DE19706350B4

DE19706350B4 - Kühlvorrichtung für Öfen, insbesondere für Tunnelöfen

Info

Publication number: DE19706350B4
Application number: DE1997106350
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Castellarano Pifferi
Original assignee: Sacmi Forni SpA
Current assignee: Sacmi Forni SpA
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: DE19706350A1; IT1287623B1; ES2151335A1; ES2151335B1; ITRE960008A1

Abstract

Kühlvorrichtung für Öfen, insbesondere für Tunnelöfen, die mit einer Rolleinrichtung für den Transport des Materials ausgestattet sind, mit folgenden Merkmalen:
einem hohlem Kollektor (5), der quer zu einem Teil des Ofens angeordnet ist, wobei der Kollektor mit radialen Öffnungen (6) versehen ist, die in gleichem Abstand zueinander und direkt in Richtung der Rolleinrichtung (3) des Ofens aneinandergereiht sind,
Einrichtungen zur Erzeugung eines das transportierte Material kühlenden Gases aus einer Mischung aus Raumluft und Brenngas aus einem Gasbrenner (7), wobei die Einrichtungen mit einem Ende des Kollektors verbunden sind,
eine Temperatur-Ermittlungssonde (14), die im Innenraum des Ofens in dem Teil angeordnet ist, der den Kollektor (5) beinhaltet, und
Einrichtungen, die die Zufuhr und die Temperatur der Gasmischung in Abhängigkeit der von der Temperatur-Ermittlungssonde (14) ausgehenden Signale kontrollieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Öfen, insbesondere für Tunnelöfen, die mit einer Rolleinrichtung für den Transport des Materials ausgestattet sind.
Von großer Bedeutung ist für diese Vorrichtungen, dass im Endabschnitt des Ofens für Fliesen die Möglichkeit besteht, die Abkühlung zu regulieren und letztlich nicht nur die Unversehrtheit des Materials zu bewahren, sondern auch die geometrischen Merkmale.
Es ist daher unentbehrlich, dass nicht nur die Abkühlung des Endabschnittes des Ofens gemäß einer genau festgelegten Kurve erfolgt, sondern auch und haupt sächlich, dass die Temperatur des Ofens überall im Querabschnitt des Ofens homogen bleibt, und zwar oberhalb und unterhalb der Fliese.
Im allgemeinen sollte oberhalb und unterhalb der Fliese die Abkühlungskurve dieselbe sein.
Um eine Planarität des Produktes zu erhalten, ist es für einige besondere Produkte erforderlich, daß sich die Abkühlungskurve von der oberen und der unteren Seite des Produktes merklich unterscheidet.
In anderen Worten, in gewissen Fällen ist es wünschenswert, den Abkühlungsprozess, der aber immer genau kontrolliert wird, auf den zwei Oberflächen der Fliese auch leicht zu differenzieren, um diesen Prozess in der Querrichtung homogen zu erhalten.
Diese Anforderung ist notwendig, denn wenn eine Oberfläche der Fliese einer Temperatur ausgesetzt ist, die sich auch nur ein wenig von der vorteilhaften bzw. passenden unterscheidet, kann die Planarität der Fliese nicht mehr gewährleistet werden.
Es ist bekannt, die Temperatur der verschiedenen Sektionen des Ofens durch Zuführung von Luft mit Raumtemperatur mittels einem Kollektor, der mit Öffnungen versehen ist, der für die obere als auch für untere Oberfläche der Fliese von Bedeutung ist, zu regeln.
Das Ausmaß der Abkühlung wird durch die Menge der zugeführten Luft geregelt, und es ist daher offensichtlich, dass man eine größere Abkühlung durch eine hohe Luftzufuhr und durch eine Drosselung der Luftzufuhr eine geringere Abkühlung erhält.
Das Ausmaß der Zufuhr wird üblicherweise mittels Einrichtungen, wie von zweckmäßig angebrachten Temperaturermittlern, die in verschiedenen Sektionen des Ofens angebracht sind, überwacht. Trotz der großen bzw. weiten Verbreitung der oben genannten Kühlsysteme war es bisher nicht möglich, eine so genaue Regulierung, wie eigentlich notwendig ist, zu erhalten, und es liegt hauptsächlich an der Schwierigkeit, die Luftzufuhr so genau zu regeln, dass auch große Temperaturunterschiede zwischen der oberen und der unteren Ebene der Rolleinrichtung in homogener Art und Weise im Querabschnitt des Ofens erzielbar sind, insbesondere bei den einschichtigen Öfen, die doch beträchtliche Breiten aufweisen.

