von der heißen Flamme getroffen, durchläuft also nicht den Temperaturbereich zwischen Vorheiz- und Sintertemperatur. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Bildung einer Glashaut hinreichender Stärke vor einer wesentlichen Gasentwicklung sichergestellt ist.In order to carry out the heat treatment presented in an advantageous manner, the kiln according to the invention was provided with a plate in the manner of a granulating plate, which has a raised edge and is rotatable about an inclined axis; -A burner system is arranged above it, the flames of which are directed from above directly onto the material sloping down on the edge of the plate and which cause the sintering of the expanded clay. The raised edge of the plate is dimensioned so that the finished product overflows over the edge into a discharge. If the preheated product is placed on the inclined rotating plate, it does not cover its entire surface, but only a small part of the lower plate sector. Here it is hit directly by the hot flame, so it does not pass through the temperature range between preheating and sintering temperature. In this way it is achieved that the formation of a glass skin of sufficient strength is ensured before a substantial evolution of gas.

Der schrägliegünde Teller hat darüber hinaus noch andere Vorteile. Für den Blähvorgang ist eine bestimmte Verweilzeit des Gutes in der Behandlungskammer erforderlich. Arbeitet man mit dem schrägliegenden Teller, so ergibt sich eine neue Verfahrensweise insofern, als die Verweilzeit des Gutes eine Funktion von Tellerdurchmesser, Höhe des Tellerrandes, Achsneigung und Drehzahl ist. Man hat also vier Funktionen, die man je nach der Art des Gutes und seines Behandlungsverfahrens wählen kann. Wesentlich ist die Austragung des Gutes durch überfall. Es wird jeweils so viel Gut ausgetragen, wie über den Tellerrand abfließt. Es ist ein Fließvorgang, dessen Menge bei gegebener Randhöhe, gegebener Tellerneigung und gegebener Drehzahl eine Funktion der Menge des zugeführten Gutes ist. Wird mehr zugegeben, so fließt mehr ab, und umgekehrt. Man hat es also bei einem gegebenen Ofen in der Hand, allein mit der zugeführten Menge die Verweilzeit des Gutes im Ofen zu bestimmen. Diese Betriebsweise ist bei einem Tellerofen mit waagerecht liegendem Teller und Austrag durch eine Schurrre nicht möglich.The slanted plate also has other advantages. A certain dwell time of the goods in the treatment chamber is required for the expansion process. If you work with the inclined plate, a new procedure results in that the dwell time of the goods is a function of the plate diameter, height of the plate rim, axis inclination and speed. So you have four functions that you can choose depending on the type of good and its treatment method. What is essential is the removal of the goods by assault. In each case, as much goods are carried out as flows out of the box. It is a flow process, the amount of which is a function of the amount of material supplied for a given edge height, given plate inclination and given speed. If more is added, more flows off, and vice versa. With a given furnace, it is therefore up to you to determine the dwell time of the material in the furnace solely with the amount added. This mode of operation is not possible with a plate oven with a horizontally lying plate and discharge through a chute.

Die Erfindung sei an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Brennofenanlage im Schnitt und Fig. 2 eine andere Ausführungsform des eigentlichen Brennofens, ebenfalls irn Schnitt.The invention will be explained with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. 1 shows the furnace system according to the invention in section and FIG. 2 shows another embodiment of the actual furnace, also in section.

Der Brennofen der erfindungsgemäßen Brennofenanlage wird un wesentlichen durch den drehbaren Teller 1 und der sich über diesen erhebenden Haube 2 gebildet. Der Teller 1, der um die Achse 3 drehbar ist, befindet sich in einer Schräglage. Er ist mit einem Rand 4 versehen, der die Granalien 5 mitnimmt. über den unteren Teil des Randes 4 laufen die Granalien nach ihrer Ausblähung in den Austrag 6 ab, der sich zum Brennraum 7 hin schnorchelartig erweitert. Beheizt wird das Brenngut bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch den mit öl, Gas oder Kohlenstaub betriebenen Brenner 8, dessen Flammenachse auf den unterhalb der Drehachse 3 gelegenen Bereich der Drehscheibe 1 gerichtet ist. Die Erbitzung kann selbstverständlich auch durch Strahlungswärme, also beispielsweise elektrisch erfolgen.The kiln of the kiln system according to the invention is essentially formed by the rotatable plate 1 and the hood 2 rising above it. The plate 1, which can be rotated about the axis 3 , is in an inclined position. It is provided with an edge 4 which takes the granules 5 with it. After their expansion, the granules run over the lower part of the edge 4 into the discharge 6 , which widens like a snorkel towards the combustion chamber 7. In the exemplary embodiment shown, the material to be fired is heated by the burner 8 operated with oil, gas or coal dust, the flame axis of which is directed towards the area of the turntable 1 located below the axis of rotation 3. The acquisition can of course also take place by means of radiant heat, for example electrically.

