DE1508478C - Tunnelofen zum Nachbrennen von kera mischem Behandlungsgut - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Tunnelofen zum · wünschten schonenden Weise nachzubehandeln. Das Nachbrennen von keramischem Behandlungsgut, wie Gut ist keiner schädlichen Strömung des Heiz-Artikel aus verglastem Porzellan, mit einer zentralen mediums ausgesetzt, und der gewünschte Tempera-Heizkammer, in welcher sich das nachzubrennende turverlauf über die Ofenlänge läßt sich durch ent-Behandlungsgut bewegt, und seitlich von dieser an- 5 sprechende Schieberstellungen einstellen, ohne daß geordneten Brennkammern, die von der Heizkammer für das Behandlungsgut schädliche Temperaturdurch Wände oder Muffeln getrennt und mit Brenn- Sprünge auftreten.

stoff gespeisten Brennern od. dgl. versehen sind, wobei Es ist ein Ofen bekannt, bei dem parallel zu einem Abzugskanäle für die Abgase vorgesehen sind, die Verbrennungsraum ein Verbrennungsluftkanal gemit den Brennkammern in Verbindung stehen. io führt ist, der durch mit Schiebern versehenen Keramische Artikel, beispielsweise aus verglastem Zwischenkanälen mit dem Verbrennungsraum verPorzellan, müssen nachgebrannt werden, wenn ihr bunden ist. Dieser bekannte Ofen vermag aber die Aussehen Fehler aufweist, die dazu zwingen würden, Erfindung nicht nahezulegen, weil nach dieser sie in eine niedrigere Verkaufsklasse einzustufen. parallel zu den Heizkammern ein Abzugskanal ver-Derartige Fehler werden durch kleine an der Emaille 15 läuft, um die in den Heizkammern strömenden Verklebende Körner, einer zu geringen Dicke der Emaille- brennungsgase in der erfindungsgemäßen Weise aus schicht, die sich über das ganze Werkstück oder nur den Heizkammern heraus und in diese hineinzuführen, über Teile desselben erstreckt, oder auch durch so- um dadurch den dem Behandlungsgut angepaßten genannte »pine holes« hervorgerufen. Diese Fehler Temperaturverlauf zu erzeugen,
lassen sich durch Nachbehandlungen beseitigen. Be- 20 In dem erfindungsgemäßen Tunnelofen können steht der Fehler in kleinen angeklebten Körnern, so die Brenntemperaturen dem Nachbehandlungsgut so werden diese abgelöst und das dadurch entstehende angepaßt werden, daß in diesem keine unzulässig Loch mit einer Spezialmischung verstopft. Anschlie- hohen Spannungen entstehen, die zu einem Bruch ßend wird nachemaüliert und nachgebrannt. " führen.

¹ Falls die Emailleschicht zu dünn ist oder falls pine 25 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach-

holes auftreten, wird das Werkstück oder ein Teil stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,

desselben mit einer leichter schmelzbaren Emaille F i g. 1 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen

überzogen und anschließend nachgebrannt. In allen ' Tunnelofens, eines sogenannten Muffelofens;

diesen Fällen ist es zur Beseitigung der Fehler er- F i g. 2 zeigt einen schematischen, durch einen

forderlich, die nachbehandelten Artikel nochmals 30 der Abzugskanäle gehenden Schnitt des Ofens der

durch einen Ofen zu schicken. Bekanntlich ist ein Fig. 1 unter Wegbrechung von Teilen, wobei der

Artikel, welcher bereits einmal gebrannt worden ist, öffnungs- und Schließungszustand der verschiedenen

besonders gegen mechanische Beanspruchungen und Schieber dem Brennen des Gutes entspricht;

gegen Wärmeeinwirkung, die durch innere Spannun- Fig. 2a zeigt die der Anordnung der in Fig. 2

gen zu einem Bruch führen kann, empfindlich. Das 35 dargestellten Schieber entsprechende Brennkurve;