Aus der DE-AS 1 154 134 geht eine Kühlvorrichtung für einen Durchlaufofen, der mit Rollen für den Transport des Materials ausgerüstet ist, hervor, wobei die Kühleinrichtung aus quer zur Transportrichtung angeordneten Rohren besteht, Einrichtungen zur Zufuhr eines Kühlgases aufweist, die mit den Rohren verbunden sind, und optische Temperaturfühler, die in dem Ofenbereich angeordnet sind, der die Kühlvorrichtung enthält.

Kühlvorrichtungen mit Rohren, die radiale mit Abstand zueinander angeordnete Öffnungen aufweisen, die direkt in Richtung der Rolleinrichtung des Ofens aneinandergereiht sind, sind aus der DE 43 36 364 A1 , der DE 30 26 176 A1 und der DE-PS 633 566 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung der eingangs erwähnten Art für ein zu kühlendes Gas zur Verfügung zu stellen, welche die thermische Wirkung des zu kühlenden Gases mit höchster Genauigkeit reguliert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale lässt sich die thermische Wirkung des zu kühlenden Gases äußerst präzise regulieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtungen zur Erzeugung des kühlenden Gases den Gasbrenner, ein kräftiges Ventilatorschwungrad, das dem Gasbrenner überschüssige verbrennungsfördernde Luft zuführt, und Einrichtungen zur Teilung oder Drosselung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad zugeführt wurde, beinhalten, und dass weiters ein Mikroprozessor zur Steuerung eines Ventils oder einer Teilungsklappe und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners als Reaktion auf Signale der Temperatur-Ermittlungssonde und als Funktion der von außen erhaltenen Instruktionen vorgesehen ist.

In vorteilhafter Weise kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Einrichtungen zur Erzeugung des kühlenden Gases eine Mischkammer außerhalb des Kollektors beinhalten, in oder an welcher der Gasbrenner wie auch ein kräftiges Ventilatorschwungrad, das verbrennungsfördernde Luft direkt zu dem Gasbrenner und Raumluft direkt in das Innere der Mischkammer befördert, vorgesehen ist, dass weiters Einrichtungen zur Teilung oder Drosselung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad der Mischkammer zugeführt wurde, vorgesehen sind, und dass zur Überprüfung der Regelung des Ventils oder der Teilungsklappe und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners auf die Signale der thermischen Sonde ein extern programmierbarer Mikroprozessors vorgesehen ist.

Der Ventilator mit dem kräftigen Ventilatorschwungrad führt die unter Druck stehende Raumluft dem Inneren des hohlen Kollektors mittels einem Gasbrenner zu, der – wenn erforderlich – die Brenngase gemischt mit einem Übermaß bzw. Übergewicht an Luft entlädt.

Alternativ hierzu führt das kräftige Ventilatorschwungrad mittels einer Abzweigung dem Brenner die richtige Menge der brennbaren Luft zu, und mittels einer anderen Abzweigung wird Raumluft direkt in den Kollektor eingeführt.

Mit dieser Art und Weise kann das für die Abkühlung der Fliesen vorgesehene Gas – falls erforderlich – auch höhere Temperaturen als die Raumluft aufweisen und es erlaubt auf beiden Oberseiten der Fliesen den gewünschten Temperaturgradienten zu halten. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Länge des Kollektors ist für die Breite des Ofens von Bedeutung, an welchem Gas-Zufuhreinrichtungen, die mit kontrollierter Temperatur und kontrollierter Zufuhr gespeist werden, angeordnet sind.

