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Verfahren zum kontinuierlichen reduzierenden Brennen von
keramischen Erzeugnissen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von
Tunnelöfen und dgl. für das Brennen von keramischen Erzeugnissen mit im wesentlichen
entgegen der Brenngut-Durchlaufrichtung strömenden Ofengasen, wobei der Hauptgasströmung
eine kurzzeitige, in Ofenlängsrichtung pulsierende Bewegung überlagert wird (nach
Hauptanmeldung P 14 83 065.0)
zum reduzierenden kontinuierlichen Brennen von
keramischen Erzeugnissen.
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Das Problem, keramische Erzeugnisse in Durchlauföfen, z.B. Tunnelöfen,reduzierend
zu brennen,ist bisher noch nicht befriedigend gelöst. Bisher wurde zur Schaffung
einer reduziere.pden Ofenatmosphäre der Luft- bzw. Gasdurchsatz für eine gewisse
Zeit angehalten und in dieser Zeit wurde der Feuerzone Brennstoff aufgegeben. Bei
diesem bekannten Verfahren
treten im Ofen äußerst ungünstige Verbrennungsverhältnisse
auf, da die im Ofen zu diesem Zeitpunkt ruhende Ofenatmosphäre eine'achnel-le
Wärme-
übertragung auf das-Brenngut nicht erlaubt. Infolgedessen entstehen
in den Heizräumen sehr leicht Überhitzungen, die zu einer Deformation des Brenngutes
führen.
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Ein wirkungsvolleres reduzierendes Brennen gelang bisher nur im diskontinuierlichen
Verfahren in einzelnen Kammeröfen, wie z.B. Kassler-Öfen. Diese Kassler-Öfen wurden
so betrieben, daß,nachdem das Brenngut hochgeheizt war, die Feuerung abgemauert
wurde, so daß solange kein.neuer Luft-Sauerstoff an das Brenngut gelangte, bis dasselbe
auf etwa 500o C abgekühlt war. Ein derartiges diskontinuierliches Reduktionsverfahren
ist zwar wirkungsvoll und liefert@evtl. teilweise auch die gewünschten Ergebnisse,
es bedarf jedoch eines großen arbeitstechnischen und verfahrenstechnischen Aufwandes
und infolgedessen ist der Einsatz solcher Kammeröfen-zum reduzierenden Brennen recht
unwirtschaftlich.
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Auch das Verfeuern von festen Brennstoffen in Durchlauföfen und insbesondere
beim kontinuierlichen reduzierenden Brennen in Durchlauföfen war bisher äußerst
schwierig, und zwar unter anderem wegen der auf dem Brenngut zurückbleibenden Asche.
Die Entwicklung führte deshalb auf vorzugsweise flüssige
oder
gasförmige Brennstoffe zum Brennen von keramisehen Erzeugnissen in Durchlauföfen.
Derartige flüssige
oder gasförmige Brennstoffe sind jedoch dann
un-
brauchbar, wenn zum Erreichen besonderer-Brennfarben,
wie beispielsweise bei Buntklinkern, die Verwendung von festen
Brennstoffen unerläßlich ist.
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Mit den bekannten Brennverfahren ist in Durch-
lauföfen
bisher auch ein in seiner Qualität befriedi-
gendes Brennen von Erzeugnissen,
die aus stark
kohlehaltigem Material hergestellt werden, nicht
möglich.
Dies beruht darauf, daß in solchen Tonen
mehr Brennstoff enthalten ist, als
zum Brennen er-
forderlich ist. Der Mehrgehalt an Brennstoff im
Brenngut
verursacht bei dem bi-her bekannten Gegen-
strombrennverfahren, das
mit begrenzter und vom
Brenngutdurchsatz abhängiger Luft- bzw. Gaameng.e
arbeitet, in der Feuerzone eine Überhitzung den
Brennguts.
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Die.Auf gebe der Erfindung besteht darin, ein
Verfahren zu
schaffen, d4S die vorstehend beschriebenen
Mängel vermeidet und mit
dessen Hilfe ein konti-
nuierliches reduzierendes Brennen und Abkühlen
möglich
ist. Es soll mit Hilfe des zu schaffenden
Verfahrens und mit den
Einrichtungen zur Durch-
führung dieses Verfahrens auch möglich sein, in
Durchlauföfen
auch feste Brennstoffe unter Vermeidung
der bisher bei Verwendung fester
Brennstoffe auf-
tretenden Nachteile zu verfeuern. Weiterhin
sollen
Formlinge aus hochkohlehaltigen Tonen mit Hilfe
des zu schaffenden
Verfahrens gebrannt werden können.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe des eingangs
er-
wähnten Verfahrens dadurch gelöst, daß die Wärmeab-
fuhr aus dem
Tunnelofen ohne Gas- bzW. Luftzufuhr
zum Ofenraum über mit der
Abkühlzone des Tunnelofens
verbundene Wärmeaustauscheinrichtungen
erfolgt.
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Die Wärmeabfuhr
ohne Gas- bzw.
Luftzufuhr hat
den
großen Vorteil, daß :die reduzierende Ofenatmosphäre
sehr,genau
einstellbar
ist, wobei die Einstellbe-
dingungen entsprechend den jeweils vorliegenden
Er-
fordernissen gewählt werden können. Die bei den bis-
her bekannten
kontinuierlichen
Verfahren auftretende
unerwünschte
Nachoxydation infolge
des durch die
Kühlprobleme bedingten Luftüberschusses entfällt
bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren. Die pulsierende
Gasbewegung schafft ohne
Frischluftzutritt
zur Ab-
kühlzone des Ofens intensive, stufenlose
Gasbewegungs-
und Wärmeübertragungsverhältnisse.