Nachbrennen muß daher in besonders schonender F i g. 3 ist eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht,

Weise durchgeführt werden. welche einen einer ersten Nachbrennart entsprechen-

Es sind öfen bekannt, bei denen das Gut unmittel- den öffnungs- und Schließungszustand der Schieber

bar mit den Heizgasen oder der Flamme in Berührung zeigt;

kommt. Derartige öfen erlauben aber keine 40 Fig. 3a zeigt die dem Fall der Fig. 3 entspre-

schonende Nachbehandlung des eingebrachten emp- chende Nachbrennkurve;

findlichen Gutes, weil dieses nicht vor der unmittel- Fig. 4 ist eine der Fig. 2 entsprechende Darstelbaren Einwirkung der Heizgase geschützt ist. Weiter-" lung, welche einen einer zweiten Nachbrennart ent-

hin sind öfen bekannt, bei denen über ihre Länge sprechenden öffnungs- und Schließungszustand der

eine Steuerung der Temperatur durch Einblasen und 45 Schieber zeigt;

Absaugen von Heizgasen oder auch Zuführen von Fig. 4a zeigt die dem Fall der Fig. 4 entspre-

Gasströmen unterschiedlicher Temperaturen gesteuert chende Nachbrennkurve;

wird. Derartige öfen erlauben neben dem Nachteil, F i g. 5 ist eine der F i g. 2 entsprechende Darstel-

daß das Nachbehandlungsgut wiederum unmittelbar lung, welche einen einer dritten Nachbrennart ent-

mit dem Wärmeträger in Berührung tritt, keine 50 sprechenden öffnungs- und Schließungszustand der

genügend feinfühlige Temperaturabstufung über die Schieber zeigt;

Ofenlänge. F i g. 5 a stellt die der F i g. 5 entsprechende NachAufgabe der Erfindung ist es, einen Ofen zum brennkurve dar;

Nachbrennen für keramisches Gut so auszugestalten, . Fig. 6 ist eine der Fig. 2 entsprechende Darstel-

daß sich die benötigten Brenntemperaturen in einer 55 lung, welche einen einer vierten Nachbrennart ent-

dem empfindlichen Material angepaßten Weise in sprechenden öffnungs- und Schließungszustand der

bestimmten Bereichen des Ofens in der gewünschten Schieber zeigt;

Höhe erzeugen lassen. Fig. 6a zeigt die der Fig. 6 entsprechende Nach-

. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem brennkurve; -.■■,..

Tunnelofen der eingangs beschriebenen Art dadurch 60 Fig. 7 ist eine der Fig. 2 entsprechende Dargelöst, daß jede Brennkammer mit dem zugeordneten stellung, welche einen einer fünften Nachbrennart Abzugskanal über gleichmäßig über die Ofenlänge entsprechenden öffnungs- und Schließungszustand verteilte Verbindungskanäle mit regelbaren Schiebern der Schieber zeigt;

in Verbindung steht und daß in den Brennkammern Fig. 7a zeigt die der Fig. 7 entsprechende Nach-

und den Abzugskanälen regelbare Schieber in Ab- 65 brennkurve.

ständen zwischen je zwei Verbindungskanälen vor- Der in Fig. 1 dargestellte, im ganzen mit 1 be-

gesehen sind. Der erfindungsgemäße Ofen gestattet zeichnete erfindungsgemäße Tunnelofen besitzt eine

es, empfindliches Nachbehandlungsgut in der ge- mittlere Heizkammer 2, auf deren beiden Seiten mit

nicht dargestellten Brennern versehene Brennkam- dem öffnungs- und Schließungszustand der Schieber

mern 3 angeordnet sind. Diese Brennkammern sind abhängen.