Die Vorzüge und die funktionellen und konstruktiven Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren, die zwei besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen zeigen, ersichtlich, welche als Beispiele und nicht als Einschränkung zu verstehen sind.
1 zeigt einen Querschnitt des Ofens einer ersten Ausgestaltungsform der Erfindung;
2 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt des Ofens einer zweiten Ausgestaltungsform der Erfindung;
3 ist der Schnitt entlang der Linie III-III in der 1.
Aus den Figuren sind Seitenwände 1 und 2 von einem einschichtigen Tunnelofen ersichtlich, die aus feuerbeständigem Mauerwerk bestehen, und zwischen denen eine drehbare Rolleinrichtung 3, bestehend aus einer Ebene bzw. Fläche an Rollen, auf der Fliesen 4 fahren, angeordnet ist.
Die Fliesen sind in gleichem Abstand in Längsrichtung wie auch in Querrichtung zur Bewegung angeordnet, und sind der Brennzeit der Sektionen des abgebildeten Ofens, gemäß einer sehr rigoros eingehaltenen Temperaturkurve ausgesetzt.
Nach der beschriebenen höchsten Brennzeit, unabhängig von den Mitteln, die die Erwärmung bewirken, müssen sich die Fliesen progressiv und einheitlich bis zum Verlassen des Ofens abkühlen.
Gemäß der Erfindung, wird die Abkühlung mittels einer Gaseinströmung in den Ofen, die offensichtlich eine niedrigere Temperatur als die der Fliesen aufweist erreicht. Die Temperatur ist so gewählt, daß die Fliesen nicht durch innere Spannungen beschädigt werden.
Die inneren Spannungen, die von einer nicht kontrollierbaren Abkühlung auf den beiden Oberflächen der Fliese verursacht werden, rufen eine Reihe von Nachteilen, die dem Fachmann bekannt sind, hervor, als letzteres der Verlust der Planarität der Fliese.
Aus diesem Grund wird die Abkühlung ganz vorsichtig durchgeführt, indem man Raumluft über eine große Zeitdauer einführt, welche sich negativ auf die Länge des Ofens als auch auf die Dauer des Zyklus auswirkt, was alles ökonomische Auswirkungen nach sich zieht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind hohle Kollektoren 5 vorgesehen, z.B. in röhrenartiger Form, die an einem Ende geschlossen sind und am anderen Ende in bzw. an der Seitenwand 2 des Ofens gelagert sind und quer zum Ofen sowohl oberhalb wie auch unterhalb der Rolleinrichtung 3 angeordnet sind.
Für die Kollektoren wird geeignetes Material verwendet, das die im Inneren des. Ofens vorherrschenden hohen Temperaturen aushält, wie z.B. Siliziumkarbid oder Materialien auf Wolframbasis. Die Kollektoren 5 weisen Öffnungen 6 auf.
Die Öffnungen 6 können in einer oder mehreren Linien aneinandergereit werden und sind vorzugsweise radial und in gleichem Abstand zueinander in Richtung der Rollebene angeordnet.
Die Öffnungen 6 haben einen unterschiedlichen Querschnitt in der Art und Weise, daß dieselbe Abkühlung auf der gesamten Breite des Ofens garantiert wird.
Außerhalb der Seitenwand 2 sind Einrichtungen vorgesehen, die die Zufuhr des Kühlgases und die Temperatur genau kontrollieren.
Gemäß der in 1 dargestellten Lösung bestehen diese Einrichtungen aus einem Gasbrenner 7, dem brennbare Luft im Übermaß von einem kräftigen Ventilatorschwungrad 8 zugeführt wird.
Auf der Zufuhrleitung des Ventilatorschwungrades 8 ist vorzugsweise ein Ventil bzw. eine Teilungsklappe 9 vorgesehen, die von einem externen Servomechanismus 10 gesteuert wird.
Aus der 1 sind auch eine Zufuhrröhre 11 des Gases zu dem Brenner 7 und Leitungen bzw. Drähte 12 ersichtlich, die die Zündung und die Abschaltung desselben steuern.
Der Servomechanismus 10 und die Zünd- und Abschalteinrichtungen des Brenners 7 sind mittels einem externen, programmierbaren Mikroprozessor 13 gesteuert, der die Signale von einer Temperatur-Ermittlungssonde 14, die im Innern des Ofens angeordnet ist, erhält.
Die soeben beschriebene Ausführungsform ist zur Anwendung für jene Sektionen im Ofen geeignet, die sich in den wärmeren bzw. heißeren Zonen befinden, nachdem sein Abkühlvorgang gewisse Limits nicht überschreiten kann.
Der Abkühlvorgang der oben beschriebenen Vorrichtung ist maximal, wenn maximale Raumluft zugeführt wird und minimal, wenn der Brenner eingeschaltet bleibt.
Die dazwischenliegenden Bedingungen bzw. Temperaturen sind Dank der wechselnden Abschaltung des Brenners und der Regulierung der Ventil- bzw. Teilungsklappe 9, die vom Mikroprozessor 13 gesteuert werden; möglich.
Die von dem Ventilatorschwungrad 8 zugeführte Luft kann gewisse Zufuhrmengen nicht überschreiten, da ein Überschuss an Sauerstoff die Instabilität der Flamme des Brenners verursacht.
Demzufolge muss der. Abkühlvorgang kraftvoller sein, was aus der Ausführungsform der Erfindung gemäß 2 ersichtlich ist.
Dort wurden dieselben Bezugszeichen wie in 1 verwendet, um die gemeinsamen Teile zu unterscheiden.
Der 2 ist zu entnehmen, daß korrespondierend zu dem offenen Ende des Kollektors 5, eine Mischkammer 15 angeordnet ist, die offensichtlich aus einem ähnlichen Material wie der Kollektor 5 ausgebildet ist. In die Kammer 15 ist ein Brenner 7 eingesetzt und es mündet eine Pressluftzufuhrleitung 80, die von dem Ventil bzw. der Teilungsklappe 9 geteilt wird, welches bzw. welche dem Servomechanismus 10 unterworfen ist.
Die Zufuhrleitung 80 ist eine Abzweigung der Zufuhrleitung des Ventilatorschwungrades 8, und ist parallel zu einer letzten Abzweigung 81 angeordnet, welche die unbedingt notwendige Menge an brennbarer Luft dem Brenner 7 zuführt.
Dank der oben genannten Vorrichtung kann eine gewünschte Menge Raumlauft zugeführt werden, unabhängig von der Notwendigkeit des Brenners.
So wird der gewünschte Abkühlungseffekt erhalten.
Es soll noch verdeutlicht werden, daß die genannten Kühlelemente und die entsprechenden Zufuhr- und Reguliereinrichtungen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Rolleinrichtung angeordnet werden und in dem gesamten Endabschnitt des Ofens verteilt sind, vorzugsweise in der schnellen Abkühlzone.