Der Teller erhält seinen Antrieb von der Welle 9 eines Motors 10, deren Ritzel 11 den unterhalb des Tellers 1 befestigten Zahnkranz 12 kämmt.The plate receives its drive from the shaft 9 of a motor 10, the pinion 11 of which meshes with the ring gear 12 fastened below the plate 1.

An dem Gestänge, 13 ist der Teller 1 zusammen mit der Kuppel 2 um den Drehpunkt 14 schwenkbar gelagert.The plate 1, together with the dome 2, is mounted on the linkage 13 so as to be pivotable about the pivot point 14.

Die Fig. 2 läßt im einzelnen erkennen, welche Vorkehrungen dafür getroffen werden können, damit die in den Brennraum 7 einmündende Beschickungseinrichtung 15, der in den Brennraum 7 hineinragende Brenner 8 sowie der Austrag 6 die um die Achse 16 erfolgende Drehbewegung nicht stören. Zu diesem Zwecke ist in der Haube 2 ein durch das Blech 17 verdeckter Schlitz 18 angeordnet. Der Austrag 6 soll hierbei durch einen flexiblen Schlauch 19 aus feuerfestem Material (Asbest) gebildet sein, so daß dieser die Schwenkbewegung des gesamten Ofens mitmachen kann. In der Wandung der Kuppel 2 können ein Schauglas 20 und Meßinstrumente 21 angeordnet sein.The Fig. 2 can detect in detail the arrangements can be made for it, so that the opening into the combustion chamber 7 loading device 15, which projects into the combustion chamber 7 burner 8 and the discharge 6 does not interfere with taking place about the axis 16 rotational movement. For this purpose, a slot 18 covered by the sheet metal 17 is arranged in the hood 2. The discharge 6 should be formed here by a flexible hose 19 made of refractory material (asbestos) so that it can take part in the pivoting movement of the entire furnace. A sight glass 20 and measuring instruments 21 can be arranged in the wall of the dome 2.

Die Abdichtung zwischen dem Teller 1 und der Haube 2 wird durch an beiden Teilen vorgesehene Nuten 22 und Federn 23 erreicht, vermittels derer sie ineinandergreifen.The seal between the plate 1 and the hood 2 is achieved by grooves 22 and tongues 23 provided on both parts, by means of which they interlock.

Die Beschickungseinrichtung 15 setzt sich nach oben in den Trichter 24 bzw. Vorratsbehältex für das zu brennende Gut fort. Ferner geht von der Beschickungseinrichtung 15 eine Leitung 25 zu dem nicht gezeigten Kamin ab. In dieser Leitung ist ein Exhaustor 26 angeordnet.The charging device 15 continues upward into the funnel 24 or storage containerx for the material to be burned. Furthermore, a line 25 goes from the charging device 15 to the chimney, not shown. An exhaustor 26 is arranged in this line.

Zwischen dem Trichter 24 und der Beschickungseinrichtung 25 befindet sich ein Zellenrad 27. A cellular wheel 27 is located between the hopper 24 and the charging device 25.

Der Austrag 6 für den Brennraum 7 geht in das Rohr 28 über und ist gegenüber diesem durch das Zellenrad 29 abgesperrt. Von dem Rohr 28 geht eine Leitung 30, in der ein Gebläse 31 angeordnet ist, ab, die zu dem Brenner 8 führt.The discharge 6 for the combustion chamber 7 merges into the pipe 28 and is blocked off from it by the cellular wheel 29. A line 30, in which a fan 31 is arranged, extends from the pipe 28 and leads to the burner 8 .