von der Heizkammer 2 durch Muffeln oder Mauern 4 Wenn das Behandlungsgut vor einer Zone der aus feuerfestem Material getrennt, so daß das Be- Brennkammer vorbeiläuft, in welcher keine Wärmehandlungsgut während des Brennens oder Nach- 5 trägergase strömen, nimmt es offenbar keine Kalobrennens gegen die Flamme der Brenner geschützt rien auf, so daß seine Temperaturzunahme null oder ist. Das im allgemeinen auf Wagen 6 od. dgl. ange- wenigstens gering ist.

ordnete Behandlungsgut 5 durchläuft die Heizkam- F i g. 3 zeigt den Fall, daß die Schieber der Kanäle

mer mit einer vorzugsweise konstanten Geschwindig- 8 a, 8 c, 8 d, Sg und Sh sowie die Schieber 10 und 11

keit. ίο der Brennkammer und des Abzugskanals geschlossen

Unter jeder Brennkammer 3 befindet sich ein sind, während der strömungsaufwärts von dem

Abfuhrkanal 7 für die Abgase, mit welchem die Schieber 10 angeordnete Schieber 8 b und die beider-

Kammer durch eine gewisse Zahl von Kanälen 8 a seits des Schiebers 11 angeordneten Schieber 8/, 8 g

bis 8Λ (s. Fig. 2 bis 7) in Verbindung steht. Diese offen sind. Die Wärmeträgergase werden dann aus

Kanäle 8 a bis Sh sind mit regelbaren Schiebern 9 a 15 der Brennkammer über eine dem Abstand zwischen

bis 9h versehen, mit welchen sie verschlossen oder den Kanälen Sb und Se entsprechende Strecke L₃

geöffnet werden können. abgeführt und in diese auf einer dem Abstand Se

In jeder Brennkammer 3 und in jedem Abzugs- bis 8 g entsprechenden Strecke Z₃ wieder eingeführt,

kanal 7 für die Abgase sind ebenfalls Schieber 10 Aus Fig. 3a geht hervor, daß die Einführung der

bzw. 11 vorgesehen, deren jeder zwischen zwei Ka- so Wärmeträgergase in die Brennkammer über die

nälen vorgesehen ist, welche die Brennkammer mit Strecke Z₃ einem Temperaturanstieg des Behand-

ihrem zugeordneten Abzugskanal in Verbindung lungsgutes unter einem Winkel β bis zu einem ge-

setzen. wissen Wert H₃ entspricht, welcher von β und Z₃ ab-

In Fi g^ 2 ist die Einstellung der verschiedenen hängt, worauf eine Temperaturstufe dieses Werts H₃ Schieber für einen normalen Brennvorgang darge- 35 über die Strecke L₃ und schließlich ein Temperaturstellt. In diesem Fall soll der Wärmeträger, d. h. die anstieg unter einem Winkel α beobachtet wird, wobei Verbrennungsgase und die Abgase, möglichst lange dieser zweite Temperaturanstieg dem Umlauf der in der Brennkammer strömen, so daß sie das Maxi- Wärmeträgergase in der Brennkammer vor dem mum an Kalorien an das Behandlungsgut abgeben Kanal 8 & entspricht.

können, welches die Heizkammer gegensinnig durch- 30 Bei dem in Fig. 4 dargestellten Fall sind die

läuft. Bei dem dargestellten Fall läuft das Behänd- Kanäle 8a, 8c, 8/ offen, während die Kanäle Sb, Sd,

lungsgut in Richtung des Pfeils G von rechts' nach Se, Sg und Sh sowie die Schieber 10 und 11 ge-

links, während, die Wärmeträgergase gemäß dem schlossen sind.