Claims

Kühlvorrichtung für Öfen, insbesondere für Tunnelöfen, die mit einer Rolleinrichtung für den Transport des Materials ausgestattet sind, mit folgenden Merkmalen: einem hohlem Kollektor (5), der quer zu einem Teil des Ofens angeordnet ist, wobei der Kollektor mit radialen Öffnungen (6) versehen ist, die in gleichem Abstand zueinander und direkt in Richtung der Rolleinrichtung (3) des Ofens aneinandergereiht sind, Einrichtungen zur Erzeugung eines das transportierte Material kühlenden Gases aus einer Mischung aus Raumluft und Brenngas aus einem Gasbrenner (7), wobei die Einrichtungen mit einem Ende des Kollektors verbunden sind, eine Temperatur-Ermittlungssonde (14), die im Innenraum des Ofens in dem Teil angeordnet ist, der den Kollektor (5) beinhaltet, und Einrichtungen, die die Zufuhr und die Temperatur der Gasmischung in Abhängigkeit der von der Temperatur-Ermittlungssonde (14) ausgehenden Signale kontrollieren.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung des kühlenden Gases den Gasbrenner (7), ein kräftiges Ventilatorschwungrad (8), das dem Gasbrenner (7) überschüssige verbrennungsfördernde Luft zuführt, und Einrichtungen (9) zur Teilung oder Drosselung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad (8) zugeführt wurde, beinhalten, und dass weiters ein Mikroprozessor (13) zur Steuerung eines Ventils oder einer Teilungsklappe (9) und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners (7) als Reaktion auf Signale der Temperatur-Ermittlungssonde (14) und als Funktion der von außen erhaltenen Instruktionen vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung des kühlenden Gases eine Mischkammer (15) außerhalb des Kollektors (5) beinhalten, in oder an welcher der Gasbrenner (7) wie auch ein kräftiges Ventilatorschwungrad (8), das verbrennungsfördernde Luft direkt zu dem Gasbrenner (7) und Raumluft direkt in das Innere der Mischkammer (15) befördert, vorgesehen ist, dass weitere Einrichtungen (9) zur Teilung oder Drosselung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad (8) der Mischkammer (15) zugeführt wurde, vorgesehen sind, und dass zur Überprüfung der Regelung des Ventils oder der Teilungsklappe (9) und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners (7) auf die Signale der Temperatur-Ermittlungssonde (14) ein extern programmierbarer Mikroprozessors (13) vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (5) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (5) sowohl oberhalb als auch unterhalb der Rolleinrichtung (3) des Ofens in verschiedenen Sektionen des Endabschnittes desselben angeordnet ist.