Die
intensive Gasbewegung
oder Luftbewegung erstreckt
auch |
sich über den gesamten Ofenbereich, alsoo n der |
Feuerzone bis zum Gutaustragsende
des Ofens. Hierdurch
wird das
reduzierend wirkeriile
Gas in der Kühlzone
besonders intensiv mit dem
Brenngut in Berührung ge-
bracht. Die Reduzierung
erfolgt also mit
erhöhter
Intensität.
Zur Verfeuerung fester Brennstoffe,
wie sie
für das Erzeugen gewisser Brennfarben notwendig
sind, hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, ganz oder
teilweise im pulsierenden Gasstrom
liegende Ver-
brennungsroste zur Aufnahme
fester Brennstoffe vor-
,
zusehen.
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Die Lage der Verbrennungsroste im pulsierenden Gasstrom führt
zu einer besonders guten und leichten
Einstellbarkeit der Verbrennungsgase,
insbesondere
zur leichten Einstellmöglichkeit des C02/CO-Verhältnisses.
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Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die Ver- brennungsroste
von der Ofendecke aus 'beschickbar sind und daß die Verbrennungsrückstände-unterhalb
der durch die Verbrennungsroste gebildeten Feuer-
stellen abgiehbar
sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders
vorteilhaft
bei Tunnelöfen mit zwei oder mehr Gut-
fördersträngen-anzuwenden.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Verbrennungsroste
in zwischen den einzelnen Gutfördersträngen angeordneten Überführungsöffnungen
anzu-
ordnen.
Es.witd erfindungsgeMäß ferner vorgeschlagen,
Saß
durch die zwischen den Gutfördersträngen des
hunnelofens angeordneten
Überführungsöffnungen Frisch-
und/oder Heißgas abgeführt wird. Dadurch kann
überschüssige Wärme
entnommen und Frischluft in
intensiver Weise in den Brennraum Eingemischt
werden.
Der Mischvorgang*an den Überführungsäffnungen
ist
besonders vorteilhaft, da durch die guten Einmischverhältnisse
weder Unterkühlung noch Überhitzungen
des Brenngutes--entstehen
können. Somit kann in der
Brennzone eine gleichmäßige Temperatur auf ge-
wünschter
Höhe gehalten werden. -Die Erfindung schlägt schließlich vor, daß zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen.Yerfahrens an
sich bekannte Ausgleichseinrichtungen,
beispielsweise
Blasbälge oder Gasometerglocken angeordnet sind,
mit
deren Hilfe die rhythmisch erfolgende Gasbewegung
im Tunnelofen
erzeugt wird.
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Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, diese Ausgleichseinrichtungen
jeweils im Bereich des Ofenein- und im Bereich des Ofenausgangs anzu-
ordnen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben. Es
zeigent
Fig. 1 einen vertikalen
Längsschnitt durch einen
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren be-
triebenen
Tunnelofen,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang Linie-B- -C
in
Fig. 1,
Fi'g. 3 einen horizontalen Längsschnitt durch
den
Tunnelofen gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt entlang
der Linie A-B in Fig. 3.
Der Tunnelofen 1 weist zwei
Gutförderstränge 14 und 15 auf, die durch Überführungsöffnungen
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miteinander in Verbindung stehen. Die Überführungs-
öffnungen sind-
in der Zwischenwand 16 angeordnet.
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Die beiden Gutförderstränge 14 gmd 15 stehen
außerdem durch die Ventilatoren bzw. Gebläse 2 und 11 mit-
einander in
Verbindung. Zwischen-dem in seiner Förderrichtung umschaltbaren Ventilator
2 und dem Gut-
förderstrang 14 ist ein Wärmeaustauscher 3b ange-
ordnet.
Zwischen dem Ventilator 2 und dem Gutförder-.Strang 15 ist ein Wärmeaustauscher
3a angeordnet.
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Die beiden Wärmegustauscher 3a und 3b sitzen auf
der
Ofendecke 13.
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Die Decke 13 weist eine@Deckenöffnung 8 auf,
mit der
ein Beschickungsapparat 9 zur Beschickung
des Verbrennungsrostes 11
mit festen Brennstoffen vorgesehen ist. Die Verbrennungsrückstände können
in
einem unterhalb der eigentlichen Ofenräume angeordneten Kanal abgezogen
werden.
Der Tunnelofen weite weiterhin einen Kamin
7
auf.
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Mit Hilfe deg in seiner Förderrichtung umschalte
baren Ventilatorg 2, dem jeweils Wärmeaustauscher 3a bzw.
3b vor- bzw.
sind, wird ein
Luft- bzw. Gasförderkreis 4 mit rhythmisch wechselnder
Bewegung
der Ofenatmosphäre in den Gutfördersträngen erzeugt. Die Gasbewegung ist
durch die entsprechenden
Pfeile des Luft- bzw. Gasförderkreises
4 in Fig. 3
angedeutet.
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Mit Hilfe des Gebläses 11 wird ebenfalls ein
rhythmisch wechselnder
Luft- bzw. Gasförderkreis 4a
(vergl. Fig. 3) erzeugt.
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Die zur Verbrennung benötigte Luft wird direkt im Bereich
der Feuerzone in den Ofen eingeführt und das Abgasidrd in üblicher
Weise über einen Kamin 7
abgeführt.
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Die Wärmeabfuhr aus den Wärmeaustauschern 3a
und 3b
erfolgt über den Kühlkreis 6.