Pfeil F von links nach rechts strömen. Fig. 4a zeigt; daß man dann durch Abfuhr der

Um die größte Strömung der Wärmeträgergase 35 Wärmeträgergase aus der Brennkammer über eine

in der Brennkammer zu erhalten, schließt man die kürzere Strecke L₄ und durch ihre Wiedereinführung

Schieber der Kanäle 8 a bis 8/ und läßt nur die über eine größere Strecke Z₄ einen größeren Tempe-

Schieber der Kanäle 8 g und 8 h offen. Natürlich raturanstieg bis auf einen Wert H₄ erhält,

bleibt der Schieber 10 der Brennkammer ebenfalls Fig. 5 zeigt eine andere Umlauf art der Gase, bei

offen. Der Schieber 11 kann dann eine beliebige 40 welcher die Kanäle 8 a, 8 e und 8/offen sind, während

Stellung einnehmen. In Fig. 2 ist dieser Schieber in die Kanäle 86, 8c, 8g und Sh und 8o" sowie die

geöffnetem Zustand dargestellt. Schieber 10 und 11 geschlossen sind.

In Fig. 2a ist die Brennkurve dargestellt, d. h. Fig. 5a zeigt die diesem Gasumlauf entsprechende die Kurve, welche die Temperatur des Behändlungs- Nachbrennkurve. Man erhält dann eine Temperaturgutes entsprechend seiner Stellung in dem Ofen an- 45 stufe mit einem Wert H₅, welcher infolge der Gleichgibt und diesem Umlauf der Verbrennungsgase ent- heit der Strecken Z₃ und Z₅ gleich dem der F i g. 3 ist, spricht. Das Behahdlungsgut speichert allmählich die Länge L₅ dieser Stufe ist dagegen erheblich größer Kalorien nach Maßgabe seines Vorrückens in der als in dem Fall der Fig. 3.

Heizkammer auf, so daß man eine etwa geradlinige Fig. 6 entspricht dem Fall, daß die Kanäle Sb, Se

Temperaturanstiegskurve erhält, welche mit der 50 und Sh offen sind, während die Kanäle 8 a, 8 c, Sd,

Abszissenachse einen Winkel β bildet, dessen Wert 8/ und 8 g sowie die Schieber 10 und 11 geschlossen

von der Temperatur der Wärmeträgergase abhängt. sind. Die Wiedereinführung der Abgase in die Brenn-

F i g. 3 bis 7 entsprechen dagegen verschiedenen kammer erfolgt dann über eine Strecke Z₆, so daß man

Nachbrennfällen. Bei einem Nachbrennen sucht man eine Temperaturstufe mit der Länge Z₆ und einem

eine Temperaturstufe dadurch herzustellen, daß ge- 55 Wert H₆ erhält.

wisse Schieber der Kanäle 8 so geschlossen werden, Da die Länge Z₆ etwa gleich der Länge I₄ (F i g. 4)

daß auf eine gewisse Strecke die in der Brennkammer ist, erhält man natürlich eine Temperaturstufe mit

strömenden Verbrennungsgase und Abgase abgeleitet einem Wert H₆, welcher etwa'gleich H₁ ist.

werden, indem man sie in den Abzugskanal leitet und In allen obigen Fällen sucht man während des

hierauf wieder in die Brennkammer einführt, um sie 60 Nachbrennens eine möglichst konstante Temperatur

von neuem abzuführen. Hierdurch erzeugt man in zu erhalten.

dem Tunnelofen Durchgänge für die Verbrennungs- Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß es bisweilen

gase und die Abgase, welche zum Teil durch einen möglich ist, das Nachbrennen des Behandlungsgutes

oder mehrere Abschnitte der Brennkammer und vorzunehmen, ohne daß eine genaue Temperatur-

durch einen oder mehrere Abschnitte des zugehörigen 65 stufe hergestellt werden muß, da diese stets einen

Abzugskanals gebildet werden, wobei die Lage und Zeitverlust in dem Behandlungszyklus darstellt. Man

die Länge dieser auf diese Weise benutzten Ab- , kann dann den Schieber 10 mehr oder weniger öffnen,

schnitte der Brennkammer und des Abzugskanals von um nur einen Teil der Gase abzuleiten und einen

Teil über die ganze Länge der Brennkammer zu leiten. Diese Gase, welche die Brennkammer durchlaufen, geben ihre Kalorien an das sich in der Heizkammer bewegende Behandlungsgut ab.