Die Anlage arbeitet wie folgt: Der Zugang des Gutes 32 zu der Beschickungseinrichtung 15 wird durch das Zellenrad 27 freigegeben. In letzterer kommt das Gut mit den heißen Abgasen aus dem Brennraum 7 in Berührung, die durch den Exhaustor 26 angesaugt und über die Leitung 25 dem nicht gezeigten Kamin zugeführt wird. Das Zellenrad 27 verhindert, daß an der Materialaufgabestelle Falschluft angesaugt wird.The system works as follows: The access of the goods 32 to the charging device 15 is enabled by the cellular wheel 27. In the latter, the material comes into contact with the hot exhaust gases from the combustion chamber 7 , which are sucked in through the exhaustor 26 and fed via the line 25 to the chimney (not shown). The cellular wheel 27 prevents false air from being sucked in at the material feed point.

Die Beschickungseinrichtung 1-5 stellt die Trocken-und Vorerhitzungszone für das zu brennende Gut 32 dar. Bei der Herstellung von Blähton herrscht hier eine Temperatur von etwa 800' C. Die Temperatur kann durch Beimengung von Falschluft genau geregelt werden.The charging device 1-5 represents the drying and preheating zone for the item 32 to be burned. During the production of expanded clay, a temperature of about 800 ° C. prevails here. The temperature can be precisely regulated by adding false air.

Von der Beschickungseinrichtung 15 fällt das Gut durch den auf Sintertemperatur befindlichen Brennraum 7 auf den Teller 1. Von hier gelangen die Granalien 5 in den Austrag 6 (vgl. Pfeilrichtung) und hiernach in das Rohr 28. Dieses stellt die Kühlzone für das heiße Gut dar. Zu diesem Zwecke wird vermittels des Gebläses 31 Frischluft angesaugt, mit der das heiße Gut im Gegenstrom zusammentrifft. Durch die Einschaltung des Zellenrades 29 wird vermieden, daß Abgase bzw. Heißluft aus dem Brennofen angesaugt werden.From the charging device 15 , the material falls through the combustion chamber 7, which is at sintering temperature, onto the plate 1. From here the granules 5 enter the discharge 6 (see arrow direction) and then into the pipe 28. This represents the cooling zone for the hot material For this purpose, fresh air is sucked in by means of the fan 31 , with which the hot material meets in countercurrent. Switching on the star feeder 29 prevents exhaust gases or hot air from being sucked in from the kiln.

Das das Rohr 28 verlassende abgekühlte Gut wird schließlich aufgesammelt.The cooled material leaving the pipe 28 is finally collected.

Die sich bei der Berührung mit dem heißen Gut erwärmende Frischluft wird als Sekundärluft über die Leitung 30 dem Brenner 8 zugeführt, der im übrigen noch mit Primärluft durch eine nicht gezeigte Zuführung gespeist werden kann.The fresh air which heats up on contact with the hot material is fed as secondary air via the line 30 to the burner 8 , which can also be fed with primary air through a feed (not shown).

Durch den beschriebenen Materialfluß und die Führung der Gase innerhalb der erfindungsgemäßen Brennofenanlage wird bei dieser eine sehr gute Wärmebilanz erzielt.Through the flow of material described and the guidance of the gases within the kiln system according to the invention has a very good heat balance in this case achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Kiln for the production of ceramic material, in particular expanded clay, with an upstream preheating zone for the fresh material, characterized by a firing device designed in the manner of a granulating plate, in which the plate is provided with a raised edge and can be rotated about an inclined axis, and a burner system, the flames of which are directed from above directly onto the goods sloping down on the base of the plate, the raised plate rim of the burner device being dimensioned so that the finished product overflows over the edge in a discharge.

2. Kiln according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (7) is substantially enclosed by a fixed hood (2) and by the turntable (1) arranged below it. Documents considered: German Patent Specifications Nos. 401 718, 519 613, 657 252; British Patent No. 624,032; U.S. Patent No. 2,193,698.