F i g. 7 zeigt eine diesem Fall entsprechende Umlaufart der Gase. Die Schieber der Kanäle 8a, Se und 8 h sind offen, während die Schieber der Kanäle 8b, 8 c, 8d, 8/ und 8 g sowie der Schieber 11 des Abzugskanals geschlossen sind. Der Schieber 10 der Brennkammer bleibt dagegen in einer Zwischenstellung, so daß er einen Teil der Verbrennungsgase und der Abgase durchläßt.

Aus der Kurve der F i g. 7 a geht hervor, daß man über eine Strecke I₁ einen Temperaturanstieg bis zu einem Wert H₇ und hierauf über eine Strecke L₇ einen Temperaturanstieg erhält, welcher durch einen geraden Abschnitt dargestellt wird, welcher mit der Waagerechten einen mehr oder .weniger großen Winkel bildet, so daß die Temperatur des Behandlungsgutes einen Wert H₁ + h erreicht, wobei h die Temperaturzunahme des Behandlungsgutes darstellt, wenn dieses den zwischen den offenen Kanälen 8e und 8 a liegenden Abschnitt der Heizkammer durchläuft. Durch Regelung der öffnung des Schiebers 10 verändert man den Wert von h. Der Wert, der h gegeben werden kann, hängt offenbar von der Art des nachzubrennenden Behandlungsgutes ab. Man sucht natürlich die größte mit der Festigkeit des Behandlungsgutes verträgliche Zeit zu gewinnen.

Es ist zu bemerken, daß bei Abfuhr der Verbrennungsgase und der Abgase aus der Brennkammer die Gefahr besteht, daß der Unterschied, welcher naturgemäß in einem Muffelofen zwischen den Temperaturen in dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Behandlungsgutes besteht, verstärkt wird. Bekanntlich zeigt bei Muffelofen das Behandlungsgut die Neigung, in der Vorwärmezone in dem oberen Abschnitt beträchtlich heißer zu werden als in dem unteren Abschnitt. Dies ist übrigens der Grund, warum die Muffeln mit einer gewissen Schräglage angeordnet sind, so daß sie mehr Wärme nach dem unteren Abschnitt des Einsatzes als nach seinem oberen Abschnitt strahlen. Um diesen Temperaturunterschied nicht übermäßig zu verstärken, müssen die am Gewölbe strömenden heißen Gase zu dem Fuß der Heizkammer zurückgeführt werden. Der Tunnelofen zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß daher mit Vorrichtungen versehen werden, welche eine Rückführung der Gase in die Vorwärmzone und die Erleichterung der Isothermie

ίο zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Behandlungsgutes ermöglichen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tunnelofen zum Nachbrennen von keramischem Behandlungsgut, wie Artikel aus verglastem Porzellan, mit einer zentralen Heizkammer, in welcher sich das nachzubrennende Behandlungsgut bewegt, und seitlich von dieser angeordneten Brennkammern, die von der Heiz-

kammer durch Wände oder Muffeln getrennt und mit Brennstoff gespeisten Brennern od. dgl. versehen sind, wobei Abzugskanäle für die Gase vorgesehen sind, die mit den Brennkammern in. Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Brennkammer (3) mit dem zugeordneten Abzugskanal (7) über gleichmäßig über die Ofenlänge verteilte Verbindungskanäle (8a, 8b, 8c.) mit regelbaren Schiebern (9a, 9b, 9c...) in Verbindung steht und daß in den Brennkammern (3) und den Abzugskanälen (7) regelbare Schieber (10,11) in Abständen zwischen je zwei Verbindungskanälen (8a,8b;8e,8f) ,vorgesehen sind.

2. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Brennkammern (3) sowie in den Abzugskanälen (7) und in den zwischen den Brennkammern (3) und den Abzugskanälen (7) angeordneten Schieber (10; 11; 9 a, 9b, 9c ...) zur Bildung der gewünschten Abgasleitung und somit der gewünschten Temperaturkurve einstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen